자율이동 로봇의 위치추정을 위한 변형된 칼만필터 방식

엄기환,강성호,김주웅,Eom, Ki-Hwan,Kang, Seong-Ho,Kim, Joo-Woong 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.4

본 논문에서는 칼만 필터 위치 추정 방식에서 노이즈 공분산에 의해 발산이 되는 문제점을 개선하기 위해 바퀴로 구성된 자율이동 로봇에 노이즈를 고려한 위치추정 방식을 제안하였다. 제안한 방식은 신경회로망을 이용한 변형된 칼만 필터 설계 방식으로, 신경회로망을 이용하여 시스템 노이즈와 측정노이즈의 공분산을 추정함으로서 발산을 방지하는 것이다. 제안한 방식의 유용성을 자체 제작한 자율이동 로봇을 대상으로 시뮬레이션 및 실험을 통하여 칼만 필터 위치 추정 방식 보다 우수함을 확인하였다. In order to improve on the divergence by noise convariance in the Kalman filter position estimation, we propose a method of position estimating through compensating the autonomous mobile robot's noise. Proposed method is the modified Kalman filter using neural network. It is prevented the divergence by the estimation of measurement noise covariance and system noise covariance. In order to verify the effectiveness of the proposed method, we performed simulations and experiments for position estimation. The results show that convergence and position error is reduced than the Kalman filter method.

Giga-Bit MODEM을 위한 BASK 시스템 설계

엄기환,강성호,Eom, Ki-Hwan,Kang, Seong-Ho 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.42 No.12

본 논문에서는 밀리미터파 대역에서의 Giga-bit 모뎀을 위한 BASK 시스템을 제안한다. 제안한 시스템의 송신단은 입력신호의 pulse shaping을 위해 고속의 shutter를 사용하며, ISI(Inter-Symbol Interference)를 최소화 할 수 있고, 수신단은 SNR 개선과 rectangular pulse train을 만들기 위해 repeater를 사용한다. Repeter는 몇 개의 converter로 이루어져 있으며, converter는 low pass filter와 limiter로 구성된다. 또한, 수신된 신호에서 발생하는 랜덤 오류를 정정하기 위해 viterbi 알고리즘을 사용하여 BER을 개선 시켰다. 제안한 시스템은 Direct Conversion 방식으로 IF처리과정이 없으므로 시스템이 매우 간단하다. We propose a BASK (Binary Amplitude Shift Keying) system for Giga-bit Modem in millimeter band. The proposed system consists of a high speed shutter of the transmitter and a repeater of the receiver. The shutter of the proposed system is introduced for pulse shaping to improve the intersymbol interference (ISI). The repeater consists of several stage converters. A converter is constructed with a low pass filter and a limiter. The repeater can improve the signal-to-noise ratio (SNR) and make the rectangular pulse train. The proposed system is a simple system that uses conversion method without IF (Intermediate Frequency) process.

이동 로봇의 슬립 감소를 위한 이동 경로 계획 및 슬립 보상방식

엄기환,강성호,정경권,Eom, Ki-Hwan,Kang, Seong-Ho,Jung, Kyung-Kwon 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.4

본 논문에서는 이동로봇의 슬립 감소를 위한 이동경로계획 및 슬립으로 인해 발생하는 기록센서 오차를 보상하는 방식을 제안하였다. 제안하는 로봇의 이동경로계획은 로봇의 슬립을 고려하여 퍼텐셜 필드 방식에서 장애물에 대한 퍼텐셜 장벽을 평탄 화함으로써 로봇의 슬립을 감소하였다. 또한 슬립으로 인해 발생하는 기록센서의 오차를 퍼지 논리 시스템을 이용하여 보상하였다. 제안한 방식의 유용성을 시뮬레이션 및 제작한 이동로봇을 이용하여 실험을 통하여 확인하였다. In this paper, propose for mobile robot path planning and the reduction in sleep caused by a sleep history suggested a way to compensate for record sensor error. The proposed path plan reduces the robot slip to smooth a potential barrier in the potential field method, and compensates the tachometer error by robot slip using the fuzzy logic system. The efficiency of the proposed method is verified by means of simulations and experiments for path plan and slip revision.

변형된 유전자 알고리즘을 이용한 안테나 빔의 스위트 스폿 탐색

엄기환,정경권,Eom, Ki-Hwan,Jung, Kyung-Kwon 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.42 No.6

본 연구에서는 점대점(point-to-point) 링크 상에서 각 스테이션 간의 안테나 빔의 스위트 스폿을 찾고 유지하는 방법을 제안 한다. 제안한 방식은 송수신 데이터에 안테나의 정보를 같이 실어 보내고 그 정보를 이용하여 변형된 유전자 알고리즘으로 스위트 스폿을 찾고 유지 한다. 변형된 유전자 알고리즘은 지역해(local solution)에 수렴하는 문제를 해결하여 전처리 과정으로 우수한 초기집단을 선택한 후 진화하는 방법이다. 제안한 방식의 유용성을 점대점 링크 상에서 잡음이 없는 경우와 잡음이 첨가된 경우에 대하여 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. In this paper, we propose a method that search the sweet spot of antenna beam, and keep it for fast speed transmission in millimeter wave on point-to-point link. We use TDD(Time Division Duplex) as transfer method, and it transfers the control data of antenna. The proposed method is the modified genetic algorithm which selects a superior initial group through slave-processing in order to resolve the local solution of genetic algorithm. The efficiency of the proposed method is verified by means of simulations with white Gaussian noise and not on point-to-point link.

퍼지 PD+I 제어 방식을 적용한 Two-wheel Balancing Mobile Robot

엄기환(Ki-Hwan Eom),이규윤(Kyu-Yun Lee),이현관(Hyun-Kwan Lee),김주웅(Joo-Woong Kim) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.45 No.1

자유롭고 빠르게 이동할 수 있도록 도와주는 개인 이동 수단인 two-wheel balancing vehicle은 inverted pendulum 시스템의 원리를 이용한 것으로, 최근 들어 많은 연구가 이루어지고 있고 이를 이용한 제품이 실제 사용되고 있다. 본 논문에서는 일반적인 PID 제어이론을 이용한 two-wheel balancing vehicle에 대한 제어성능을 개선시키는 새로운 제어방식을 제안한다. 제안한 방식은 퍼지 PD+I 제어방식으로 향상된 PID 제어의 일종으로 2개의 입력과 1개의 출력을 가진 퍼지시스템에 적분 신호를 더함으로써 출력신호를 만든다. 퍼지시스템의 비선형성은 시간공정에서 비례신호와 미분신호의 가중치를 변화함으로써 최적의 출력제어신호를 만들어낸다. 제안한 퍼지 PD+I 제어방식의 유용성을 알아보기 위해 two-wheel balancing mobile robot에 대해 시뮬레이션과 실험의 결과를 통해, 제안한 퍼지 PD+I 제어방식이 일반적인 PID 방식보다 우수한 성능을 가지고 있음을 알 수가 있다. A two-wheel balancing vehicle, which helps people moving freely and fast, and is applied from inverted pendulum system, has been widely researched and developed, and some products are came into a market in actuality. Until now, the two-wheel balancing vehicles developed have chosen the general PID control method. In this paper, we propose a new control method to improve a control capacity for a two-wheeled balancing vehicle for human transportation. The proposed method is the fuzzy PD+I control that is one of the improved PID control, and it contains a 2input-1output fuzzy system. This fuzzy system processes signals from proportional and derivative controller, and the fuzzy output signal generates the final output by summing up integral signal. The non-linearity of the fuzzy system makes an optimal output control signal by changing weight of the proportional signal and the derivative signal in process of time. We have simulated the fuzzy PD+I control system and experimented by implementing the two-wheel balancing mobile robot to verify the advantages of the proposed fuzzy PD+I control method in comparison with general PID control. As the results of simulation and experimentation, the proposed fuzzy PD+I control method has better control performance than general PID in this system and improves it.

자율이동로봇의 영상인식 미로탐색시스템

엄기환(Ki Hwan Eom),이정훈(Jeong Hun Lee),강성호(Seong-Ho Kang) 제어로봇시스템학회 2005 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.11 No.5

퍼지 시스템을 이용한 Giga-Bit MODEM의 BASK 시스템 성능 개선

엄기환(Ki-Hwan Eom),이규윤(Kyu-Yun Lee) 제어로봇시스템학회 2007 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.13 No.5

지중 전력선 통신채널의 특성 해석

엄기환(Ki-Hwan Eom),신재호(Jai-Ho Shin),이승준(Seung-Joon Lee) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.48 No.5

본 논문에서는 광대역 지중 전력선 통신 모뎀 및 네트워크 기술개발을 위하여 실제측정을 통해 지중 전력선 통신채널의 특성을 해석하였다. 지중 배전선로의 길이 및 구조물에 따른 지중 배전선로의 광대역 전력선 통신채널의 감쇠 량을 측정하기 위해 신호발생기, 스펙트럼 분석기, 비접촉식 커플러 등을 이용하여 채널 측정 시스템을 구성하였다. 실증시험을 위해 시험선로 내 단일 선로로서 가장 긴 고압 선로 두 곳을 선택하고, 그 채널상의 노이즈 특성 및 신호감쇠 레벨을 측정하였다. 측정결과 통신성능을 매우 떨어뜨릴 수 있는 임펄스 노이즈가 존재하는 것을 확인하였으며, 장거리 선로의 경우 선로 길이에 의한 고주파 감쇠가 나타나는 것으로 확인하였다. In this paper, to develop a broadband power line communication modem and network technologies, we analysis the characteristics of underground power line communication channel through actual tests. To measure the amount of attenuation by length and structure of broadband power line communication channel, we configure a measurement system of the channel with signal generator, spectrum analyzer and non-contacted coupler. For actual tests, we choose two of the longest lines among medium-voltage lines as a single line in the test lines and measure the characteristics of noise and signal attenuation level of the channel. The experimental results show that the channel has a impulse noise which can remarkably reduce communication capability. In the case of long lines, high-frequency attenuation appeared by length of the lines.

LVQ를 이용한 영아돌연사 방지 모니터링 시스템

정경권,엄기환,Jung, Kyung-Kwon,Eom, Ki-Hwan 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.9

영아 돌연사(SIDS)는 생후 한달에서 일년 사이의 건강한 아기가 원인불명으로 사망하는 것을 말한다. 본 논문에서는 영아 돌연사를 방지하기 위해 영아의 움직임을 감지하는 영아 모니터링 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 움직임 센싱 부분과 동작 인식 부분으로 구성된다. 움직임 센싱 부분은 3축 가속도 센서를 사용하며, 동작 인식 부분은 LVQ 알고리즘을 사용하였다. 제안한 시스템은 영아가 위험상황인 특정 위치가 되면 부모에게 모니터링 및 경고 알람을 보내게 된다. 실험을 통해서 제안한 모니터링 시스템의 성능을 평가하였다. Sudden infant death syndrome (SIDS) is the leading cause of unexplained death of an apparently healthy infant aged one month to one year. This paper presents an infant monitoring system which detects the movement of infants to prevent SIDS. The proposed system is composed of a movement tenting part and a motion detecting part. The movement sensing part uses a tri-axis accelerometer. The motion detecting part is based on the LVQ algorithm. The proposed monitoring system connects to an alarm for alerting a parent when an infant is in a predetermined position. We evaluated the performance of the monitoring system through experiments.

EMG 신호의 패턴 분류를 위한 간단한 SOM 방식

임중규,엄기환,Lim, Joong-Kyu,Eom, Ki-Hwan 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.38 No.4

본 논문에서는 근육의 움직임에 의해 유발되는 전기적 선호인 근전도(EMG) 신호를 신경회로망을 통해 분류하여 인체의 움직임을 파악하는 방법을 제안한다. 신호분류를 위한 신경회로망으로 학습에 의해 스스로 출력뉴런을 구성하는 SOM을 사용하였으며, 기존의 방식과 다르게 전처리 과정 없이 신호자세를 SOM의 입력으로 사용하여 패턴을 분류하는 간단한 방식이다. 실험과 시뮬레이션을 통해 제안한 방식의 유용성을 확인하였다. In this paper we propose a method of pattern classification of the hand movement using EMG signals through Self-organizing feature map. Self-organizing feature map is an artificial neural network which organizes its output neuron through learning and therefore it can classify input patterns. The raw EMG signals become direct input to the Self-organizing feature map. The simulation and experiment results showed the effectiveness of the classification of EMG signal using the Self-organizing feature map.