• 제목/요약/키워드: 6-DOF

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무인기의 정밀 낙하산 착륙을 위한 전개지점 결정 (Deploy Position Determination for Accurate Parachute Landing of a UAV)

  • 김인한;박상혁;박우성;유창경
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.465-472
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    • 2013
  • 본 논문에서는 요구 위치에 정밀 착륙을 위한 낙하산 전개지점 선정 기법을 제안한다. 무인기-낙하산 시스템을 위해 9-DOF 운동 모델을 구성하였고, 신경회로망을 학습시키기 위한 입출력 데이터 셋을 구성하였다. 입력 데이터 셋은 현재 항공기 위치, 속도정보 및 바람 정보로 구성되어 있고, 출력 데이터 셋은 9-DOF 운동 모델을 시뮬레이션 하여 획득한 착륙 위치 정보이다. 이를 이용하여 nonlinear function approximator를 구성함으로써 현재 위치로부터 상대적인 착륙 지점을 예측할 수 있고, 예측된 착륙 지점과 요구 착륙 지점과의 상대적인 거리 오차를 계산하여 이를 보상해줌으로써 낙하산 전개 지점을 결정할 수 있다.

Nonlinear analysis of composite beams with partial shear interaction by means of the direct stiffness method

  • Ranzi, G.;Bradford, M.A.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제9권2호
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    • pp.131-158
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    • 2009
  • This paper presents a modelling technique for the nonlinear analysis of composite steel-concrete beams with partial shear interaction. It extends the applicability of two stiffness elements previously derived by the authors using the direct stiffness method, i.e. the 6DOF and the 8DOF elements, to account for material nonlinearities. The freedoms are the vertical displacement, the rotation and the slip at both ends for the 6DOF stiffness element, as well as the axial displacement at the level of the reference axis for the 8DOF stiffness element. The solution iterative scheme is based on the secant method, with the convergence criteria relying on the ratios of the Euclidean norms of both forces and displacements. The advantage of the approach is that the displacement and force fields of the stiffness elements are extremely rich as they correspond to those required by the analytical solution of the elastic partial interaction problem, thereby producing a robust numerical technique. Experimental results available in the literature are used to validate the finite element proposed in the paper. For this purpose, those reported by Chapman and Balakrishnan (1964), Fabbrocino et al. (1998, 1999) and Ansourian (1981) are utilised; these consist of six simply supported beams with a point load applied at mid-span inducing positive bending moment in the beams, three simply supported beams with a point load applied at mid-span inducing negative bending moment in the beams, and six two-span continuous composite beams respectively. Based on these comparisons, a preferred degree of discretisation suitable for the proposed modelling technique expressed as a function of the ratio between the element length and depth is proposed, as is the number of Gauss stations needed. This allows for accurate prediction of the nonlinear response of composite beams.

협소 공간 작업을 위한 6축 다관절 로봇의 기구학 및 구조해석 (Kinematic and Structural Analysis of a 6-DOF Manipulator for Narrow-space Work)

  • 정성엽;최두순
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.666-672
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    • 2017
  • 본 연구팀은 프레스 성형 공정에서 버텀 섀시 (bottom chassis)에 팸너트 (pem nut)를 고정하는 것과 같은 협소 공간 작업을 위한 6축 다관절 로봇을 개발하고 있다. 본 논문에서는 6축 다관절 로봇의 위치 제어를 위한 기구학 해석과 가반하중에 따른 위치 정밀도 파악을 위한 구조해석을 수행하였다. 먼저, 로봇의 Denavit-Hatenberg 파라미터를 정의하고, 정기구학과 역기구학 모델을 제시하였다. 기구학 모델은 Coppelia Robotics 사의 virtual robot experimentation platform (V-REP)을 이용하여 시각적인 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 위치 정밀도 분석은 완전 펼침 상태와 완전 접힘 상태에서 자중에 의한 처짐량과 가반하중에 의한 처짐량에 대한 구조해석을 통해 수행하였다. 해석 결과, 최대 변형량은 완전 펼침 상태에서 자체 하중만 있는 경우 0.339 mm로 나타났으며, 5kgf의 하중이 장착된 경우에는 0.667 mm로 나타났고, 설계 조건 1 mm 내에 있음을 확인하였다. 또한, 최대 발생 응력은 축 2와 3을 연결하는 링크에서 22.05 MPa로 나타났고, 부품 재질을 고려할 때 이 값은 구조적으로 안전함을 확인하였다.

프레스 공정에서 6자유도 로봇의 작업 시퀀스 최적화 (Task Sequence Optimization for 6-DOF Manipulator in Press Forming Process)

  • 윤현중;정성엽
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.704-710
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    • 2017
  • 본 연구팀은 프레스 공정의 협소공간에서 작업이 가능한 6자유도 로봇을 개발하고 있으며, 본 논문은 개발된 로봇의 작업 시간을 최소화하기 위한 작업 시퀀스 최적화 방법을 제안하였다. 우선 6 자유도 로봇의 기구학을 모델링하고 작업 시간 예측 방법을 기술하였다. 그리고 작업 시퀀스 최적화를 위하여 수학적 모델을 제시하고, 이를 바탕으로 개미 집단 시스템(ant colony system), 시뮬레이트 어니일링(simulated annealing), 유전자 알고리즘(genetic algorithm)의 세 가지 최적화 방법을 적용하고 결과를 비교 분석하였다. 시뮬레이션 결과 유전자 알고리즘이 가장 좋은 결과를 보임을 확인할 수 있었으며, 계산 속도 측면에서도 가장 빨리 최적값에 수렴하였다. 또한, 개미집단시스템과 시뮬레이티드 어니일링의 경우 여러 파라미터 값들의 설정에 따라 수렴된 최적값의 편차가 비교적 큰 것에 비하여, 유전자 알고리즘은 파라미터 값에 상관없이 안정적으로 근사 최적값을 찾을 수 있었다. 마지막으로, 로봇의 작업시퀀스 최적화 방법을 시각적으로 검증하기 위하여 Mathworks 사의 Matlab과 Coppelia Robotics 사의 V-REP (virtual robot experimentation platform)를 사용한 시뮬레이션을 수행하였다.

W-band Synthetic Aperture Radar 영상 복원을 위한 엔트로피 기반의 6 Degrees of Freedom 추출 (Entropy-Based 6 Degrees of Freedom Extraction for the W-band Synthetic Aperture Radar Image Reconstruction)

  • 이혁빈;김덕진;김준우;송주영
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_1호
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    • pp.1245-1254
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    • 2023
  • 77 GHz frequency modulation continuous wave radar를 이용한 W-band synthetic aperture radar (SAR) system에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 고해상도의 W-band SAR 영상을 복원하기 위해서는 스테레오 카메라 또는 라이다(LiDAR)에서 획득한 point cloud를 6 degrees of freedom (DOF)의 방향에서 변환하여 SAR 영상 신호처리에 적용하는 것이 필요하다. 하지만 서로 다른 센서로부터 획득한 영상의 기하구조가 달라 정합하는데 어려움을 가진다. 본 연구에서 SAR 영상의 엔트로피(entropy)에 따른 경사 하강법을 이용하여 point cloud의 6 DOF를 구하고 최적의 depth map을 추출하는 기법을 제시한다. 구축한 W-band SAR system으로 주요 도로 환경 객체인 나무를 복원하는 실험을 수행하였다. 엔트로피에 따른 경사 하강법을 이용하여 복원한 SAR 영상이 기존의 레이더 좌표에서 복원한 SAR 영상보다 mean square error는 53.2828 감소했고, structural similarity index는 0.5529 증가한 것을 보였다.

New Direct Kinematic Formulation of 6 D.O.F Stewart-Cough Platforms Using the Tetrahedron Approach

  • Song, Se-Kyong;Kwon, Dong-Soo
    • Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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    • 제4권3호
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    • pp.217-223
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    • 2002
  • The paper presents a single constraint equation of the direct kinematic solution of 6-dof (Stewart-Gough) platforms. Many research works have presented a single polynomial of the direct kinematics for several 6-dof platforms. However, the formulation of the polynomial has potential problems such as complicated formulation procedures and discrimination of the actual solution from all roots. This results in heavy computational burden and time-consuming task. Thus, to overcome these problems, we use a new formulation approach, called the Tetrahedron Approach, to easily derive a single constraint equation, not a polynomial one, of the direct kinematics and use two well-known numerical iterative methods to find the solution of the single constraint equation. Their performance and characteristics are investigated through a series of simulation.

단-복동형 유.공압 완충장치의 전방장착특성 비교를 위한 6자유도 기체 모형의 지상 이동 응답해석 (Response analysis of 6DOF fuselage model during taxiing for comparison of characteristics of single/double stage oleo-pneumatic shock absorber at nose)

  • 이국희;이윤규;김광준;이상욱
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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    • pp.734-735
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    • 2008
  • Shock absorber for rotorcraft landing gear should absorb landing impact during landing and isolate vibration to fuselage during taxiing. Double stage oleo-pneumatic shock absorber is known to have better performances than single stage oleo-pneumatic shock absorber. This paper deals with the z-direction translational acceleration at mass center, roil and pitch angular acceleration of fuselage for single and double stage oleo-pneumatic shock absorber at nose landing gear when a 6DOF rigid model is taxiing on the pound.

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초음파 모터 구동 6자유도 역감 장치를 이용한 가상 자석의 구현 (Embodiment of Virtual Magnet Using a 6 DOF Force-Reflecting Haptic Inteface by Ultrasonic Motors)

  • 강원찬
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.729-734
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    • 2000
  • This paper proposes virtual-magnetic system by a force-reflecting interface to drive a ultrasonic motors(USMs) To approach virtual magnet in graphic the 6 dDOF force-reflecting interfaces provides force feedback to users as if I is magnetic-force, So users can feel real magnet Effectively to display the magnetic-force we need the interface with specific characteristics such as low inertia almost zero friction and very high stiffness As an actuator for the interface the USMs have many good advantage satisfied these conditions over conventional servo motors. To estimate capability of this virtual-magnetic system we did an experiment of magnetism based on coulomb's law when Coulmb's low apply this experiment it is vey conformable to real magnet

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6자유도 운동재현용 베드의 순기구학 추정기 설계 (Design of the Estimator of Forward Kinematics Solution for a 6 DOF Motion Bed)

  • 강지윤;김동환;이교일
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.483-487
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    • 1996
  • We consider the estimation of the position and orientation of 6 DOF motion bed (Stewart platform) from the measured cylinder length. The solution of forward kinematics is not solved yet as a useful realtime application tool because of the complity of the equation with multiple solutiple solutions. Hence we suggest an algorithm for the estimation of forward kinematics solution using Luenberger observer withnonlinear error correction term. The Luenberger observer withlinear model shows that the estimation error does not go to zero in steadystate due to the linearization error of the dynamic model. Hence the linear observer is modified using nonlinear measurement error equation and we prove thd practical stability of the estimation error dynamics of the proposed observer using lyapunov function.

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산업용 6관절 로봇의 원격제어를 위한 실시간 병렬데이터통신 인터페이스 (Development of Realtime Parallel Data Communication Interface for Remote Control of 6-DOF Industrial Robot)

  • 최명환;이우원
    • 산업기술연구
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    • 제21권A호
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    • pp.97-103
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    • 2001
  • This paper presents the development of the I/O Interface for the real time parallel data communication between controller of a six-axis industrial robot(CRS-A460) and an external computer. The proposed I/O Interface consists of the hardware I/O interface and the software that is downloaded to the robot controller and executed by the controller operating system. The constitution of the digital I/O Port for CRS-A460 robot controller and the digital I/O board for IBM-PC are presented as well as the Process Control Program of the robot controller. The developed protocol for the parallel data communication is described. The data communication is tested, and the performance is analysed. In particular, it is shown that the real-time constraint of the robot controller process is satisfied.

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