Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.50
no.6
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pp.385-391
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2022
This paper presents to develop a path planning algorithm combining gradient descent-based path planning (GBPP) and particle swarm optimization (PSO) for considering prohibited flight areas, terrain information, and characteristics of fixed-wing unmmaned aerial vehicle (UAV) in 3D space. Path can be generated fast using GBPP, but it is often happened that an unsafe path can be generated by converging to a local minimum depending on the initial path. Bio-inspired swarm intelligence algorithms, such as Genetic algorithm (GA) and PSO, can avoid the local minima problem by sampling several paths. However, if the number of optimal variable increases due to an increase in the number of UAVs and waypoints, it requires heavy computation time and efforts due to increasing the number of particles accordingly. To solve the disadvantages of the two algorithms, hierarchical path planning algorithm associated with hierarchical particle swarm optimization (HPSO) is developed by defining the initial path, which is the input of GBPP, as two variables including particles variables. Feasibility of the proposed algorithm is verified by software-in-the-loop simulation (SILS) of flight control computer (FCC) for UAVs.
A hull-cleaning robot sticks to the surface of a vessel and moves for efficient cleaning. Precise path planning and tracking using the current position is crucial. Many robots rely on the INS algorithm, but errors accumulate. To fix this, GPS, sonar, and USBL are used, though with limitations. Selecting suitable sensors for the surface operation and accurate positioning algorithm are vital. In this study, we developed a robot position estimation algorithm using the structure of a ship. Problems that arise when expanding the 2D position estimation algorithm used in existing wall structures to 3D were evaluated and methods for solving them were proposed. In addition, we aimed to improve performance by deriving singularities that exist in the robot path and proposing an error correction algorithm based on the singularities.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.13
no.5
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pp.115-121
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1996
Recently, the Z-Map model has been used widely to represent the three dimensional geometric shape and to achieve the cross-section and point evaluation of the shape. In this paper, the CNC cutting planning and simulation modules for product with three dimensional geometric shape are realized based on the Z-Map model. The realized system has the various capabilities related to the automatic generation of tool path for the rough and finish cutting processes, the automatic elimination of overcut, the automatic generation of CNC program for a machining center and the cutting simulation. Especially, the overcut-free tool path is obtained by using the CL Z-Map models which are composed of the offset surfaces of the geometric shape of product.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.18
no.7
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pp.1774-1794
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2024
In the field of environmental sensing, it is necessary to develop radio planning techniques for the next generation Internet of Things (IoT) networks over mixed terrains. Such techniques are needed for smart remote monitoring of utility supplies, with links situated close to but out of range of cellular networks. In this paper, a three-dimension (3-D) geometric optimization algorithm is proposed, considering the positions of edge IoT devices and antenna coupling factors. Firstly, a multi-level single linkage (MLSL) iteration method, based on geometric objectives, is derived to evaluate the data rates over ISM 915 MHz channels, utilizing optimized power-distance profiles of continuous waves. Subsequently, a federated learning (FL) data selection algorithm is designed based on the 3-D geometric positions. Finally, a measurement example is taken in a meadow biome of the Mexican Colima district, which is prone to fluvial floods. The empirical path loss model has been enhanced, demonstrating the accuracy of the proposed optimization algorithm as well as the possibility of further prediction work.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.25
no.4
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pp.55-61
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2020
In this paper, we present a novel approach to efficiently control the location of NPC(Non-playable characters) in the interactive virtual world such as game, virtual reality. To control the NPC's movement path, we first calculate the main trajectory based on the user's path, and then move the NPC based on the weight map. Our method constructs automatically a navigation mesh that provides new paths for NPC by referencing the user trajectories. Our method enables adaptive changes to the virtual world over time and provides user-preferred path weights for smartagent path planning. We have tested the usefulness of our algorithm with several example scenarios from interactive worlds such as video games, virtual reality. In practice, our framework can be applied easily to any type of navigation in an interactive world.
This paper proposes a local path-planning algorithm that enables a mobile robot with vision sensor in a local area.The proposed method based on projective geometry and a wavefront method finds local-paths to avoid collisions using 3-D walls or obstacles map generated using projective geometry. Simulation results show the feasibility of the proposed method
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2002.10a
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pp.772-775
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2002
The remote handling and maintenance devices in the nuclear hot ceil should be checked prior to the hot operation in view of reliability and operability. In this study, the digital mock-up is implemented to analyze and define the process equipment maintenance processes instead of real mock-up, which is very expensive and time consuming. To do this, the parts of equipment and maintenance devices are modeled in 3-D graphics, assembled, and kinematics is assigned. Also, the virtual workcell of the spent fuel management process is implemented in the graphical environment which is the same as the real environment. This simulator has the several functions for verification such as analyses for the manipulator's working area, the collision detection, the path planning and graphic simulation of the processes etc. This graphic simulator of the maintenance devices can be effectively used in designing of the maintenance processes for the hot cell equipment and enhance the reliability of the spent fuel management.
This study presents a novel safe landing algorithm for urban drone deliveries. The rapid advancement of drone technology has given rise to various delivery services for everyday necessities and emergency relief efforts. However, the reliability of drone delivery technology is still insufficient for application in urban environments. The proposed approach uses the "landing angle control" method to allow the drone to land vertically and a rapidly exploring random tree-based collision avoidance algorithm to generate safe and efficient vertical landing paths for drones while avoiding common urban obstacles like trees, street lights, utility poles, and wires; these methods allow for precise and reliable urban drone delivery. We verified the approach within a Gazebo simulation operated through ROS using a six-degree-of-freedom drone model and sensors with similar specifications to actual models. The performance of the algorithms was tested in various scenarios by comparing it with that of stateof-the-art 3D path planning algorithms.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.33
no.3
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pp.1191-1202
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2013
The former researches on earthwork automation were mainly focused on GPS and sensor application, environment modelling, equipment path planning, work information management, and remote control etc. Recently, reducing $CO_2$ emission becomes one of main focuses for an automation research. In the case of earthwork operations, many kinds of construction machines or robots are involved, which can cause high level of $CO_2$ in a construction site. An effective earthwork plan and construction machine operation can both increase productivity and safety and decrease $CO_2$ emission level. In this research, some automation concepts for green earthworks are suggested such as a 3D construction site model, a 3D earthwork distribution based on two different earthwork methods, and an earthwork package construction method. A excel-based simulator is developed to generate the 3D earthwork distribution and to estimate the level of $CO_2$ emission for the given earthwork.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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