• 로봇학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.337-345
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• 2023

In this paper, we propose a 3D LiDAR sensor-based costmap generation and path planning algorithm using it for reliable autonomous flight in complex indoor environments. 3D path planning is essential for reliable operation of UAVs. However, existing grid search-based or random sampling-based path planning algorithms in 3D space require a large amount of computation, and UAVs with weight constraints require reliable path planning results in real time. To solve this problem, we propose a method that divides a 3D space into several 2D spaces and a path planning algorithm that considers the distance to obstacles within each space. Among the paths generated in each space, the final path (Best path) that the UAV will follow is determined through the proposed objective function, and for this purpose, we consider the rotation angle of the 2D space, the path length, and the previous best path information. The proposed methods have been verified through autonomous flight of UAVs in real environments, and shows reliable obstacle avoidance performance in various complex environments.

• 로봇학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.316-322
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• 2023

The increasing popularity of autonomous unmanned aerial vehicles (UAVs) can be attributed to their wide range of applications. 3D path planning is one of the crucial components enabling autonomous flight. In this paper, we present a novel 3D path planning algorithm that generates and utilizes curvature-based trajectories. Our approach leverages circular properties, offering notable advantages. First, circular trajectories make collision detection easier. Second, the planning procedure is streamlined by eliminating the need for the spline process to generate dynamically feasible trajectories. To validate our proposed algorithm, we conducted simulations in Gazebo Simulator. Within the simulation, we placed various obstacles such as pillars, nets, trees, and walls. The results demonstrate the efficacy and potential of our proposed algorithm in facilitating efficient and reliable 3D path planning for UAVs.

• 로봇학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.127-134
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• 2010

In this paper, a hybrid semi-3D path planning algorithm combining Virtual Tangential Vector(VTV) and fuzzy control is proposed. 3D dynamic environmental factors are reflected to the 2D path planning model, VTV. As a result, the robot can control direction from 2D path planning algorithm VTV and speed as well depending on the fuzzy inputs such as the distance between the robot and obstacle, roughness and slope. Performances and feasibilities of the suggested method are demonstrated by using Matlab simulations. Simulation results show that fuzzy rules and obstacle avoidance methods are working properly toward virtual 3D environments. The proposed hybrid semi-3D path planning is expected to be well applicable to a real life environment, considering its simplicity and realistic nature of the dynamic factors included.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권1호
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• pp.14-20
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• 2009

본 연구에서는 복부 전용 팬톰을 이용하여 폐 종양을 모델로 실시간 종양 추적 치료 시 종양에 대한 선량 분포와 종양 부근에 인접하여 상대적으로 움직임이 작은 주요장기인 척추의 선량 분포를 3차원과 4차원 전산화 치료계획을 통하여 나타난 선량분포에 대하여 Gafchromic 필름을 이용하여 선량을 비교평가 하였다. 비교 결과 종양의 선량 분포는 감마 지표 3%, 1 mm를 기준으로 일치도가 3차원 및 4차원에서 각각 90.6%, 97.64%이었고, 척추에서는 감마 지표 3%, 2 mm를 기준으로 3차원 및 4차원에서 각각 57.13%, 90.4%로 나타났다. 종양 및 척추에서 4차원 전산화치료계획 계산값은 측정값과 비교할 경우 근소한 차이를 보였으나 3차원 전산화 치료계획 시 종양에 근접하여 움직임이 작은 척추에서는 계산값과 측정값의 차이가 크게 나타났다. 따라서 사이버나이프와 같은 장비를 이용하여 호흡에 따라 움직이는 종양을 대상으로 실시간 종양추적 치료 시 4차원 전산화 치료계획이 반드시 필요하다고 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.303-309
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• 2017

본 연구에서는 자궁경부암의 치료를 위한 전산화단층촬영(computer tomography)영상을 이용한 3차원 근접치료계획의 유용성을 알고자 하였다. 10명의 자궁경부암 환자에서 2차원 근접치료계획을 시행하였고, 동일 자세로 전산화단층촬영을 시행하였다. 3차원 근접치료계획 프로그램(ECLIPSE treatment planning system v6.5, Varian Medical System, USA)를 이용하였으며, 고위험임상표적체적(High risk CTV, HR CTV)에 5 Gy를 처방하였다. 3차원 근접치료계획의 제한은 적어도 고위험임상표적체적의 90%에 처방선량인 5 Gy가 조사되도록, 방광의 $2cm^3$에 7.5 Gy 미만으로 들어가도록 그리고 직장의 $2cm^3$에 5 Gy 미만이 들어가도록 하였다. 계획의 평가는 선량체적표(dose-volume histograms; DVHs)를 이용하여 육안적종양체적(Gross tumor volume for brachytherapy; $GTV_B$), 고위험임상표적체적, 직장과 방광에 조사되는 선량을 구하였다. 크기가 큰 종양이나 자궁의 위치이상이 있는 환자에서 Point A에 처방한 2차원 근접치료계획을 하였을 경우에는 고위험임상표적체적이 충분히 포함되지 않았다. 그러나 3차원 근접치료계획은 이러한 환자들에서 직장이나 방광의 선량을 증가시키지 않고 고위험임상표적체적을 잘 포함할 수 있었다. 2차원 근접치료계획에서 높은 선량부터 $2cm^3$에 들어가는 직장선량은 10명 중 1명에서, $2cm^3$에 들어가는 방광선량은 6명에서 5 Gy를 넘었으므로 ICRU (International Commission on Radiation Units) 방광선량이 직장선량에 비해 과소평가됨을 확인할 수 있었다. 자궁경부암 환자에서 전산화단층촬영 이용한 3차원 근접치료계획은 종양과 위험장기에 대한 선량평가가 가능하므로, 직장과 방광의 부작용을 증가시키지 않으면서 크기가 큰 종양이나 자궁의 위치이상이 있는 환자에서 위치 설정의 오류를 줄일 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1208-1211
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• 1996

In this paper, an efficient and robust robot path planning technique is discussed. Concentric Ripple Edge Evaluation and Progression( CREEP ) algorithm[1] has been elaborated and expanded to carry out 3-D path planning. Like the 2-D case, robot can always find a path, if one exists, in a densely cluttered, unknown and unstructured 3-D obstacle environment. 3-D space in which the robot is expected to navigate is modeled by stacking cubic cells. The generated path is resolution optimal once the terrain is fully explored by the robot or all the information about the terrain is given. Path planning times are significantly reduced by local path update. Accuracy and efficiency of wave propagation in CREEP algorithm are achieved by virtual concentric sphere wave propagation. Simulations in 2-D and 3-D spaces are performed and excellent results are demonstrated.

• Radiation Oncology Journal
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• 제11권1호
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• pp.167-174
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• 1993

Recently, stereotactic radiosurgery plan is required with the information of 3-D image and dose distribution. A project has been doing if developing LINAC based stereotactic radiosurgery since April 1991. The purpose of this research is to develop 3-D radiosurgery planning system using personal computer. The procedure of this research is based on two steps. The first step is to develop 3-D localization system, which input the image information of the patient, coordinate transformation, the position and shape of target, and patient contour into computer system using CT image and stereotactic frame. The second step is to develop 3-D dose planning system, which compute dose distribution on image plane, display on high resolution monitor both isodose distribution and patient image simultaneously and develop menu-driven planning system. This prototype of radiosurgery planning system was applied recently for several clinical cases. It was shown that our planning system is fast, accurate and efficient while making it possible to handle various kinds of image modalities such as angiography, CT and MRI. It makes it possible to develop general 3-D planning system using beam's eye view or CT simulation in radiation therapy in future.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.751-752
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• 2008

This paper introduces current technology trend of cell planning system in radio propagation and 3D GIS technologies which are implemented in Cell planning system "CellTREK" for accurate radio propagation analysis. It includes managing of DTM(Digital Terrain Model) data considering building height used by 3D propagation analysis module, and navigation module based on DirectX technology to estimate and eliminate the shadowing area by high rise buildings.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권3호
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• pp.177-183
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• 2010

목 적: 유방암 치료를 위한 방사선치료계획에 전산화단층촬영을 이용한 모의치료가 널리 이용되고 있다. 이는 환자 개개인의 해부학적 특징에 기반하여 종양 표적과 정상 조직을 정의할 수 있다. 본 연구는 일반적으로 유방 크기가 작은 한국인 유방암 환자에서 적용하는 방사선치료계획 방법에 따라 치료용적 및 치료범위에 차이가 있는지를 알아보기 위해 시행하였다. 대상 및 방법: 2008년 11월부터 2009년 1월까지 조기유방암으로 유방보존술을 시행 받은 25명의 환자를 대상으로 통상적인 접면조사의 이차원치료 계획과 전산화단층촬영을 기반으로 한 삼차원치료계획을 시행하였다. 이차원 치료계획에서 방사선조사영역의 경계는 유방실질을 촉지하여 결정하였고 위쪽으로는 쇄골의 바로 아래, 내측은 몸의 정중선, 외측은 중심 액와선 그리고 아래쪽은 유방밑주름에서 2 cm 아래에 표시하였다. 삼차원치료계획에서 임상표적체적은 모든 유선 조직을 포함하였고 계획용 표적체적은 임상표적체적에서 피부 쪽을 제외한 모든 방향으로 1 cm의 여유를 두어 결정하였다. 이차원과 삼차원치료계획 간의 조사영역의 경계 차이 및 동등조사영역의 차이를 확인하고 신체질량지수, 폐경 여부 및 유방크기의 관련성을 평가하였다. 그리고 선량분포로 지정한 유방조사량과 삼차원 선량분포에 기반하여 측정된 조사된 폐용적과 심장용적을 평가하였다. 결 과: 2명의 환자를 제외하고 계획용표적체적(PTV)은 삼차원치료계획이 이차원치료계획보다 모든 방향에서 표시한 방사선조사영역을 감소시켰고 위쪽 경계에서 그 차이값이 가장 컸다. 동등조사영역크기는 한 명을 제외하고 삼차원치료계획에서 이차원치료계획에서보다 작았으며(평균 0.9 cm), 신체질량지수, 폐경 여부 및 유방크기(브래지어 사이즈)와의 관련성은 보이지 않았다. 조사된 폐용적은 삼차원치료계획에서 유의하게 감소하였고, 심장용적 또한 감소하였지만 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다. 결 론: 통상적인 치료계획과 비교하여 전산화단층촬영을 기반으로 한 삼차원치료계획이 작은 유방을 가진 환자에서 방사선조사영역 및 손상위험장기의 조사량을 줄이면서 수술 후 변화를 포함하여 더 정확한 종양치료가 가능할 수 있음을 보여주었다. 그러나 앞으로 임상표적체적의 정의에 대한 추가적인 연구 및 일반적인 합의가 필요하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.576-580
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• 1997

This paper presents a path planning algorithm for biped walking robot in 3-D workspace. Since the biped walking robot can generate path on some 3-D obstacles that cannot generate path in case of mobile robot, we have to make a new path planning algorithms. A 3-D-to-2-D mapping algorithm is proposed and two kinds of path planning algorithms are also proposed. They make it easier to generate an efficient path for biped walking robot under given environment. Some simulation results are shown to prove the effectiveness of proposed algorithms.