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고낙용,문용선,배영철,Ko, Nak-Yong,Moon, Yong-Seon,Bae, Young-Chul 한국전자통신학회 2011 한국전자통신학회 논문지 Vol.6 No.2
본 논문은 "로봇 팔방 놀이"라 불리는 이동 로봇을 이용하는 로봇 놀이를 소개한다. 이 놀이에서 이동 로봇은 정방형의 격자 단위들이 모여서 이루어진 놀이판 위를 이동한다. 이 놀이는 사람이 격자로 구분되어진 놀이판 위에서 뛰어서 격자와 격자 사이를 이동하는 팔방 놀이와 유사하다. 로봇 팔방 놀이에서 각각의 격자는 가시광 통신 장치를 가지고 있다. 가시광 통신 장치는 식별 신호를 송신하고, 격자 위를 이동하는 로봇은 이 신호를 수신하여 자신의 위치를 인식한다. 놀이 참가자는 로봇 또는 다른 참여자와 얼마나 빠르게 주어진 경유 격자들을 통과하여 목적지에 도착하는지를 경쟁한다. 이 놀이는 2008년 10월 16일부터 20일 사이에 COEX에서 개최되었던 로보월드(RoboWorld) 2008에서 참가자들에 의해서 사용되어졌다. 사용자들을 대상으로 한 설문조사 결과 사용자들은 로봇의 모양이 친숙하지 않고 조작도 불편하였음에도 불구하고 놀이에서 재미를 느낀 것으로 나타났으며 로봇의 향후 활용이 늘어날 것으로 기대하고 있는 것으로 나타났다. This paper describes a game called the "robot hopscotch game" which uses mobile robots. In this game, a mobile robot moves on a board which consists of a number of square cells. This is similar to the usual hopscotch game in which a human player hops through a course on the ground. In the robot hopscotch game, each cell has a visual light communication unit. The unit sends identification signal and the robot which moves over the cell receives the signal for location recognition. In the game, a human player or a human operator competes with a robot or other human player on how accurately and fast they move to a goal location passing through the given way point cells. People played the game at the RoboWorld 2008 which was held at COEX Seoul, on 16th to 20th of October 2008. The replies to the questionnaire to the users show that users have interests on the game and expect further expansion of robot use though they are not in favor of the robot's outlook and they feel inconvenience on manipulation of the robot.
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방향각 및 거리 정보에 의한 이동 로봇의 실시간 목표물 추종 방법
고낙용(Nak Yong Ko),서동진(Dong Jin Seo),문용선(Yongseon Moon) 한국지능시스템학회 2008 한국지능시스템학회논문지 Vol.18 No.5
본 논문은 이동 로봇이 움직이는 목표물을 실시간으로 따라가게 하는 방법을 제안한다. 로봇은 이동하는 목표물을 일정한 방향과 거리를 유지하면서 따라간다. 이 방법은 다음의 두 단계로 이루어진다. 첫 번째 단계에서는 목표물의 위치를 로봇좌표계 상에서 구해낸다. 두 번째 단계에서는 목표물을 따라가기 위한 로봇의 직진 속도와 회전 속도를 구해낸다. 목표물의 위치를 구하기 위해 영역 센서 데이터를 히스토그램으로 나타낸다. 실시간으로 계산된 로봇좌표계에서의 목표물의 위치정보를 사용하여 목표물을 따라가게 하는 로봇의 직진 속도와 회전 속도를 구한다. 로봇의 직진 속도와 회전 속도는 로봇의 목표물로의 방향과 목표물까지의 거리를 원하는 값으로 수렴할 수 있게 한다. 제안된 방법의 성능을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 시뮬레이션에서 목표물은 직선 궤적, 직사각형 궤적, 그리고 원 궤적에 의해 움직이게 하였다. 시뮬레이션결과 목표물이 급격히 방향을 바꾸는 경우에는 순간적으로 목표물 추적이 불가능함을 알 수 있는데, 이것은 실시간 추적에서는 피할 수 없는 문제이다. 그렇지만, 이 경우에도 로봇이 빠른 속도로 목표물을 추적하여 다시 따라잡게 된다. 제안된 방법은 로봇이 목표물을 따라가도록 하는 경우에는 물론 여러 대 로봇이 대형을 갖추어 이동하게 하는 경우에도 적용도 가능하다. This paper presents a method for a mobile robot to follow a moving object in real time. The robot follows a target object keeping the facing angle toward the target and the distance to the target to given value. The method consists of two procedures: first, the detection of target position in the robot coordinate system, and the second, the calculation of translational velocity and rotational velocity to follow the object. To detect the target location, range sensor data is represented in histogram. Based on the real time calculation of the location of the target relative to the robot, translational velocity and rotational velocity to follow the target are calculated. The velocities make the heading angle and the distance to target converge toward the desired ones. The performance of the method is tested through simulation. In the simulation, the target moves with three different trajectories: straight. line trajectory rectangular trajectory, and circular trajectory. As shown in the results, it. is inevitable to lose track temporarily of the target when the target suddenly changes its motion direction. Nevertheless, the robot speeds up to catch up and finally succeeds to follow the target as soon as possible even in this case. The proposed method can also be utilized to coordinate the motion of multiple robots to keep their formation as well as to follow a target.
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고낙용(Nak Yong Ko),서동진(Dong lin Seo),김태균(Tae Gyun Kim) 한국지능시스템학회 2008 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.18 No.1
위치 인식은 이동 로봇의 자율 주행을 위한 필수 기능이다. 위치 추정을 위해서 Bayes Filter를 기본으로 한 칼만 필터 방법들이 주로 제안되어졌고 최근에는 Particle Filter 방법이 제안되어져 사용되고 있다. 본 연구에서는 영역센서를 장착한 이동 로봇의 위치 추정을 위해 레이저 영역 센서를 이용하는 Particle Filter 방법을 구현하였다. Particle Filter방법은 Kalman Filter 방법에 비해서 구현이 간단하면서도 Kidnapping 문제에도 대응할 수 있는 장점이 있다. 본 연구를 통하여 위치 추정의 수렴도, 정확도, 그리고 Kidnapping 발생시의 위치 추정 성능등을 분석하여, 기존 방법의 성능을 개선하는 방법을 제안한다.
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고낙용(Nak Yong Ko),서동진(Dong Jin Seo),김태균(Tae Gyun Kim),배영철(Young-Chul Bae) 한국지능시스템학회 2008 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.18 No.1
본 논문은 이동 로봇의 이동 및 거리 센싱의 불확실성을 고려한 시뮬레이터 개발에 대해 소개한다. 이동 로봇은 구동기, 바닥의 불안정성, 바퀴 및 구동 기구의 불확실성, 그리고 기타 구조적으로 어려운 다양한 원인으로 동작 명령과 차이가 있게 이동한다. 또한 이동 로봇에 장착된 각종 센서는 센서 자체의 불안정성, 주변 환경의 불안정성등에 의하여 정확한 측정값을 출력하지 못한다. 이러한 이동 및 센서의 불안정성은 로봇의 자율 주행 알고라즘의 구현에 가장 큰 장애물이 되고 있다. 예측하기 어려운 불안정성올 고려하지 않는 알고리즘은 실제 환경에서 필연적으로 동작에 실패하여 크고 작은 사고를 일으킨다. 따라서 알고리즘의 검증을 위해 시뮬레이터가 각종 불확실성을 포함하여 로봇 동작이 실제에 유사하도록 하여야 한다. 본 연구에서는 이동 로봇의 이동과 센싱에 불확실성을 포함하도록한 시뮬레이터를 개받하였다. 다양한 센서들 중 이동 로봇의 위치 추정, 장애물 인식, 지도 작성등에 가장 기본적으로 사용되는 영역 센서를 대상으로 불확실성을 구현하였다. 개발된 시뮬레이터를 사용하여 알고리즘을 검증하는 경우와 불확실성올 고려하지 않은 시뮬레이터를 사용하여 알고리즘을 검증하는 경우를 비교하여, 제안된 시뮬레이터의 성능을 검증하였다.
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고낙용(Nak Yong Ko),서동진(Dong Jin Seo),김광진(Kwang Jin Kim),문용선(Yong-seon Moon) 한국지능시스템학회 2008 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.18 No.1
본 연구에서는 이동 로봇에 영역 센서를 장착하여 실내에서 주변환경을 인식하여 지도를 작성하는 방법을 제안한다. 이동 로봇이 미지의 환경에서 자율 주행하기 위해서는 로봇 환경에 대한 지도를 작성하면서 이 지도 상에서 로봇의 위치를 인식할 수 있어야한다. 지도 작성과 위치 인식을 동시에 수행하는 SLAM을 구현하기위한 준비 단계로서 본 논문에서는 일정한 시간 간격으로 연속적인 센서 신호들로 부터 통일 특징을 추출하고 이들을 서로 일치시켜서 로봇 이동 및 센서 신호에 불확실성이 있는 경우에도 지도를 작성하는 방법을 연구한다. 실제로 레이저 영역 센서를 장착한 이동 로봇을 이용하여 실내에서 지도를 작성하는 실험을 통하여 제안된 방법의 성능을 검증한다.
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고낙용 ( Nak Yong Ko ),정원태 ( Won Tae Jeong ) 조선대학교 공학기술연구원 2008 공학기술논문지 Vol.1 No.1
A localization module is developed to implement the Monte Carlo localization algorithm. The module uses range data from Laser range finder. It uses ARM core with uC/OS-II kernel. To receive range data and to output the location information, dual port RAM is used. The data in the dual port RAM can be shared to other modules of the robot system. Also, it can incorporate another sensor data and processors using the dual port RAM. Since it uses uC/OS-II, it can assign priority to the processes, facilitate maintenance of the software modules, and guarantee real-time application. The module is used for navigation of an omni-directional mobile robot. The performance of the module is verified by simulation and experiment in an indoor environment where the map given.
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고낙용(Nak Yong Ko),서동진(Dong Jin Seo) 대한기계학회 2005 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2005 No.11
This paper presents a method for collision avoidance of a mobile manipulator in ubiquitous environment. The method deals with the problem of moving a mobile manipulator from a starting configuration to a goal configuration avoiding obstacles. The information on obstacle location and shape is assumed to be given in real time. The methos repeats the following procedure until the robot reaches to its goal configuration: (1) initial trajectory planning and determination of way poses, (2) application of elastic field and repulsive potential field, (3) computation of joint torque and force, (4) modification of way pose, and (5) trajectory following. The method is tested in multiple robot cooperation task as well as in simulation.
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