• 전기전자학회논문지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.169-175
• /
• 2022

본 논문에서는 k-최근접 이웃 (KNN) 알고리즘을 이용하여 초음파 센서 간 간섭을 줄이고 정확한 거리값을 예측하는 기법을 제안한다. 기존 기법에서는 이전 측정값과 현재 측정값을 비교하여 그 차이가 한계값을 벗어나면 간섭 신호로 인식하고 배제하지만 부정확한 예측이 자주 발생한다. KNN 알고리즘은 다수의 초음파 센서에서 입력되는 측정값을 분류하여 정확도 높은 예측이 가능하다. 간섭이 잘 발생하는 환경을 만들기 위해 다수의 동종 초음파 센서로 간섭 신호를 발생시킨 상태에서 거리 측정 실험을 진행하였고, 간섭으로 인해 발생하는 오류를 KNN 알고리즘을 통해 크게 줄일 수 있음을 확인하였다. 또한 기존 보팅 기법과 제안하는 기법의 결과를 비교하여 제안하는 기법의 성능이 우수한 것을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.338-344
• /
• 2010

선박 블록의 용접 공정에서는 용접선의 양쪽 끝이 벽에 의해 막혀있는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 벽이 있는 환경에서 맞대기 용접의 자동화를 위한 용접선 검출 시스템을 개발하였다. 용접선 검출 시스템은 벽에서 캐리지의 위치를 측정하고, 초층의 용접선을 검출하게 된다. 시스템은 레이저 변위센서와 초음파센서로 구성되어 있다. 레이저 변위센서는 모터에 의해 회전 왕복 운동하며 용접 모재까지의 거리를 측정하게 되고, 초음파센서는 양쪽 벽면까지의 거리를 측정한다. 초음파센서로 측정된 거리정보를 활용하여 용접선의 X(주행)좌표와 용접 시작 및 끝 위치를 판별한다. 그리고 레이저 변위센서에 의해 측정된 거리정보와 센서의 자세정보를 활용하여 용접선의 Y(위빙), Z(높이)좌표를 검출하게 된다. 용접선 검출 시스템은 용접 캐리지와 독립적인 구동을 위해 DSP를 이용하여 별도의 제어기를 구성하였다. 용접 도중 용접선 검출 시스템과 용접 토치(Torch)와 간섭을 피하고, 측정 불가능한 구간이 발생하지 않도록 용접선 검출 시스템을 캐리지의 양쪽에 부착할 수 있게 설계하였다. 최종적으로 용접 캐리지에 부착하고 실험을 수행하여 개발된 용접선 검출 시스템의 효용성을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
• /
• pp.582-587
• /
• 2004

Ultrasonic sensors are widely used in mobile robot applications to recognize external environments, because they are cheap, easy to use, and robust under varying lighting conditions. However, the recognition of objects using a ultrasonic sensor is not so easy due to its characteristics such as narrow beam width and no reflected signal from a inclined object. As one of the alternatives to resolve these problems, use of multiple sensors has been studied. A sequential driving system needs a long measurement time and does not take advantage of multiple sensors. Simultaneous and pulse coding driving system of ultrasonic sensor array cannot measure short distance as the length of the code becomes long. This problem can be resolved by multi-frequency driving of ultrasonic sensors, which allows multi-sensors to be fired simultaneously and adjacent objects to be distinguished. Accordingly, this paper presents a simultaneous and multi-frequency driving system for an ultrasonic sensor array for object recognition. The proposed system is designed and implemented using a DSP and FPGA. A micro-controller board is made using a DSP, Polaroid 6500 ranging modules are modified for firing the multi-frequency signals, and a 5-channel frequency modulated signal generating board is made using a FPGA. To verify the proposed method, experiments were conducted in an environment with overlapping signals, and the flight distances for each sensor were obtained from filtering of the received overlapping signals and calculation of the time-of-flights.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 1996년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 11th (KACC); Pohang, Korea; 24-26 Oct. 1996
• /
• pp.409-412
• /
• 1996

Ultrasonic sensors are widely used in various applications due to advantages of low cost, simplicity in construction, mechanical robustness, and little environmental restriction in usage. But the main purposes of the noncontact sensing are rather narrowly confined within object detection and distance measurement. For the application of object recognition, ultrasonic sensors exhibit several shortcomings of poor directionality which results in low spatial resolution of objects, and specularity which gives frequent erroneous range readings. To resolve these problems in object recognition, an array of the sensor has been used. To improve the spatial resolution, more number of sensors are used in essence throughout the various devices of the sensor arrays. Under the disguise of a fixed number of the sensors, the array can be shifted mechanically in several steps. In this paper we propose a practical sensor resolution enhancement method using an electronic circuit accompanying the sensor array. The circuit changes the transmitter output voltage in several steps. Using the known sensor characteristics, a set of different return echo signals provide enhanced spatial resolution. The improvement is obtained with neither the cost of the increased number of the sensors nor extra mechanical devices.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.571-576
• /
• 2015

This paper proposes an auto-parking controller for omnidirectional mobile robots. The controller uses the multi-sensor system including ultrasonic sensor and camera. The several ultrasonic sensors of robot detect the distance between robot and each wall of the parking lot. The camera detects the global position of robot by capturing the image of artificial landmarks. To improve the accuracy of position estimation, we applied the extended Kalman filter with adaptive fuzzy controller. Also we developed the fuzzy control system to reduce the settling time of parking. The experimental results are presented to verify the usefulness of the proposed controller.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.580-584
• /
• 2006

Material information for environment may be useful to accomplish mobile robot localization. A procedure to classify a set of indoor materials (glass, steel, wood, aluminum and concrete) with the reflected signal of ultrasonic sensor is proposed in this paper. The main idea is to use material-specific reflection characteristics for the recognition of material type. To achieve the classification task, we modeled reflected signal as a maximum amplitude with respect to distance. In this way, we can generate echo signal models for the given materials and these models are used to compare with the current sensor reading. The experimental results show that the proposed method may give material information during map building task of mobile robot.

• 센서학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.192-198
• /
• 2017

In this paper, we newly developed a passive transponder for visible light identification (VLID) using ultrasonic wave. The solar cell in the transponder receives the reader light and generates current for supplying power to the transponder circuit. At the same time the solar cell detects the interrogating signal in the visible light from the reader. The transponder recognizes the interrogating signal and generates the responding signal using ultrasonic wave. In experiments, we used 40 kHz ultrasonic wave for the responding signal from the transponder. The maximum read distance was about 3.4 m when the transponder was exposed to the reader light of 24W LED array.

• 센서학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.256-267
• /
• 2000

본 논문에서는 뇨실금 환자들에 대한 지원 기술의 일환으로 인체에 무해하고 비침습적인 초음파를 이용하여 배뇨시기를 알려주는 뇨의 경보기용 뇨량검출 센서의 개발과 이를 이용한 방광 벽간거리와 뇨량과의 상관관계에 관하여 연구하였다. 개발된 센서의 중심 주파수는 2.25 MHz이며, 이는 인체내로의 침투력이 비교적 좋으면서도 분해능이 높아 오차를 감소시킬 수 있게 설계하였다. 이 센서를 이용하여 방광 전 후벽간의 거리를 검출하여 이로부터 뇨량을 정량적으로 측정하기 위한 기초 실험을 실시하였다. 기초실험은 건강한 성인 남자 3명을 대상으로 초음파 뇨량검출 센서를 이용한 초음파 RF 반사신호 획득장치와 초음파 진단기에 의한 2가지 방법으로 이루어졌고 그 결과 뇨량과 벽간거리와의 사이에는 높은 상관성이 있음을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 실험 결과를 토대로 하여 제작된 초음파 뇨량검출용 센서는 뇨실금 환자로 하여금 배뇨시기를 알려주는 뇨의 경보 시스템으로 활용될 수 있으며, 보건 복지적인 측면에서 현대사회에 기여할 공헌도가 매우 클 것이라 생각된다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.85-91
• /
• 1997

Air grinding time in grinding process has a great effect on its efficiency due to low feedrate. This paper presents a reduction methos of air grinding time in cylindrical plunge grinding operation. Tje reduction of air grinding time is accomplished by finding the distance between contact point and rising point of ultra- sonic signal of the grinding wheel to workpiece. It uses a variation of sound signal generated by the flow of coolant when the grinding wheel approaches to workpiece. The ultrasonic sensor with 23 kHz center fre- quency and 8 kHz bandwidth is used to find the nearest approaching point(NAP). Monitoring and control system of the grinding conditions is implemented with CNC controller to control feedrate override and ultrasonic sensor to find NAP. The experimental result shows that the ultrasonic signal is a good measure- ment to find NAP. But it needs the considerations for the effect of the relationship between flowrate of coolant and diameter of workpiece.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.1071-1078
• /
• 2018

본 논문에서는 드론의 군집 비행을 위한 선행 연구를 위하여 차량 군집 시스템을 구현하였다. 초음파 센서를 이용하여 거리를 측정하였으며, 차량 간의 거리가 20cm 이하일 경우에는 정지, 30cm 이상일 경우에는 팔로우 차량이 출발함으로써 차량 간의 거리를 유지하도록 설계하였다. 주행 중, 돌발 상황으로 인하여 차량 간 거리가 40cm 이상이 될 경우에는 차량거리가 30cm 이하가 되기 전까지 팔로우 차량의 속도를 높여 거리를 줄이게 되며 30cm라는 거리를 유지하며 군집 주행을 하도록 설계하였다.