보행자의 영상정보를 이용한 인간추종 이동로봇의 위치 개선

진태석(Tae-Seok Jin),이동희(Dong-Heui Lee),이장명(Jang-Myung Lee) 제어로봇시스템학회 2005 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.11 No.5

복도환경의 지역최소점 회피가 가능한 VFF 기반의 이동로봇 주행제어

진태석,Jin, Tae-Seok 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.4

본 논문에서는 이동로봇에 장착된 초음파 센서 및 CCD 카메라를 통해 입력되는 환경정보에서 장애물을 인식 및 추출하여 주행전방의 환경을 구분하는 방법을 제시하였다. 복도 내에서 주행하는 로봇에 탑재된 초음파에 입력된 거리 데이터 정보에 의해 장애물을 검출하고 이동로봇이 미지의 동적인 환경을 초음파센서로 인지하여 지능적으로 목표점을 찾아가는 운행 알고리즘을 제안하고 검증하기 위한 실험결과를 제시하였다. 이동로봇에 다양한 센서 기술들을 이용하여 실내에서 활용하기 적합한 지능적 역할을 수행할 수 있는 다목적용 자율 이동 로봇에 환경인식을 위한 pan/tile 카메라(EVI-D30)를 장착하여 주행실험을 할 수 있도록 하였다. 제작한 로봇의 주행성능을 보이기 위해서 VFF 알고리즘을 적용하여 임의의 환경에서도 자율주행의 실험과 결과를 통해 제시한 방법에 대한 유효성을 검증하였다. This paper deals with the method of using the amended virtual force field technique to avoidance the front environment(wall, obstacles etc.) in navigating by using the environmental informations recognized by a ultrasonic-ring and pan/tilt CCD camera equipped on a mobile robot. we will give an explanation for the robot system architecture designed and implemented in this study and a short review of existing techniques, since there exist several recent thorough books and review paper on this paper. It is proposed the rusult from the experimental run based on a virtual force field(VFF) method to support the validity of the aforementioned architecture of mobile service robot for local navigation and obstacle avoidance for autonomous mobile robots. We will conclude by discussing some possible future extensions of the project. The results show that the proposed algorithm is apt to identify obstacles in an indoor environments to guide the robot to the goal location safely.

인간행동제약을 위한 레이저파인더 기반의 로봇주행제어

진태석,Jin, Tae-Seok 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.5

본 논문에서는 실내 보안지역내의 인간 출입을 통제하기위해 보안로봇을 이용한 출입통제 기능을 수행한 시스템 및 연구결과를 제시하고 있다. 제안된 로봇은 환경인식을 위한 레이저파인더를 탑재하고 보안지역을 상시 관찰을 수행하며 출입금지 구역에 인간을 출입이나 진행을 감지했을 때, 로봇이 인간의 속도벡터를 계산 및 주행할 경로를 계획하고 인간의 진행방향을 차단할 수 있도록 예측된 경로를 따라 주행을 하게 된다. 이때, 인간의 움직임은 포인터 물체로 간주하였으며 로봇의 기구학에 기반하여 인간의 위치를 추정한다. 실내에서 계속적인 환경변화에 대해 로봇은 감시기능 수행하게 된다. 통제구역에 대한 진입을 인식하게 되면 인간의 움직임의 반대방향으로 주행하여 진입차단 기법을 제시한다. 제안된 연구결과를 검정하기위해 로봇을 이용한 위치추정 및 추적 실험결과를 제시하였다. In this research, we describe a security robot system and ongoing research results to control human's wrong direction in order to forbid human to enter security zone. Proposed robot system surveils a security area with equipped laserscanner sensor usually. When it detect walking human who is for the area, robot calculates his velocity vector, plans own path to forestall and interrupts him who want to head restricted area and starts to move along the estimated trajectory. The walking human is assumed to be a point-object and projected onto an scanning plane to form a geometrical constraint equation that provides position data of the human based on the kinematics of the mobile robot. While moving the robot continues these processes for adapting change of situation. After arriving at an opposite position human's walking direction, the robot advises him not to be headed more and change his course. The experimental results of estimating and tracking of the human in the wrong direction with the mobile robot are presented.

Real-Time Objects Tracking using Color Configuration in Intelligent Space with Distributed Multi-Vision

진태석(Tae-Seok Jin),이장명(Jang-Myung Lee),하시모토히데키(Hideki Hashimoto) 제어로봇시스템학회 2006 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.12 No.9

Human Hierarchical Behavior Based Mobile Agent Control in Intelligent Space with Distributed Sensors

진태석(Tae-Seok Jin),히데키 하시모토(Hideki Hashimoto) 제어로봇시스템학회 2005 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.11 No.12

이동물체의 기하학적 위치정보를 이용한 자율이동로봇의 위치추정

진태석(Tae-Seok Jin),이장명(Jang-Myung Lee) 한국지능시스템학회 2004 한국지능시스템학회논문지 Vol.14 No.4

가까운 미래에 필요로 하게 될 지능형로봇은 인간과 공존하고 효과적으로 인간을 도울 수 있는 인간 친화적인 로봇이다. 이러한 목적을 실현하기위해서 무엇보다 로봇은 주어진 환경에서만 아니라 미지의 환경에서도 주행중인 자신의 위치와 자세를 인식할 수 있어야 한다. 더욱이, 자신의 위치가 자연스럽게 인식될 수 있어야 할 것이다. 그래서 이동로봇의 주행에서 발생되는 불확실을 해결함으로써 로봇의 위치를 추정할 수 있어야 할 것이다. 본 논문에서는 이동물체의 영상정보를 이용하여 이동로봇의 자기위치추정을 위한 방법을 제시하고 있다. 이것은 엔코더의 관측 위치정보와 이동로봇의 위치정보를 추정하기위한 카메라영상에서의 추정된 위치정보를 결합하는 방법이다. 기준좌표계상에 이동물체의 사전 경로정보와 투영된 카메라 모델, 기하학적 구속식을 이용함으로써 이동물체에 대한 영상 좌표와 추정된 이동로봇의 위치 정보간의 관계를 표현 할 수 있다. 제시된 식은 추정된 위치에 근거하기 때문에 측정오차를 항상 가지게 된다. 제안된 방법은 관측되고 추정된 영상좌표간의 오차정보를 이용하여 이동로봇의 위치를 추정할 수 있었다. 이러한 추정을 위해서 칼만필터를 적용하였으며 제안된 방법의 성능은 시뮬레이션과 실험을 통하여 제시하고 있다. The intelligent robots that will be needed in the near future are human-friendly robots that are able to coexist with humans and support humans effectively. To realize this, robots need to recognize their position and posture in known environment as well as unknown environment. Moreover, it is necessary for their localization to occur naturally. It is desirable for a robot to estimate of his position by solving uncertainty for mobile robot navigation, as one of the best important problems. In this paper, we describe a method for the localization of a mobile robot using image information of a moving object. This method combines the observed position from dead-reckoning sensors and the estimated position from the images captured by a fixed camera to localize a mobile robot. Using the a priori known path of a moving object in the world coordinates and a perspective camera model, we derive the geometric constraint equations which represent the relation between image frame coordinates for a moving object and the estimated robot’s position. Since the equations are based on the estimated position, the measurement error may exist all the time. The proposed method utilizes the error between the observed and estimated image coordinates to localize the mobile robot. The Kalman filter scheme is applied for this method. its performance is verified by the computer simulation and the experiment.

LQG/LTR 기법을 적용한 원격제어시스템의 가상모델과 강건제어기의 설계

진태석 ( Tae-seok Jin ) 한국산업융합학회 2022 한국산업융합학회 논문집 Vol.25 No.2

In this paper, we introduce the improved control method are communicated between a master and a slave robot in the teleoperation systems. When the master and slave robots are located in different places, time delay is unavoidable under the network environment and it is well known that the system can become unstable when even a small time delay exists in the communication channel. The time delay may cause instability in teleoperation systems especially if those systems include haptic feedback. This paper presents a control scheme based on the estimator with virtual master model in teleoperation systems over the network. As the behavior of virtual model is tracking the one of master model, the operator can control real master robot by manipulating the virtual robot. And LQG/LTR scheme was adopted for the compensation of un-modeled dynamics. The approach is based on virtual master model, which has been implemented on a robot over the network. Its performance is verified by the computer simulation and the experiment.

이동로보트의 주행특성을 고려한 최적설계

진태석,이장명,Jin, Tae-Seok,Lee, Jang-Myung 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.38 No.6

This paper defines the mobility and rotatability, and a desired mobility and rotatability that can be achieved by adjusting the distance between two wheels of a mobile robot dynamically. The radii of wheels are assumed to be constant in this paper. If a mobile robot has a fixed axis connecting the two wheels, it may not be able to avoid a sudden obstacle because of the constraint of mobility and rotatability. The focus of this paper is on the instant rotatability with high and stable mobility. That is, by dynamically changing the distance between the two wheels, the mobile robot could get the high rotatability instantly and high mobility with high stability. Supposed that the mobility and rotatability that are defined in this paper are supplied to the design of a mobile robot, it will suggest a theoretical basis on the optimal design of the mobile robot with a given route condition and its states. The experimental data support the validity of the aforementioned mobility and rotatability. 본 논문에서는 유동적인 두 바퀴간격을 갖는 이동로보트의 주행 효율 및 회전특성을 정의하고, 그에 따라 이동로보트의 바퀴의 반경이 정해져 있는 상황 속에서 두 바퀴의 간격을 동적으로 변화시켜, 원하는 주행 효율과 회전특성을 얻을 수 있음을 제안하여 보여준다. 기존의 이동 로보트의 두 바퀴의 간격이 고정되어 있으면, 그 회전 및 주행특성이 고정되어지며 이로 인하여 순간적인 장애물을 회피할 수 없다. 본 연구에서는 시뮬레이션을 통하여, 기존의 고정된 바퀴간격을 탈피하여 두 바퀴의 거리를 동적으로 변화시켜 높은 회전 특성을 순간적으로 얻을 수 있고, 또한 안정된 가운데 높은 주행특성을 가질 수 있음을 보였다. 본 연구에서 정의된 주행특성(mobility) 및 회전특성(rotatability)은 이동로보트의 설계에 적용되어 도로의 설계조건 및 로보트의 상태가 정해진 상황에서 이동로보트의 최적 설계를 위한 이론적 근거를 제공할 것이다. 실험적 데이터를 사용하여 정의된 주행 및 회전특성의 타당성을 보여 준다.

계획송신방법에 의한 초음파 반사노이즈 제거

진태석,Jin, Tae-Seok 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.1

본 논문에서는 초음파 송신 시간을 일정 패턴으로 계획하여 송신하고 연속해서 수신되는 거리 데이터 값을 이전상태의 데이터를 통해 예측된 거리값으로 매핑 시키는 알고리즘을 제시하였다. 에러값에 대한 패턴을 인식하여 다중반사에 의한 에러를 판별 및 제거할 수 있다. 그리고 이동 로봇을 이용하여 다중반사 환경에서 실험을 통하여 거리값의 손실 없이 정확한 데이터를 획득할 수 있음을 실험을 통하여 보였다. 이동로봇에 다양한 센서기술들을 이용하여 실내에서 활용하기 적합한 지능적 역할을 수행할 수 있는 다목적용 자율 이동 로봇에 환경인식을 위한 다중 초음파센서를 장착하여 초음파 반사에 따른 크로스토크 실험결과를 제하였다. 또한, 기존 로봇에 장착된 초음파를 이용하여 계획송신(Scheduling firing)방법을 적용하여 임의의 환경에서의 실험결과를 통해 제시한 방법에 대한 유효성을 검증하였다. In this paper, we proposed a new method which analyzes and eliminates errors occurring by multi-reflection of ultrasonic firing in mobile robot application. This new method allows ultrasonic sensors to fire at rates that are three times faster than those customary in conventional applications readings due to ultrasonic noise disturbance. It is possible them to collect and predict sensor data much faster than conventional methods. Furthermore, this method's capability allows mobile robot to navigate in a complex and unknown environment and to collaborate in the same environment with multiple mobile robot, even if their ultrasonic sensors operate. And it's usefulness to avoid moving obstacles by capability of rapid collecting data. Finally, we present experimental results that demonstrate the performances of the new proposed method by experiments in a multi-reflective environment.

복도환경에서의 이동로봇 주행을 위한 3차원 특징추출을 통한 장애물 인식

진태석,Jin, Tae-Seok 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.9

본 논문에서는 이동로봇에 장착된 CCD 카메라를 통해 입력되는 영상에서 3차원 물체가 가지는 특징정보를 분석 및 추출하여하여 주행전방의 환경을 구분하는데 적용하게 된다. 복도 내에서 주행하는 로봇에 탑재된 카메라로 입력된 영상은 3차원 특징정보에 의해 장애물과 복도의 코너, 문으로 검출되어진다. 바닥의 장애물 정보 인식을 통한 이동로봇의 주행경로를 구하는데 있어 이들 세 가지는 최적의 경로 생성과 장애물 회피를 위한 매우 중요한 정보로 사용될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 입력영상을 전처리 후에 제안된 알고리즘을 기반으로한 이동로봇의 주행방향결정과, 입력 영상에서 신경망을 통하여 장애물 인식 및 특징정보 검출을 통한 이동로봇의 주행을 위한 선행 실험결과를 제시하였다. This paper deals with the method of using the three dimensional characteristic information to classify the front environment in travelling by using the images captured by a CCD camera equipped on a mobile robot. The images detected by the three dimensional characteristic information is divided into the part of obstacles, the part of corners, and th part of doorways in a corridor. In designing the travelling path of a mobile robot, these three situations are used as an important information in the obstacle avoidance and optimal path computing. So, this paper proposes the method of deciding the travelling direction of a mobile robot with using input images based upon the suggested algorithm by preprocessing, and verified the validity of the image information which are detected as obstacles by the analysis through neural network.