• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1990년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 26-27 Oct. 1990
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• pp.990-995
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• 1990

A minimum-time trajectory planning for two robot arms with designated paths and coordination is proposed. The problem considered in this paper is a subproblem of hierarchically decomposed trajectory planning approach for multiple robots : i) path planning, ii) coordination planning, iii) velocity planning. In coordination planning stage, coordination space, a specific form of configuration space, is constructed to determine collision region and collision-free region, and a collision-free coordination curve (CFCC) passing collision-free region is selected. In velocity planning stage, normal dynamic equations of the robots, described by joint angles, velocities and accelerations, are converted into simpler forms which are described by traveling distance along collision-free coordination curve. By utilizing maximum allowable torques and joint velocity limits, admissible range of velocity and acceleration along CFCC is derived, and a minimum-time velocity planning is calculated in phase plane. Also the planning algorithm itself is converted to simple numerical iterative calculation form based on the concept of neural optimization network, which gives a feasible approximate solution to this planning problem. To show the usefulness of proposed method, an example of trajectory planning for 2 SCARA type robots in common workspace is illustrated.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제38권2호
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• pp.105-117
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• 2021

In this study, a preliminary trajectory design is conducted for a conceptual spacecraft mission to a near-Earth asteroid (NEA) (99942) Apophis, which is expected to pass by Earth merely 32,000 km from the Earth's surface in 2029. This close approach event will provide us with a unique opportunity to study changes induced in asteroids during close approaches to massive bodies, as well as the general properties of NEAs. The conceptual mission is set to arrive at and rendezvous with Apophis in 2028 for an advanced study of the asteroid, and some near-optimal (in terms of fuel consumption) trajectories under this mission architecture are to be investigated using a global optimization algorithm called monotonic basin hopping. It is shown that trajectories with a single swing-by from Venus or Earth, or even simpler ones without gravity assist, are the most feasible. In addition, launch opportunities in 2029 yield another possible strategy of leaving Earth around the 2029 close approach event and simply following the asteroid thereafter, which may be an alternative fuel-efficient option that can be adopted if advanced studies of Apophis are not required.

• 우주기술과 응용
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• 제2권2호
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• pp.67-80
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• 2022

최근의 우주개발기술 선진국들은 우주의 평화적 이용이라는 보편적 가치를 넘어서 자국의 이익을 극대화하기 위한 발판으로 우주의 전략적 활용에 더욱 더 집중하고 있으며, 조기경보 위성과 같이 지상에서 발사된 화염 정보를 이용하여 우주로 발사된 발사체의 실시간 감시와 궤적 추적 기능 등을 담당하는 위성들을 지속적으로 개발해 오고 있다. 본 연구에서는 이러한 조기경보 위성에서 발사체의 궤적을 실시간으로 추정할 수 있는 알고리즘을 진화연산이라는 인공지능 기법을 적용하여 제안하고, 이러한 비행 궤적 추정 알고리즘을 비행 궤적 추정 시스템의 시뮬레이터를 통하여 임의의 발사체 비행 궤적에 적용함으로써 제안된 방법의 성능과 특징을 입체적으로 확인하고자 한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.105-113
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• 2017

본 논문에서는 물리 기반 가상 환경에서 참조 동작을 추적하는 캐릭터 동작을 생성할 때 캐릭터 동작에 대한 최적화와 함께 참조 동작에 대한 타임 워핑(time warping)을 동시에 수행할 수 있는 새로운 온라인 궤적 최적화(trajectory optimization) 기법을 제안한다. 일반적으로 참조 동작에 대한 샘플링 시간이 균일한 간격으로 고정되어 있는 기존의 물리 기반 캐릭터 애니메이션 기법과는 달리, 본 논문에서 제안하는 방법은 캐릭터 동작의 물리적 변화와 함께 샘플링 시간의 변화를 동시에 최적화 시킴으로써 외력에 대해 더욱 효과적으로 대응할 수 있는 참조 동작에 대한 최적의 타임 워핑을 찾아낸다. 이를 위해, 전신 캐릭터(full-body character)의 동역학과 함께 참조 동작에 대한 샘플링 시간의 변화를 함께 고려한 최적 제어 문제(optimal control problem)를 정형화하고 이 문제를 실행 시간에 시간 축을 따라 이동하는 고정된 크기의 시간 윈도우에 대해 반복적으로 풂으로써 캐릭터 동작과 샘플링 시간에 대한 최적 제어 정책(optimal control policy)을 생성하는 모델예측제어(model predictive control) 프레임워크를 제안한다. 실험을 통해, 제안된 프레임워크가 하나의 참조 동작만으로 외력에 대해 강인하게 반응하는 동작을 생성하고, 배경 음악에 따라 리드미컬한 동작을 생성하는데 효과적임을 보여준다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.264-271
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• 2017

본 논문에서는 입력된 비행계획을 바탕으로 4차원 궤적을 생성하고, 이 궤적정보를 기반으로 항공기 운동을 나타내는 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 4차원 궤적은 BADA에서 제공하는 항공기 성능 계수와 Total Energy Model 및 베지에 곡선을 활용하여 모델링 하였으며, CTA (cntrolled tme of arival) 및 속도를 기준으로 하는 두 가지 항공기 제어 방식을 제안하였다. 시뮬레이션 결과 비행시간 및 경로에 대하여 정의된 궤적과 거의 일치하였으며, 바람 조건에 따른 각 제어 방식 별 차이점을 도출하였다. 본 연구에서 개발된 시뮬레이션 모델을 기반으로, 다양한 항공교통관리 분야 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 향후 연구로 실제 항공기가 운항한 경로와 베지에 곡선간의 차이를 줄이기 위해 최적화 기법을 도입할 필요가 있으며, 이를 통해 개발된 시뮬레이션의 활용도를 높일 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권3호
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• pp.258-265
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• 2017

This paper validates a system identification method using mathematical optimization using sea trial measurement data as a benchmark. A fast time simulation tool, SIMOPT, and a Rheinmetall Defence mathematical model have been adopted to conduct initial hydrodynamic coefficient estimation and simulate ship modelling. Calibration for the environmental effect of sea trial measurement and sensitivity analysis have been carried out to enable a simple and efficient optimization process. The optimization process consists of three steps, and each step controls different coefficients according to the corresponding manoeuvre. Optimization result of Step 1, an optimization for coefficient on x-axis, was similar compared to values applying an empirical regression formulae by Clarke and Norrbin, which is used for SIMOPT. Results of Steps 2 and 3, which are for linear coefficients and nonlinear coefficients, respectively, was differ from the calculation results of the method by Clarke and Norrbin. A comparison for ship trajectory of simulation results from the benchmark and optimization results indicated that the suggested stepwise optimization method enables a coefficient tuning in a mathematical way.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.1-11
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• 2018

본 논문에서는 시스템 엔지니어링을 기반으로 우주 발사체의 시스템 설계를 정립하여 통합 설계할 수 있는 프로세스를 정립하였다. 주어진 페이로드 중량과 궤적에 대한 임무 설계 결과를 바탕으로, 시스템 설계 단계에서는 추진, 무게 추정, 공력 등의 각 단위별 해석을 진행한 후 통합하여 최적 설계를 수행될 수 있도록 하였다. 최종 단계에서는 설계된 발사체를 3-자유도 궤적 최적화 시뮬레이션을 통해 임무를 수행할 수 있는지 확인하도록 프로그램을 구성하였다. 최적 설계 기법으로는 유전 알고리즘을 이용하였으며, 이를 이용하여 설계 시 고려해야 할 변수와 파라미터들의 최적 설계 결과를 제시하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권6호
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• pp.2420-2426
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• 2015

This paper proposes an evolutionary optimization approach for optimal hopping of humanoid robots. In the proposed approach, the hopping trajectory is generated by a central pattern generator (CPG). The CPG is one of the biologically inspired approaches, and it generates rhythmic signals by using neural oscillators. During the hopping motion, the disturbance caused by the ground reaction forces is compensated for by utilizing the sensory feedback in the CPG. Posture control is essential for a stable hopping motion. A posture controller is utilized to maintain the balance of the humanoid robot while hopping. In addition, a compliance controller using a virtual spring-damper model is applied for stable landing. For optimal hopping, the optimization of the hopping motion is formulated as a minimization problem with equality constraints. To solve this problem, two-phase evolutionary programming is employed. The proposed approach is verified through computer simulations using a simulated model of the small-sized humanoid robot platform DARwIn-OP.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제1권1호
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• pp.67-72
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• 2005

Design and optimization study has been performed to obtain a supersonic air.launching mission for the nanosat launcher. Given mission is to launch 10kg payload to target orbit of $700km{\times}700km$. Additional design constraints are imposed by the mother plane. After the required velocity is obtained, the stag ing optimization is carried out. Serial analyses for the propulsion system and aerodynamics are performed then, the rocket trajectory optimization has been carried out. After several mission design and optimization iterations, the optimized mission which satisfies the mission target is obtained. Total weight of the three-staged air-launching rocket is 1231.4kg and the payload weight is 10 kg.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.44.4-44
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• 2001

A new approach to design and control mobile manipulators is presented in this paper, associating genetic algorithm to multicriteria optimization to generate and value the robots according to the constraints and aims of the task. Then the first step of this approach is detailed, as topologies and configurations of manipulators that can assume position, trajectory, speed or force task are studied.