• 제목/요약/키워드: Contact tracking

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2족 보행 로봇의 보행 안정성 향상을 위한 ZPM보상 및 임피던스 제어 (ZPM Compensation and Impedance Control for Improving Walking Stability of Biped Robots)

  • 정호암;박종현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권4호
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    • pp.1007-1015
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    • 2000
  • This paper proposes an adaptive trajectory generation strategy of using on-line ZMP information and an impedance control method for biped robots. Since robots experience various disturbances during their locomotion, their walking mechanism should have the robustness against those disturbances, which requires an on-line adaptation capability. In this context, an on-line trajectory planner is proposed to compensate the required moment for recovering stability. The ZMP equation and sensed ZMP information are used in this trajectory generation strategy. In order to control a biped robot to be able to walk stably, its controller should guarantee stable footing at the moment of feet contacts with the ground as well as maintaining good trajectory tracking performance. Otherwise, the stability of robot will be significantly compromised. To reduce the magnitude of an impact and guarantee a stable footing when a foot contacts with the ground, this paper. proposes to increase the damping of the leg drastically and to modify the reference trajectory of the leg. In the proposed control scheme, the constrained leg is controlled by impedance control using the impedance model with respect to the base link. Computer simulations performed with a 3-dof environment model that consists of combination of a nonlinear and linear compliant contact model show that the proposed controller performs well and that it has robustness against unknown uneven surface. Moreover, the biped robot with the proposed trajectory generator can walk even when it is pushed with a certain amount of external force.

Dynamics and Control of 6-DOF Shaking Table with Bell Crank Structure

  • Jeon, Duek-Jae;Park, Sung-Ho;Park, Young-Jin;Park, Youn-Sik;Kim, Hyoung-Eui;Park, Jong-Won
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.296-301
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    • 2005
  • This paper describes the kinematics, dynamics and control of a 6-DOF shaking table with a bell crank structure, which converts the direction of reciprocating movements. In this shaking table, the bell crank mechanism is used to reduce the amount of space needed to install the shaking table and create horizontal displacement of the platform. In kinematics, joint design is performed using $Gr{\ddot{u}}bler's$ formula. The inverse kinematics of the shaking table is discussed. The derivation of the Jacobian matrix is presented to evaluate singularity conditions. Considering the maximum stroke of the hydraulic actuator, collision between links and singularity, workspace is computed. In dynamics, computations are based on the Newton-Euler formulation. To derive parallel algorithms, each of the contact forces is decomposed into one acting in the direction of the leg and the other acting in the plane orthogonal to the direction of the leg. Applying the Newton-Euler approach, the solution of inverse dynamics is almost completely parallel. Only one of the steps-the application of the Newton-Euler equations to the platform-must be performed on one single processor. Finally, the efficient control scheme is proposed for the tracking control of the motion platform.

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이진 이미지를 위한 QR 코드 기반의 가역적인 데이터 은닉 (Reversible Data Hiding based on QR Code for Binary Image)

  • 김천식
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.281-288
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    • 2014
  • QR 코드는 바코드보다 수백 배 많은 양의 데이터를 인코딩할 수 있도록 기능을 향상시킨 코드체계로서 이미지 훼손에 강하다. 이러한 이유로 QR 코드는 최근에 다양한 분야에서 사용되고 있다. 예를 들어 항공권 티켓 (보딩 통제 시스템), 푸드 (야채, 육류 이력) 추적 시스템, 콘택트렌즈 관리, 처방전 관리, 환자 손목밴드 (환자관리) 등에 사용된다. 본 논문에서는 이진 이미지에 대한 가역적인 데이터은닉 방법을 제안한다. 가역적인 데이터 은닉방법은 스테고 이미지로부터 데이터를 추출한 후 원본 이미지를 복원할 수 있기 때문에서 다양한 목적으로 활용될 수 있다. QR 코드는 누구나 코드를 생성할 수 있으므로 위조된 QR 코드를 이용하여 범죄에 사용할 수 있다. 본 논문에서는 이를 방지하기 위해서 이진 QR 코드 이미지에 인증 데이터를 은닉하여 위조여부를 확인할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 제안한 방법은 실험을 통해서 입증을 하였다.

상호인증을 제공하는 개선된 RFID 인증 프로토콜 (Improved RFID Authentication Protocol Providing Mutual Authentication)

  • 전서관;은선기;오수현
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권2호
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    • pp.113-120
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    • 2010
  • RFID 시스템은 비접촉식 무선 인식 기술로 유통 및 물류, 환경, 교통, 보안 분야 등 산업 전반에 걸쳐 다양하게 활용되고 있다. 그러나 RFID 통신 환경의 제약적인 특징에 의하여 프라이버시 문제를 비롯한 여러 가지 보안 문제가 제기되면서 이를 해결하기 위한 많은 기술들이 연구되고 있다. 최근 들어 Shin과 Park은 프라이버시를 보호하고 해쉬 함수와 배타적논리합(XOR) 연산을 이용하는 효율적인 RFID 인증 프로토콜을 제안하였다. 그러나 Ahn과 Bu 등은 Shin과 Park이 제안한 인증 프로토콜의 문제점이 있음을 지적하고 이를 개선하여 좀 더 안전하고 효율적인 인증 프로토콜을 제안하였다. 그러나 Ahn과 Bu 등이 제안한 인증 프로토콜들은 리더와 태그 사이의 상호인증이 완벽하게 이루어지지 않아 악의적인 리더로의 위장이 가능하다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 상호인증을 제공하는 개선된 RFID 인증 프로토콜을 제안한다. 제안하는 RFID 인증 프로토콜은 리더와 태그 간 상호인증을 제공하며 재전송 공격과 스푸핑 공격에 대해 안전하고, 태그의 익명성 보장 및 악의적인 리더들의 공모에 의한 위치 트래킹에 대해 안전하다는 장점이 있다.

Design and Experimental Evaluation of a Robust Force Controller for a 6-Link Electro-Hydraulic Manipulator via H$_{\infty}$ Control Theory

  • Ahn, Kyoung-Kwan;Lee, Byung-Ryong;Yang, Soon-Yong
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제17권7호
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    • pp.999-1010
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    • 2003
  • Uninterrupted power supply has become indispensable during the maintenance task of active electric power lines as a result of today's highly information-oriented society and increasing demand of electric utilities. This maintenance task has the risk of electric shock and the danger of falling from high place. Therefore it is necessary to realize an autonomous robot system using electro-hydraulic manipulators because hydraulic manipulators have the advantage of electric insulation and power/mass density. Meanwhile an electro-hydraulic manipulator using hydraulic actuators has many nonlinear elements, and its parameter fluctuations are greater than those of an electrically driven manipulator. So it is relatively difficult to realize not only stable contact work but also accurate force control for the autonomous assembly tasks using hydraulic manipulators. In this paper, the robust force control of a 6-link electro-hydraulic manipulator system used in the real maintenance task of active electric lines is examined in detail. A nominal model for the system is obtained from experimental frequency responses of the system, and the deviation of the manipulator system from the nominal model is derived by a multiplicative uncertainty. Robust disturbance observers for force control are designed using this information in an H$\_$$\infty$/ framework, and implemented on the two different setups. Experimental results show that highly robust force tracking by a 6-link electro-hydraulic manipulator could be achieved even if the stiffness of environment and the shape of wall change.

CCTV 관제에서 동작 인식을 위한 색상 기반 손과 손가락 탐지 (Skin Color Based Hand and Finger Detection for Gesture Recognition in CCTV Surveillance)

  • 강성관;정경용;임기욱;이정현
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.1-10
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    • 2011
  • 본 논문은 CCTV 관제에서 동작 인식을 위한 색상 기반 손과 손가락 탐지 기술을 제안하였다. 논문의 목표는 피부색을 기반으로 한 손 영역 탐지 및 손동작 인식에 대한 강인한 방법을 제안하는 것이다. 탐지된 손 영역과 손동작 인식 기술은 에어 마우스 및 스마트 TV를 조정하는데 적용될 수 있으며 홈시어터 및 감성 센서를 기반으로 하는 장치들을 조종하기 위하여도 사용될 수 있다. 입력 영상으로부터 손 영역을 구분하기 위하여 색상 기반 윤곽선 추출 방법이 사용되어지고 윤곽이 구분된 손으로부터 y좌표값을 계산하여 손가락 끝점을 탐지한다. 손가락 끝점의 위치를 탐지한 후에, R채널만을 이용하여 추적을 하며 손동작 인식에 있어서 차영상 기법을 적용하여 잡영상 제거와 같은 강인한 면을 보여준다. 제안하는 방법으로 손가락 끝점의 추적과 손동작 인식에 관련된 많은 실험을 진행하였고, 실험 결과는 기존의 방법보다 성능 면에 있어서 96% 이상의 정확도를 보여준다.

손동작 영상획득을 이용한 최소침습수술로봇 무구속 마스터 인터페이스 (Non-restraint Master Interface of Minimally Invasive Surgical Robot Using Hand Motion Capture)

  • 장익규
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.105-111
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    • 2016
  • Introduction: Surgical robot is the alternative instrument that substitutes the difficult and precise surgical operation; should have intuitiveness operationally to transfer natural motions. There are limitations of hand motion derived from contacting mechanical handle in the surgical robot master interface such as mechanical singularity, isotropy, coupling problems. In this paper, we will confirm and verify the feasibility of intuitive Non-restraint master interface which tracking the hand motion using infra-red camera and only 3 reflective markers without the hardware handle for the surgical robot master interface. Materials & methods: We configured S/W and H/W system; arranged 6 infra-red cameras and attached 3 reflective markers on hands for measuring 3 dimensional coordinate then we find the 7 motions of grasp, yaw, pitch, roll, px, py, pz. And we connected Virtual-Master to the slave surgical robot(Laparobot) and observed the feasibility. To verify the result of motion, we compare the result of Non-restraint master and that of clinometer (and protractor) through measuring 0~180 degree, 10degree interval, 1000 samples and recorded standard deviation stands for error rate of the value. Results: We confirmed that the average angle values of Non-restraint master interface is accurately corresponds to the result of clinometer (and protractor) and have low error rates during motion. Investigation & Conclusion: In this paper, we confirmed the feasibility and accuracy of 3D Non-restraint master interface that can offer the intuitive motion of non-contact hardware handle. As a result, we can expect the high intuitiveness, dexterousness of surgical robot.

A novel computer vision-based vibration measurement and coarse-to-fine damage assessment method for truss bridges

  • Wen-Qiang Liu;En-Ze Rui;Lei Yuan;Si-Yi Chen;You-Liang Zheng;Yi-Qing Ni
    • Smart Structures and Systems
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    • 제31권4호
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    • pp.393-407
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    • 2023
  • To assess structural condition in a non-destructive manner, computer vision-based structural health monitoring (SHM) has become a focus. Compared to traditional contact-type sensors, the advantages of computer vision-based measurement systems include lower installation costs and broader measurement areas. In this study, we propose a novel computer vision-based vibration measurement and coarse-to-fine damage assessment method for truss bridges. First, a deep learning model FairMOT is introduced to track the regions of interest (ROIs) that include joints to enhance the automation performance compared with traditional target tracking algorithms. To calculate the displacement of the tracked ROIs accurately, a normalized cross-correlation method is adopted to fine-tune the offset, while the Harris corner matching is utilized to correct the vibration displacement errors caused by the non-parallel between the truss plane and the image plane. Then, based on the advantages of the stochastic damage locating vector (SDLV) and Bayesian inference-based stochastic model updating (BI-SMU), they are combined to achieve the coarse-to-fine localization of the truss bridge's damaged elements. Finally, the severity quantification of the damaged components is performed by the BI-SMU. The experiment results show that the proposed method can accurately recognize the vibration displacement and evaluate the structural damage.

Comparison of bone subtraction CT angiography with standard CT angiography for evaluating circle of Willis in normal dogs

  • Soyon An;Gunha Hwang;Rakhoon Kim;Tae Sung Hwang;Hee Chun Lee
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제24권5호
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    • pp.65.1-65.9
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    • 2023
  • Background: Bone subtraction computed tomography angiography (BSCTA) is a useful alternative technique for improving visualization of vessels surrounded by skull bone. However, no studies have compared computed tomography angiography (CTA) and BSCTA for improving the visibility of canine cerebral blood vessels. Objectives: To evaluate the potential benefit of BSCTA for better delineation of brain arteries of the circle of Willis (CoW) in dogs by comparing BSCTA with non-subtraction computed tomography angiography (NSCTA). Methods: Brain CTA was performed for nine healthy beagle dogs using a bolus tracking method with saline flushing. A total dose of 600 mgI/kg of contrast agent with an iodine content of 370 mgI/mL was injected at a rate of 4 ml/s. Bone removal was achieved automatically by subtracting non-enhanced computed tomography (CT) data from contrast CT data. Five main intracranial arteries of the CoW were analyzed and graded on a scale of five for qualitative evaluation. Results: Scores of basilar artery, middle cerebral artery, and rostral cerebral artery in the BSCTA group were significantly higher than those in the NSCTA group (p = 0.001, p = 0.020, and p < 0.0001, respectively). Scores of rostral cerebellar artery (RcA) and caudal cerebral artery (CCA) did not differ significantly between the two groups. However, scores of RcA and CCA in the BSCTA group were higher than those in the NSCTA group. Conclusions: BSCTA improved visualization of intracranial arteries of the CoW with close contact to bone. Thus, it should be recommended as a routine scan method in dogs suspected of having brain vessel disease.

18F-FDG Whole Body PET/CT 수검자의 거리별 선량 변화에 따른 방사선 작업종사자의 유효선량 고찰: 환자 고유특성 및 응대시간 측면 (The Consideration of nuclear medicine technologist's occupational dose from patient who are undergoing 18F-FDG Whole body PET/CT : Aspect of specific characteristic of patient and contact time with patient)

  • 김성환;류재광;고현수
    • 핵의학기술
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    • 제22권1호
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    • pp.67-75
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    • 2018
  • 방사선 안전에 대한 관심과 염려가 전 세계적으로 점차 증가되고 있는 가운데, 의료 실무 현장에 종사하는 방사선 작업종사자의 외부피폭 관리 또한 중요한 이슈로 부각되고 있다. 특히, $^{18}F-FDG$WholeBodyPET/CT검사의 경우 높은 에너지의 방사성동위원소를 사용하므로 검사자의 피폭선량 저감화에 더욱 관심을 기울여야 한다. 따라서, 본 연구는 $^{18}F-FDG$ Whole Body PET/CT 수검자의 거리 별 외부선량률을 측정 및 분석하고, 방사선 작업종사자의 업무 행위 별 누적선량을 확인하여 피폭선량 저감화에 도움이 되는 주요한 요소를 알아보고자 한다. $^{18}F-FDG$WholeBody PET/CT검사를 받은 106명의 환자를 대상으로 검사 종료($75.4{\pm}3.3min$) 후 가슴을 기준 0, 10, 30, 50, 100 cm 거리에서 외부선량률을 측정하였다. 환자측면에서 외부선량률에 영향을 줄 수 있는 개별적 요인을 분석하기 위해 성별, 연령, BMI, 금식시간, 당뇨병 유무, 약물 투여정보, 크레아틴 수치 정보를 수집하였다. 수집된 정보의 통계분석은 ANOVA 분석 및 T-test를 시행하였다. 방사선 작업종사자 측면에서 피폭선량에 영향을 줄 수 있는 요인을 분석하기 위해 주사 업무를 하는 3명의 직원($T_1$, $T_2$, $T_3$)과 스캔 업무를 하는 3명의 직원($T_4$, $T_5$, $T_6$)에 각각 Personal pocket dosimeter를 착용시켜 업무시간 동안 누적된 선량을 기록하였다. 또한 방사선 작업종사자 별 응대시간을 측정하여 분석하였다. 각 거리 별 외부선량은 $246.9{\pm}37.6$, $129.9{\pm}16.7$, $61.2{\pm}9.1$, $34.4{\pm}5.9$, $13.1{\pm}2.4{\mu}Sv/hr$로 산출되었다. 환자측면에서, 근거리에서 성별, BMI, 선량, 크레아틴 수치에 의해 유의미한 차이가 있었지만, 거리가 증가할수록 그 차이는 감소하였다. 그 중 크레아틴 수치의 경우 100 cm에서 집단 간 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않는 특징이 있었다. 환자 1명으로부터 받은 선량은 주사 업무를 하는 직원($T_1$, $T_2$, $T_3$)의 경우 0.70, 1.09, $0.55{\mu}Sv/person$이었고, 스캔($T_4$, $T_5$, $T_6$)의 경우 1.25, 0.82, $1.23{\mu}Sv/person$이었다. 응대시간이 상대적으로 적은 $T_4$직원의 경우 $T_3$, $T_5$보다 34% 낮은 누적선량을 확인할 수 있었다. 이를 토대로 환자와의 적정거리 유지와 응대시간 감소가 누적선량에 크게 작용함을 알 수 있었다. 위와 같은 점을 고려했을 때, 환자의 충분한 수분 섭취 및 배뇨, 방사선 작업종사자와 환자 간 적정거리유지(최소 100 cm이상) 및 응대시간 감소를 위해 노력해야 할 것이고, 환자의 video tracking system과 장비의 원격조정 등을 통해 피폭선량 저감화를 위해 노력해야 한다.