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햅틱 상호작용에 의한 증강 객체의 동적 움직임 모델링 (Dynamic Behavior Modelling of Augmented Objects with Haptic Interaction)

  • 이선호;전준철
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.171-178
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    • 2014
  • 본 논문에서는 실시간으로 가상현실의 증강객체에 외부의 힘이 작용할 때 증강된 가상 객체의 동적 모델링 방법을 제시하였다. 가상객체의 자연스러운 움직임을 시뮬레이션 하기 위하여 AR 객체에 적용되는 외부의 힘의 변화에 대하여 Newton의 운동법칙을 적용하여 객체의 움직임을 설명하는 식을 생성하였다. 동적 모델링 과정에서 증강된 객체와 햅틱 장비간의 실질적 상호작용이 발생하며 이때 외부의 힘이 가상객체에 전달된다. 증강된 객체의 고유특성은 강체 혹은 탄성체의 성질을 갖는 모델이다. 강체의 동적 모델링에서는 선형 모멘텀과 각속도 모멘텀을 모두 고려하여 증강된 객체와 햅틱 스틱이 충돌할 때 수행하였다. 비강체의 동적 모델링에 있어서는 탄성체의 변형 모델은 내외의 힘과 제한요소에 자연적으로 반응하기 때문에 물리기반 시뮬레이션 방법을 적용하였다. 증강된 탄성체는 햅틱 인터페이스를 통해 사용자에 의하여 발생하는 힘의 특성과 모델의 고유 특성에 따라 자연스럽게 변형된다. 변형 물체의 모델링을 위하여 Newton의 제 2 운동법칙이라 불리는 질량-스프링 연결 시스템을 적용하였다. 실험을 통하여 증강된 강체와 비강체의 성질을 지닌 가상 객체에 햅틱 장비에 의한 햅틱 상호작용이 발생 할 때 객체의 변환을 자연스럽게 가시화 할 수 있었다.

Endoscopy Training Simulator Using a 4-DOF Haptic Device

  • Chung, Seong-Youb;Yoon, Hyun-Joong;Ahn, Woo-Jin;Lee, Doo-Yong
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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    • pp.51.2-51
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    • 2002
  • $\textbullet$ Introduction $\textbullet$ Simulator Architecture $\textbullet$ Navigation and Collision Detection $\textbullet$ Deformable Model and Force Reflection $\textbullet$ 4-DOF Haptic Device $\textbullet$ Conclusion

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A Vision Based Bio-Cell Recognition for Biomanipulation with Multiple Views

  • Jang, Min-Soo;Lee, Seok-Joo;Lee, Ho-Dong;Kim, Byung-Kyu;Park, Jong-Oh;Park, Gwi-Tae
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.2435-2440
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    • 2003
  • Manipulation of the nano/micro scale object has been a key technology in biology as the sizes of DNA, chromosome, nucleus, cell and embryo are within such order. For instance, for embryo cell manipulation, the cell injection is performed manually. The operator often spends over a year to carry out a cell manipulation project. Since the typical success rate of such operation is extremely low, automation of such biological cell manipulation has been asked. As the operator spends most of his time in finding the position of cell in the Petri dish and in injecting bio-material to the cell from the best orientation. In this paper, we propose a new strategy and a vision system, by which one can find, recognize and track nucleus, polar body, and zona pellucida of the embryo cell for automatic biomanipulation. The deformable template matching algorithm has been used in recognizing the nucleus and polar body of each cell. Result suggests that it outperforms the conventional methods.

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접촉 오차 벡터를 이용한 비선형 변형체의 마찰접촉 해석 (Analysis of Frictional Contact Problems of Nonlinearly Deformable Bodies by Using Contact Error Vector)

  • Lee, Kisu;Kim, Bang-Won
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.305-319
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    • 2000
  • 본 논문에서는 대변형 비선형 변형체의 마찰 접촉 문제의 해법을 제시하였다. 접촉 가능 점에서 접촉조건을 접촉오차 벡터를 이용하여 표시하였으며, 이러한 접촉오차 벡터를 0으로 단조 감소시키기 위하여 반복계산법을 사용하였다. 각 반복계산은 2개의 단계로 구성되어 있다 : 첫 단계에서는 이미 구해진 해의 기하학적 모양에서 얻어지는 접촉오차 벡터를 이용하여 접촉력을 수정하고, 두 번째 단계에서는 첫 단계의 접촉력을 이용하여 평형방정식을 풀어서 변위 및 접촉오차를 계산하는 것이다. 본 반복계산법에 의하여 정확한 해를 얻을 수 있음을 설명하였으며, 강소성 막 및 비선형 탄성보를 사용하여 예제계산을 수행하였다.

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Hybrid Cartesian/Immersed Boundary 법을 이용한 2차원 변형날개 주위 점성유동 해석 (Numerical Simulation of a Viscous Flow Field Around a Deforming Foil Using the Hybrid Cartesian/Immersed Boundary Method)

  • 신상묵;김형태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제43권5호
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    • pp.538-549
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    • 2006
  • A code is developed to simulate a viscous flow field around a deformable body using the hybrid Cartesian/immersed boundary method. In this method, the immersed boundary(IB) nodes are defined near the body boundary then velocities at the IB nodes are reconstructed based on the interpolation along the normal direction to the body surface. A new method is suggested to define the IB nodes so that a closed fluid domain is guaranteed by a set of IB nodes and the method is applicable to a zero-thickness body such as a sail. To validate the developed code, the vorticity fields are compared with other recent calculations where a cylinder orbits and moves into its own wake. It is shown the code can handle a sharp trailing edge at Reynolds number of $10^5$ under moderate requirements on girds. Finally the developed code is applied to simulate the vortex shedding behind a deforming foil with flapping tail like a fish. It is shown that the acceleration of fluids near the flapping tail contributes to the generation of the thrust for propulsion.