• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10a
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• pp.325-326
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• 2007

인간형 로봇(Humanoid)은 인간과 유사한 구조를 갖고 있는 로봇으로, 이족 보행이 가능하고 양 손이 자유롭기 때문에 인간 생활 환경에 적용이 가능하다. 인간형 로봇은 이족 보행 로봇의 형태를 지니며 보통 20 자유도(DOF : Degree of freedom) 이상의 높은 자유도와 직렬형 링크 구조로 인해 로봇의 안정도를 해석하고 움직임을 제어하기가 어렵다. 이러한 이유로 이족 보행 로봇 동작의 안정도를 증가시키기 위해 로봇의 최적화된 동작 패턴 생성과 자세 제어 등이 연구 되고 있다. 본 논문에서는 범용 근사자의 특징을 갖는 신경망을 이용하여 이족 보행 로봇의 동작 패턴 생성 방법에 대하여 제안하였다. 실제로 계획된 동작을 토대로 6가지의 동작 패턴을 생성하였으며 컴퓨터 모의실험과 상용 이족 보행 로봇을 이용하여 생성된 동작 패턴의 안정도를 확인해보고 제안된 방법에 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2015.10a
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• pp.1748-1751
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• 2015

이전 연구에서 우리는 목적지까지 안전하게 보행할 수 있도록 하는 시각장애인용 보행안내 시스템을 개발하였다. 보행안내 시스템은 실내외 POI(Point of Interest)와 특정 위치마다 표식을 설치하고 보행 경로 탐색 알고리즘을 개발하여 사용자의 보행 위치를 추정할 수 있다. 실제 테스트베드에서는 시각장애인을 대상으로 실험을 수행하므로 실험 대상자가 위험 상황에 노출될 수 있기 때문에 모니터링이 필요하고 대용량의 실내외 지도 데이터를 저장하고 관리하는 것도 중요하다. 본 논문에서는 실험 대상자를 원격으로 모니터링 하고 대용량의 지도 데이터를 효과적으로 처리하는 제어 관리용 애플리케이션을 소개한다.

• Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology
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• v.5 no.1
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• pp.17-25
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• 2011

This paper aims to find the optimal control gain for enhancing the convenience of electric walking frames and design a control algorithm. With the recent advances in medical technology, there has been a rapid increase in the aging population and a variety of mobile walking frames have been developed for improvement of the quality of life. However, the manual walking frames of such mobile aids don't have any electric motor which helps facilitate elderly users' walking and thus are not efficient enough for the old people of weak strength to use especially when moving on uneven surfaces such as slopes or thresholds. The types of electric walking frames have been developed to overcome such inefficiency. Electric walking frames require users' control operations for motor driving unlike manual frames. Therefore, when they are not properly handled, it causes considerable inconvenience to their users. The present study compared the electric walking frames with manual ones in terms of operational convenience and attempted to improve the user convenience of walking frames varying the control value for user convenience based on certain standards. This paper presented a haptic sensor designed to recognize the will to walk and measure the degree of convenience and proposed a control algorithm for improvement of convenience. For user convenience, this paper evaluated the relative convenience of walking frames in view of changing differences between the center of vehicle (COV) and the center of position (COP). With the employment of an electric walking frame and a new measuring method, all the processes were experimentally tested and validated.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.9
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• pp.989-997
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• 2014

In this paper, we describe a design method for the static walking algorithm of a subsea hexapod robot called Crabster (CR200). To design the gait algorithms of a hexapod robot, we propose a design method that uses a gait schedule vector and leg pair vector to secure convenience and expandability. Several walking algorithms are designed that are capable of being applied to CR200 according to the underwater environment and explorative conditions. In addition, gait transition is freely performed between algorithms by applying common control parameters to them. The gait algorithms designed using the proposed method are simulated using MATLAB and validated against the results of experiments.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.14 no.2
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• pp.124-129
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• 2013

Hexapod walking robots are superior to biped or quadruped ones in terms of walking stability. Therefore hexapod robots have the advantage in performing intelligent tasks based on walking stability. In this paper, we propose a hexapod robot that has one fore leg, one hind leg, two left legs, and two right legs and can perform various intelligent tasks. We build the robot by using 26 motors and implement a controller which consists of a host PC, a DSP main controller, an AVR auxiliary controller, and smart phone/pad. We show by several experiments that the implemented robot can perform various intelligent tasks such as uneven surface walking, tracking and kicking a ball, remote control and 3D monitoring by using data obtained from stereo camera, infrared sensors, ultra sound sensors, and contact sensors.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.16 no.6
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• pp.1235-1241
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• 2012

In this paper, each driving motor for leg joints on a robot is controlled by estimating the direction of the legs measuring each joint angle and attitude angle of robot. We used quadruped working robot named TITAN-VIII in order to carry out this experimental study. 4 load cells are installed under the bottom of 4 legs to measure the pressed force on each leg while it's walking. The walking experiments of the robot were performed in 8 different conditions combined with duty factor, the length of a stride, the trajectory height of the foot and walking period of robot. The validity of attitude control for quadruped walking robot is evaluated by comparing the pressed force on a leg and the power consumption of joint driving motor. As a result, it was confirmed that the slip-condition of which the foot leave the ground late at the beginning of new period of the robot during walking process, which means the attitude control of the robot during walking process wasn't perfect only by measuring joint and attitude angle for estimating the direction of the foot.

• Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology
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• v.7 no.2
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• pp.1-5
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• 2013

In this paper, we proposed how to estimate the walking state in the knee disarticulation prosthesis's knee angle control. In control of the knee disarticulation prosthesis, we can estimate walking state that measurement of knee angle using absolute encoder and measurement of load on the soles using strain gage. We suggested a method of estimating the current walking states which can be divided into four cases and showed the effectiveness of the method via a series of experiments.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07d
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• pp.2406-2410
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• 2004

2족 보행로봇은 그 구조적인 특성상 인간 생활환경에 적용이 용이하며 바퀴형 로봇이 이동하기 어려운 환경에서도 이동이 가능하다. 그러나 2족 보행로봇은 높은 자유도와 직렬형 링크 구조로 인해 안정도 해석과 제어가 어려운 점이 있으며 이는 로봇을 제작하는데 있어 난점으로 작용한다. 본 연구에서는 로봇의 발바닥에 압력센서를 설치하여 ZMP(Zero moment point)를 측정하여 안정도를 판별하고 신경망 이론을 이용하여 보행 안정도를 개선하도록 로봇의 자세를 제어하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2022.05a
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• pp.298-300
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• 2022

4족 보행 로봇의 보행을 이해하기 위하여 역기구학 분석은 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 각 다리가 3개의 자유도를 갖는 보행 로봇에 대한 역기구학을 직관적인 방법으로 해석하여 제공한다. 또한 다리의 끝단에 대응하는 관절 각도를 계산하는 프로그램을 개발하였으며 관련된 입출력 값들의 관계를 그래프 형태로 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.74-74
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• 2011

본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.