This paper presents a method to optimize motion planning for industrial manipulators with redundancy. For optimal motion planning, first of all, particular inverse kinematic solution is needed to improve efficiency for manipulators with redundancy working in various environments. In this paper, we propose three kinds of methods for solving inverse kinematics problems; numerical and combined approach. Also, we introduce methods for optimal motion planning using potential function considering the order of priority. For efficient movement in industrial settings, this paper presents methods to plan motions by considering colliding obstacles, joint limits, and interference between whole arms. To confirm improved performance of robot applying the proposed algorithms, we use two kinds of robots with redundancy. One is a single arm robot with 7DOF and another is a dual arm robot with 15DOF which consists of left arm, right arm with each 7DOF, and a torso part with 1DOF. The proposed algorithms are verified through several numerical examples as well as by real implementation in robot controllers.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
/
v.20
no.1
/
pp.49-55
/
2017
This study proposes a new approach to Control and trajectory generation of a 8 DOF human robot arm with computational complexity and singularity problem. To deal with such problems, analytical methods for a redundant robot arm have been researched to enhance the performance of research, we propose an analytical kinematics algorithm for a 8 DOF bipped dual robot arm. Using this algorithm, it is possible to generate a trajectory passing through the singular points and intuitively move the elbow without regarding to the end-effector pose. Performance of the proposed algorithm was verified by simulation test with various conditions. It has been verified that the trajectory planning using this algorithm.
This paper deals with a strategy of gain optimization for the kinematic control algorithm of a wire-driven surgical robot. The proposed controller consists of the closed-loop inverse kinematics with the back-calculation method. The closed-loop inverse kinematics has 18 PID control gains, and the back-calculation method has 6 gains. An efficient strategy is designed to optimize 18 values first and then the remaining 6 values. The optimal gain sets are searched under the step input with performance indices. In this gain optimization, the objective function is defined as the minimum value of signal-to-noise ratio of the performance indices for 6 DoF (Degree-of-Freedom) motion that is based on the Taguchi method, and the constraints are applied to obtain stable responses for each motion evenly. The gain sets obtained are verified by simulations using the test trajectories. In comparative results, the optimal gain value based on the performance index combined with ISE (integral of square error) and settling time showed the best control performance.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
/
v.47
no.6
/
pp.39-47
/
2010
A research of image-based articulated pose estimation has some problems such as detection of human feature, precise pose estimation, and real-time performance. In particular, various methods are currently presented for recovering many joints of human body. We propose the novel numerical inverse kinematics improved with the UKF(unscented Kalman filter) in order to estimate the human pose in real-time. An existing numerical inverse kinematics is required many iterations for solving the optimal estimation and has some problems such as the singularity of jacobian matrix and a local minima. To solve these problems, we combine the UKF as a tool for optimal state estimation with the numerical inverse kinematics. Combining the solution of the numerical inverse kinematics with the sampling based UKF provides the stability and rapid convergence to optimal estimate. In order to estimate the human pose, we extract the interesting human body using both background subtraction and skin color detection algorithm. We localize its 3D position with the camera geometry. Next, through we use the UKF based numerical inverse kinematics, we generate the intermediate joints that are not detect from the images. Proposed method complements the defect of numerical inverse kinematics such as a computational complexity and an accuracy of estimation.
Kim, Jin-Sun;Cho, Hanyeop;Han, Bo-Ram;Yoon, So-Ya;Park, Seonhyung;Cho, Hyunseung;Lee, Joohyeon;Lee, Hae-Dong
Korean Journal of Applied Biomechanics
/
v.26
no.1
/
pp.21-30
/
2016
Objective: This study aimed to examine the characteristics of joint kinematics and synchronicity of rowing motion between elite and non-elite rowers. Methods: Two elite and two non-elite rowers performed rowing strokes (3 trials, 20 strokes in each trial) at three different stroke rates (20, 30, 40 stroke/min) on two stationary rowing ergometers. The rowing motions of the rowers were captured using a 3-dimensional motion analysis system (8-infrared camera VICON system, Oxford, UK). The range of motion (RoM) of the knee, hip, and elbow joints on the sagittal plane, the lead time ($T_{Lead}$) and the drive time $T_{Drive}$) for each joint, and the elapsed time for the knee joint to maintain a fully extended position ($T_{Knee}$) during the stroke were analyzed and compared between elite and non-elite rowers. Synchronicity of the rowing motion within and between groups was examined using coefficients of variation (CV) of the $T_{Drive}$ for each joint. Results: Regardless of the stroke rate, the RoM of all joints were greater for the elite than for non-elite rowers, except for the RoMs of the knee joint at 30 stroke/min and the elbow joint at 40 stroke/min (p < .05). Although the $T_{Lead}$ at all stroke rates were the same between the groups, the $T_{Drive}$ for each joint was shorter for the elite than for the non-elite rowers. During the drive phase, elite rowers kept the fully extended knee joint angle longer than the non-elite rowers (p < .05). The CV values of the TDrive within each group were smaller for the elite compared with non-elite rowers, except for the CV values of the hip at all stroke/min and elbow at 40 stroke/min. Conclusion: The elite, compared with non-elite, rowers seem to be able to perform more powerful and efficient rowing strokes with large RoM and a short $T_{Drive}$ with the same $T_{Lead}$.
The Academic Congress of Korean Shoulder and Elbow Society
/
2009.03a
/
pp.175-175
/
2009
Despite its importance for the understanding of joint kinematics in vivo, there has been few studies about shoulder joints. The purpose of this study is to analyze the glenohumeral joint during internal and external rotation at 90 degrees of abduction using in vivo noninvasive motion analysis system. MRI was performed for the following seven positions from maximum internal rotation to maximum external rotation at intervals of 30 degrees. We used 3D-gradient echo sequencing (TR: 12 ms, TE: 5.8 ms, 0.8 mm-slice thickness). Our method is based on matching three-dimensional MR images by the similarity of the image intensity. We analyzed the in vivo three-dimensional motions of the glenohumeral and scapulothoracic joint during this motion. In scapla plane, the mean rotation angle of the glenohumeral join was 105.5 degrees ($SD{\pm}39.0^{\circ}$). The mean rotation angle of the scapulothracic joint was 27.5 degrees ($SD\;{\pm}\;7.7^{\circ}$). The contribution ratio is almost 3.8:1 of glenohumeral and scapulothracic joint respectively.
A high speed tracking control for 6-6 Stewart platform manipulator is performed by employing the joint-axis sliding mode control based on dynamics. Because of the complex dynamics and kinematics of Stewart platform manipulator, two computer systems, consisting of a PC and a DSP, are adopted, so that real time tasks are run in synchronous and asynchronous modes. It is experimentally proven that the proposed control system leads to an easy to implement and effective control task, and it can achieve the high performance tracking control under the high speed and severe payload condition.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
/
v.14
no.12
/
pp.56-65
/
1997
This paper presents the robot program for propeller grinding. A robot manipulator is constructed by combining a parallel and a serial mechanism to increase high sitffness as well as workspace. The robot program involves inverse/direct kinematics, velocity mapping, Jacobian, and etc. They are cerived in efficient formulations and implemented in a real time control. A velocity control is used to measure the hight of a propeller blade with a touch probe and a position control is performed to grind the surface of the blade.
Kim, Dong-Nam;Oh, Kyeong-Won;Hong, Dae-Hie;Park, Jong-Hyup
Proceedings of the KSME Conference
/
2007.05a
/
pp.1190-1194
/
2007
Since the dismantling processes of building are very dangerous, there have been many studies to develop a remote operating devices using joystick. In this paper, in order to improve the operability of the dismantling actuator that is usually an excavator, a novel concept of tele-operated haptic device is proposed. Operators who use this haptic device with additional environmental sensing devices can work safely away from the dangerous sites. First, based on the concept design of the haptic device, the workspace mapping from the haptic device to the excavator is explored. Second, the kinematics which deals with the conversion from the 3 dimensional position information of the haptic device to the joint variable information of the backhoe is included. Lastly, 3D graphical simulation of both haptic device and the backhoe will be shown. This new design of the haptic device can be easily manufactured and gives the workers very convenient and transparent remote control capability.
A robotic external fixation system for the surgery of bone deformity correction was developed to simulate the execution process of mal-unioned femur by the adjustment of the joints of the fixation system. An inverse kinematics analysis algorithm was developed to calculate the necessary rotations and translations at each joint of the robotic system. The computer graphic model was developed for validation of the analysis result and visualization of the surgical process. For given rotational and angular deformity case, the surgical execution process using the robotic system was well matched with the pre-operative planning. The final residual rotational deformities were within $1.0^{\circ}{\sim}1.6^{\circ}$ after surgical correction process. The presented robotic system with computer-aided planning can be useful for knowledge-based fracture treatment and bone deformity correction under external fixation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.