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Discrete-Status-Based Localization for Indoor Service Robots / Lee, Dongheui in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 53 N° 5 (Octobre 2006) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 53 N° 5 (Octobre 2006) . - 1737-1746 p. Titre : Discrete-Status-Based Localization for Indoor Service Robots Titre original : Localisation Discret-Statut-Basée pour les Robots d'Intérieur de Service Type de document : texte imprimé Auteurs : Lee, Dongheui, Auteur ; Chung, Woojin, Auteur Article en page(s) : 1737-1746 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Discrete-event  control  Commande  discrète  d'événement  Discrete  status  Statut  discret  Indoor  service  robots  Robots  d'intérieur  de  service  Map  building  Bâtiment  de  carte  Mobile  robot  localization  Localisation  de  robot  mobile Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper proposes a new localization strategy for indoor service robots. A mobile robot localization problem is difficult to solve by a single continuous algorithm. Major difficulties include dynamic changes of the real world, various uncertainties, limitation of sensor information, and so forth. To develop a practical localization solution, this paper proposes an integrated localization strategy based on the discrete status of the mobile robot. Uncertainties of navigation are specified and classified into discrete status, and then modeled as a Petri net-based discrete localization system. The proposed algorithm integrates developed computational schemes and robot behaviors with respect to the defined status. Major criteria of status discretization include geometric properties of the environment, existence of dynamic obstacles, and reliability level of the estimated position. An efficient map-matching scheme and a map-building strategy are developed toward practical implementations. This paper focuses on providing a synthesized practical localization method, which can deal with various uncertainties by explicit discretization of robot status. The feasibility of the proposed method is experimentally verified with prototype public service robots in dynamic real environments. Cet article propose une nouvelle stratégie de localisation pour les robots d'intérieur de service. Il est difficile résoudre un problème mobile de localisation de robot par un algorithme continu simple. Les graves difficultés incluent les changements dynamiques des incertitudes réelles et diverses, limitation d'information de sonde, et ainsi de suite. Pour développer une solution pratique de localisation, cet article propose une stratégie intégrée de localisation basée sur le statut discret du robot mobile. Des incertitudes de la navigation sont indiquées et classifiées dans le statut discret, et puis modelées comme système discret de localisation filet-basé par Pétri. L'algorithme proposé intègre des arrangements et des comportements informatiques développés de robot en ce qui concerne le statut défini. Les critères principaux de la discrétisation de statut incluent les propriétés géométriques de l'environnement, l'existence des obstacles dynamiques, et le niveau de fiabilité de la position estimée. Un arrangement carte-correspondant efficace et une stratégie de carte-bâtiment sont développés vers des réalisations pratiques. Cet article se concentre sur fournir une méthode pratique synthétisée de localisation, qui peut traiter de diverses incertitudes par la discrétisation explicite du statut de robot. La praticabilité de la méthode proposée est expérimentalement vérifiée avec des robots de service public de prototype dans de vrais environnements dynamiques. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : dhlee@ynl.t.u-tokyo.ac.jp, smartrobot@korea.ac.kr [article] Discrete-Status-Based Localization for Indoor Service Robots = Localisation Discret-Statut-Basée pour les Robots d'Intérieur de Service [texte imprimé] / Lee, Dongheui, Auteur ; Chung, Woojin, Auteur . - 1737-1746 p. Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 53 N° 5 (Octobre 2006) . - 1737-1746 p. Mots-clés : Discrete-event  control  Commande  discrète  d'événement  Discrete  status  Statut  discret  Indoor  service  robots  Robots  d'intérieur  de  service  Map  building  Bâtiment  de  carte  Mobile  robot  localization  Localisation  de  robot  mobile Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper proposes a new localization strategy for indoor service robots. A mobile robot localization problem is difficult to solve by a single continuous algorithm. Major difficulties include dynamic changes of the real world, various uncertainties, limitation of sensor information, and so forth. To develop a practical localization solution, this paper proposes an integrated localization strategy based on the discrete status of the mobile robot. Uncertainties of navigation are specified and classified into discrete status, and then modeled as a Petri net-based discrete localization system. The proposed algorithm integrates developed computational schemes and robot behaviors with respect to the defined status. Major criteria of status discretization include geometric properties of the environment, existence of dynamic obstacles, and reliability level of the estimated position. An efficient map-matching scheme and a map-building strategy are developed toward practical implementations. This paper focuses on providing a synthesized practical localization method, which can deal with various uncertainties by explicit discretization of robot status. The feasibility of the proposed method is experimentally verified with prototype public service robots in dynamic real environments. Cet article propose une nouvelle stratégie de localisation pour les robots d'intérieur de service. Il est difficile résoudre un problème mobile de localisation de robot par un algorithme continu simple. Les graves difficultés incluent les changements dynamiques des incertitudes réelles et diverses, limitation d'information de sonde, et ainsi de suite. Pour développer une solution pratique de localisation, cet article propose une stratégie intégrée de localisation basée sur le statut discret du robot mobile. Des incertitudes de la navigation sont indiquées et classifiées dans le statut discret, et puis modelées comme système discret de localisation filet-basé par Pétri. L'algorithme proposé intègre des arrangements et des comportements informatiques développés de robot en ce qui concerne le statut défini. Les critères principaux de la discrétisation de statut incluent les propriétés géométriques de l'environnement, l'existence des obstacles dynamiques, et le niveau de fiabilité de la position estimée. Un arrangement carte-correspondant efficace et une stratégie de carte-bâtiment sont développés vers des réalisations pratiques. Cet article se concentre sur fournir une méthode pratique synthétisée de localisation, qui peut traiter de diverses incertitudes par la discrétisation explicite du statut de robot. La praticabilité de la méthode proposée est expérimentalement vérifiée avec des robots de service public de prototype dans de vrais environnements dynamiques. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : dhlee@ynl.t.u-tokyo.ac.jp, smartrobot@korea.ac.kr

Door-opening control of a service robot using the multifingered robot hand / Chung, Woojin in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 3975 - 3984 Titre : Door-opening control of a service robot using the multifingered robot hand Type de document : texte imprimé Auteurs : Chung, Woojin, Auteur ; Rhee, Changju, Auteur ; Shim, Youngbo, Auteur Article en page(s) : pp. 3975 - 3984 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Door-opening  control  Mobile  manipulator  Multifingered  robot  hand  Parameter  estimation  Service  robot Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : Service robots are spreading their application areas to human coexisting real environments. However, it is still difficult to find an autonomous robot that is capable of manipulation services in a real environment. The three major difficulties of manipulation service can be summarized as follows: 1) unstructured human-centered environment; 2) limited resources in a robot; and 3) uncertainties in real environments. This paper deals with the autonomous manipulation task by a service robot in human coexisting environment. We focus on a door-opening problem. In this paper, we concentrate on three issues from the viewpoint of service-robot applications. The first issue is to estimate kinematic parameters by using an active-sensing strategy to overcome uncertainties in a real environment. The second issue is to provide an integrated strategy of motion coordination for door-opening control. This paper discusses the role assignment of each subsystem that depends on the physical characteristics. The third issue is to use the fingertip-contact forces to estimate the external force from a doorknob, instead of using an additional high-cost force sensor at the wrist. The proposed scheme is shown to be useful through experimental results. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5109673 [article] Door-opening control of a service robot using the multifingered robot hand [texte imprimé] / Chung, Woojin, Auteur ; Rhee, Changju, Auteur ; Shim, Youngbo, Auteur . - pp. 3975 - 3984. Génie électrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 3975 - 3984 Mots-clés : Door-opening  control  Mobile  manipulator  Multifingered  robot  hand  Parameter  estimation  Service  robot Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : Service robots are spreading their application areas to human coexisting real environments. However, it is still difficult to find an autonomous robot that is capable of manipulation services in a real environment. The three major difficulties of manipulation service can be summarized as follows: 1) unstructured human-centered environment; 2) limited resources in a robot; and 3) uncertainties in real environments. This paper deals with the autonomous manipulation task by a service robot in human coexisting environment. We focus on a door-opening problem. In this paper, we concentrate on three issues from the viewpoint of service-robot applications. The first issue is to estimate kinematic parameters by using an active-sensing strategy to overcome uncertainties in a real environment. The second issue is to provide an integrated strategy of motion coordination for door-opening control. This paper discusses the role assignment of each subsystem that depends on the physical characteristics. The third issue is to use the fingertip-contact forces to estimate the external force from a doorknob, instead of using an additional high-cost force sensor at the wrist. The proposed scheme is shown to be useful through experimental results. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5109673

Safe navigation of a mobile robot considering visibility of environment / Chung, Woojin in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 3941 - 3950 Titre : Safe navigation of a mobile robot considering visibility of environment Type de document : texte imprimé Auteurs : Chung, Woojin, Auteur ; Kim, Seokgyu, Auteur ; Choi, Minki, Auteur Article en page(s) : pp. 3941 - 3950 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Mobile  robot  Safe  navigation  scheme Résumé : We present one approach to achieve safe navigation in an indoor dynamic environment. So far, there have been various useful collision avoidance algorithms and path planning schemes. However, those algorithms possess fundamental limitations in that the robot can avoid only ldquovisiblerdquo ones among surrounded obstacles. In a real environment, it is not possible to detect all the dynamic obstacles around the robot. There are many occluded regions due to the limited field of view. In order to avoid collisions, it is desirable to exploit visibility information. This paper proposes a safe navigation scheme to reduce collision risk considering occluded dynamic obstacles. The robot's motion is controlled by the hybrid control scheme. The possibility of collision is dually reflected to path planning and speed control. The proposed scheme clearly indicates the structural procedure on how to model and to exploit the risk of navigation. The proposed scheme is experimentally tested in a real office building. The experimental results show that the robot moves along the safe path to obtain sufficient field of view. In addition, safe speed constraints are applied in motion control. It is experimentally verified that a robot safely navigates in dynamic indoor environment by adopting the proposed scheme. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5109666 [article] Safe navigation of a mobile robot considering visibility of environment [texte imprimé] / Chung, Woojin, Auteur ; Kim, Seokgyu, Auteur ; Choi, Minki, Auteur . - pp. 3941 - 3950. Génie électrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 3941 - 3950 Mots-clés : Mobile  robot  Safe  navigation  scheme Résumé : We present one approach to achieve safe navigation in an indoor dynamic environment. So far, there have been various useful collision avoidance algorithms and path planning schemes. However, those algorithms possess fundamental limitations in that the robot can avoid only ldquovisiblerdquo ones among surrounded obstacles. In a real environment, it is not possible to detect all the dynamic obstacles around the robot. There are many occluded regions due to the limited field of view. In order to avoid collisions, it is desirable to exploit visibility information. This paper proposes a safe navigation scheme to reduce collision risk considering occluded dynamic obstacles. The robot's motion is controlled by the hybrid control scheme. The possibility of collision is dually reflected to path planning and speed control. The proposed scheme clearly indicates the structural procedure on how to model and to exploit the risk of navigation. The proposed scheme is experimentally tested in a real office building. The experimental results show that the robot moves along the safe path to obtain sufficient field of view. In addition, safe speed constraints are applied in motion control. It is experimentally verified that a robot safely navigates in dynamic indoor environment by adopting the proposed scheme. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5109666

Tripodal Schematic Control Architecture for Integration of Multi-Functional Indoor Service Robots / Kim, Gunhee in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 53 N° 5 (Octobre 2006) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 53 N° 5 (Octobre 2006) . - 1723-1736 p. Titre : Tripodal Schematic Control Architecture for Integration of Multi-Functional Indoor Service Robots Titre original : Architecture Schématique de Commande de Tripodal pour l'Intégration des Robots d'Intérieur Multifonctionnels de Service Type de document : texte imprimé Auteurs : Kim, Gunhee, Auteur ; Chung, Woojin, Auteur Article en page(s) : 1723-1736 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Control  architecture  Commande  d'architecture  Petri  nets  Réseaux  de  Pétri  Robot  system  integration  Intégration  de  système  de  robot  Service  robots Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper discusses a control architecture and a system integration strategy for multifunctional indoor service robot public service robot (PSR) systems. The authors have built three versions of the PSR systems for four target service tasks, which are delivery, patrol, guidance, and floor cleaning. They clarify the requirements of the architecture in their applications, and propose the tripodal schematic control architecture as the solution to the architectural problems. The key idea of proposed architecture is to integrate robot systems using following three frameworks, layered functionality diagram, class diagram, and configuration diagram. The proposed architecture was successfully evaluated and implemented to PSR platforms for their target tasks. Experimental results clearly showed that the developed strategy was useful for developing the autonomous service robots. Cet article discute une architecture de commande et une stratégie d'intégration de système pour les systèmes d'intérieur multifonctionnels du robot de service public de robot de service (PSR). Les auteurs ont établi trois versions des systèmes de PSR pour le service de quatre cibles charge, qui sont la livraison, patrouille, conseils, et nettoyage de plancher. Ils clarifient les conditions de l'architecture dans leurs applications, et proposent l'architecture schématique tripodal de commande comme solution aux problèmes architecturaux. L'idée principale de l'architecture proposée est d'intégrer des systèmes de robot en utilisant suivant trois cadres, diagramme posé de fonctionnalité, diagramme de classe, et diagramme de configuration. L'architecture proposée a été avec succès évaluée et mis en application aux plateformes de PSR pour leur cible charge. Les résultats expérimentaux ont clairement prouvé que la stratégie développée était utile pour développer les robots autonomes de service. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : gunhee@cs.cmu.edu, smartrobot@korea.ac.kr [article] Tripodal Schematic Control Architecture for Integration of Multi-Functional Indoor Service Robots = Architecture Schématique de Commande de Tripodal pour l'Intégration des Robots d'Intérieur Multifonctionnels de Service [texte imprimé] / Kim, Gunhee, Auteur ; Chung, Woojin, Auteur . - 1723-1736 p. Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 53 N° 5 (Octobre 2006) . - 1723-1736 p. Mots-clés : Control  architecture  Commande  d'architecture  Petri  nets  Réseaux  de  Pétri  Robot  system  integration  Intégration  de  système  de  robot  Service  robots Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper discusses a control architecture and a system integration strategy for multifunctional indoor service robot public service robot (PSR) systems. The authors have built three versions of the PSR systems for four target service tasks, which are delivery, patrol, guidance, and floor cleaning. They clarify the requirements of the architecture in their applications, and propose the tripodal schematic control architecture as the solution to the architectural problems. The key idea of proposed architecture is to integrate robot systems using following three frameworks, layered functionality diagram, class diagram, and configuration diagram. The proposed architecture was successfully evaluated and implemented to PSR platforms for their target tasks. Experimental results clearly showed that the developed strategy was useful for developing the autonomous service robots. Cet article discute une architecture de commande et une stratégie d'intégration de système pour les systèmes d'intérieur multifonctionnels du robot de service public de robot de service (PSR). Les auteurs ont établi trois versions des systèmes de PSR pour le service de quatre cibles charge, qui sont la livraison, patrouille, conseils, et nettoyage de plancher. Ils clarifient les conditions de l'architecture dans leurs applications, et proposent l'architecture schématique tripodal de commande comme solution aux problèmes architecturaux. L'idée principale de l'architecture proposée est d'intégrer des systèmes de robot en utilisant suivant trois cadres, diagramme posé de fonctionnalité, diagramme de classe, et diagramme de configuration. L'architecture proposée a été avec succès évaluée et mis en application aux plateformes de PSR pour leur cible charge. Les résultats expérimentaux ont clairement prouvé que la stratégie développée était utile pour développer les robots autonomes de service. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : gunhee@cs.cmu.edu, smartrobot@korea.ac.kr