• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권10호
• /
• pp.3873-3879
• /
• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.2123-2130
• /
• 2015

본 실내에서 활용되고 있는 자동 감시 로봇이나 로봇 청소기 등의 경우 누군가에 의해 옮겨지거나 혹은 예상치 못한 물체와의 충돌 등으로 이동 로봇의 방향이나 계획됐던 경로에서 이탈하였을 경우 원래 계획했던 경로로 다시 진입해야 하며 이에 대한 이동 로봇의 강인한 자기 위치 추정 능력이 필요하며, 이는 기존 이동 로봇의 납치 문제 해결과도 연관된다. 본 연구에서는 이동 로봇의 경우 실내에서만 동작하며, 저가의 로봇을 활용하고자 한다. 따라서 본 논문에서는 실내에 설치되어 있는 CCTV 등 외부 영상 정보 획득 장치를 활용하여 환경 영상을 획득하고 이를 절대 공간 좌표로 변환한 동시에 이동 로봇의 마커 인식을 활용함으로써 실내에서 이동 로봇의 자기 위치 추정과 납치 문제 해결하고자 하였으며, 실제 로봇 시스템을 활용하고자 포텐셜 필드 방법을 구현하였다. 이와 같이 실제 이동 로봇 시스템에 본 연구에서 제안한 방법을 구현하여 관련 실험을 진행하였고 결과를 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
• /
• pp.1541-1544
• /
• 1997

The rehailitation robot, one of the service robot, is the important area in the service automation. In the paper, we describe the overall configuration of KARES(KAIST Rehabilitation Engineering System), which is an intellingent rehabilitaion robotic system designed to assist the independent livelihood of the handicapped and the eldrly. KARES consists of the 6 degree of freedom robot arm mounted on a wheelchair, the controller ofr the arm, sensors to perceive environment, and user interface. Basic desired hobs in KARES are gripping the target object and moving it to the user's face for eating, drinking, or cooperation work wiht the mouth. Currently, the manual operation of the arm is available for gripping to target objects. The autonomous functionality will be ginven for the facilities of the human operator.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
• /
• pp.756-759
• /
• 1997

Multi-arm cooperation robot system is required for more specific and dextrous jobs such as transferring very large or heavy objects, or grasping work piece while processing on it. There is little research on 3-dimensional multi-arm robot. Here we propose two performance indices presenting isotropy of end-effector's acceleration and velocity capabilities with constraints of joint torques, that is Isotropic Acceleration Radius [IAR] and Isotropic Velocity Radius [IVRI. Also the procedure to find 3-dimensional IAR, IVR is proposed, where available acceleration set concept is used. The case of 3-dimensional two 3 joint robot system was simulated and the distributions of IAR, IVR was studied.

• 전자공학회논문지B
• /
• 제30B권10호
• /
• pp.50-58
• /
• 1993

The problem of trajectory planning in two redundant robot systems is considered. The trajectory of each robot for the cooperative task is generated so that the robots assume their optimal configurations while following a given desired task. The cooperative task compatibility in and the weighted sum of manipulabilities are proposed and investigated as quality measures. The cooperative task compatibility includes the velocity and force transmission charateristics to the task requirements and so it measures the compatibilities of robot postures with respect to a given task. The weighted sum of manipuabilities of robot postures with respect to a given task. The weighted sum of manipulabilities is also considered as a quality measure since it is helpful to avoid singularities. The usefulness of the cooperative task compatibility and the weighted sum of manipulabilities are shown by computer simulation studies.

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.137-146
• /
• 2019

This study proposed a new technique to control of mobile robot based on voice command for (Human-Robot Cooperative operation in manufacturing precess). High performance voice recognition and control system was designed In this paper for smart factory. robust voice recognition is essential for a robot to communicate with people. One of the main problems with voice recognition robots is that robots inevitably effects real environment including with noises. The noise is captured with strong power by the microphones, because the noise sources are closed to the microphones. The signal-to-noise ratio of input voice becomes quite low. However, it is possible to estimate the noise by using information on the robot's own motions and postures, because a type of motion/gesture produces almost the same pattern of noise every time it is performed. In this paper, we describe an robust voice recognition system which can robustly recognize voice by adults and students in noisy environments. It is illustrated by experiments the voice recognition performance of mobile robot placed in a real noisy environment.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권12호
• /
• pp.8933-8939
• /
• 2015

본 논문에서는 효율성 및 사용자 편리성을 극대화 할 수 있는 전시공연을 위한 멀티 소형 휴머노이드 로봇제어 방법을 설계 및 구현 하였다. 근래에는 공연과 전시분야에도 로봇을 활용하는 사례가 늘고 있으며, 연극, 뮤지컬, 오케스트라 공연 등 장르 또한 다양하다. 기존의 소형 휴머노이드를 이용한 전시공연에서는 컴퓨터 및 MP3 플레이어 등을 이용하여 외부에서 음원을 재생과, 동시에 로봇의 공연시작을 위한 통신장비의 시작 버튼을 눌러줌으로 공연을 시작하였다. 이처럼 이원화된 음원과 로봇 동작과의 동기화로 인하여 음원시작시점과 로봇의 공연 시작 시점의 동기화가 잘 이루어지지 않아 로봇의 동작과 음원이 따로 재생되어 공연을 재시작 해야 하는 경우가 빈번히 발생하였다. 또한 공연 도중 로봇이 무게중심을 잃거나 했을 때 사람이 공연에 개입하거나 공연을 재시작 해야 하는 등의 문제점이 존재하였다. 이를 개선하기 위해서, 본 논문에서는 멀티 소형 휴머노이드 로봇제어의 효율성 향상 및 사용자의 편리성을 극대화할 수 있는 GUI 기반의 휴먼 인터페이스 S/W를 설계하였으며, 다수의 소형 휴머노이드에 데이터를 전송하기 위하여 지그비 통신을 사용하였다. 또한, 다수의 소형 휴머노이드 로봇을 대상으로 실제 구현함으로써 효율성 및 사용자의 편리성에 대한 타당성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제13권12호
• /
• pp.6034-6039
• /
• 2012

본 논문에서는 모바일 로봇이 이동함에 있어 경사면을 만났을 경우 이를 극복하여 주행하는 경우가 발생할 수 있는데 이때 모바일 로봇 시스템 자체가 가지고 있는 슬립 문제가 주행을 진행함에 있어서 더욱 심하게 나타날 수 있기에 이를 해결하고 목표점까지의 안전한 직진 주행을 하기위한 모델 적응 퍼지 제어 방법을 기반으로 하는 모바일 로봇의 주행 제어 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안하고자 하는 모델 기반 적응 퍼지 제어기의 경우 먼저, 모바일 로봇의 등반 조건을 확인한 후 경사면을 모바일 로봇이 극복 주행을 할 수 있는지를 판단하고 만약 가능하다면 모바일 로봇의 동역학 모델을 포함한 모델 기반 제어기를 설계하여 극복 주행 제어를 하고자 한다. 이러한 경우 모바일 로봇 시스템의 안정성 보장 및 지면 마찰력 그리고 외란 보상 등이 충분히 고려된 제어기 설계가 가능할 것이다. 또한, 설계하고자 하는 제어 기법 중 적응 퍼지 제어 방법의 경우 모바일 로봇의 동특성을 충분히 반영한 모델인 비선형 Non-holonomic 시스템과 모바일 로봇의 슬립 문제 해결 등에 충분히 유용할 것이고 이를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권12호
• /
• pp.6420-6426
• /
• 2013

실내에서 자동 감시 시스템의 상업적 활용을 위하여 이동 로봇의 자기 위치 추정 능력과 더불어 주변 환경 인지 능력 향상의 필요성이 대두되고 있으며, 기존 이동 로봇의 위치 추정 및 주변 물체 인식 방법은 일반적으로 로봇 자체의 다종 센서들을 적극 활용하고 있다. 그러나 로봇의 센서만으로 이동 로봇의 실내에서 자기 위치 추정 문제 해결에 어려움이 있기에 본 논문에서는 건물에 이미 설치되어 구동되고 있는 CCTV 영상과 마커를 활용한 이동 로봇의 효과적이고 향상된 자기 위치 추정 기법을 제안하고자 한다. 보다 구체적으로 설명하면 먼저 마커 인식을 수행하는데 이는 입력 영상에서 물체 혹은 이동 로봇을 사각형으로 인지하고 이들의 꼭지점을 확인한 후 마커의 특징점을 찾아내고 이후 찾아낸 특징점에 대하여 실제 마커와 영상 관계식을 이용하여 좌표변환을 수행하고 이를 기반으로 이동 로봇의 자기 위치 추정을 수행한다. 특히, 로봇 및 장애물 등의 정보를 CCTV를 기준으로 절대 좌표값으로 환산하기에 본 연구 결과는 실내에서 로봇의 자기 위치 추정에 매우 유용하게 활용할 수 있을 것으로 사료되고 제안한 이동 로봇의 자기 위치 추정 기법을 검증하기 위해 실 로봇 시스템을 기반으로 동작 실험을 실시하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
• /
• pp.799-802
• /
• 1997

This paper deals with a new method to derive the Generalized Jacobian Matrix of a space robot. In a conventional method to derive the Generalized Jacobian Matrix, generalized coordinates select Joint angles and a space robot body's position and attitude angle. But, in this paper, we select position and attitude angle of the end-effector or the handled floating object as generalized coordinates. Then, we can derive the Generalized Jacobian Matrix of the system which consists of several space robots and a handled floating object. Moreover control methods operated by only one space robot can be easily extended to the cases of cooperation task by several space robots. Computer simulations show that the Generalized Jacobian Matrix derived here is effective.