This paper presents illustrative examples of the application of advanced digital image correlation (DIC) technology in the geotechnical laboratory tests, such as shallow footing test, trapdoor test, retaining wall test, and wide width tensile test on geogrid. The theoretical background of the DIC technique is first introduced together with fundamental equations. Relevant reduced-scale model tests were then performed using standard sand while applying the DIC technique to capture the movement of target materials during tests. A number of different approaches were tried to obtain optimized images that allow efficient tracking of material speckles based on the DIC technique. In order to increase the trackability of soil particles, a mix of dyed and regular sand was used during the model tests while specially devised painted speckles were applied to the geogrid. A series of images taken during tests were automatically processed and analyzed using software named VIC-2D that automatically generates displacements and strains. The soil deformation field and associated failure patterns obtained from the DIC technique for each test were found to compare fairly well with the theoretical ones. Also shown is that the DIC technique can also general strains appropriate to the wide width tensile test on geogrid, It is demonstrated in this study that the advanced DIC technique can be effectively used in monitoring the deformation and strain field during a reduced-scale geotechnical model laboratory test.
A hydraulic tensile test machine (HSTM) is one of the devices used to obtain the flow stress of a material during high-speed elongation. This paper first describes some features of a newly built HSTM. The improvement histories of the upper and lower jigs, which are the most vital parts of the HSTM, are also presented. We have frequently witnessed test failures with 1st generation jigs and specimens due to slip between the jig and specimen. 2nd generation jigs provide more stable test results, but the use of a longer upper jig induces excessive vibration and consequently makes it difficult to attach an environment chamber. 3rd generation jigs have some advances in terms of the symmetric fastening between the upper jig and specimen, as well as an exemption from direct contact between the lower jig and specimen. The performance of an environment chamber is verified by high and low temperature tests. A high-speed displacement measurement system is introduced based on a high-speed camera and motion-tracking software with aid of a surface grid device for the specimen.
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.37
no.6
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pp.555-562
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2019
This paper presents soil deformation measurement in model chamber based on photogrammetry. We created an aluminum framed acrylic model chamber with soil inside and applied photogrammetry to measure soil deformation caused by loading tests. The soil consists of 40% black and 60% regular sand to create image contrast in soil images. In preprocessing, the self camera calibration was carried out for IOPs (Interior Orientation Parameters), followed by the space resection to estimate EOPs (Exterior Orientation Parameters) using control points located along the aluminum frame. Image matching was applied to measure the soil displacement. We tested different matching window sizes and the effect of image smoothing. Experimental results showed that 65x65 pixels of window size produced better soil deformation map and the image smoothing was useful to suppress the matching outliers. In conclusion, photogrammetry was able to efficiently generated soil deformation map.
It is very important to extract the expression data and capture a face image from a video for online-based 3D face animation. In recently, there are many researches on vision-based approach that captures the expression of an actor in a video and applies them to 3D face model. In this paper, we propose an automatic data extraction system, which extracts and traces a face and expression data from realtime video inputs. The procedures of our system consist of three steps: face detection, face feature extraction, and face tracing. In face detection, we detect skin pixels using YCbCr skin color model and verifies the face area using Haar-based classifier. We use the brightness and color information for extracting the eyes and lips data related facial expression. We extract 10 feature points from eyes and lips area considering FAP defined in MPEG-4. Then, we trace the displacement of the extracted features from continuous frames using color probabilistic distribution model. The experiments showed that our system could trace the expression data to about 8fps.
This paper describes the kinematics, dynamics and control of a 6-DOF shaking table with a bell crank structure, which converts the direction of reciprocating movements. In this shaking table, the bell crank mechanism is used to reduce the amount of space needed to install the shaking table and create horizontal displacement of the platform. In kinematics, joint design is performed using $Gr{\ddot{u}}bler's$ formula. The inverse kinematics of the shaking table is discussed. The derivation of the Jacobian matrix is presented to evaluate singularity conditions. Considering the maximum stroke of the hydraulic actuator, collision between links and singularity, workspace is computed. In dynamics, computations are based on the Newton-Euler formulation. To derive parallel algorithms, each of the contact forces is decomposed into one acting in the direction of the leg and the other acting in the plane orthogonal to the direction of the leg. Applying the Newton-Euler approach, the solution of inverse dynamics is almost completely parallel. Only one of the steps-the application of the Newton-Euler equations to the platform-must be performed on one single processor. Finally, the efficient control scheme is proposed for the tracking control of the motion platform.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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v.20
no.1
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pp.63-71
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1983
A dye-edge tracking algorithm was used to determine the corresponding points in the two images(anterior-posterior and lateral) of the digital subtraction biplane angiography. This correspondence was used to reconstruct three dimensional images of cerebral artery in a dog experiment. The method was tested by comparing the measured image of oblique view with the computed reconstructed image. For the present study, we have developed three new algorithms. The first algorithm is to determine the corresponding dye-edge points using the fact the dye density at the moving edge avows the same changing pattern in the two projection views. This moving pattern of dye-edge density is computed using a matching method of cross-correlation for the two sequential frames' dye density. The second algorithm is for simplified perspective transformation, and the third one is to identify the specific corresponding points on the small vessels. The present method can be applied to compute the blood velocity using the dye-edge displacement and the three- dimensional distance data.
6-DOF flight simulation program is most generally used M&S tool in domestic missile development procedure. The 6-DOF M&S method, however, cannot validate the performance of a imaging seeker-adopted missile in various conditions. A M&S tool for the analysis of the integrated-flight simulation is required since the tracking performance of the imaging seeker is highly dependent on the missile maneuvering, which introduces the displacement and rotation of the target in the seeker imagery. Through the development of the $3^{rd}$ generation anti-tank missile, Raybolt, the integrated-flight M&S tool was developed and applied to the missile configuration design. It integrates synthetic image generation S/W, imaging tracker, and flight simulation program and computes the main system performance criteria, hit probability by Monte-Carlo Simulation. In this paper, the issues in the $3^{rd}$ generation anti-tank missile configuration and the integrated-flight M&S method and results are described.
This paper describes the plan and procedure of a development test and evaluation that will be performed to verify the performance and technology of multi-mission unmanned surface vehicles (MMUSVs). In order to verify the design requirement of MMUSVs, we designed and manufactured the common platform of MMUSVs, which have an overall length of8.4 m, a displacement of 3,100 kg, and a speed of more than35 kts. The platform is equipped with several sub-systems, including radar and an EOTS/IRS. The EOTS/IRS, along with the search radar, is used for effective detection, identification, and targeting. The core technologies of MMUSV for DT&E will be investigated. The common platform design technologies, remote operating and control system technologies, autonomous navigation technologies, and unmanned operational technology of sensors and equipment will be studied for the development of the MMUSV's core technologies. The system will be able to make precise observations and track targets both manually and automatically during day and night conditions. Currently, the verification tests for each of the technologies and for the integrated system are in the pipeline for DT&E, which will be performed next year. Also, software reliability and life tests will be performed.
Multi-target X-ray tube is a new type X-ray source, and can be applied in many fields such as sensitive X-ray fluorescence analysis and medical imaging. In this work, we report an electric field modulation multi-target X-ray tube, which contains four targets (Cr, Ni, Au, Mo) coated on a Beryllium (Be) window. A four-valve electric field deflector was developed to deflect the electron beam to bombard the corresponding targets. Particle dynamics analysis software was employed to simulate the particle tracking of electron beam. The results show that the 30 keV electron beam could get a 6.7 mm displacement on the target plane by 105 V/m electric field. The focus areas are about 2 mm × 5 mm and 4 mm × 2.5 mm after deflection in two directions. Thermal behavior calculated by ANSYS shows that the designed target assembly could withstand a 10 W continuous power. The optimum target thicknesses and emission spectra were obtained by Geant4 when the thickness of Be window was 300 mm and the electron beam incident angle was 0.141 rad. The results indicate that this multi-target X-ray tube could provide different X-ray sources effectively.
Recently, an increasing number of cutting-edged studies have shown that designing a smart active control for real-time implementation requires piles of hard-work criteria in the design process, including performance controllers to reduce the tracking errors and tolerance to external interference and measure system disturbed perturbations. This article proposes an effective artificial-intelligence method using these rigorous criteria, which can be translated into general control plants for the management of civil engineering installations. To facilitate the calculation, an efficient solution process based on linear matrix (LMI) inequality has been introduced to verify the relevance of the proposed method, and extensive simulators have been carried out for the numerical constructive model in the seismic stimulation of the active rigidity. Additionally, a fuzzy model of the neural network based system (NN) is developed using an interconnected method for LDI (linear differential) representation determined for arbitrary dynamics. This expression is constructed with a nonlinear sector which converts the nonlinear model into a multiple linear deformation of the linear model and a new state sufficient to guarantee the asymptomatic stability of the Lyapunov function of the linear matrix inequality. In the control design, we incorporated H Infinity optimized development algorithm and performance analysis stability. Finally, there is a numerical practical example with simulations to show the results. The implication results in the RMS response with as well as without tuned mass damper (TMD) of the benchmark building under the external excitation, the El-Centro Earthquake, in which it also showed the simulation using evolved bat algorithmic LMI fuzzy controllers in term of RMS in acceleration and displacement of the building.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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