• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.355-360
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• 2002

To calibrate a non-redundantly actuated parallel mechanism, one can find actual kinematic parameters by means of geometrical constraint of the mechanism's kinematic structure and measurement values. However, the calibration algorithm for a non-redundant case does not apply fur a redundantly actuated parallel mechanism, because the angle error of the actuating joint varies with position and the geometrical constraint fails to be consistent. Such change of joint angle error comes from constraint torque variation with each kinematic pose (meaning position and orientation). To calibrate a redundant parallel mechanism, one therefore has to consider constraint torque equilibrium and the relationship of constraint torque to torsional deflection, in addition to geometric constraint. In this paper, we develop the calibration algorithm fir a redundantly actuated parallel mechanism using these three relationships, and formulate cost functions for an optimization algorithm. As a case study, we executed the calibration of a 2-DOF parallel mechanism using the developed algorithm. Coordinate values of tool plate were measured using a laser ball bar and the actual kinematic parameters were identified with a new cost function of the optimization algorithm. Experimental results showed that the accuracy of the tool plate improved by 82% after kinematic calibration in a redundant actuation case.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제10권2호
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• pp.83-89
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• 2021

The extended Kalman filter (EKF) is widely used for global navigation satellite system (GNSS) applications. It is difficult to obtain precise positions with an EKF one-way (forward or backward) filter. In this paper, we propose an EKF smoother to improve the positioning accuracy by integrating forward and backward filters. For the EKF smoother experiment, we performed PPP using GNSS data received at the DAEJ reference station for a month. The effectiveness of the proposed approach is validated with multi-GNSS kinematic PPP experiments. The EKF smoother showed 35%, 6%, and 22% improvement in east, north, and up directions, respectively. In addition, accurate tropospheric zenith total delay (ZTD) values were calculated by a smoother. Therefore, the results from EKF smoother demonstrate that better accuracy of position can be achieved.

• 한국측량학회지
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• 제26권5호
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• pp.493-504
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• 2008

SBAS(Space-Based Augmentation System)는 광역보정항법시스템(WADGPS, Wide Area DGPS)으로써 지역 보정항법시스템(LADGPS, Local Area DGPS)의 단점을 보완한 위성항법 보정시스템이다. 이 연구에서는 GPS 측위의 대표적인 방법인 실시간 이동측위(RTK; Real-Time Kinematic), DGPS(Differential GPS) 측위, 단독측위(Standalone)와 SBAS 이동측위를 실시하고 그에 따른 측위 정확도 비교를 통해 SBAS 이동측위의 성능을 분석하였다. 정지측위 결과 산출한 좌표를 참값으로 간주하였고, 각각의 측위방법으로 획득한 관측데이터를 참값과 비교하여 계산한 2차원 평균제곱근(RMS: Root Mean Square)오차와 3차원 RMS 오차를 정확도 비교의 지표로 사용하였다. 그 결과, 각 측위방법에 따른 3차원 RMS 오차는 RTK 측위 13.1cm, DGPS 측위 126.0cm, 이중주파수 단독측위 135.7cm, 단일주파수 단독측위 428.9cm, 그리고 SBAS 측위 109.2cm로 나타났다. 이를 통해 SBAS 측위의 정확도가 DGPS 측위 정확도와 대등한 수준임을 확인할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제18권2호
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• pp.121-127
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• 2000

단시간 관측으로 많은 3차원 지형정보를 획득할 수 있는 GPS 이동측량은 수 km 이하의 단기선에서 주로 활용되고 있으며, 장기선에 대한 위치결정은 비교적 오랜 시간이 요구되는 정지 측량에 의존하고 있어 단시간으로 장기선 위치결정을 할 수 있는 방법이 요구되고 있다. 본 연구는 장기선에 대한 GPS 이동측량의 적용가능성을 검토하기 위하여 수 십 km 이상의 기선에 대한 기선거리별, 궤도력별 그리고 관측시간대별로 GPS 이동측량의 기선해석 정확도를 정지측량 결과와 비교ㆍ분석하고자 한다. 연구결과, PDOP이 4이하로 매우 양호한 경우 기선길이 약 60 km이하에서 신속정밀궤도력을 이용하면 수 분의 GPS측량으로 3차원 지형정보 획득이 가능할 것으로 기대되며, IGS의 최종 정밀궤도력을 적용한 경우와 유사한 정확도 획득이 가능함을 알 수 있었다. 앞으로 장기선 GPS 이동측량에 대한 더욱 심도 있는 연구가 진행된다면 국토개발을 비롯한 각종 건설분야에 필요한 지형정보를 보다 효율적으로 획득할 수 있을 것으로 기대된다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제3권3호
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• pp.453-460
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• 2005

In this paper, a prototype Cartesian Parallel Manipulator (CPM) is demonstrated, in which a moving platform is connected to a fixed frame by three PRRR limbs. Due to the orthogonal arrangement of the three prismatic joints, it behaves like a conventional X-Y-Z Cartesian robot. However, because all the linear actuators are mounted at the fixed frame, the manipulator may be suitable for applications requiring high speed and accuracy. Using a geometric method and the practical assumption that three revolute joint axes in each limb are parallel to one another, a simple forward kinematics for an actual model is derived, which is expressed in terms of a set of linear equations. Based on the error model, two calibration methods using full position and length measurements are developed. It is shown that for a full position measurement, the solution for the calibration can be obtained analytically. However, since a ball-bar is less expensive and sufficiently accurate for calibration, the kinematic calibration experiment on the prototype machine is performed by using a ball-bar. The effectiveness of the kinematic calibration method with a ball-bar is verified through the well­known circular test.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.621-628
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• 2000

A kinematic ball bar measuring system can analyze the various errors of a machine tool easil rapidly with only one measurement, But it cannot be used to measure the errors of the equipment the semiconductor manufacturing (e.g. chip mounter, PCB router etc.) not to use a cir interpolation. This paper presents the method to apply a kinematic ball bar measuring system tc machines which use merely a linear interpolation Also, the work of measuring and calibratir various errors of a chip mounter with a kinematic bal1 bar measurement system is accomplished

• 한국기계연구소 소보
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• 통권19호
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• pp.81-92
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• 1989

This paper presents a simple identification method of the actual kinematic parameters for the robot with parallel joints. It is known that Denavit-Hartenberg's coordinate system is not useful for nearly parallel joints. In this paper, the coordinate frames are reassigned to model the kinematic parameter between nearly parallel joints by four parameters. The proposed identification method uses a straight ruler about 1m long. A robot hand is placed by using a teaching pendant at the prescribed points on the ruler, and corresponding error function is defined. The identified kinematic parameters which make the error function zero are obtained by iterative least square error method based on the singular value decomposition. In the compensation of joint angles, only the position is considered because the usual applications of robot do not require a precise orientation control.

• 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.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권10호
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• pp.1919-1931
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• 2005

Human joint motion can be kinematically described in three planes, typically the frontal, sagittal, and transverse, and related to experimentally measured data. The selection of reference systems is a prerequisite for accurate kinematic analysis and resulting development of the equations of motion. Moreover, the development of analysis techniques for the minimization of errors, due to skin movement or body deformation, during experiments involving human locomotion is a critically important step, without which accurate results in this type of experiment are an impossibility. The traditional kinematic analysis method is the Angular-based method (ABM), which utilizes the Euler angle or the Bryant angle. However, this analysis method tends to increase cumulative errors due to skin movement. Therefore, the objective of this study was to propose a new kinematic analysis method, Position-based method (PBM), which directly applies position displacement data to represent locomotion. The PBM presented here was designed to minimize cumulative errors via considerations of angle changes and translational motion between markers occurring due to skin movements. In order to verify the efficacy and accuracy of the developed PBM, the mean value of joint dislocation at the knee during one gait cycle and the pattern of three dimensional translation motion of the tibiofemoral joint at the knee, in both flexion and extension, were accessed via ABM and via new method, PBM, with a Local Reference system (LRS) and Segmental Reference system (SRS), and then the data were compared between the two techniques. Our results indicate that the proposed PBM resulted in improved accuracy in terms of motion analysis, as compared to ABM, with the LRS and SRS.

• 한국측량학회지
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• 제17권1호
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• pp.21-32
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• 1999

항공사진측량에 의한 지도제작과 미지점의 정확한 위치결정은 매우 경제적인 방법이나 외부표정요소를 구하기 위해서는 기준점이 필요하다. 번들조정기법의 성능향상과 횡스트립의 설치로 블럭조정에 요구되어지는 기준점의수가 감소되었음에도 불구하고 기준점 측량은 비용면에서 무시할 수 없는 부분이다. 이러한 단점을 보완하기 위해 연구된 동적 DGPS-위치결정에 의한 GPS-항측은 처음 가능성을 보인 이래 계속 발전되어 오고 있다. 위성배치의 완료, 수신기의 기능 향상 및 동적 DGPS-위치결정을 위한 S/W의 향상 등으로 결합블럭조정의 정확도도 크게 증가하고 있다. 따라서 GPS-항측의 실용화에 대한 연구가 보다 절실히 요청되고 있는 실정이다. 본 연구의 대상지는 60%의 횡중복도와 횡스트립으로 촬영하여 광산지역의 지반침하를 조사하기 위하여 실시되었다. 단지 6개의 기준점만을 사용한 결합블럭조정으로도 21개의 수평기준점과 81개의 연직기준점을 사용한 재래식 블럭조정과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 또한 GPS에 의한 노출점의 위치와 블록조정의 정확도는 지상 수신기준점의 거리와는 무관하였으며 결합블럭조정시 정오차 소거를 위한 특별한 모형식이 필요함을 알 수 있었다.