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심현철 연구실
한국과학기술원 전기및전자공학부
심현철 교수
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심현철 연구실

한국과학기술원 전기및전자공학부 심현철 교수

심현철 연구실은 무인항공기와 자율주행 시스템을 중심으로 유도·제어·항법, 비전 및 라이다 기반 인지, SLAM과 정밀측위, 다중 에이전트 협업, 충돌회피, 드론 보안과 안티드론, 로봇 지능화 기술을 연구하며, 실제 비행시험·주행실험과 시뮬레이션을 결합해 항공·모빌리티·로봇 분야의 고신뢰 자율시스템 구현을 목표로 한다.

대표 연구 분야
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무인항공기 유도·제어 및 자율비행 thumbnail
무인항공기 유도·제어 및 자율비행
주요 논문
5
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1
article
|
인용수 6
·
2024
Design, Field Evaluation, and Traffic Analysis of a Competitive Autonomous Driving Model in a Congested Environment
Daegyu Lee, Hyunki Seong, Gyuree Kang, Sunghyeon Han, David Hyunchul Shim, Yoonjin Yoon
IF 8.4
IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems
Recently, numerous studies have investigated cooperative traffic systems using the communication among vehicle-to-everything (V2X). Unfortunately, when multiple autonomous vehicles are deployed while exposed to communication failure, there might be a conflict of ideal conditions between various autonomous vehicles leading to adversarial situation on the roads. In South Korea, virtual and real-world urban autonomous multi-vehicle races were held in March and November of 2021, respectively. During the competition, multiple vehicles were involved simultaneously, which required maneuvers such as overtaking low-speed vehicles, negotiating intersections, and obeying traffic laws. In this study, we introduce a fully autonomous driving software stack to deploy a competitive driving model, which enabled us to win the urban autonomous multi-vehicle races. We evaluate module-based systems such as navigation, perception, and planning in real and virtual environments. Additionally, an analysis of traffic is performed after collecting multiple vehicle position data over communication to gain additional insight into a multi-agent autonomous driving scenario. Finally, we propose a method for analyzing traffic in order to compare the spatial distribution of multiple autonomous vehicles. We study the similarity distribution between each team’s driving log data to determine the impact of competitive autonomous driving on the traffic environment. Our fully autonomous software architecture, proven successful in winning urban autonomous multi-vehicle races in South Korea, is ready for deployment on urban robot taxis. Our traffic analysis addresses multi-agent scenarios and resolves competitive conflicts among robot taxi companies, crucial for smart city integration and optimizing autonomous vehicle performance in complex urban settings.
https://doi.org/10.1109/tits.2024.3382680
Transport engineering
Field (mathematics)
Computer science
Potential field
Engineering
Automotive engineering
Simulation
2
article
|
인용수 6
·
2024
Enhancing State Estimator for Autonomous Racing : Leveraging Multi-Modal System and Managing Computing Resources
Daegyu Lee, Hyunwoo Nam, Chanhoe Ryu, Sungwon Nah, Seong-Woo Moon, David Hyunchul Shim
IF 14.3
IEEE Transactions on Intelligent Vehicles
This paper introduces an approach that enhances the state estimator for high-speed autonomous race cars, addressing challenges from unreliable measurements, localization failures, and computing resource management. The proposed robust localization system utilizes a Bayesian-based probabilistic approach to evaluate multimodal measurements, ensuring the use of credible data for accurate and reliable localization, even in harsh racing conditions. To tackle potential localization failures, we present a resilient navigation system which enables the race car to continue track-following by leveraging direct perception information in planning and execution, ensuring continuous performance despite localization disruptions. In addition, efficient computing is critical to avoid overload and system failure. Hence, we optimize computing resources using an efficient LiDAR-based state estimation method. Leveraging CUDA programming and GPU acceleration, we perform nearest points search and covariance computation efficiently, overcoming CPU bottlenecks. Simulation and real-world tests validate the system's performance and resilience. The proposed approach successfully recovers from failures, effectively preventing accidents and ensuring safety of the car.
https://doi.org/10.1109/tiv.2024.3366153
Modal
Estimator
State (computer science)
Computer science
State estimator
Mathematics
Algorithm
Statistics
3
article
|
인용수 140
·
2018
Robotic Herding of a Flock of Birds Using an Unmanned Aerial Vehicle
Aditya A. Paranjape, Soon‐Jo Chung, Kyunam Kim, David Hyunchul Shim
IF 10.5
IEEE Transactions on Robotics
In this paper, we derive an algorithm for enabling a single robotic unmanned aerial vehicle to herd a flock of birds away from a designated volume of space, such as the air space around an airport. The herding algorithm, referred to as the m-waypoint algorithm, is designed using a dynamic model of bird flocking based on Reynolds' rules. We derive bounds on its performance using a combination of reduced-order modeling of the flock's motion, heuristics, and rigorous analysis. A unique contribution of the paper is the experimental demonstration of several facets of the herding algorithm on flocks of live birds reacting to a robotic pursuer. The experiments allow us to estimate several parameters of the flocking model, and especially the interaction between the pursuer and the flock. The herding algorithm is also demonstrated using numerical simulations.
https://doi.org/10.1109/tro.2018.2853610
Flocking (texture)
Pursuer
Waypoint
Herding
Flock
Computer science
Merge (version control)
Heuristics
Swarm intelligence
Robot
정부 과제
55
과제 전체보기
1
2025년 6월-2027년 12월
|1,320,152,000
자율주행을 위한 합성 데이터 수집 및 시뮬레이션 고도화 기술개발
[최종목표]ㅇ 국내 복합 환경 대응형 대규모 E2E AI용 시뮬레이션 기술 확보 및 대국민 수용성 확대를 위한 자율주행 합성 데이터수집/플랫폼 개발 및 E2E 모델 검증용 시뮬레이션 고도화 기술 개발 - AI기반 자율주행 고정밀 시뮬레이션 환경 기술 개발 - 대용량 실제 데이터 기반 E2E AI 검증 및 시뮬레이션 고도화 기술개발 - 자율주행 기술 생태계 ...
자율주행
합성 데이터
시뮬레이션
E2E AI
모빌리티
2
2024년 6월-2026년 12월
|450,000,000
초실감 문화콘텐츠 체험을 위한 텔레프레즌스 Robo-VFX 서비스 플랫폼 기술 개발
양질의 박물관 및 전시회 등의 문화유산 콘텐츠를 누리는 계층을 확대하고 해외 문화유산 콘텐츠를 보다 쉽게 경험할 수 있도록 하는 원격 문화콘텐츠를 제공하는 서비스가 필요하다. 이에 본 사업은 기존 텔레프레즌스에 자율주행 로봇, 멀티카메라 광학 시스템, 생성형 AI를 접목하여, 초실감 원격 문화콘텐츠 체험을 가능케하는 “Robo-Telepresence 플랫폼...
텔레프레즌스
자율주행 로봇
실감 콘텐츠
다중 카메라
생성형 AI
3
2024년 6월-2026년 12월
|884,000,000
초실감 문화콘텐츠 체험을 위한 텔레프레즌스 Robo-VFX 서비스 플랫폼 기술 개발
양질의 박물관 및 전시회 등의 문화유산 콘텐츠를 누리는 계층을 확대하고 해외 문화유산 콘텐츠를 보다 쉽게 경험할 수 있도록 하는 원격 문화콘텐츠를 제공하는 서비스가 필요하다. 이에 본 사업은 기존 텔레프레즌스에 자율주행 로봇, 멀티카메라 광학 시스템, 생성형 AI를 접목하여, 초실감 원격 문화콘텐츠 체험을 가능케하는 “Robo-Telepresence 플랫폼...
텔레프레즌스
자율주행 로봇
실감 콘텐츠
다중 카메라
생성형 AI
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2023인간형 로봇 조종사 시스템 및 이를 이용한 자율 비행 방법1020230134388-
공개2023보조 도착점에 기반한 경로를 생성하는 전자 장치 및 그 동작 방법1020230121759
취하2022영상 및 음성 데이터 기반 실내 자율비행 드론 시스템1020220164831
전체 특허

인간형 로봇 조종사 시스템 및 이를 이용한 자율 비행 방법

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230134388

보조 도착점에 기반한 경로를 생성하는 전자 장치 및 그 동작 방법

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230121759

영상 및 음성 데이터 기반 실내 자율비행 드론 시스템

상태
취하
출원연도
2022
출원번호
1020220164831