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- 저자 : 김성복(Kim, Sung-Bok) (검색결과 185 건)
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효율적인 이동로봇의 장애물 탐지를 위한 중첩 초음파 센서 링의 위치 불확실성 감소
김성복,이상협,Kim, Sung-Bok,Lee, Sang-Hyup 한국융합신호처리학회 2009 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.10 No.3
본 논문에서는 빔 폭이 중첩된 초음파 센서 링을 이용하여 초음파 센서의 위치 불확실성을 감소시키고 이를 토대로 이동로봇이 효율적으로 장애물을 탐지하도록 하는 방안에 대해 기술하도록 한다. 기본적으로, 원형 이동로봇 측면에 상대적으로 적은 개수의 중저가의 저지향성 초음파 센서들이 일정 간격으로 상호 빔 폭이 중첩되도록 배치되어 있다고 가정한다. 첫째, 단일 및 이중 장애물에 대해 빔 폭 중첩 상태를 이용하여 초음파 센서 고유의 위치 불확실성을 감소시킬 수 있음을 보이고 또한 그 향상 정도를 정량적으로 제시한다. 둘째, 2개 또는 1개의 초음파 센서로부터 장애물 측정 거리 데이터가 주어질 때, 이동로봇의 중심을 기준으로 하여 장애물의 위치를 산정하는 기하학적 방법을 고안한다. 셋째, 정규 분포, 포물선 분포, 균일 분포, 임펄스 등 기존의 단일 초음파 센서 모델을 비교 검토한 후, 위치 불확실성 및 소요 연산량 측면에서 장애물 탐지에 적합한 중첩 초음파 센서 모델을 수립한다. 마지막으로, 자체 제작된 초음파 센서 링을 이용한 단일 장애물 및 복수 장애물 탐지 실험을 통해 제안된 중첩 초음파 센서의 효용성을 입증한다. This paper presents the reduction of the positional uncertainty of an ultrasonic sensor ring with overlapped beam pattern for the efficient obstacle detection of a mobile robot. Basically, it is assumed that a relatively small number of inexpensive low directivity ultrasonic sensors are installed at regular spacings along the side of a circular mobile robot with their beams overlapped. First, for both single and double obstacles, we show that the positional uncertainty inherent to an ultrasonic sensor can be reduced using the overlapped beam pattern, and also quantify the relative improvement in positional uncertainty. Second, given measured distance data from one or two ultrasonic sensors, we devise the geometric method to determine the position of an obstacle with respect to the center of a mobile robot. Third, we examine and compare existing ultrasonic sensor models, including Gaussian distribution, parabolic distribution, uniform distribution, and impulse, and then build the sensor model of overlapped ultrasonic sensors, adequate for obstacle detection in terms of positional uncertainty and computational requirement. Finally, through experiments using our prototype ultrasonic sensor ring, the validity of overlapped beam pattern for reduced positional uncertainty and efficient obstacle detection is demonstrated.
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고분해능 장애물 탐지를 위한 중첩 초음파 센서 링의 최적 설계
김성복,김현빈,Kim, Sung-Bok,Kim, Hyun-Bin 제어로봇시스템학회 2011 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.17 No.2
This paper presents the optimal design of an overlapped ultrasonic sensor ring for high resolution obstacle detection of an autonomous mobile robot. It is assumed that a set of low directivity ultrasonic sensors of the same type are arranged along a circle of nonzero radius at a regular spacing with their beams overlapped. First, taking into account the dead angle region, the entire range of obstacle detection is determined with reference to the center of an overlapped ultrasonic sensor ring. Second, the optimal design index of an overlapped ultrasonic sensor ring is defined as the area closeness of three sensing subzones resulting from beam overlap. Third, the lower and upper bounds on the number of ultrasonic sensors are derived, which can guarantee minimal beam overlap and also avoid excessive beam overlap among adjacent ultrasonic sensors. Fourth, employing a commercial low directivity ultrasonic sensor, an optimal design example of an overlapped ultrasonic sensor ring is given along with the ultrasonic sensor ring prototype mounted on top of a mobile robot. Finally, some experimental results using our prototype ultrasonic sensor ring are given to demonstrate the validity and performance of an optimally overlapped ultrasonic sensor ring for high resolution obstacle detection.
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수동 RFID 환경에서의 공간/시간 정보를 이용한 이동로봇의 효율적 위치 추정 기법
김성복,이상협,Kim, Sung-Bok,Lee, Sang-Hyup 한국융합신호처리학회 2008 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.9 No.2
본 논문에서는 수동 RFID 환경에서 획득되는 위치 및 시간 정보를 이용하여, 태그가 배치된 노면을 주행하는 이동로봇의 위치를 효과적으로 추정하는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안된 위치 추정 기법은 기존 연구에 비해 위치 추정 오차를 감소시키고 또한 초기 태그 배치 비용을 감소시키는 효과가 있다. 기본적으로 이동로봇이 일련의 직선 구간을 구간별로 일정한 속도로 주행하며, 또한 매 순간 이동로봇에 의해 감지되는 태그의 수는 한 개 이하라고 가정한다. 첫째, 이미 알려진 지점을 출발하여 정속 직선 주행하는 이동로봇의 속도 및 위치를 추정하는 알고리즘을 개발하는데, 이는 최초를 제외한 여타 구간의 경우에 유효하다. 다음, 최초 구간의 경우 출발 위치를 모르는 상태이므로, 이동로봇이 두 개 이상의 태그를 정속 직선 주행하도록 하여 이동로봇의 속도 및 위치를 추정한다. 마지막으로, 제작된 수동 RFID 위치 추정 시스템을 이용한 실험을 통해 본 논문에서 제안된 이동로봇 위치 추정 기법의 유효성 및 성능을 입증한다. This paper presents the efficient localization of a mobile robot traveling on the floor with tags installed, using the spatial and temporal information acquired from passive RFID environment. Compared to previous research, the proposed localization method can reduce the position estimation error and also cut down the initial cost tag installation cost. Basically, it is assumed that a mobile robot is traveling over a series of straight line segments, each at a certain constant velocity, and that the number of tags sensed by a mobile robot at each sampling instant is at most one. First, the velocity and position estimation of a mobile robot starting from a known position, which is valid for all segments except the first one. Second, for the first segment in which the starting position is unknown, the velocity and position estimation is made possible by enforcing a mobile robot to traverse at least two tags at a constant velocity with the steering angle unchanged. Third, through experiments using our passive RFID localization system, the validity and performance of the mobile robot localization proposed in this paper is demonstrated.
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김성복,임영안,Kim, S.B.,Leem, Y.A. 한국전자통신연구원 2015 전자통신동향분석 Vol.30 No.6
질화물 반도체 기반 가시광 청색 Light Emitting Diode(LED) 기술은 디스플레이의 Back Light Unit(BLU)뿐 아니라 일반 조명에 활용되며 우리 실생활에서 매우 밀접하게 사용하고 있다. 가시광보다 짧은 파장을 가지는 자외선 LED의 경우 경화기 및 위폐감지기에 기존의 유해 가스를 사용하는 자외선 램프를 대체하고 있다. 자외선 광원의 또 다른 거대 시장으로 살균 및 정화, 의료 및 바이오 응용 시장에서 자외선 램프를 대체할 수 있는 자외선 LED 기술이 활발히 발전하고 있다. 본고에서는 이들 자외선광원 시장동향과 국내외 자외선 LED의 기술동향을 파악하므로 앞으로 연구개발의 방향을 모색하고자 한다.
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김성복,Kim, Sung-Bok The Korea Institute of Convergence Signal Processi 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.7 No.4
This paper presents the systematic isotropy analysis of a fully actuated caster wheeled omnidirectional mobile robot (COMR) with the steering link offset different from the wheel radius, which can be considered as the generalization of the previous analysis. First with the characteristic length introduced, the kinematic model of a COMR is obtained based on the orthogonal decomposition of the wheel velocities. Second, the necessary and sufficient conditions for the isotropy of a COMR are derived and examined to categorize there different groups, each of which can be dealt with in a similar way. Third, for each group, the isotropy conditions are further explored so as to identify four different sets of all possible isotropic configurations. Fourth, for each set the expressions of the isotropic characteristic length required for the isotropy of a COMR are elaborated.
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