센서 데이터 및 시간 정보를 융합한 횡단보도 내 보행자 안전 보행 보조 시스템 연구

임신택(Lim, Shin-Teak),박종호(Park, Jong-Ho),정길도(Chong, Kil-To) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.12

본 연구에서는 다종의 센서 데이터 및 시간 정보를 융합 활용하여 횡단보도 내에서 보행자의 안전 보행을 보조하는 시스템에 대한 설계와 시스템 성능 검증을 통한 안전 보행 보조를 지원하고자 한다. 따라서 설계한 보행자 안전 보조 시스템의 기본 동작 시나리오에 대한 연구 수행 및 시스템 동작을 위한 퍼지 제어를 수행하였고 더불어 환경 인식 및 시간 정보를 적극 활용하기 위하여 각 센서 데이터 처리를 위하여 미디언 필터링을 포함한 필터 처리 를 적극 활용하였고, 이를 바탕으로 시간 정보를 첨부하여 최종적인 시스템 동작 알고리즘을 완성하였다. 추가적으로 활용하고 있는 센서들의 측정값은 기본적으로 불확실성을 내포하고 있기에 센서 결과 데이터를 융합하여 최소한의 신뢰성을 부여하고자 하였으며, 이를 간단한 실험 장비를 이용하여 검증하였다. In this study, by utilizing the information fusion of multi sensor data and time within the crosswalk safety Assistive gait secondary to the safety of pedestrians on the system design and system performance verification through support to. Environmental awareness, and time information in addition to leveraging the default behavior for pedestrian safety design of the secondary system performed a study on the scenario and the behavior of a system for fuzzy control was performed for each sensor data processing, median filtering, including filters processing leveraging, and was attached by the time we complete the final algorithm, the system behavior. In addition, taking advantage of the sensor measurements, so basically uncertainties and sensor results, and you want to give at least the reliability of the data fusion experiment equipment using this simple verification.

신경회로망과 PI제어기를 이용한 중수로 핵연료 교체 로봇의 구동압력 제어

임대영(Lim, Dae-Yeong),이창구(Lee, Chang-Goo),김영백(Kim, Young-Baik),김영철(Kim, Young-Chul),정길도(Chong, Kil-To) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.3

현재 가동 중인 월성 원자력 발전의 핵연료 교체로봇 시스템을 살펴보면 핵연료 교환에 필요한 구동압력 제 어를 위해 PI제어기를 사용한다. PI제어는 구조가 간단하고 이득 설정을 통해 시스템 요구조건에 만족하는 제어 성능 을 낼 수 있지만 밸브와 관로 등의 파라미터 변화로부터 적절한 이득 변경 없이 안정한 제어가 힘들다. 이러한 문제 를 해결하기 위해 PI제어기 이득을 동적으로 변경 하거나 PI제어기 출력을 보상하도록 제어기를 구성하는 것이 바람 직하다. 본 연구개발의 목적은 파라미터 변화에도 안정한 제어가 가능하도록 제어기를 설계하여 오차와 진동현상을 줄이는데 있다. 제안한 PI/NN제어 기법은 PI제어기와 신경회로망 제어기를 병렬 결합한 구조로 신경회로망 제어기가 PI제어기 출력을 보상하여 파라미터 변화에 강인하도록 설계 하였다. 제어기의 성능평가를 위해 직접 실 공정에 테스 트하기가 힘들기 때문에 공정의 특성을 반영하여 모델링한 시뮬레이터를 개발하였고, 시뮬레이션 결과를 실 공정데이 터와 비교하여 공정 특성을 모사함을 보였으며, 파라미터 변화에 PI/NN제어기가 오차 및 진동현상을 줄이는 것을 확 인 하였다. 또한, 실 공정에서 사용 중인 PI제어기를 주 제어기로 사용하면서 파라미터 변화에 대한 비선형성을 보상 하는 제어기 역할을 하기 때문에 신경회로망을 단독으로 사용하였을 때 보다 더 신뢰성 있고 안정적인 제어가 가능 하다. Look into the nuclear power plant of Wolsong currently, it is controlled in order to required operating pressure with PI controller. PI controller has a simple structure and satisfy design requirements to gain setting. However, It is difficult to control without changing the gain from produce changes in parameters such as loss of the valves and the pipes. To solve these problems, the dynamic change of the PI controller gain, or to compensate for the PI controller output is desirable to configure the controller. The aim of this research and development in the parameter variations can be controlled to a stable controller design which is reduced an error and a vibration. Proposed PI/NN control techniques is the PI controller and the neural network controller that combines a parallel and the neural network controller part is compensated output of the controller for changes in the parameters were designed to be robust. To directly evaluate the controller performance can be difficult to test in real processes to reflect the characteristics of the process. Therefore, we develope the simulator model using the real process data and simulation results when compared with the simulated process characteristics that showed changes in the parameters. As a result the PI/NN controller error and was confirmed to reduce vibrations.

Multi-Robots and Robot Sensor Network Applications

Bayanjargal Baasandorj,Kil To Chong(정길도) 제어로봇시스템학회 2014 제어로봇시스템학회 각 지부별 자료집 Vol.2014 No.12

The interaction of distributed robotics and wireless sensor networks has led to the creation of mobile sensor networks. Mobile sensor networks are a class of networks where small sensing devices move in a space over time to collaboratively monitor physical and environmental condition. They are the growing popular class of WSN in which mobility plays a key role in the execution of the application. By introducing mobility to nodes in WSN, we can enhance its capability and flexibility to support multiple mansions and to handle the aforementioned problems. The decreasing costs and the increasing capabilities make mobile sensor networks possible and practical. More and more researches focus on the development of mobile wireless sensor networks (MWSNs) due to its favorable advantages and applications. The research on mobile sensor networks has been plenty worldwide. Robotics can be used in wireless sensor networks to solve many problems such as node repositioning, node localization, acting as data mules, detecting and reacting to sensor failure, aggregate sensor data and even provide mobile battery chargers for the nodes. And also wireless sensor networks can help solve many problems in robotics, such as path planning, robot localization sensing, mapping. Most of the problems in traditional sensor networks may be addressed by incorporating intelligent, mobile robots directly into it. Mobile robots provide the means to explore and interact with the environment in a dynamic and decentralized way. In addition to enabling mission capabilities well beyond those provided by sensor networks, these new systems of networked sensors and robots allow for the development of new solutions to classical problems such as localization and navigation. In this paper we present a overview of multi-robots systems its uses and in the second part reviewed Robotic Sensor network applications.

안전필수(Safety-Critical) 시스템의 실시간 운영체제에 대한 안전성 평가

강영두(Kang, Young-Doo),정길도(Chong, Kil-To) 한국산학기술학회 2010 한국산학기술학회논문지 Vol.11 No.10

원자력발전소의 발전소보호계통과 같은 안전필수 시스템은 예상 가능한 사고로부터 인간과 자연을 보호하기 위한 중요 기능을 수행하는 시스템으로써, 어떠한 조건 하에서도 고유의 안전기능을 안정적으로 수행할 수 있도록 설 계되어야 한다. 원자력발전소의 안전필수 기능을 수행하는 계측제어시스템에 적용되는 최신의 컴퓨터에는 다양한 하 부기기를 감시 및 제어하고, 응용 프로그램을 실행시키기 위한 실시간 운영체제가 탑재되어 있으며, 이러한 실시간 운영체제는 가장 엄격한 소프트웨어 품질이 요구된다. 또한, 예상 가능한 조건에서도 안전필수 시스템의 기능이 적절 히 수행될 수 있도록 설계, 분석 및 평가되어야 한다. 그러나 지금까지 국내 원자력발전소 안전필수 시스템에는, 원자 력 기준과 품질등급에 따라 개발된 제품이 아닌 상용제품의 실시간 운영체제를 정성적 측면에서 승인(Commercial Grade Item Dedication)하는 방식으로 적용되어 왔다. 이로 인해 실시간 운영체제가 안전필수 기능을 수행하는 데 적 합한지를 평가하는 상세 방법론과 경험이 매우 부족한 것으로 파악되고 있다. 특히, 안전필수 시스템에 적용함을 목 적으로 신규 개발되는 실시간 운영체제의 경우, 안전성을 평가하기 위한 적절한 방법을 도출하기에 어려움이 있는 것 으로 파악되고 있다. 본 논문에서는 원전의 안전필수 기능을 수행하는 실시간 운영체제의 설계요구사항을 기반으로, 안전필수 실시간 운영 체제에 대한 안전성 분석 및 평가 사례를 제시하고자 한다. 본 논문에서 제시한 상세 안전성 평가의 방법과 사례는 향후 타 산업분야에서의 안전필수 실시간 운영체제 개발 및 안전성 평가에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Safety-Critical systems, such as Plant Protection Systems in nuclear power plant, plays a key role that the facilities can be operated without undue risk to the health and safety of public and environment, and those systems shall be designed, fabricated, installed, and tested to quality standards commensurate with the importance of the functions to be performed. Computer-based Instrumentation and Control Systems to perform the safety-critical function have Real Time Operating Systems to control and monitoring the sub-system and executing the application software. The safety-critical Real Time Operating Systems shall be designed, analyzed, tested and evaluated to have capability to maintain a high integrity and quality. However, local nuclear power plants have applied the real time operating systems on safety critical systems through Commercial Grade Item Dedication method, and this is the reason of lack of detailed methodology on assessing the safety of real time operating systems, expecially to the new developed one. This paper presents the methodology and experiences of safety evaluation on safety-critical Real Time Operating Systems based upon design requirements. This paper may useful to develop and evaluate the safety-critical Real Time Operating Systems in other industry to ensure the safety of public and environment.

VRML 영상오버레이기법을 이용한 로봇의 Self-Localization

손은호(Eun-Ho Sohn),권방현(Bang-Hyun Kwon),김영철(Young-Chul Kim),정길도(Kil-To Chong) 대한전기학회 2006 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2006 No.1

Inaccurate localization exposes a robot to many dangerous conditions. It could make a robot be moved to wrong direction or damaged by collision with surrounding obstacles. There are numerous approaches to self-localization, and there are different modalities as well (vision, laser range finders, ultrasonic sonars). Since sensor information is generally uncertain and contains noise, there are many researches to reduce the noise. But, the correctness is limited because most researches are based on statistical approach. The goal of our research is to measure more exact robot location by matching between built VRML 3D model and real vision image. To determine the position of mobile robot, landmark-localization technique has been applied. Landmarks are any detectable structure in the physical environment. Some use vertical lines, others use specially designed markers, In this paper, specially designed markers are used as landmarks. Given known focal length and a single image of three landmarks it is possible to compute the angular separation between the lines of sight of the landmarks. The image-processing and neural network pattern matching techniques are employed to recognize landmarks placed in a robot working environment. After self-localization, the 2D scene of the vision is overlaid with the VRML scene.

실내 공간에서 이동 로봇의 납치 문제 해결을 위한 외부 영상 정보 및 절대 공간 좌표 활용 연구

전영필(Jeon, Young-Pil),박종호(Park, Jong-Ho),임신택(Lim, Shin-Teak),정길도(Chong, Kil-To) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.3

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 시스 템을 활용하고자 포텐셜 필드 방법을 구현하였다. 이와 같이 실제 이동 로봇 시스템에 본 연구에서 제안한 방법을 구현하여 관련 실험을 진행하였고 결과를 검증하였다. For such automatic monitoring robot or a robot cleaner that is utilized indoors, if it deviates from someone by replacement or, or of a mobile robot such as collisions with unexpected object direction or planned path, based on the planned path There is a need to come back to, it is necessary to tough self-position estimation ability of mobile robot in this, which is also associated with resolution of the kidnap problem of conventional mobile robot. In this study, the case of a mobile robot, operates indoors, you want to take advantage of the low cost of the robot. Therefore, in this paper, by using the acquisition device to an external image information such as the CCTV which is installed in a room, it acquires the environment image and take advantage of marker recognition of the mobile robot at the same time and converted it absolutely spatial coordinates it is, we are trying to solve the self-position estimation of the mobile robot in the room and kidnap problem and actual implementation methods potential field to try utilizing robotic systems. Thus, by implementing the method proposed in this study to the actual robot system, and is promoting the relevant experiment was to verify the results.

주행 오차 보정을 통한 장애물 극복 신경망 제어기 설계

임신택(Shin Teak Lim),유성구(Sung Goo Yoo),김태영(Tae Yeong Kim),김영철(Yeong Chul Kim),정길도(Kil To Chong) 제어로봇시스템학회 2010 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.16 No.5

An obstacle avoidance method for a mobile robot is proposed in this paper. Our research was focused on the obstacles that can be found indoors since a robot is usually used within a building. It is necessary that the robot maintain the desired direction after successfully avoiding the obstacles to achieve a good autonomous navigation performance for the specified project mission. Sensors such as laser, ultrasound, and PSD (Position Sensitive Detector) can be used to detect and analyze the obstacles. A PSD sensor was used to detect and measure the height and width of the obstacles on the floor. The PSD sensor was carefully calibrated before measuring the obstacles to achieve better accuracy. Data obtained from the repeated experiments were used to plot an error graph which was fitted to a polynomial curve. The polynomial equation was used to navigate the robot. We also obtained a direction-error model of the robot after avoiding the obstacles. The prototypes for the obstacle and direction-error were modeled using a neural network whose inputs are the obstacle height, robot speed, direction of the wheels, and the error in direction. A mobile robot operated by a notebook computer was setup and the proposed algorithm was used to navigate the robot and avoid the obstacles. The results showed that our algorithm performed very well during the experiments.

비선형 시스템규명

정길도(Kil-To Chong) Korean Society for Precision Engineering 1995 한국정밀공학회지 Vol.12 No.5

비선형 시스템의 신경회로망을 이용한 모델링 기법

정길도(Kil To Chong),노태수(Tae-Soo No),홍동표(Dong-Pyo Hong) Korean Society for Precision Engineering 1996 한국정밀공학회지 Vol.13 No.12

폐루프 광섬유자이로스코프의 전기적 교차결합에 의한 불감응 영역 오차 분석

정경호(Kyoung Ho Chong),정길도(Kil To Chong) 제어로봇시스템학회 2014 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.20 No.4

Due to electrical cross-coupling between modulation voltage and photodetector output in a closed-loop fiber optic gyro, deadzone inevitably occurs. In this paper, deadzone error by cross-coupling effect was analyzed and the overcoming method was suggested. Simulation and measurement results show the main reason for deadzone is mainly related to electrical cross-coupling, and it can be effectively reduced by square-wave dithering method.