• 제목/요약/키워드: surface tracking

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2족 보행 로봇의 보행 안정성 향상을 위한 ZPM보상 및 임피던스 제어 (ZPM Compensation and Impedance Control for Improving Walking Stability of Biped Robots)

  • 정호암;박종현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권4호
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    • pp.1007-1015
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    • 2000
  • This paper proposes an adaptive trajectory generation strategy of using on-line ZMP information and an impedance control method for biped robots. Since robots experience various disturbances during their locomotion, their walking mechanism should have the robustness against those disturbances, which requires an on-line adaptation capability. In this context, an on-line trajectory planner is proposed to compensate the required moment for recovering stability. The ZMP equation and sensed ZMP information are used in this trajectory generation strategy. In order to control a biped robot to be able to walk stably, its controller should guarantee stable footing at the moment of feet contacts with the ground as well as maintaining good trajectory tracking performance. Otherwise, the stability of robot will be significantly compromised. To reduce the magnitude of an impact and guarantee a stable footing when a foot contacts with the ground, this paper. proposes to increase the damping of the leg drastically and to modify the reference trajectory of the leg. In the proposed control scheme, the constrained leg is controlled by impedance control using the impedance model with respect to the base link. Computer simulations performed with a 3-dof environment model that consists of combination of a nonlinear and linear compliant contact model show that the proposed controller performs well and that it has robustness against unknown uneven surface. Moreover, the biped robot with the proposed trajectory generator can walk even when it is pushed with a certain amount of external force.

형광 미세입자를 이용한 박테리아 군집의 3차원 형상 분석 및 유동성 생물막의 가시화 (Analysis of Three-Dimensional Profile of Bacterial Colony and Visualization of Fluidic Biofilm Using Fluorescent Microbeads)

  • 김경훈;박은정;김중경
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권11호
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    • pp.1119-1126
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    • 2012
  • 세균의 집단 행동은 생물막의 형성에 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 대장균(E. coli) 및 고초균(B. subtilis) 군집에서 형성된 유동성 생물막의 유체역학적 특성을 비교하고자 초기에 아가 플레이트 내에서 층을 이루다가 성장하는 군집 표면 위로 자발적으로 분포되는 200 nm의 형광입자를 가시화 하였다. 대장균 군집에서는 유동하지 않는 200 nm 크기의 형광입자를 이용하여 성장하는 세균 군집의 3차원 형상 프로파일을 측정하였다. 고초균 군집의 경계에서 나타나는 와류 패턴은 고초균이 분비하는 계면활성제 내에서 유동하는 형광입자를 추적하여 가시화하였다. 본 연구는 세균의 생리 기능을 조절하는 새로운 물리적인 요소를 밝혀내고 세균의 증식 및 군집 이동에 영향을 미치는 유동성 생물막의 효과를 파악하는 첫걸음이 될 것이다.

Groundwater Ages and Flow Paths at a Coastal Waste Repository Site in Korea, Based on Geochemical Characteristics and Numerical Modeling

  • Cheong, Jae-Yeol;Hamm, Se-Yeong;Koh, Dong-Chan;Lee, Chung-Mo;Ryu, Sang Min;Lee, Soo-Hyoung
    • 지질공학
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    • 제26권1호
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    • pp.1-13
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    • 2016
  • Groundwater flow paths and groundwater ages at a radioactive waste repository located in a coastal area of South Korea were evaluated using the hydrochemical and hydrogeological characteristics of groundwater, surface water, rain water, and seawater, as well as by numerical modeling. The average groundwater travel time in the top layer of the model, evaluated by numerical modeling and groundwater age (34 years), approximately corresponds to the groundwater age obtained by chlorofluorocarbon (CFC)-12 analysis (26-34 years). The data suggest that the groundwater in wells in the study area originated up-gradient at distances of 140-230 m. Results of CFC analyses, along with seasonal variations in the δ18O and δD values of groundwater and the relationships between 222Rn concentrations and δ18O values and between 222Rn concentrations and δD values, indicate that groundwater recharge occurs in the summer rainy season and discharge occurs in the winter dry season. Additionally, a linear relationship between dissolved SiO2 concentrations and groundwater ages indicates that natural mineralization is affected by the dilution of groundwater recharge in the rainy summer season.

구조화 조명 영상에 Dynamic Programming을 사용한 신뢰도 높은 거리 측정 방법 (Robust Depth Measurement Using Dynamic Programming Technique on the Structured-Light Image)

  • 왕실;김형석;린천신;진홍신;임해평
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.69-77
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    • 2008
  • 구조화 조명을 사용한 거리측정에 동적계획법을 적용함으로써 거리 측정의 정확성이 대폭 향상된 방법을 제안하였다. 구조화 조명을 사용한 거리 측정방법은 거리정보가 조명에 해당하는 화소의 위치에 의해 계산될 수 있다는 점을 이용한 것이다. 그러나, 이 구조화 조명 빛이 물체의 표면에서 흡수되거나 반사됨으로서 흐리거나 잘 보이지 않는 경우가 많다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 동적계획법을 사용하였다. 동적 계획법을 위한 셀간 비용(cost)값은 화소 밝기 값의 역수를 사용하였으며, 상단과 하단에 각각 시작선 혹은 목표선을 설정하였다. 이 알고리즘의 장점은 동적 계획 법의 최적화 능력을 사용하므로, 구조화 조명선의 약한 흔적이나 부분적으로 절단된 조명선 위치도 잘 찾아낼 수 있다. 이 알고리즘을 사용하여 다양한 3 차원 물체를 복원한 실험 결과를 제시하였다.

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쪼그려 앉기(Leg Squat) 운동 시 등척성 고관절 내·외전이 내·외측광근의 근 활성도에 미치는 영향 (The Effect of Isometric Hip Adduction and Abduction on the Muscle Activities of Vastus Medialis Oblique and Vastus Lateralis during Leg Squat Exercises)

  • 고은경;이근희;정도영
    • 한국운동역학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.361-368
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    • 2011
  • The purpose of this study was to investigate the effect of isometric hip adduction and abduction on the muscle activities of vastus medialis oblique(VMO) and vastus lateralis(VL) during leg squat exercises. This study consisted of 21 healthy subjects who had no medical history of anterior knee pain or lower extremity disorders. The ball and belt were used to isometrically adduct and abduct the hip joint during the leg squat exercise, respectively. The surface electromyograms of VMO and VL were analyzed, and the findings were used to calculate the VMO:VL ratio during 3 different quadriceps-strengthening exercises(leg squat, LS leg squat with isometric hip adduction, LSHD leg squat with isometric hip abduction, LSHB). The muscle activities of VMO and VL and the VMO:VL ratios were compared using the paired t-test with Bonferroni adjustment. The results showed that the muscle activities of VMO and VL during LSHD were greater than those during LSHB. The VMO:VL ratio was the highest during LSHD. This finding suggests that LSHD using a ball is more effective than LS and LSHB in selectively increasing the muscle activities of VMO. Therefore, we suggest that leg squat exercise with isometric hip adduction using a ball would be useful for maintaining correct patella tracking and for selectively strengthening VMO.

2차원 쐐기형 구조물 입수 시 발생하는 유체 충격 현상에 대한 수치 실험적 연구 (Numerical Experimentations on Flow Impact Phenomena for 2-D Wedge Entry Problem)

  • 염덕준;두훈;김영철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권8호
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    • pp.3374-3383
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    • 2011
  • 본 연구는 유한한 크기의 선저경사각을 갖는 2차원 쐐기형 구조물의 슬래밍 충격 현상을 수치 해석하였다. 비압축성 유체를 가정하였으며, 구조물의 입수 속도는 일정하게 유지하였다. 자유수면의 대 변형 및 동적 거동의 해석을 위해서 Geo-reconstruct(or PLIC-VOF) scheme을 사용하였다. 선저경사각이 $10^{\circ}$, $20^{\circ}$$30^{\circ}$인 경우에 대해서 해석을 수행하였으며, 각각의 선저경사각에 대하여 입수면의 격자 크기 및 입수 속도를 변화시켜 슬래밍 충격력 수치 해석 결과에 미치는 영향을 조사하였다. 수치해석 결과는 Dobrovol'skaya(1969)의 상사해(similarity solution), Wagner 방법에 기초한 점근해(asymptotic solution) 및 경계요소법(Zhao et al.(1993))에 의한 해석 결과와 비교하였다.

무인전투기 근접 지형추종을 위한 궤적생성 및 유도 항법 (Trajectory Generation, Guidance, and Navigation for Terrain Following of Unmanned Combat Aerial Vehicles)

  • 오경택;서중보;김형석;김유단;김병수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권11호
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    • pp.979-987
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    • 2012
  • 본 논문에서는 무인전투기의 지형추종을 위한 궤적생성, 유도, 항법 알고리즘을 구현하고 이를 통합하였다. 적 방공망 제압과 같은 위험한 임무를 수행하는 무인전투기는 적의 대공방어망으로부터 생존성을 높이기 위해서 지면을 근접하여 비행하는 지형추종 알고리즘이 필수적으로 요구된다. 무인전투기가 지형추종 비행을 하기 위해서는 경로생성, 유도, 그리고 항법 분야 알고리즘이 통합되어야 한다. 본 논문에서는 항법 알고리즘으로 GPS가 교란된 상황을 대비하여 비선형 필터 기반의 지형참조 항법을 사용하였다. 경로생성을 위해 지형추종에 적합한 경로생성 기법으로 보로노이 다이어그램을 이용하여 적의 대공망을 회피하는 수평경로를 생성하고, Cubic Spline 기법을 사용하여 정해진 수평경로 상에서 지면과의 근접비행이 가능한 수직경로를 생성하였다. 유도 알고리즘으로 전방주시점 기반의 유도법칙인 Follow-the-Carrot 기법과 Pure Pursuit 기법을 사용하여 생성된 경로를 추종하게 하였다. 제안한 통합알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 수치 시뮬레이션을 수행하였다.

RTDS를 이용한 단독운전 태양광 발전시스템의 실시간 시뮬레이션 (A Real-Time Simulation Method for Stand-Alone PV Generation Systems using RTDS)

  • 김봉태;이재득;박민원;성기철;유인근
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.190-193
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    • 2001
  • In order to verify the efficiency or availability and stability of photovoltaic(PV) generation systems, huge system apparatuses are needed, in general, in which an actual size of solar panel, a type of converter system and some amount of load facilities should be installed in a particular location. It is also hardly possible to compare a Maximum Power Point Tracking (MPPT) control scheme with others under the same weather and load conditions in an actual PV generation system. The only and a possible way to bring above-mentioned problem to be solved is to realize a transient simulation scheme for PV generation systems using real weather conditions such as insolation and surface temperature of solar cell. The authors, in this paper, introduces a novel simulation method, which is based on a real-time digital simulator (RTDS), for PV generation systems under the real weather conditions. Firstly, VI characteristic equation of a solar cell is developed as an empirical formula and reconstructed in the RTDS system, then the real data of weather conditions are interfaced to the analogue inputs of the RTDS. The outcomes of the simulation demonstrate the effectiveness of the proposed simulation scheme in this paper. The results shows that the cost effective verifying for the efficiency or availability and stability of PV generation systems and the comparison research of various control schemes like MPPT under the same real weather conditions are possible.

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3차원 재구성을 위한 마커 기반 탠저블 인터페이스 (Marker-based Tangible Interfaces for 3D Reconstruction)

  • 정경부;박종일;최병욱
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제49권4호
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    • pp.71-81
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    • 2012
  • 다양한 사용자들이 증강 현실을 쉽게 제작하기 위하여 3차원 물체의 추적 및 인식이 가능하도록 하기 위한 물체 등록과정이 직관적이고 간단하여야 한다. 물체 등록에 활용될 수 있는 다양한 3차원 재구성 방법이 개발되었지만, 아직은 실험적인 단계에 있다. 본 논문은 증강 현실 저작 시 다양한 사용자들에게 다양한 환경에서 직관적으로 활용될 수 있도록 하기 위한 3차원 재구성 방법으로써 마커를 활용하는 마커 기반 탠저블 인터페이스를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 인터페이스를 이용하여 사용자가 물체의 표면을 직접 접촉함으로써 물체 여러 표면의 3차원 기하학 정보를 획득한다. 이 인터페이스를 이용하여 단순히 그래픽적인 모델링을 위한 3차원 재구성을 하는 것이 아니라 물체의 특징점 정보를 제공함으로써 증강현실에 활용할 수 있도록 한다. 최종적으로 제안하는 방법을 통하여 증강 현실 응용을 보임으로써 제안하는 방법의 효용성을 확인한다.

미약신호 수신 알고리즘을 활용한 정지궤도위성 탑재용 소프트웨어 GPS 수신기 개발 (Development of Software GPS Receiver for GEO Satellites Using Weak Signal Receiver Algorithm)

  • 김종원;김강호;기창돈
    • 한국항행학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.312-318
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    • 2014
  • 본 연구의 대상인 정지궤도위성은 GPS위성 궤도보다 높은 고도에 위치하기 때문에 지상 사용자에 비하여 GPS 신호의 가시성과 신호 세기 면에서 큰 차이가 있다. 본 연구에서는 이러한 정지궤도위성환경에 탑재되는 GPS 수신기에서의 GPS 위성 신호 가시성을 분석하고, 미약신호 획득 및 추적 알고리즘인 CCMDB 알고리즘을 적용하여 정지궤도위성 탑재 GPS 수신기에서 활용 가능한 소프트웨어 GPS 수신기를 개발하였다. 개발된 소프트웨어 GPS 수신기의 검증을 위하여 상용 하드웨어 시뮬레이터로 정지궤도위성 탑재 GPS 수신기에서 수신되는 GPS 신호를 생성하였고 이를 처리하여 성능을 분석하였다. 항법해 계산 결과 평균 3축 위치 및 속도 오차는 각각 165.636 m와 0.5081 m/s로 계산되었다.