• 국제학술발표논문집
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• The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.250-256
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• 2009

This paper presents a robotic tower-crane system using encoder and gyroscope sensors as path tracking devices. Tower crane work is often associated with falling accidents and industrial disasters. Such problems often incur a loss of time and money for the contractor. For this reason, many studies have been done on an automatic tower crane. As a part of 5-year 23-million-dollar research project in Korea, we are developing a robotic tower crane which aims to improve the safety level and productivity. We selected a luffing tower crane, which is commonly used in urban construction projects today, as a platform for the robotic tower crane system. This system comprises two modules: the automated path planning module and the path tracking module. The automated path planning system uses the 3D Cartesian coordinates. When the robotic tower crane lifts construction material, the algorithm creates a line, which represents a lifting path, in virtual space. This algorithm seeks and generates the best route to lift construction material while avoiding known obstacles from real construction site. The path tracking system detects the location of a lifted material in terms of the 3D coordinate values using various types of sensors including adopts encoder and gyroscope sensors. We are testing various sensors as a candidate for the path tracking device. This specific study focuses on how to employ encoder and gyroscope sensors in the robotic crane These sensors measure a movement and rotary motion of the robotic tower crane. Finally, the movement of the robotic tower crane is displayed in a virtual space that synthesizes the data from two modules: the automatically planned path and the tracked paths. We are currently field-testing the feasibility of the proposed system using an actual tower crane. In the next step, the robotic tower crane will be applied to actual construction sites with a following analysis of the crane's productivity in order to ascertain its economic efficiency.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권3호
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• pp.925-932
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• 2018

가상현실은 차세대 플랫폼의 중심으로 자리하였으며, 이러한 배경에는 디바이스의 진보와 콘텐츠를 쉽게 생산할 수 있는 다양한 엔진들이 뒷받침하고 있다고 할 수 있다. 그러나 가상현실 콘텐츠와 사용자 사이의 인터랙션은 기술적 진보를 필요로 한다. 본 논문에서는 가상현실 콘텐츠에서 야기되는 인터렉션의 문제를 분석해보고자 Virtual Figure Model Crafting (VFMC) 개발 사례를 토대로 하여 인터렉션 기술의 향상에 필요한 기술을 제안한다. 기존의 인터페이스가 가지고 있는 문제점을 Head-Up Display (HUD)의 개념을 도입하여 좀 더 자연스러운 인터랙션 방법을 제시하였다. HUD는 항공기의 디지털 시각 인터페이스이다. 항공 디지털 시각 인터페이스의 가장 큰 강점은 사방에 흩어진 기체의 정보를 파일럿의 전방 시야에 디스플레이 함으로써 사용자의 시각 움직임을 최소화한다. 따라서 불필요한 좌우 움직임이 줄어들기 때문에 집중력을 높여 시선 분산에 대한 피로감을 감소시키고 몰입감을 증대시키는 효과를 기대할 수 있다.

• 한국운동역학회지
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• 제34권1호
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• pp.34-44
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• 2024

Objective: This study aimed to investigate how the movements occurring during the follow-through phase after releasing an arrow among elite compound archers, are associated with the arrow impact points on the target. Method: Nine elite archers performed consecutive compound archery shooting under conditions identical to actual competitions using their own bows and equipment. Motion capture system and force platform were utilized to record the changes in joint positions and center of pressure, respectively. Principal component analysis was employed to identify the patterns in which multidimensional joint positions and COP changes were organized with horizontal and vertical coordinates of arrow impact points. Subsequently, correlation analysis quantified the relationship between individual variables and the coordinates of arrow impacts on the target. Results: We found a common organizational pattern in which the two axes of the impact point coordinates were grouped into the first two principal components. The movements of the upper and lower limbs following release exhibited opposite patterns in the anterior-posterior axis, with significant correlations observed between the arrow impact points of the horizontal axis and the left shoulder, right elbow, left hip, and both knees. Additionally, the lateral movements induced by the reaction force upon arrow release showed significant associations with the vertical coordinates of the impact points. Particularly, the correlations between the movements of the left shoulder and elbow, as well as the bilateral hip and right knee, were consistently observed among all participants. Conclusion: These findings implied that the post-release movements could significantly influence the trajectory and impact points of the arrows in compound archery. We suggest that a consistent and controlled movement during the follow-through phase may be more beneficial for optimizing shooting accuracy and precision rather than minimizing movements.

• 한국운동역학회지
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• 제12권2호
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• pp.279-293
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• 2002

본 연구의 목적은 남자 대학 골프선수들을 대상으로 지면반력의 성분들이 골프 퍼팅의 정확성에 어떤 영향을 미치는지 알아보고 바른 기술을 습득할 수 있돌고 기초자료를 제시하며, 일선지도자나 코치들에게는 합리적이고 과학적인 훈련으로 지도할 수 있도록 하고, 특히 골프라는 운동에 있어 퍼팅의 중요도를 인식시키는 데 그 목적이 있으며, 대학 골프 선수 10명에게 골프 퍼팅 스윙을 수행하게 하여 지면반력 시스템을 통해 각 운동역학적 변인들을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 국면별 전후방향의 지면반력 성분은 성공시 왼발이 실패시 왼발보다 전 국면에서 높게 나타났고, 오른발은 AD, BS, FS에서 실패시 오른발이 높게 나타났으며, IP시 성공시 오른발이 높게 나타났다. 국면별 좌우방향의 지면반력 성분은 성공시 왼발이 IP, FS에서 높게 나타났으며, AD, BS에서 실패시 왼발이 높게 나타났고, 오른발은 IP에서 실패시 오른발이 높게 나타났으며, AD, BS, FS시 성공시 오른발이 높게 나타났다. 국면별 수직방향의 지면반력 성분은 성공시 왼발이 AD, BS, FS에서 높게 나타났으며, IP시 실패시 왼발이 높게 나타났고, 오른발은 IP에서 실패시 오른발이 높게 나타났으며, AD, BS, FS에서 높게 나타났으며, IP시 실패시 왼발이 높게 나타났고, 오른발은 IP에서 실패시 오른발이 높게 나타났으며, AD, BS, FS시 성공시 오른발이 높게 나타났다. 국면별 회전력의 지면반력 성분은 성공시 왼발과 오른발의 전 국면에서 높게 나타났다. 위의 결과에 대한 결론을 요약해 볼 때 첫째, 전후방향의 힘은 무분별한 힘의 변화보다는 안정된 자세에서 리드미컬한 힘의 변화가 나타나는 동작이 필요하고, 둘째 안정된 자세에서 힘의 좌우 이동 폭이 큰 동작보다는 작은 동작이 퍼팅을 잘 할 수 있는 것으로 생각되었으며, 셋째 공의 진행 방향 즉 클럽의 진행 방향으로 체중이 이동하는 것이 바람직한 동작이며, 넷째, 완벽한 진자운동에 가까운 퍼팅이 바람직한 동작이라 생각되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권8C호
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• pp.1113-1124
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• 2004

본 논문에서는 입력 영상을 실시간으로 압축 및 복원할 수 있는 하드웨어(hardware, H/W)의 구조를 제안하고 처리되는 영상의 보안 및 보호를 위한 워터마킹 기법(watermarking)을 제안하여 H/W로 내장하고자 한다. 영상압축과 복원과정을 하나의 FPGA 칩 내에서 처리할 수 있도록 요구되는 모든 영상처리 요소를 고려하였고 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)을 사용하여 각각을 효율적인 구조의 H/W로 사상하였다. 필터링과 양자화 과정을 거친 다음에 워터마킹을 수행하여 최소의 화질 감소를 가지고 양자화 과정에 의해 워터마크의 소실이 없으면서 실시간으로 동작이 가능하도록 하였다. 구현된 하드웨어는 크게 데이터 패스부(data path part)와 제어부(Main Controller, Memory Controller)로 구분되고 데이터 패스부는 영상처리 블록과 데이터처리 블록으로 나누어진다. H/W 구현을 위해 알고리즘의 기능적인 간략화를 고려하여 H/W의 구조에 반영하였다. 동작은 크게 영상의 압축과 복원과정으로 구분되고 영상의 압축 시 대기지연 시간 없이 워터마킹이 수행되며 전체 동작은 A/D 변환기에 동기하여 필드단위의 동작을 수행한다. 구현된 H/W는 APEX20KC EP20K600CB652-7 FPGA 칩에서 69%(16980개)의 LAB(Logic Array Block)와 9%(28352개)의 ESB(Embedded System Block)을 사용하였고 최대 약 82MHz의 클록주파수에서 안정적으로 동작할 수 있어 초당 67필드(33 프레임)의 영상에 대해 워터마킹과 압축을 실시간으로 수행할 수 있었다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-19
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• 2008

본 연구의 목적은 스노우보더가 플랫폼에서 뛰어내릴 때 경사면에 착지 하는 지면반력 계산을 바탕으로 3가지 종류의 곡선(타원, 원, 브라키스토크론)으로 된 하프파이프의 곡면에 착지할 때의 충격에 대한 역학적 계산의 결과를 해석 하는 것이다. 스노우보더의 착지시 다리의 유연성, 눈이 다져진 정도 경사면의 각도, 초기 속도, 착지 후 동작의 숙련도 등이 충격을 줄여주는 중요한 요소로 작용한다. 그러나 딱딱한 스노우보드용 하프파이프에서는 착지 지점의 곡면에 절대적으로 좌우된다. 이 연구의 역학적 분석 결과 브라키스토크론 곡선이 좀 더 충격 흡수의 효과가 있어 안전한 것으로 판명되었다. 건설의 효율성만을 고려한다면 현재 통용되고 있는 타원형태 이외의 다른 종류의 곡선들은 필요 없다고 생각하기 쉬우나 스노우보더들이 구사하는 기술의 종류와 난이도에 따라서 다양한 기하학적 형태의 시설로 발전되는 것이 바람직하다. 본 연구에서 시행된 연구 방법은 스노우보더 들의 치명적 부강 방지를 위한 하프파이프의 최적 안전 설계 및 사용의 방법과 더불어 스포츠인 들의 사고를 줄일 수 있는 과학적 연구방법에 대한 하나의 모델을 제시 한 것이라고 볼 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.49-60
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• 2017

부유식 구조물의 계류선의 설계는 강도뿐만 아니라 피로수명 측면에서도 검토가 반드시 요구된다. 일반적으로 계류선의 피로 설계에는 동적 응력을 야기하는 하중이 지배적인 영향을 미치게 된다. 즉, 파랑이 주요 설계 하중으로 고려가 된다. 본 연구에서는 불규칙 파랑에 대한 해중 터널 계류선의 피로 손상 특성에 대해 분석한다. 시간 이력 유체-구조 동역학 해석을 통해 특정 환경 하중에 대한 해중터널의 동적 운동 및 계류선에 발생하는 장력과 응력을 계산하고, Rainflow 집계법 및 Palmgren-Miner의 법칙 그리고 DNV 기준에서 제시하는 해양구조물 설계를 위한 S-N 곡선을 고려하여 단기 피로 손상을 추정한다. 해중 터널의 계류 형식과 유사한 계류 형식을 갖는 인장각 플랫폼의 텐던 설계를 참고하여 100년 재현 주기 파랑이 48시간 지속되는 조건을 가정하여 이 환경 하중에 의한 피로 손상도를 추정한다. 본 해석 절차를 따르며, 함체의 흘수와 계류선의 간격 및 초기 기울임 각도가 피로 손상도에 미치는 영향을 분석한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.151-160
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• 2017

Growing demand and rapid development of the synthetic fiber rope in mooring system have taken place since it has been used in deep water platform lately. Unlike a chain mooring, synthetic fiber rope composed of lightweight materials such as Polyester(polyethylene terephthalate), HMPE(high modulus polyethylene) and Aramid(aromatic polyamide). Non-linear stiffness and another failure mode are distinct characteristics of synthetic fiber rope when compared to mooring chain. When these ropes are exposed to environmental load for a long time, the length of rope will be increased permanently. This is called 'the creep phenomenon'. Due to the phenomenon, The initial characteristics of mooring systems would be changed because the length and stiffness of the rope have been changed as time goes on. The changed characteristics of fiber rope cause different mooring tension and vessel offset compared to the initial design condition. Commercial mooring analysis software that widely used in industries is unable to take into account this phenomenon automatically. Even though the American Petroleum Institute (API) or other classification rules present some standard or criteria with respect to length and stiffness of a mooring line, simulation guide considers the mechanical properties that is not mentioned in such rules. In this paper, the effect of creep phenomenon in the fiber rope mooring system under specific environment condition is investigated. Desiged mooring system for a Mobile Offshore Drilling Unit(MODU) with HMPE rope which has the highest creep is analyzed in a time domain in order to investigate the effects creep phenomenon to vessel offset and mooring tension. We have developed a new procedure to an analysis of mooring system reflecting the creep phenomenon and it is validated through a time domain simulation using non-linear mooring analysis software, OrcaFlex. The result shows that the creep phenomenon should be considered in analysis procedure because it affects the length and stiffness of synthetic fiber rope in case of high water temperature and permanent mooring system.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.771-782
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• 2017

본 논문은 노약자들의 발목근력보조를 위한 착용형 로봇에 대해서 서술하였다. 기존 착용형 로봇들은 보행 시 필요한 근력을 보조하기 위해 대부분 모터와 감속기를 사용하였다. 하지만 모터와 감속기의 조합은 무게가 무거울 뿐만 아니라 감속기 치차의 마찰때문에 실제 사람의 근육과 달리 강성과 토크를 동시에 제어하기 어려운 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 모터/감속기 조합보다 가볍고 안전하며 근력을 보조하는 힘을 충분히 발휘할 수 있는 Mckibben 공압 근육을 사용하였다. 발목의 피칭 모션에 이용되는 종아리 가자미근 및 앞정강근의 힘을 한 쌍의 공압 근육을 사용한 상극구동으로 보조하였으며, 상극구동제어를 위해 상극구동 모델 파라미터들을 실험적으로 도출하였다. 사용자의 보행의지를 판단하고자 발바닥에 부착된 압력변위센서로 압력과 압력중심위치를 측정하여 발바닥의 하중과 발목토크를 계산하였고, 이를 기반으로 공압 근육 관절의 강성과 토크를 동시에 제어하였다. 최종적으로, 트레드밀에서 근전도 신호를 측정하여 발목근력보조로봇의 성능을 실험적으로 입증하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.747-754
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• 2021

연구목적: 곡선 교량은 기하하적 특성으로 직선교량에 비해 복잡한 거동을 보이기 때문에 지진 안전성 평가가 반드시 이루어져야 한다. 본 연구에서는 곡선 거더를 갖는 교량의 강재 재료 특성의 불확실성을 고려한 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구방법: I형 곡선 거더를 갖는 교량의 유한요소 모델을 구축하였으며 선행연구에서 제시된 강재 특성의 통계적 매개변수를 이용하였다. 라틴 하이퍼큐브 기법을 이용하여 100개의 강재 재료 모델을 샘플링하였다. 경주지진의 지반가속도를 0.2g, 0.5g, 0.8g, 1.2g, 1.5g로 scale을 변화시켜 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구결과: 곡선거더의 지진 취약도 평가결과 한계상태가 190MPa일 때 0.03g 파괴가 시작되었으며 한계상태가 315MPa일 때 0.11g를 초과하면서 파괴가 시작되는 것으로 나타났다. 결론: 본 연구에서는 재료 불확실성을 고려한 지진 취약도 평가를 수행하였으며 추후 연구에서는 지진파의 불확실성과 재료의 불확실성을 동시에 고려한 지진 취약도 분석이 필요할 것으로 판단된다.