퍼지 추론 시스템을 이용한 자기위치 센서의 성능 향상

정은국(Eunkook Jung),김정민(Jungmin Kim),김재용,김종근(Jongguen Kim),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2012 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.22 No.1

각도 히스토그램을 이용한 특징 패턴의 잡음 제거

정은국(Eunkook Jung),정경훈(Kyunghoon Jung),김정민(Jungmin Kim),도주철(joocheol Do),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.20 No.1

본 논문은 LRF(laser lange finder)를 이용하는 모바일 로봇에 EKF-SLAM(simultaneous localization and mapping)을 적용하기 위한 특정 패턴의 잡음 제거 방법에 관한 연구이다. 일반적으로 0°~180°까지 스캔할 수 있는 LRF의 반응속도는 425㎳ 이상 필요하기 때문에 실제 모바일 로봇에 SLAM을 적용하기 위해서는 425㎳ 이하 의 연산 속도를 가지는 SLAM 구현이 필요하다. 이때 SLAM의 연산량은 추출된 특정의 개수에 따라 달라지지만, 일반적으로 특정 추출 시에 가장 높게 일어나게 되어 실제 모바일 로봇에 적용이 어렵다. 이에 본 논문에서는 효율적인 특정 패턴을 추출하기 위해서 각도 히스토그램을 제안하고 이를 이용한 EKF-SLAM을 실제 모바일 로봇에 적용하였다. 성능 평가는 직접 설계ㆍ제작된 모바일 로봇을 이용하였고, 이에 EKF-SLAM를 적용함으로써 위치측정 정밀도를 확인하였다. 실험 결과, 제안된 각도 히스토그램을 이용하였을 때에 425㎳ 이하의 연산 속도를 가지연서도 정확한 특정 추출이 가능함을 확인하였다.

FIS와 신뢰도를 이용한 레이저 내비게이션의 정밀도 향상

정은국(Eunkook Jung),김정민(Jungmin Kim),정경훈(Kyunghoon Jung),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회논문지 Vol.21 No.3

본 논문은 FIS(fuzzy inference system)와 신뢰도를 이용한 레이저 내비게이션의 정밀도 향상에 관한 것이다. 레이저 내비게이션은 무선 유도 장치로써 헤드가 360° 회전을 하며 벽에 부착된 반사체(reflector)를 읽어 AGV(automatic guided vehicle)의 위치를 측정하는 장치이다. 기존의 대표적인 유도 장치들의 타입은 유선 유도 방식이다. 이들은 정밀도가 매우 높고 반응속도가 빠르기 때문에 대부분의 현장에서는 이들을 채택하고 있다. 하지만, 이들 센서는 바닥 밑 1인치 안에 설치하거나 바닥에 심어야하기 때문에 설치비용은 매우 높고 유지 보수가 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 레이저 내비게이션이 개발되었다. 이것은 바닥 시공 하는 것이 필요 없고 설치비용이 최소화되며 배치(layout) 변경이 쉽다. 하지만 외란에 영향을 많이 받아 데이터의 손실·손상이 크고 반응속도가 느리기 때문에 안전이 최우선인 산업현장에 사용이 어렵다. 이에 본 논문에서는 레이저 내비게이션의 정밀도 향상에 관한 연구를 하였다. 제안된 방법은 레이저 내비게이션의 특성을 분석하여 FIS를 통해 위치측정 정밀도의 신뢰도를 계산한 후에 이를 통해 레이저 내비게이션의 정밀도를 보정하는 방법이다. 본 논문에서는 실험을 위해서 직접 설계한 AGV를 이용하였으며, 레이저 내비게이션의 위치와 레이저 내비게이션의 신뢰도를 통해 보정된 위치를 제안된 방법과 비교 하였다. 실험 결과, FIS를 신뢰도로 보정한 결과가 다른 방법들에 비해 약 50% 성능이 향상됨을 확인하였다. This paper presents to study the accuracy improvement of the laser navigation using FIS(fuzzy inference system) and the reliability. As wireless guidance system, the top-mounted laser with the laser navigation can rotate 360° with phototransistor or other optical sensors that read the return signal from reflectors mounted at the perimeter of the workspace. The type of major existing guidance systems is a wire guidance system. Because they have high accuracy and fast response time, they are used to most industries. However, their installation cost is very expensive and maintenance is very difficult because their sensors are placed approximately 1 inch below the ground or embedded in the floor. To solve those problems, the laser navigation was developed as a wire guidance system. It does not need to reconstruct a floor or ground. And it can reduce costs of installation and maintenance because changing the layout is easy. However, it is difficult to apply to an industrial field because it is easily affected by disturbances which cause loss and damage of data, and has slow respond time. Therefore, we study the accuracy improvement of the laser navigation. The proposed method is a correction method using reliability of the laser navigation. here, reliability is calculated by FIS which is designed with the analyzed characteristics of the laser navigation. For performance comparison, we use original position data form the laser navigation and position data corrected by original reliability from the laser navigation. In experimental result, we verified that the performance of the proposed method compared the others is improved by about 50% or more.

Cubic Spline Interpolation을 이용한 얼굴 영상의 단순화

김정민(Jungmin Kim),정은국(Eunkook Jung),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회논문지 Vol.20 No.5

본 논문은 명함에 명함 원주인의 얼굴 사진을 2차원 바코드 형태로 넣기 위해 얼굴 영상을 단순화하는 것에 관한 연구이다. 명함은 사람들의 인식과 디자인 문제로 인해 ㅎ명함에 사진을 넣지 않아, 명함을 잊어버리는 경우가 허다하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 모바일 기기, 인터넷 등을 통해 명함에 관련된 여러 응용 프로그램이 개발되었지만, 기존의 종이 명함의 가치를 따라 잡을 수가 없었다. 이에 1차원 혹은 2차원 바코드를 이용하여 명함 정보를 명함에 넣는 방법이 많이 나왔지만, 얼굴이나 회사의 로고와 같은 영상처럼 데이터가 많은 정보는 넣을 수가 없었다. 이에 본 논문에서는 명함에 데이터가 많은 얼굴 영상을 2D 바코드로 넣을 수 있도록 하기 위한 얼굴 영상 단순화에 관한 연구를 하였다. 이는 얼굴 영역에 있는 얼굴, 귀, 머리, 눈썹, 코, 입, 목 등의 특징 점만을 우리가 찍어 스플라인 곡선을 이용하여 표현하는 것이다. 실험은 직접 카메라를 통해 얼굴 영역을 자동으로 추출하여 각각의 특징들에 특징점을 찍어 생성된 단순화 영상과 원 영상을 보았다. 실험 결과, 단순화된 얼굴 영상은 2D 바코드로 표현이 가능할 만큼 표현량이 줄어들었으며, 효과적으로 특징 표현이 가능함을 확인하였다. This paper is presented to study simplification of face image using cubic spline interpolation for a business card with 2D barcode. People often forget business card's owner because business cards don't be included a face picture generally. To solve such problem, many applications have be developed through mobile devices, Internet and so on. But they couldn't caught up with value of existing business card mad by paper. Hence, some methods which can put information on business card using 1D or 2D barcode had suggested. but they couldn't include information like face image or company logo image which have too much data. Therefore, we study the simplification method of face image to encode from a face image to 2D barcode. The simplification method using spline curves defined by feature points which we dotted on face, ears, hair, eyebrows, nose, lips, neck, etc.. on a face area. for experiment, we see real face image and simplified face image made by proposed method after we automatically extract face watch through camera. In experimental results, data of simplified face image was reduced as small as it can be expressed by 2D barcode, and confirmed that it can effectively express features.

파티클 필터를 이용한 위치측정 정밀도 향상

조현학(Hyunhak Cho),정은국(Eunkook Jung),정경훈(Kyunghoon Jung),김정민(Jungmin Kim),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.21 No.2

확장형 칼만 필터를 통한 레이저 내비게이션 장치의 위치 정밀도 향상

김정민(Jungmin Kim),정경훈(Kyunghoon Jung),정은국(Eunkook Jung),조현학(Hyunhak Cho),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.21 No.1

레이저 내비게이션 장치(laser navigation system)는 주로 AGV(automatic guided vehicle)의 유도 장치(guidance system)로 사용되며, 대표적인 무선 유도 장치(wireless guidance system)이다. 기존에 주로 사용되어지는 AGV의 유도 장치는 유선 유도 장치(wire guidance system)이며, 대표적인 장치들로는 유선(wired), 마그네틱(magnetic), 자이로(gyroscopic) 유도 방식이 있다. 유선 유도 장치들은 모두 바닥 시공을 통해 센서들을 매설하게 되기 때문에 유지 보수와 주행 경로 변경이 매우 어렵고 비용이 많이 들며 바닥 특성과 센서의 특성에 따라 사용을 못하는 경우가 있다. 하지만 이들은 매우 정확한 주행을 할 수 있기 때문에 현재까지도 대부분의 산업용 AGV들은 유선 유도 장치를 이용하고 있다. 이에 반해, 무선 유도 장치인 레이저 내비게이션 장치는 유선 유도 방식들의 문제를 모두 해결한다. 하지만 외란에 영향을 많이 받고 반응속도가 느리기 때문에 안전이 최우선인 현장에서는 사용이 어렵다. 이에, 본 논문에서는 레이저 내비게이션의 위치 정밀도를 향상시키기 위해 확장형 칼만 필터(extended Kalman filter: EKF)를 적용하여 레이저 내비게이션의 정밀도를 향상하였다. 실험은 직접 설계ㆍ제작한 AGV에 레이저 내비게이션을 설치하고 회전 주행을 하는 동안에 레이저 내비게이션의 위치측정 결과와 EKF을 통한 위치측정 결과의 오차를 비교하였다. 실험 결과, EKF를 통한 위치측정 결과가 더욱 정밀한 위치측정이 가능함을 확인 할 수 있었다.

퍼지 추론 시스템을 이용한 아날로그형 자기위치 장치의 위치 정밀도 향상

김정민(Jungmin Kim),정경훈(Kyunghoon Jung),정은국(Eunkook Jung),조현학(Hyunhak Cho),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2012 한국지능시스템학회논문지 Vol.22 No.3

본 논문은 아날로그형 자기위치 장치(magnetic positioning system)의 개발과 퍼지 추론 시스템(FIS: fuzzy inference system)을 통한 정밀도 향상에 관한 것이다. 자기위치 장치는 무인운반차(AGV: automatic guided vehicle)의 자기-자이로 유도장치(magnet-gyro guidance system)에 사용되는 장치로, 바닥에 매설된 자석의 위치를 계측하는 장치이다. 기존의 판매되고 있는 자기-자이로 유도 장치는 외국에서 독점 판매되고 있어, 국내에서는 가격이 매우 비싸다. 또한, 자기위치 장치에 디지털 타입의 단극성 홀센서를 이용하기 때문에 위치측정 정밀도가 낮다. 이에, 본 논문에서는 자기위치 장치를 직접 개발하였고 퍼지 추론 시스템을 통해 자기위치 장치의 정밀도 향상시켰다. 실험은 직접 개발한 아날로그형 자기위치 장치를 이용하였으며, 기존의 위치측정 방법과 제안된 방법의 성능을 비교하였다. 실험 결과, 제안된 방법이 자기위치 장치의 정밀도를 향상시킴을 확인하였다. This paper presents a development of an analog type magnetic positioning system and its positioning accuracy improvement using fuzzy inference system. As the magnetic positioning system used on a magnet-gyro guidance system for AGV(automatic guided vehicle), it measures a position of magnet embedded in floor of the work place. The existing product of the magnetic positioning system is very expensive in Korea because it is being sold in a foreign country exclusively. Moreover, the positioning accuracy of the product is low because it uses digital type unipolar hall sensors. Hence, we developed the magnetic positioning system by ourselves and improved the positioning accuracy of the developed magnetic positioning system using fuzzy inference system. For experiment, we used the analog type magnetic positioning system which we have developed, and compared the performance of the proposed method with the performance of the existing positioning method for the magnetic positioning system. In experimental results, we verified that the proposed method improved the positioning accuracy of the magnetic positioning system.