경로 추적 방식의 AGV를 위한 경로 계획

도주철,김정민,정경훈,우승범,김성신 한국로봇학회 2010 로봇학회 논문지 Vol.5 No.4

This paper presents a study of path-planning method for AGV(automated guided vehicle) based on path-tracking. It is important to find an optimized path among the AGV techniques. This is due to the fact that the AGV is conditioned to follow the predetermined path. Consequently, the path-planning method is implemented directly affects the whole AGV operation in terms of its performance efficiency. In many existing methods are used optimization algorithms to find optimized path. However, such methods are often prone with problems in handling the issue of inefficiency that exists in system's operation due to inherent undue time delay created by heavy load of complex computation. To solve such problems, we offer path-planning method using modified binary tree. For the purpose of our experiment, we initially designed a AGV that is equiped with laser navigation, two encoders, a gyro sensor that is meant to be operated within actual environment with given set of constrictions and layout for the AGV testing. The result of our study reflects the fact that within such environments, the proposed method showed improvement in its efficiency in finding optimized path.

무유도 로켓의 조준 장치를 이용한 영상 기반 이동 표적 정보 추정 기법 연구

송진모,이상훈,도주철,박태선,배종수,Song, Jin-Mo,Lee, Sang-Hoon,Do, Joo-Cheol,Park, Tai-Sun,Bae, Jong-Sue 한국군사과학기술학회 2017 한국군사과학기술학회지 Vol.20 No.3

In this paper, we present a method for estimating of position and velocity of a moving target by using the range and the bearing measurements from multiple sensors of aiming unit. In many cases, conventional low cost gyro sensor and a portable laser range finder(LRF) degrade the accuracy of estimation. To enhance these problems, we propose two methods. The first is background image tracking and the other is principal component analysis (PCA). The background tracking is used to assist the low cost gyro censor. And the PCA is used to cope with the problems of a portable LRF. In this paper, we prove that our method is robust with respect to low-frequency, biased and noisy inputs. We also present a comparison between our method and the extended Kalman filter(EKF).

레이저 유도 시스템을 이용한 AGV의 경로추적

박정제,김정민,도주철,김성신,배선일 한국로봇학회 2010 로봇학회 논문지 Vol.5 No.2

This paper presents to study the path tracking method of AGV(autonomous guided vehicle) which has a laser guidance system. An existing automatic guided vehicles(AGVs) which were able to drive on wired line only had a automatic guidance system. However, the automatic guidance systems that those used had the high cost of installation and maintenance, and the difficulty of system change according to variation of working environment. To solve such problems, we make the laser guidance system which is consisted of a laser navigation and gyro, encoder. That is robust against noise, and flexible according to working environment through sensor fusion. The laser guidance system can do a perfect autonomous driving. However, the commercialization of perfect autonomous driving system is difficult, because the perfect autonomous driving system must recognize the whole environment of working space. Hence, this paper studied the path tracking of AGV using laser guidance system without wired line. The path tracking method is consisted of virtual path generation method and driving control method. To experiment, we use the fork-type AGV which is made by ourselves, and do a path tracking experiments repeatedly on same experimental environment. In result, we verified that proposed system is efficient and stable for actual fork-type AGV.

벽면 각도를 이용한 SLAM의 오차 최소화

김정민,정은국,도주철,김성신 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.20 No.2

본 논문은 벽면 각도를 이용한 SLAM(simultaneous localization and mapping)의 오차 최소화 방법에 관한 것이다. 이는 LRF(laser range finder)만을 이용하는 자율주행 장치의 SLAM은 주로 벽면의 특징을 찾아 특징점으로 사용하기 때문에 특징 개수가 적어 위치측정 오차가 크게 누적되게 된다. 위치측정 오차가 커지게 되면 같은 특징점을 다른 특징점으로 인식하게 될 가능성이 커지게 되고 다른 특징점으로 인식되게 되면 오차가 너무 커져 주행이 불가능한 문제를 가졌다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 LRF를 통해 벽면을 인식하고 벽면들의 각도를 이용하였다. 실험은 직접 설계?제작한 자율주행 장치에서 SLAM을 구현하여 실험하였다. 실험 결과, 벽면 각도를 이용하지 않은 SLAM은 빈번히 같은 특징점을 다른 특징점으로 인식하였지만, 벽면 각도를 이용하였을 때는 정확히 특징점을 인식하였다.

FastSLAM의 성능 향상을 위한 리샘플링 방법

김재용(Jaeyong Kim),도주철(Joocheol Do),김정민(Jungmin Kim),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.21 No.2

엔코더와 자이로를 이용한 각속도 오차 최소화

김정민(Jungmin Kim),도주철(Joocheol Do),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회논문지 Vol.20 No.6

본 논문은 자율주행 장치(autonomous ground vehicle)를 위한 각속도의 오차 최소화에 관한 연구이다. 각속도의 오차 최소화는 자율주행 장치의 이동 거리를 측정하는 엔코더(encoder)와 관련하여 자율주행 장치의 가장 중요한 기반 기술인 위치측정(localization)과 밀접한 관련이 있다. 기존에 각속도의 오차 최소화 방법들에는 이동관성을 측정할 수 있는 가속계(accelerometer)와 회전관성을 측정할 수 있는 자이로(yaw gyro), 방위각을 측정할 수 있는 자계 센서인 전자나침판(electronic compass) 센서들을 확률을 통해 상호 보완하는 형태로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 각속도 측정을 위해 사용되는 센서들은 수학적인 오차와 센서들의 자체 특성에 의해 누적 오차가 발생하게 되며, 여러 센서들을 이용하여 확률적인 오차 보정을 수행하여도 연산량과 비용이 증가되는 문제점을 가지게 된다. 따라서 본 논문에서는 자율주행 장치의 시스템 특성을 고려하여 엔코더와 자이로만을 이용한 각속도의 오차 최소화에 대한 연구를 수행하였다. 실험은 직접 설계ㆍ제작한 자율주행 장치를 이용하였으며, 자율주행 장치가 제어기를 통해 주행하는 동안에 엔코더, 자이로를 통해 계산된 각각의 각속도 결과들과 엔코더와 자이로만을 이용한 제안된 각속도 측정 방법의 결과를 비교하였다. 실험 결과, 엔코더 혹은 자이로만을 이용한 각속도 측정 방법들에 비해 제안한 각속도 측정 방법의 누적 오차가 크게 줄었음을 확인하였다. This paper is presented to study the error minimization of angular velocity for AGV(autonomous ground vehicle). The error minimization of angular velocity is related to localization technique which is the most important technique for autonomous vehicle. Accelerometer, yaw gyro and electronic compass have been used to measure angular velocity. And methods for error minimization of angular velocity have been actively studied through probabilistic methods and sensor fusion for AGVs. However, those sensors still occure accumulated error by mathematical error, system characters of each sensor, and computational cost are increased greatly when several sensor are used to correct accumulated error. Therefore, this paper studies about error minimization of angular velocity that just uses encoder and gyro. To experiment, we use autonomous vehicle which is made by ourselves. In experimental result, we verified that the localization error of proposed method has even less than the localization errors which we just used encoder and gyro respectively.

향상된 표적 추적 기법을 이용한무유도 대전차 로켓의 조준 오차 제거 방법

송진모,김태완,박태선,도주철,배종수 한국군사과학기술학회 2018 한국군사과학기술학회지 Vol.21 No.1

In this paper, we proposed a method for eliminating aiming error of unguided anti-tank rocket using improved target tracking. Since predicted fire is necessary to hit moving targets with unguided rockets, a method was proposed to estimate the position and velocity of target using fire control system. However, such a method has a problem that the hit rate may be lowered due to the aiming error of the shooter. In order to solve this problem, we used an image-based target tracking method to correct error caused by the shooter. We also proposed a robust tracking method based on TLD(Tracking Learning Detection) considering characteristics of the FCS(Fire Control System) devices. To verify the performance of our proposed algorithm, we measured the target velocity using GPS and compared it with our estimation. It is proved that our method is robust to shooter’s aiming error.

Inertial Navigation System for an Automatic Guided Vehicle with Mecanum Wheels

김정민,김성신,우승범,김재용,도주철,배선일 한국정밀공학회 2012 International Journal of Precision Engineering and Vol. No.

This paper presents an INS (inertial navigation system) for an AGV (automatic guided vehicle) with Mecanum wheels. An omni wheel or a Mecanum wheel, which has rollers attached to a conventional wheel, facilitates omni-directional driving. Most positioning systems use the encoder because it can measure precisely the rotation of the wheel. However, it is difficult to accurately calculate the position of an AGV with omni wheels or Mecanum wheels because slips occur frequently in the rollers attached to the wheels. Therefore, many studies have been carried out to compensate for the weakness of the encoders by fusing an accelerometer and a gyro sensor. However, there is still a rapid increase in the number of errors,owing to the second integral of an accelerometer. Hence, this paper proposes an INS for an AGV with Mecanum wheels. The proposed system integrates an encoder, an accelerometer, and a gyro sensor through two Kalman filters. To verify the performance of the proposed INS, we analyzed the positioning accuracy of an AGV by studying straight, sideways, and diagonal movements over a 250 cm distance in a 300 cm × 300 cm space at speeds of about 200 and 380 mm/s. The results of the experiment showed that the proposed INS can measure effectively the position of an AGV, despite frequent slips.

확장형 칼만 필터를 이용한 AGV의 센서융합

정경훈(Kyunghoon Jung),김정민(Jungmin Kim),도주철(Joocheol Do),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.20 No.2

본 논문은 AGV(autonomous guided vehicle)의 위치측정에 사용되는 센서융합을 확장형 칼만 필터(extended kalman filter)를 통하여 정밀도를 향상 시키는 방법에 관한 연구이다. 기존의 AGV에 사용된 센서융합은 비교적 응답 속도가 느린 전역 위치측정 센서의 공백을 응답속도가 빠른 지역 위치측정 센서를 이용하여 보완하는 방법이다. 하지만 이러한 방법은 비교적 오차가 큰 지역 위치측정 센서의 위치측정 데이터를 그대로 사용하기 때문에 높은 정밀도를 요구하는 AGV의 작업에는 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 센서융합 시에 나타나는 위치측정 오차와 주행 도중 발생되는 전역 위치측정 센서의 오차를 최소화 하기위해 확장형 칼만 필터를 이용한 센서융합 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 센서융합의 성능평가 실험을 위해 각각의 회전 반경으로 10회 반복 주행한 결과 센서융합을 통한 위치측정 정밀도가 향상됨을 확인할 수 있었다.

파티클 필터를 이용한 레이저 내비게이션의 위치측정 성능 향상

조현학(Hyunhak Cho),김정민(Jungmin Kim),도주철(Joocheol Do),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회논문지 Vol.21 No.6

본 논문은 파티클 필터(particle filter)를 이용한 레이저 내비게이션(laser navigation)의 위치측정 성능 향상에 관한 연구이다. 레이저 내비게이션은 무선항법장치(wireless navigation system)로써 무인 자율주행 장치(automatic guided vehicle)의 위치측정 및 제어에 주로 사용되며, 이는 기존의 유선유도장치(wired guidance system)들에 비해 유지보수에 유연하면서도 완전한 자율주행이 가능하다. 하지만 무선항법장치인 레이저 내비게이션은 반응속도가 느리며 고속주행 혹은 회전주행 시에 위치 정밀도가 크게 떨어지게 된다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 비선형(non-linear)/비가우시안(non-gaussian)의 시스템에서도 강인한 특성을 지닌 파티클 필터를 이용하여 위치 정밀도를 향상시키는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 성능을 검증하기 위해, 레이저 내비게이션과 엔코더, 자이로가 장착된 지게차 AGV(automatic guided vehicle)를 사용하였으며, 제안된 방법과 상용화된 레이저 내비게이션의 위치측정 결과를 비교하였다. 실험 결과, 제안된 방법이 상용화된 레이저 내비게이션의 위치 정밀도에 비해 약 66.5% 향상됨을 확인하였다. This paper presents a method for improving the positioning accuracy of the laser navigation. As a wireless navigation system, the laser navigation which is more flexible than a wired guidance system is used for the localization and control of an AGV(automatic guided vehicle). However, the laser navigation causes the large positioning error while the AGV turns or moves fast. To solve the problem, we propose the method for improving the positioning accuracy of the laser navigation using particle filter which has robust and reliable performance in non-linear/non-gaussian systems. For the experiment, we use the actual fork-type AGV. The AGV has a gyro, two encoders and a laser navigation. To verify the performance, the proposed method is compared with the laser navigation which is a product. In the experimental result, we verified that the proposed method could improve the positioning accuracy by approximately 66.5%.