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김현진 연구실
서울대학교 항공우주공학과
김현진 교수
기본 정보
연구 분야
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논문
구성원

김현진 연구실

서울대학교 항공우주공학과 김현진 교수

김현진 연구실은 항공우주공학을 기반으로 자율비행체와 다중 로봇 시스템의 유도·제어·경로계획, 시각기반 SLAM 및 영상항법, 강화학습과 안전보장 기법을 결합한 지능제어를 연구하며, 드론 군집, 비행 매니퓰레이터, 국방 무인체계 등 실제 응용을 지향하는 이론·알고리즘·하드웨어 통합 연구를 수행하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
자율비행 및 다중 에이전트 경로계획 thumbnail
자율비행 및 다중 에이전트 경로계획
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

91총합

5개년 연도별 피인용 수

1,154총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
인용수 0
·
2025
Plane-Based Stereo Visual Localization With a Prior LiDAR Map
Young‐Soo Han, Youngseok Jang, Changhyeon Kim, Seungyeon Yoo, H. Jin Kim
IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems
In autonomous driving, a prior LiDAR map(PLM) is used as a powerful tool for correcting SLAM drift, but finding robust and accurate correspondences between cross modal sensors is a challenging problem. To address this cross-modality issue, this paper proposes a real-time plane-based stereo localization system with a PLM. In the proposed system, drift in visual pose estimation is eliminated through plane-based joint optimization and the registration module. Two types of planes are employed in this system: surfel, ensuring accuracy in a narrow domain, and global plane, providing robustness in a wide area. For accurate and robust matching between the visual map point and PLM, surfels and global planes in PLM are utilized collaboratively based on point-to-PLM distance. To reduce the computational cost of the registration module, a plane-to-plane drift estimation module is proposed. The performance of the proposed system is extensively validated across synthetic simulation and real-world indoor and outdoor datasets. We validate the effectiveness of each module through ablation studies and also assess the robustness against error that may exist in PLM and initial pose. In most of the validation, the proposed system shows more accurate and robust performance compared to the state-of-the-art methods.
https://doi.org/10.1109/tits.2025.3599515
Lidar
Computer vision
Artificial intelligence
Computer science
Plane (geometry)
Stereopsis
Remote sensing
Computer graphics (images)
Geography
Mathematics
2
article
|
인용수 31
·
2023
DLSC: Distributed Multi-Agent Trajectory Planning in Maze-Like Dynamic Environments Using Linear Safe Corridor
Jungwon Park, Yun-Woo Lee, Inkyu Jang, H. Jin Kim
IF 9.4 (2023)
IEEE Transactions on Robotics
This article presents an online distributed trajectory planning algorithm for a quadrotor swarm in a maze-like dynamic environment. We utilize a dynamic linear safe corridor to construct the feasible collision constraints that can ensure interagent collision avoidance and consider the uncertainty of moving obstacles. We introduce mode-based subgoal planning to resolve deadlock faster in a complex environment using only previously shared information. For dynamic obstacle avoidance, we adopt heuristic methods such as collision alert propagation and escape point planning to deal with the situation where dynamic obstacles approach the agents clustered in a narrow corridor. We prove that the proposed algorithm guarantees the feasibility of the optimization problem for every replanning step. In an obstacle-free space, the proposed method can compute the trajectories for 60 agents on average 7.66 ms per agent with an Intel i7 laptop and shows the perfect success rate. Also, our method shows 64.5 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX"></tex-math></inline-formula> shorter flight time than buffered Voronoi cell and 34.6 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX"></tex-math></inline-formula> shorter than with our previous work. We conduct the simulation in a random forest and maze with four dynamic obstacles, and the proposed algorithm shows the highest success rate and shortest flight time compared to state-of-the-art baseline algorithms. In particular, the proposed algorithm shows over 97 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX"></tex-math></inline-formula> success rate when the velocity of moving obstacles is below the agent's maximum speed. We validate the safety and robustness of the proposed algorithm through a hardware demonstration with ten quadrotors and two pedestrians in a maze-like environment.
https://doi.org/10.1109/tro.2023.3279903
Heuristic
Obstacle avoidance
Computer science
Trajectory
Obstacle
Dynamic programming
Algorithm
FIFO (computing and electronics)
Mathematical optimization
Collision avoidance
3
article
|
bronze
·
인용수 19
·
2022
Real-Time Robust Receding Horizon Planning Using Hamilton–Jacobi Reachability Analysis
Hoseong Seo, Donggun Lee, Clark Youngdong Son, Inkyu Jang, Claire J. Tomlin, H. Jin Kim
IF 7.8 (2022)
IEEE Transactions on Robotics
Safety guarantee prior to the deployment of robots can be difficult due to unexpected disturbances in runtime. This article presents a real-time receding-horizon robust trajectory planning algorithm for nonlinear closed-loop systems, which guarantees the safety of the system under unknown but bounded disturbances. We characterize the forward reachable sets (FRSs) of the system based on the Hamilton–Jacobi reachability analysis as a means for safety verification. For the online computation of the FRSs, we approximate nonlinear systems as LTV systems with linearization errors and compute ellipsoids that encompass the FRSs in continuous time. Using the proposed ellipsoidal approximation of the FRSs, we formulate a computationally tractable robust planning problem that can be solved online. Consequently, the proposed method enables real-time replanning of a reference trajectory with safety guarantees even when the system encounters unexpected disturbances in runtime. The flight experiment of obstacle avoidance in a windy environment validates the proposed robust planning algorithm.
https://doi.org/10.1109/tro.2022.3187291
Reachability
Control theory (sociology)
Trajectory
Motion planning
Computer science
Bounded function
Robot
Computation
Ellipsoid
Mathematical optimization
최신 정부 과제
72
과제 전체보기
1
2024년 10월-2027년 10월
|200,000,000
유연한 협동 매니퓰레이션을 위한 안전보장 필터, 이벤트 기반 플러그앤플레이 제어 및 물리 정보 학습 기술 개발
로봇 자동화 기술의 진보에 따라 제조 시스템은 보다 정교하고 효율성이 증대되는 방향으로 발전하고 있다. 특히 사전 프로그래밍된 큰 규모의 하드웨어가 중심이 되는 전통적인 패러다임에서 실시간 변화에 대한 적응 및 유연성이 확보될 수 있는 작은 구조들로의 변화가 주를 이루고 있다. 지난 수십년간 많은 생산 현장에서 활용되었던 로봇 매니퓰레이터의 경우, 대형의...
협업 매니퓰레이션
스마트 제조
안전 보장 제어
분산형 시스템
데이터 기반 제어
2
2024년 6월-2031년 12월
|558,500,000
국방 지능형 군집체계 연구센터
최종 목표 : 지능형 군집체계의 국방 무기 체계 적용을 위하여, 지능형 군집체계에 활용되는 각종 의사결정 및 협업을 위한 SW+HW 플랫폼을 개발하는 것이며, 이 과정에서 핵심 기반 기술 개발 및 인력 양성을 수행함.? 단계적 접근을 통한 지능형 군집체계의 구현 및 인력양성­ 1단계) 지능형 군집체계 핵심 단위 기술 개발● 최적 배치 및 임무할당 AI+최적...
지능형 시스템
군집 지능
인공 지능
군집 시스템
무인 시스템
3
2024년 6월-2031년 12월
|1,090,270,000
국방 지능형 군집체계 연구센터
최종 목표 : 지능형 군집체계의 국방 무기 체계 적용을 위하여, 지능형 군집체계에 활용되는 각종 의사결정 및 협업을 위한 SW+HW 플랫폼을 개발하는 것이며, 이 과정에서 핵심 기반 기술 개발 및 인력 양성을 수행함.? 단계적 접근을 통한 지능형 군집체계의 구현 및 인력양성­ 1단계) 지능형 군집체계 핵심 단위 기술 개발● 최적 배치 및 임무할당 AI+최적...
지능형 시스템
군집 지능
인공 지능
군집 시스템
무인 시스템
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록20235 자유도 비행체 및 제어방법1020230040470
공개2023지상 이동체의 기구학 모델을 활용한 절대 스케일 감지 단안 영상 항법 및 시스템1020230034876
등록2022심층 강화학습을 활용한 미사일 유도 방법 및 장치, 및 상기 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램1020220174992
전체 특허

5 자유도 비행체 및 제어방법

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230040470

지상 이동체의 기구학 모델을 활용한 절대 스케일 감지 단안 영상 항법 및 시스템

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230034876

심층 강화학습을 활용한 미사일 유도 방법 및 장치, 및 상기 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220174992

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