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힘 보조형 스마트 휠체어를 위한 차량 제어 알고리즘 구현

공정식(Khong, Jung-Shik) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.8
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본 논문은 힘 보조형 휠체어에 있어 힘 센서 없이 사용자의 구동 의지를 측정하는 방법과 이를 통한 차량 제어 방법을 제시한다. 이를 위해 먼저 모터의 수학적 모델을 이용하여 사용자의 구동 의지력을 추정하는 알고리즘을 도출한다. 이후 도출된 외력을 기반으로 사용자가 원하는 차량 속도 및 방향을 추정한다. 이를 토대로 차량의 이동량 을 결정하고 차량이 이에 따라 구동되도록 알고리즘을 구성하였으며 이를 시뮬레이션을 통해 검증하였다. This paper deals with method to measure the user's driving-will force and to control the power-assisted wheelchair. To solve this problem, we extract the user's driving-will by using the mathematical motor model. And then, we get the linear and angular velocity at the center of the vehicle. Wheel velocities are also measured from center velocity. Finally, power-assisted electric wheelchairs are controlled by these data. Here all processes are verified by simulation.
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힘 보조형 전동 휠체어를 위한 구동 의지 제어 시스템 개발

공정식(Khong, Jung-Shik),이보희(Lee, Bo-Hee) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.3
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본 논문은 힘 보조형 휠체어에 있어 사용자의 구동 의지력을 측정하고 이를 통해 사용자의 구동 의지에 따 른 휠체어 구동 제어를 수행할 수 있는 시스템 개발에 관한 논문이다. 최근 고령자의 증가에 따른 다양한 편의 기구 가 증가되고 있으며 이에 따라 휠체어에 대한 관심이 증가되고 있다. 특히 힘 보조형 휠체어의 경우 기존의 전동 휠 체어가 갖고 있는 운동 부족 등의 문제점을 해결할 수 있도록 고안된 휠체어이다. 본 논문에서는 이러한 힘 보조형 휠체어에 있어 사용자의 구동 의지력을 측정할 수 있는 센서를 제안하였고 이를 통해 사용자의 구동 의지력에 따른 휠체어 제어를 수행하였으며 이를 실험을 통해 검증하였다. This paper deals with development of the driving-will control system in power-assisted electric wheelchair. Nowadays, population of elderly people has been increased rapidly, and also an electric wheelchair has been considered as the device for the elderly. Especially, power-assisted electric wheelchair can overcome problems that a conventional electric wheelchair holds, such as lack of movement of wheelchair user. In this paper, we propose the sensors system to measure the driving-will force and perform the control action for a power-assisted electric wheelchair. And motion performance of the proposed system is verified through the experiment.
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비평탄 지형에서의 경사 인식을 통한 전동 휠체어 제어 알고리즘 개발

공정식(Khong, Jung-Shik) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.9
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본 논문은 경사 인식을 통한 비평탄 지형에서의 전동 휠체어 제어 알고리즘에 관한 내용이다. 최근 고령자가 인구가 급격하게 증가되고 있으며, 이에 따라 휠체어 사용 인구 또한 급격하게 증가되고 있다. 하지만 대부분의 휠체어는 사용자의 안전성을 확보할 수 있는 어떠한 장치 없이 사용자가 직접 제어하고 있다. 이로 인해 경사로에서는 중력의 영향으로 인한 차량 제어에 어려움을 겪게 된다. 이에 본 논문에서는 차량이 경사지에서 이동할 경우 평지에서 이동하는 것과 유사한 모션 제어를 수행할 수 있도록 차량 제어 알고리즘을 제안한다. 이때 다른 센서를 적용하지 않고 사용자의 제어 입력에 대비 차량 의 이동 상태를 파악하여 차량이 경사지에 이동하는 과정에서 발생하는 오차를 인식하여 이를 최소화 할 수 있도록 제어기를 구성함으로써 차량이 사용자가 원하는 상태로 제어할 수 있도록 한다. 이러한 경사에 의해 발생하는 오차 및 이에 대한 차량 제어에 대해 시뮬레이션을 통해 이를 검증하였다. This paper evaluated an electric wheelchair control algorithm by slope recognition on uneven terrain. Nowadays, the population using wheelchair has been increasing rapidly due to increases in the elderly population. On the other hand, most wheelchairs are directly controlled by the user without any device capable of securing the safety of the user. This causes difficulties in wheelchair control from the influence of gravity on the slope. This paper proposes a vehicle control algorithm that can move a wheelchair similar to moving on a plane. At that time, sensors are not used to recognize the degree of the slope. All processes were verified by simulation.
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모듈러 로봇의 결합 및 분리 구조 설계

유인환(Ryoo, In-Hwan),이보희(Lee, Bo-Hee),공정식(Khong, Jung-Shik) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.8
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모듈러 로봇은 기존 바퀴 혹은 다리를 가지고 있는 이동용 로봇이 가지는 공간 이동의 제한성을 극복하기 위 해 개발된 로봇이다. 이는 다리형 로봇의 경우 이동 속도나 지형 등에 있어 균형 잡기 등에 어려움이 존재하며, 바퀴 이동형 로봇의 경우 요철과 둔턱 등을 극복하는데 한계를 지니게 된다. 이에 비해 모듈러 로봇의 경우 형상의 변경이 용이하며 이를 통해 자유로운 이동이 가능하여 이동성능에 제약을 극복할 수 있는 로봇이다. 하지만 모듈러 로봇의 경우 구동메커니즘 뿐만 아니라 형상 변경에 따른 결합 분리 메카니즘에 대한 연구도 진행되어야 한다. 이에 본 논문 에서는 네 종류의 모듈러 로봇 결합 메커니즘을 제안하였다. 또한 각 모듈러 로봇 결합 메커니즘에 따른 결합 알고리 즘을 제시하였다. 그리고 제안된 구조를 실제 구현하여 구조의 유용성을 검증하였다. The modular robots are a kind of system that was developed to overcome the limitation of the movement for the mobile robot with wheels or legs. In legs type mobile robot case, they are limited for velocity and balance during moving at the uneven terrain. In wheeled mobile robot case, they are also limited to overcome dump, stair and so on. The modular robots can overcome moving limitation because of their transforming ability. However, they are researched not only driving mechanism but also combination mechanism. In this paper we proposed four kinds of unique structure for the combination and separation and also its algorithm. The effectiveness of the structure is verified with building the real structure and taking experiments to the designed modular robot

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