• 제목/요약/키워드: 3D planning

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형상 공간을 이용한 다관절 로보트의 충돌 회피 경로 계획 (Collision-Free Path Planning of Articulated Robot using Configuration Space)

  • 김정훈;최진섭;강희용;김동원;양성모
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제2권6호
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    • pp.57-65
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    • 1994
  • A collision-free path planning algorithm between an articulated robot and polyhedral obstacles using configuration space is presented. In configuration space, a robot is treated as a point and obstacles are treated as grown forbidden regions. Hence path planning problem is transformed into moving a point from start position to goal position without entering forbidden regions. For mapping to 3D joint space, slice projection method is used for first revolute joint and inverse kinematics is used for second and third revolute joint considering kinematic characteristics of industrial robot. Also, three projected 2D joint spaces are used in search of collision-free path. A proper example is provided to illustrate the proposed algorithm.

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3차원 충돌탐지 알고리듬을 이용한 광조형물의 최적배치 알고리듬 개발 (Layout Planning for Stereolithography Parts using 3D Collision Detection Algorithm)

  • 김부영;이석희;김호찬
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권9호
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    • pp.1546-1554
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    • 2003
  • Efficient layout in a fixed work volume reduces build time when multiple parts are built at once in stereolithography systems. An efficient algorithm is developed for 3D layout planning. And it reduces build time and increases efficiency of SLA system. Genetic algorithm is implemented to locate as many parts as possible in the fixed work volume. A 3D collision detection algorithm, k-DOPs Tree, is implemented for the fast evaluation of a layout plan.

임상가를 위한 특집 1 - 컴퓨터 기반 악골 종양의 절제 및 재건술 (Computer-aided Maxillofacial ablation and reconstruction Surgery)

  • 문성용;임성훈
    • 대한치과의사협회지
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    • 제52권10호
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    • pp.596-601
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    • 2014
  • Computer-aided surgery is popular and useful in the field of oral and maxillofacial surgery, because of the possibility of simulation with a high accuracy. In all aspects of surgery, proper planning facilitates more predictable operative results, however before the use of virtual planning, much of this relied on 2-dimensional (2-D) imaging for treatment planning on a 3-dimensional (3-D) object and surgical trial and error. With real-time instrument positioning and clear anatomic identification, a computer-assisted navigation system (CANS) is exceptionally helpful in maxillofacial surgery. These techniques enable performing precise bony ablation and reconstruction, and also decrease surgical time and donor site defect.

휴머노이드 로봇을 위한 비전기반 장애물 회피 시스템 개발 (Development of Vision based Autonomous Obstacle Avoidance System for a Humanoid Robot)

  • 강태구;김동원;박귀태
    • 전기학회논문지
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    • 제60권1호
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    • pp.161-166
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    • 2011
  • This paper addresses the vision based autonomous walking control system. To handle the obstacles which exist beyond the field of view(FOV), we used the 3d panoramic depth image. Moreover, to decide the avoidance direction and walking motion of a humanoid robot for the obstacle avoidance by itself, we proposed the vision based path planning using 3d panoramic depth image. In the vision based path planning, the path and walking motion are decided under environment condition such as the size of obstacle and available avoidance space. The vision based path planning is applied to a humanoid robot, URIA. The results from these evaluations show that the proposed method can be effectively applied to decide the avoidance direction and the walking motion of a practical humanoid robot.

실내 자율주행에 적합한 SLAM과 전역경로생성 방법을 적용한 휠체어로봇 구현 (Implementation of Wheelchair Robot Applying SLAM and Global Path Planning Methods Suitable for Indoor Autonomous Driving)

  • 백수진;김아현;김종욱
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.293-297
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    • 2021
  • This paper presents how to create a 3D map and solve problems related to generating a global path planning for navigation. Map creation and localization were performed using the RTAB-Map package to create a 3D map of the environment. In addition, when the target point is within the obstacle space, the problem of not generating a global path was solved using the asr_navfn package. The performance of the proposed system is validated through experiments with a wheelchair-type robot.

Virtual Reality and 3D Printing for Craniopagus Surgery

  • Kim, Gayoung;Shim, Eungjune;Mohammed, Hussein;Kim, Youngjun;Kim, Yong Oock
    • Journal of International Society for Simulation Surgery
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    • 제4권1호
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    • pp.9-12
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    • 2017
  • Purpose Surgery for separating craniopagus twins involves many critical issues owing to complex anatomical features. We demonstrate a 3D printed model and virtual reality (VR) technologies that could provide valuable benefits for surgical planning and simulation, which would improve the visualization and perception during craniopagus surgery. Material & Methods We printed a 3D model extracted from CT images of craniopagus patients using segmentation software developed in-house. Then, we imported the 3D model to create the VR environment using 3D simulation software (Unity, Unity Technologies, CA). We utilized the HTC Vive (HTC & Valve Corp) head-mount-display for the VR simulation. Results We obtained the 3D printed model of craniopagus patients and imported the model to a VR environment. Manipulating the model in VR was possible, and the 3D model in the VR environment enhanced the application of user-friendly 3D modeling in surgery for craniopagus twins. Conclusion The use of the 3D printed model and VR has helped understand complicated anatomical structures of craniopagus patients and has made communicating with other medical surgeons in the field much easier. Further, interacting with the 3D model is possible in VR, which enhances the understanding of the craniopagus surgery as well as the success rate of separation surgery while providing useful information on diagnosing and surgery planning.

태양광 전력모델을 포함한 장기체공 무인기의 3차원 경로계획 및 유도 (3-Dimensional Path Planning and Guidance for High Altitude Long Endurance UAV Including a Solar Power Model)

  • 오수헌;김갑동;박준현
    • 한국항행학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.401-407
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    • 2016
  • 본 논문에서는 태양광 장기체공 무인기의 전력모델을 포함한 3차원 경로계획과 유도에 대하여 기술한다. 본 논문에서 사용한 Dubins curve는 계산속도가 빨라 경로계획에 곧바로 적용이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 Dubins curve의 경로생성 문제는 2차원 평면에서 정의되기 때문에 실제 항공기의 경로계획을 위해 Randal W. Beard에 의해 수행된 비행 경로각의 한계를 고려하여, 고도 차이에 따라 선회경로를 추가하는 방식의 3차원 Dubins 경로생성 알고리즘을 활용하였다. 본 논문에서 사용한 항공기 모델은 Aileron이 없기 때문에 Rudder를 사용하여 횡축 방향 제어기를 설계하였으며, 비선형 경로추종 유도기법을 사용하여 경로추종 시뮬레이션을 수행하였다. 고도조건에 따른 예제를 생성하였으며, 시뮬레이션 결과 생성된 경로를 잘 추종하는 것을 확인하였다. 마지막으로 태양에너지 수율에 대한 계산식을 통해 태양광 장기체공 무인기의 전력 시스템을 모델링하여 48시간 연속비행 시뮬레이션을 실시하였고, 이에 대한 시뮬레이션 결과를 제시하였다.

DL-RRT* algorithm for least dose path Re-planning in dynamic radioactive environments

  • Chao, Nan;Liu, Yong-kuo;Xia, Hong;Peng, Min-jun;Ayodeji, Abiodun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제51권3호
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    • pp.825-836
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    • 2019
  • One of the most challenging safety precautions for workers in dynamic, radioactive environments is avoiding radiation sources and sustaining low exposure. This paper presents a sampling-based algorithm, DL-RRT*, for minimum dose walk-path re-planning in radioactive environments, expedient for occupational workers in nuclear facilities to avoid unnecessary radiation exposure. The method combines the principle of random tree star ($RRT^*$) and $D^*$ Lite, and uses the expansion strength of grid search strategy from $D^*$ Lite to quickly find a high-quality initial path to accelerate convergence rate in $RRT^*$. The algorithm inherits probabilistic completeness and asymptotic optimality from $RRT^*$ to refine the existing paths continually by sampling the search-graph obtained from the grid search process. It can not only be applied to continuous cost spaces, but also make full use of the last planning information to avoid global re-planning, so as to improve the efficiency of path planning in frequently changing environments. The effectiveness and superiority of the proposed method was verified by simulating radiation field under varying obstacles and radioactive environments, and the results were compared with $RRT^*$ algorithm output.

드론영상 기반 고밀 도심지의 3차원 공간모형의 정밀도에 관한 연구 (A Study on Precision of 3D Spatial Model of a Highly Dense Urban Area based on Drone Images)

  • 최연우;윤혜원;추미진;윤동근
    • 한국측량학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.69-77
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    • 2022
  • 3차원 공간모형은 도시문제 해결을 위한 분석틀로서 도시계획, 환경, 토지 및 주택관리, 재난 시뮬레이션 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. 또한, 3차원 공간모형의 구축 시에 저비용으로 단시간에 3차원 영상 촬영이 가능한 드론의 활용성은 증가하고 있다. 드론을 활용한 가상도시 구축 및 시뮬레이션 모듈 활용 측면에서 항공촬영의 정확도 및 3차원 공간모형의 정밀도는 매우 중요한 요소로 기능하기 때문에 이를 향상시키기 위한 방법들이 제안되고 있다. 본 연구는 건축물이 밀집하여 위치한 도심지를 대상으로 항공촬영 조건별로 드론을 활용한 항공촬영의 정확도 및 3차원 공간모형의 정밀도를 비교분석하였다. 분석 대상지는 서울특별시 영등포구 대림2동 내 건축물 밀집도가 높은 일부지역으로 선정하였으며 항공촬영 조건으로, 촬영각, 촬영고도, 드론영상의 중복률을 활용하였다. 항공촬영의 정확도는 대상지 내에 설치한 검사점의 실제 측량값과 항공촬영을 통해 구축한 3차원 공간모형의 예측값 간의 차이를 분석함으로써 정확도를 산정하였다. 3차원 공간모형의 정밀도는 항공촬영을 통해 생산된 Point cloud와 Point cloud에 기반하여 구축된 3차원 공간모형 간의 차이를 분석함으로써 정밀도를 산정하였다. 분석결과, 정확도의 경우, 상대적으로 높은 중복률에서 정확도가 높은 것으로 분석되었으나, 정밀도의 경우에는 중복률이 높을수록 정밀도는 오히려 낮아지는 경향을 보였으며 촬영각도가 수직에 가까울수록 정밀도는 높아지는 경향을 보였다. 촬영고도의 경우에는 정밀도와 유의미한 관련성은 없는 것으로 분석되었고, 기선고도비의 경우에는 중복률과 상이하게, 기선고도비가 커질수록 정밀도는 높아지는 경향을 보였다.