• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권12호
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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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.345-348
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• 1997

In this paper, a motion control algorithm is developed using a fuzzy control and the optimization of performance function, which makes a robot arm avoid an unexpected obstacle when the end-effector of the robot arm is moving to the goal position. During the motion, if there exists no obstacle, the end-effecter of the robot arm moves along the pre-defined path. But if there exists an obstacle and close to the robot arm, the fuzzy motion controller is activated to adjust the path of the end-effector of the robot arm. Then, the robot arm takes the optimal posture for collision avoidance with the obstacle. To show the feasibility of the developed algorithm, numerical simulations are carried out with changing both the positions and sizes of obstacles. It was concluded that the proposed algorithm gives a good performance for obstacle avoidance.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.195-196
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• 2019

현재 개발 중인 자율주행 선박의 안전한 자율주행 운항 안전성을 확보하기 위하여 COLREG를 바탕으로 하는 다중 장애물회피 알고리즘을 연구하였다.RADAR에서 제공하는 외부 장애물의 VECTOR 값을 활용하여 각 장애물의 CPA와 TCPA를 분석하여 기 값을 기준으로 장애물을 구분하고 다중 장애물 회피 상황을 고려한 위험도 산정하였고 최소한의 안전 상황을 확보하기 위한 회피 동작 적용 방법에 관한 연구를 하였다.

• 로봇학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.212-218
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• 2008

Collision avoidance is a fundamental and important task of an autonomous mobile robot for safe navigation in real environments with high uncertainty. Obstacles are classified into static and dynamic obstacles. It is difficult to avoid dynamic obstacles because the positions of dynamic obstacles are likely to change at any time. This paper proposes a scheme for vision-based avoidance of dynamic obstacles. This approach extracts object candidates that can be considered moving objects based on the labeling algorithm using depth information. Then it detects moving objects among object candidates using motion vectors. In case the motion vectors are not extracted, it can still detect the moving objects stably through their color information. A robot avoids the dynamic obstacle using the dynamic window approach (DWA) with the object path estimated from the information of the detected obstacles. The DWA is a well known technique for reactive collision avoidance. This paper also proposes an algorithm which autonomously registers the obstacle color. Therefore, a robot can navigate more safely and efficiently with the proposed scheme.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.231-240
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• 2023

심층 강화 학습(Deep Reinforcement Learning)을 사용한 경로 계획에서 장애물을 자동으로 회피하기 위해 로봇을 학습시키는 일은 쉬운 일이 아니다. 많은 연구자가 DRL을 사용하여 주어진 환경에서 로봇 학습을 통해 장애물 회피하여 경로 계획을 수립하려는 가능성을 시도하였다. 그러나 다양한 환경에서 로봇과 장착된 센서의 오는 다양한 요인 때문에 주어진 시나리오에서 로봇이 모든 장애물을 완전히 회피하여 이동하는 것을 실현하는 일은 흔치 않다. 이러한 문제 해결의 가능성과 장애물을 회피 경로 계획 실험을 위해 테스트베드를 만들었고 로봇에 카메라를 장착하였다. 이 로봇의 목표는 가능한 한 빨리 벽과 장애물을 피해 시작점에서 끝점까지 도달하는 것이다. 본 논문에서는 벽과 장애물을 회피하기 위한 DRL의 가능성을 검증하기 위해 이중 심층 Q 네트워크(DDQN)를 제안하였다. 실험에 사용된 로봇은 Jetbot이며 자동화된 경로 계획에서 장애물 회피가 필요한 일부 로봇 작업 시나리오에 적용할 수 있을 것이다.

• 로봇학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.186-193
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• 2008

We propose a novel real-time obstacle avoidance method for rescue robots. This method, named the ELA(Emergency Level Around), permits the detection of unknown obstacles and avoids collisions while simultaneously steering the mobile robot toward safe position. In the ELA, we consider two sensor modules, PSD(Position Sensitive Detector) infrared sensors taking charge of obstacle detection in short distance and LMS(Laser Measurement System) in long distance respectively. Hence if a robot recognizes an obstacle ahead by PSD infrared sensors first, and judges impossibility to overcome the obstacle based on driving mode decision process, the order of priority is transferred to LMS which collects data of radial distance centered on the robot to avoid the confronted obstacle. After gathering radial information, the ELA algorithm estimates emergency level around a robot and generates a polar histogram based on the emergency level to judge where the optimal free space is. Finally, steering angle is determined to guarantee rotation to randomly direction as well as robot width for safe avoidance. Simulation results from wandering in closed local area which includes various obstacles and different conditions demonstrate the power of the ELA.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.928-933
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• 2012

In this paper, the IR and compass sensors for the underwater system were used. The walls of the water tank have been recognized and avoided treating the walls as obstacles by the bio-mimetic underwater robot. This paper is consists of two parts: 1.The hardware part for the IR and compass sensors and 2.The software part for obstacle avoidance algorithm while the bio-mimetic robot is swimming with the obstacle recognition. Firstly, the hardware part controls through the RS-485 communications between a microcontroller and the bio-mimetic underwater robot. The software part is simulated for obstacle recognition and collision avoidance based upon the data from IR and compass sensors. Actually, the bio-mimetic underwater robot recognizes where is the obstacle as well as where is the bio-mimetic robot itself while it is moving in the water. While the underwater robot is moving at a constant speed recognizing the wall of water tank as an obstacle, an obstacle avoidance algorithm is applied for the wall following swimming based upon the IR and compass sensor data. As the results of this research, it is concluded that the bio-mimetic underwater robot can follow the wall of the water tank efficiently, while it is avoiding collision to the wall.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권4호
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• pp.879-888
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• 2013

This paper addresses the vision based local path planning system for obstacle avoidance. To handle the obstacles which exist beyond the field of view (FOV), we propose a Panoramic Environment Map (PEM) using the MDGHM-SIFT algorithm. Moreover, we propose a Complexity Measure (CM) and Fuzzy logic-based Avoidance Motion Selection (FAMS) system to enable a humanoid robot to automatically decide its own direction and walking motion when avoiding an obstacle. The CM provides automation in deciding the direction of avoidance, whereas the FAMS system chooses the avoidance path and walking motion, based on environment conditions such as the size of the obstacle and the available space around it. The proposed system was applied to a humanoid robot that we designed. The results of the experiment show that the proposed method can be effectively applied to decide the avoidance direction and the walking motion of a humanoid robot.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.427-433
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• 2022

무인항공기의 충돌 회피 기술은 장애물에 대한 탐지 기술과 충돌 여부 판단 및 회피 기술이 요구된다. 본 논문은 공선상에 존재하는 다중 정적 장애물에 대한 무인항공기의 충돌 회피를 수행하기 위하여, LiDAR를 활용한 장애물 탐지 알고리즘과 최근접점 기반의 충돌 인식 및 회피 알고리즘을 제안한다. 장애물 탐지를 수행하기 위하여 LiDAR의 측정 데이터 중 지면을 제거하는 전처리를 수행하고, K-평균 군집화 알고리즘을 활용하여 전처리된 데이터에서 장애물을 탐지 및 분류한다. 또한, 상대 항법을 통해 탐지한 다중 장애물의 절대 위치를 추정하며, 저주파 통과 필터를 활용하여 추정 위치를 보정한다. 탐지한 다중 정적 장애물과의 충돌 회피를 수행하기 위해 최근접점 기반의 충돌 인식 및 회피 알고리즘을 활용한다. 각 장애물 간의 거리를 활용하여 회피해야 하는 장애물 정보를 갱신하고, 갱신된 장애물 정보를 통해 충돌 인식 및 회피를 수행한다. 마지막으로 Gazebo 시뮬레이션 환경에서의 장애물 위치 추정, 충돌 인식 및 회피 결과 분석을 통해, 충돌 회피가 정상적으로 수행되는 것을 검증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.635-640
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• 2009

실제 시스템 적용에 있어서, 수중비행체(Underwater Flight Vehicle : UFV)의 자율제어(autonomous control)를 위한 장애물회피(obstacle avoidance) 시스템은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 즉, 소나(sonar)는 지역적 탐색영역 내의 장애물 정보만을 제공할 수 있으므로 지역적 정보를 가지며, 에너지 소비 및 음향학적 소음이 적은 시스템이 필요하므로 연속적인 제어입력을 요구한다. 나아가, 구조와 파라메터의 관점에 있어서 용이한 설계 절차를 요구한다. 이 문제를 해결하기 위해서 진화 전략(Evolution Strategy : ES) 및 퍼지논리 제어기(Fuzzy Logic Controller : FLC)를 이용하는 지능형 장애물회피 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 UFV 장애물회피가 수행되었다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 실제 시스템에 존재하는 문제점들을 효과적으로 해결하고 있음을 보여준다.