• Title/Summary/Keyword: Trajectory planning

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Intelligent Load Distribution of Two Cooperating Robots for Transporting of Large Flat Panel Displays

  • Cho, Hyun-Chan;Kim, Doo-Yong
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.25-32
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    • 2005
  • This paper proposes a method for the intelligent load distribution of two cooperating robots(TCRs) using fuzzy logic. The proposed scheme requires the knowledge of the robots' dynamics, which in turn depend upon the characteristics of large flat panel displays(LFPDs) carried by the TCRs. However, the dynamic properties of the LFPD are not known exactly, so that the dynamics of the robots, and hence the required Joint torque, must be calculated for nominal set of the LFPD characteristics. The force of the TCRs is an important factor in carrying the LFPD. It is divided into external force and internal force. In general, the effects of the internal force of the TCRs are not considered in performing the load distribution in terms of optimal time, but they are essential in optimal trajectory planning; if they are not taken into consideration, the optimal scheme is no longer fitting. To alleviate this deficiency, we present an algorithm for finding the internal-force (actors for the TCRs in terms of optimal time. The effectiveness of the proposed system is demonstrated by computer simulations using two three-joint planner robot manipulators.

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이족 보행 로봇의 인간과 유사한 지속보행을 위한 걸음새 구현 (Gait Implementation of Biped Robot for a continuous human-like walking)

  • 진광호;구자혁;장충렬;최상호;김진걸
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 G
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    • pp.3092-3094
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    • 1999
  • This paper deals with the gait generation of Biped Walking Robot (IWR-III) to have a continuous walking pattern like human. For this, trajectory planning with the consideration of kick action is done in each walking step, and the coordinate transformation is done for simplifying the kinematics. The trunk moves continuously for all walking time and moves toward Z-axis. Balancing motion is acquired by FDM(Finite Difference Method) during the walking. By combining 4-types of pre-defined steps, multi-step walking is done. Using numerical simulator, dynamic analysis and system stability is confirmed. Walking motion is visualized by 3D-Graphic simulator. As a result, the motion of balancing joints can be reduced by the trunk ahead effect during kick action, and impactless smooth walking is implemented by the experiment.

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Optimal Load Distribution of Transport ing System for Large Flat Panel Displays

  • Kim Jong Won;Jo Jang Gun;Cho Hyun Chan;Kim Doo Yong
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2005년도 추계 학술대회
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    • pp.110-123
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    • 2005
  • This paper proposes an intelligent method for the optimal load distribution of two cooperating robots(TCRs) using fuzzy logic. The proposed scheme requires the knowledge of the robots' dynamics, which in turn depend upon the characteristics of large flat panel displays(LFPDs) carried by the TCRs. However, the dynamic properties of the LFPD are not known exactly, so that the dynamics of the robots, and hence the required joint torque, must be calculated for nominal set of the LFPD characteristics. The force of the TCRs is an important factor in carrying the LFPD. It is divided into external force and internal force. In general , the effects of the internal force of the TCRs are not considered in performing the load distribution in terms of optimal time, but they are essential in optimal trajectory planning: if they are not taken into consideration, the optimal scheme is no longer fitting. To alleviate this deficiency, we present an algorithm for finding the internal-force factors for the TCRs in terms of optimal time. The effectiveness of the proposed system is demonstrated by computer simulations using two three-joint planner robot manipulators.

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밀워키미술관 신·증축에서 나타나는 공간적 특성과 쟁점 (Spatial Features and Issues in the Process of Establishing and Expanding the Milwaukee Art Museum)

  • 이승엽;변나향
    • 대한건축학회논문집:계획계
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    • 제35권1호
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    • pp.107-115
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    • 2019
  • This research explores a historical trajectory of the Milwaukee Art Museum from its establishment to the third expansion over the last six decades. After established in 1957 by the architect, Eero Saarinen, this museum underwent three expansions led by three different architects including, David Kahler, Santiago Calatrava, and James Shields. Reasons for expanding the museum were varied. A lack of exhibition space, an absence of visual identity, and path interruption problem within urban contexts were the main factors of a series of expansion. Furthermore, this research points out that there are three issues in the process of the expansion. The first is connection issues between the downtown and the lakefront in which the museum has blocked the public flow. The second, there were controversies on the allocation of the expanded space among the main body of the decision including architects, curators, and stakeholders. The last one is relationships among architects. This is related to each architect's attitude toward the museum. Drawing on historical documents and interviews with the regional architects, I argue that the identity and values of the museum have changed over time through the expansions rather than having the invariable.

Faster-than-real-time Hybrid Automotive Underwater Glider Simulation for Ocean Mapping

  • Choi, Woen-Sug;Bingham, Brian;Camilli, Richard
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.441-450
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    • 2022
  • The introduction of autonomous underwater gliders (AUGs) specifically addresses the reduction of operational costs that were previously prohibited with conventional autonomous underwater vehicles (AUVs) using a "scaling-down" design philosophy by utilizing the characteristics of autonomous drifters to far extend operation duration and coverage. Long-duration, wide-area missions raise the cost and complexity of in-water testing for novel approaches to autonomous mission planning. As a result, a simulator that supports the rapid design, development, and testing of autonomy solutions across a wide range using software-in-the-loop simulation at faster-than-real-time speeds becomes critical. This paper describes a faster-than-real-time AUG simulator that can support high-resolution bathymetry for a wide variety of ocean environments, including ocean currents, various sensors, and vehicle dynamics. On top of the de facto standard ROS-Gazebo framework and open-sourced underwater vehicle simulation packages, features specific to AUGs for ocean mapping are developed. For vehicle dynamics, the next-generation hybrid autonomous underwater gliders (Hybrid-AUGs) operate with both the buoyancy engine and the thrusters to improve navigation for bathymetry mappings, e.g., line trajectory, are is implemented since because it can also describe conventional AUGs without the thrusters. The simulation results are validated with experiments while operating at 120 times faster than the real-time.

과수원 환경에서 자율주행로봇을 위한 경로 연속성 기반 GPS오정보 필터링 연구 (GPS Error Filtering using Continuity of Path for Autonomous Mobile Robot in Orchard Environment)

  • 윤혜원;곽정훈;양견모;감병우;여태규;박종열;서갑호
    • 로봇학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.23-30
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    • 2024
  • This paper studies a GPS error filtering method that takes into account the continuity of the ongoing path to enhance the safety of autonomous agricultural mobile robots. Real-Time Kinematic Global Positioning System (RTK-GPS) is increasingly utilized for robot position evaluation in outdoor environments due to its significantly higher reliability compared to conventional GPS systems. However, in orchard environments, the robot's current position obtained from RTK-GPS information can become unstable due to unknown disturbances like orchard canopies. This problem can potentially lead to navigation errors and path deviations during the robot's movement. These issues can be resolved by filtering out GPS information that deviates from the continuity of the waypoints traversed, based on the robot's assessment of its current path. The contributions of this paper is as follows. 1) The method based on the previous waypoints of the traveled path to determine the current position and trajectory. 2) GPS filtering method based on deviations from the determined path. 3) Finally, verification of the navigation errors between the method applying the error filter and the method not applying the error filter.

경유지를 고려한 서울시 공공자전거 통행발생량 추정 모형 개발 (Estimating Travel Frequency of Public Bikes in Seoul Considering Intermediate Stops)

  • 박종한;고준호
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.1-19
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    • 2023
  • 최근 탄소중립의 대안으로 떠오르고 있는 자전거의 통행행태를 파악하기 위하여 경유지를 고려한 통행발생량을 추정하고자 하였다. 서울시 공공자전거인 '따릉이'의 GPS 주행궤적 데이터를 이용하여 통행에서의 중간 경유지인 체류 지점을 파악하고, 인구, 토지이용, 물리적인 특성을 반영한 통행발생량 모형을 분석하였다. 맵매칭과 체류 지점 탐지 알고리즘을 이용하여 체류 지점을 추정한 결과, 전체 통행의 약 12.1%에서 체류 지점이 나타났다. 체류가 발생한 통행은 비체류에 비해 평균 이용거리와 이용시간이 더 길며, 체류 지점이 집중되는 시간대는 오전 첨두시와 오후 첨두시 사이의 비첨두시인 것으로 나타났다. 시각화 분석에 따르면 공원 및 레저 시설, 업무시설에서 주로 체류 지점이 나타났다. 체류 지점을 고려하기 위하여 기존의 대여소 기반이 아닌 육각격자를 분석단위로 설정하였으며, 영과잉 음이항(Zero-Inflated Negative Binomial, ZINB) 모형을 이용하여 체류 지점을 고려한 통행발생량을 추정하였다. 분석결과, 자전거전용도로 및 자전거·보행자겸용도로(분리형)와 같이 자전거 이용자의 안전이 확보된 자전거 인프라에서 통행발생량 및 체류 지점에서 발생한 통행이 많은 것으로 나타났다. 또한 공공자전거는 대중교통의 접근수단으로서 퍼스트&라스트 마일 수단의 역할을 하며, 생활중심지와 고용중심지에서 통행발생량이 커지는 것으로 나타났다. 이러한 분석 결과를 토대로 자전거 인프라의 추가 확충 계획 시 이용자의 안전시설 및 공간 확보가 우선돼야 하며, 대중교통과 연계한 자전거 인프라 시설 보급방안의 수립이 필요한 것으로 보인다.

동적조형회전조사 시 표적종양의 위치변위와 조사반경의 변화에 따른 선량전달 오류분석 (Analysis of Dose Delivery Error in Conformal Arc Therapy Depending on Target Positions and Arc Trajectories)

  • 강민영;이보람;김유현;이정우
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제34권1호
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    • pp.51-58
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 회전조사 시 표적종양의 위치변위와 갠트리의 조사반경에 의한 치료깊이 변화에 따른 모의치료계획 결과와 선량전달 결과상의 오차를 분석하고자 하였다. 깊이 변위가 가장 이상적인 경우, 즉 팬텀의 중심에 표적이 위치한 경우와 한쪽으로 2.5 cm, 5 cm씩 치우친 경우로 나누어 모의실험하였다. 표적의 위치 변화에 따른 모의치료계획을 실시하기 위하여 IMRT Body 팬톰(I'mRT Phantom, Wellhofer Dosimetry, Germany)를 이용하여 전산화단층촬영장치(Computed Tomography, Light speed 16, GE, USA)로 데이터를 획득하였다. 획득된 영상을 이용하여 치료계획장치(Treatment Planning System, Eclipse, ver. 6.5, VMS, Palo Alto, USA)를 이용하여 정중앙, 2.5 cm, 5 cm에 가상의 치료표적을 만들어 모의치료계획을 수립하였다. 선형가속기(CL21EX, VMS, Palo Alto, USA)의 6 MV 광자선과 최근 개발된 Gafchromic 필름(EBT2, ISP, Wayne, USA)을 이용하여 선량분포를 측정하였고, 선량분석프로그램(OmniPro-IMRT, ver. 1.4, Wellhofer Dosimetry, Germany)을 이용하여 모의치료계획 데이터와 측정 데이터를 정량적으로 분석하였다. 분석프로그램으로 횡축방향 선량분포 프로파일(Cross-plane profile)과 선량분포를 정량적으로 분석하기 위하여 감마인덱스(DD: 3%, DTA: 2 mm) 히스토그람을 이용하였다. 표적과 표적주변의 선량분포는 Conformity index(CI), Homogeneity index(HI)를 이용하여 정량적으로 분석하였다. 치료표적 전체체적에 대한 100% 선량분포에 포함되는 체적을 비교하여 분석하였다. 표적의 위치가 5 cm 에 있는 경우 다문동적회전조사(Multiple Conformal Arc Therapy, MCAT)는 23.8%, 단일동적회전조사(Single Conformal Arc Therapy, SCAT)는 35.6%, 고정조사는 37%였고, 표적이 2.5 cm에 있는 경우 MCAT 61%, SCAT 21.5%, 고정조사 14.2%로 분석되었다. 표적의 위치가 중앙에 있는 경우 MCAT 70.5%, SCAT 14.1%, 고정조사 36.3%로 나타났다. 표적의 위치가 5 cm 치우쳐 있는 경우를 제외하고 MCAT의 100% 선량분포에 포함되는 체적이 가장 크게 나타났다. 감마인덱스 히스토그램 분석결과, SCAT의 경우 37.1, 27.3, 29.2로 MCAT의 경우 9.2, 8.4, 10.3에 비해 최소 2.8배, 최대 4배 오차가 크게 나타났다. 결론적으로, 동적조형회전조사 시 표적종양의 위치변이와 조사반경의 변화에 따라 선량전달오류의 가능성을 알 수 있었으며 치료표적의 위치가 정중앙이 아닐 경우, 깊이와 회전반경을 최적화함으로써 정확한 선량 전달을 할 수 있다고 생각한다.

보행 재활을 위한 신체 자중 보상용 모바일 로봇에 관한 연구 (Development of Body-Weight-Support System for Walking Rehabilitation)

  • 서승환;유승남;이상호;한창수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.3658-3665
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    • 2010
  • 최근 고령화 사회로의 진입 및 장애 인구의 증가로 인해, 인간의 복지를 위한 자동화 시스템에 대한 수요가 늘고 있다. 특히 재활 자동화와 관련한 로봇 시스템은 환자 본인 및 치료 보조자에 대한 수고를 덜어주면서도 기존의 전통적인 재활효과에 상응하는 성과를 얻을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 하지 근력이 약화된 사용자들의 신체 자중을 보상해줌과 동시에 정상인과 같은 패턴의 보행 훈련을 수행할 수 있는 모바일형 보행 재활 시스템을 제안하고자 한다. 특히, 자중보상 시스템은 신체의 자세 변화 특징을 반영하여, 기구학적인 분석을 통해 구현하였으며 보행 가이드를 위한 제어 알고리즘과 더불어 메인 컨트롤 시스템이 내장된 모바일 플랫폼에 통합 적용되었다. 이러한 모바일 플랫폼은 사용자의 보행 속도의지를 반영하는 UCS(User Command System)와 플랫폼 자체에 내장된 자율주행 알고리즘의 병합되어 운용되도록 고안되었으며, 본 논문에서는 보행 훈련시의 BWS(Body Weight Support)의 효과에 대한 검증에 집중하고자 한다. 이를 위해 인체의 근전도 신호를 측정할 수 있는 EMG(Electromyography) 센서를 활용하여, BWS 및 모바일로봇을 활용한 자중 보상 시의 피험자의 하지 근력 패턴을 측정 및 분석하여, 정상 보행자와의 차이점을 비교함으로서 본 연구의 타당성을 검증하였다.

Analysis of Delta-V Losses During Lunar Capture Sequence Using Finite Thrust

  • Song, Young-Joo;Park, Sang-Young;Kim, Hae-Dong;Lee, Joo-Hee;Sim, Eun-Sup
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제28권3호
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    • pp.203-216
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    • 2011
  • To prepare for a future Korean lunar orbiter mission, semi-optimal lunar capture orbits using finite thrust are designed and analyzed. Finite burn delta-V losses during lunar capture sequence are also analyzed by comparing those with values derived with impulsive thrusts in previous research. To design a hypothetical lunar capture sequence, two different intermediate capture orbits having orbital periods of about 12 hours and 3.5 hours are assumed, and final mission operation orbit around the Moon is assumed to be 100 km altitude with 90 degree of inclination. For the performance of the on-board thruster, three different performances (150 N with $I_{sp}$ of 200 seconds, 300 N with $I_{sp}$ of 250 seconds, 450 N with $I_{sp}$ of 300 seconds) are assumed, to provide a broad range of estimates of delta-V losses. As expected, it is found that the finite burn-arc sweeps almost symmetric orbital portions with respect to the perilune vector to minimize the delta-Vs required to achieve the final orbit. In addition, a difference of up to about 2% delta-V can occur during the lunar capture sequences with the use of assumed engine configurations, compared to scenarios with impulsive thrust. However, these delta-V losses will differ for every assumed lunar explorer's on-board thrust capability. Therefore, at the early stage of mission planning, careful consideration must be made while estimating mission budgets, particularly if the preliminary mission studies were assumed using impulsive thrust. The results provided in this paper are expected to lead to further progress in the design field of Korea's lunar orbiter mission, particularly the lunar capture sequences using finite thrust.