Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.18
no.12
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pp.1122-1131
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2012
This paper presents obstacle avoidance method for scout robot or industrial robot in unknown environment by using IR sensor and vision system. In the proposed method, robots share the information where the obstacles are located in real-time, thus the robots can choose the best path for obstacle avoidance. Using IR sensor and vision system, multiple robots efficiently evade the obstacles by the proposed cooperation method. No landmark is used at wall or floor in experiment environment. The obstacles don't have specific color or shape. To get the information of the obstacle, vision system extracts the obstacle coordinate by using an image labeling method. The information obtained by IR sensor is about the obstacle range and the locomotion direction to decide the optimal path for avoiding obstacle. The experiment was conducted in $7m{\times}7m$ indoor environment with two-wheeled mobile robots. It is shown that multiple robots efficiently move along the optimal path in cooperation with each other in the space where obstacles are located.
In this paper, we present performance comparison of two methods to localize multiple robots. One is extended Kalman filter and the other is constraint propagation technique. Extended Kalman filter is conventional probabilistic method which gives the sub-optimal estimation rather than guarantee any boundary for true position of robot. In case of constraint propagation, it can give a boundary containing true robot position value. Especially, we deal with cooperative localization problem in outdoor environment for multiple robots equipped with GPS, gyro meter, wheel encoder. In simulation results, we present strength and weakness for localization methods based on extend Kalman filter and constraint propagation technique.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.14
no.4
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pp.1603-1623
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2020
Multiple Mobile Robots System (MMRS) has shown many attractive features in lots of real-world applications that motivate their rapid and wide diffusion. In MMRS, the Cooperative Localization (CL) is the basis and premise of its high-performance task. However, the statistical characteristics of the system noise should be already known in traditional CL algorithms, which is difficult to satisfy in actual MMRS because of the numerous of disturbances form the complex external environment. So the CL accuracy will be reduced. To solve this problem, an improved Adaptive Active Cooperative Localization (A2CL) algorithm based on information optimization strategy for MMRS is proposed in this manuscript. In this manuscript, an adaptive information fusion algorithm based on the variance component estimation under Extended Kalman filter (VCEKF) method for MMRS is introduced firstly to enhance the robustness and accuracy of information fusion by estimating the covariance matrix of the system noise or observation noise in real time. Besides, to decrease the effect of observation uncertainty on CL accuracy further, an observation optimization strategy based on information theory, the Model Predictive Control (MPC) strategy, is used here to maximize the information amount from observations. And semi-physical simulation experiments were carried out to verity the A2CL algorithm's performance finally. Results proved that the presented A2CL algorithm based on information optimization strategy for MMRS cannot only enhance the CL accuracy effectively but also have good robustness.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.11
no.4
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pp.322-329
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2005
This paper considers the application of mobile robot to the herding problem. The herding problem involves a ‘pursuer’ trying to herd a moving ‘evader’ to a predefined location. In this paper, two mobile robots act as pursuer and evader in the fenced area, where the pursuer robot uses a fuzzy cooperative decision strategy (FCDS) in the herding algorithm. To herd evader robot to a predefined position, the pursuer robot calculates strategic herding point and then navigates to that point using FCDS. FCDS consists of a two-level hierarchy: low level motion descriptors and a high level coordinator. In order to optimize the FCDS, we use the multithread evolutionary programming algorithm. The proposed algorithm is implemented in the real mobile robot system and its performance is demonstrated using experimental results.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2001.04a
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pp.249-254
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2001
Abstract In this paper, we propose a method of cooperative control based on artifical intelligent system in distributed autonomous robotic system. In general, multi-agent behavior algorithm is simple and effective for small number of robots. And multi-robot behavior control is a simple reactive navigation strategy by combining repulsion from obstacles with attraction to a goal. However when the number of robot goes on increasing, this becomes difficult to be realized because multi-robot behavior algorithm provide on multiple constraints and goals in mobile robot navigation problems. As the solution of above problem, we propose an architecture of fuzzy system for each multi-robot speed control and fuzzy-neural network for obstacle avoidance. Here, we propose an architecture of fuzzy system for each multi-robot speed control and fuzzy-neural network for their direction to avoid obstacle. Our focus is on system of cooperative autonomous robots in environment with obstacle. For simulation, we divide experiment into two method. One method is motor schema-based formation control in previous and the other method is proposed by this paper. Simulation results are given in an obstacle environment and in an dynamic environment.
본 논문은 다수의 이동로봇들의 협조운동을 위해서 퍼지알고리즘을 적용하였다. 그리고. 보다 정확한 정보획득을 위해서 슈퍼바이저 시스템의 적용을 제안한다. 제안된 알고리즘에 대한 효과는 등간격원 모양으로 로봇들이 정렬할 때까지의 시간으로 나타내었으며, 슈퍼바이저 시스템을 적용한 것과 그렇지 않은것에 대한 비교를 컴퓨터 모의실험으로 그 결과를 보였다.
Recently, robotic automation in clinical laboratory becomes of keen interest as a fusion of bio and robotic technology. In this paper, we present a new robotic platform for clinical tests suitable for small or medium sized laboratories using mobile robots. The mobile robot called Mobile Agent is designed as transfer system of blood samples, reagents, microplates, and any instruments. Also, the developed mobile agent can perform diverse tests simultaneously based on its cooperative and distributed ability. The driving circuits for the mobile agent are embedded in the robot, and each mobile agent communicates with other agents by using Bluetooth communication. The RFID system is used to recognize patient information. Also, the magnetic hall sensor is embedded to remove and compensate the cumulated error of locomotion at the bottom of mobile agent. The proposed mobile agent can be easily used for various applications because it is designed to be compatible with general software development tools. The Mobile agents are manufactured, and feasibility of the robot and localization of the agents using magnetic hall sensor are validated by preliminary experiments.
Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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1998.03a
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pp.127-130
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1998
In this paper, we propose a method of cooperative control(T-cell modeling) and selection of group behavior strategy(B-cell modeling) based on immune system in distributed autonomous robotic system(DARS). Immune system is living body's self-protection and self-maintenance system. Thus these features can be applied to decision making of optimal swarm behavior in dynamically changing environment. For the purpose of applying immune system to DARS, a robot is regarded as a B cell, each environmental condition as an antigen, a behavior strategy as an antibody and control parameter as a T-call respectively. The executing process of proposed method is as follows. When the environmental condition changes, a robot selects an appropriate behavior strategy. And its behavior strategy is stimulated and suppressed by other robot using communication. Finally much stimulated strategy is adopted as a swarm behavior strategy. This control scheme is based of clonal selection and idiotopic network hypothesis. And it is used for decision making of optimal swarm strategy. By T-cell modeling, adaptation ability of robot is enhanced in dynamic environments.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S
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v.36S
no.6
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pp.67-75
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1999
The sensing and communication abilities of a mobile robot are essential to cooperative behavior in distributed autonomous robotic systems. In general, as the number of robot goes on increasing, the limitation of communication capacity and information overflow occur in global communication capacity and information overflow occur in global communication system. Therefore a local communication is more effective than global one. In this paper, we analyze information propagation mechanism based on local communication. To find an optimal communication radius, we propose three methods with different conditions. Also, to avoid chaotic behavior which occurs when a robot obtains and loses information, we find stable condition of information propagation.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.16
no.2
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pp.131-137
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2006
In swarm robot systems, each robot must behaves by itself according to the its states and environments, and if necessary, must cooperates with other robots in order to carry out a given task. Therefore it is essential that each robot has both learning and evolution ability to adapt the dynamic environments. In this paper, the new learning and evolution method based on reinforcement learning having delayed reward ability and distributed genetic algorithms is proposed for behavior learning and evolution of collective autonomous mobile robots. Reinforcement learning having delayed reward is still useful even though when there is no immediate reward. And by distributed genetic algorithm exchanging the chromosome acquired under different environments by communication each robot can improve its behavior ability. Specially, in order to improve the performance of evolution, selective crossover using the characteristic of reinforcement learning is adopted in this paper. we verify the effectiveness of the proposed method by applying it to cooperative search problem.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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