• 제목/요약/키워드: 보행 알고리즘

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인간의 보행 회전력의 주파수 특징 분석을 이용한 이족로봇의 적응적 보행 패턴 생성 (Biped robot gait pattern generation using frequency feature of human's gait torque analysis)

  • 하승석;한영준;한헌수
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.100-108
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    • 2008
  • 본 논문에서는 이족로봇의 자연스러운 보행 패턴을 생성하기 위해 인간의 보행 회전력(torque)을 주파수 영역에서 분석하고 분석된 데이터를 이용하여 적응적으로 이족로봇의 보행패턴을 생성하는 기법을 제안한다. 인간의 보행 회전력은 시간영역에서 복잡한 형태를 가지므로 DCT(Discrete Cosine Transform)를 이용하여 주파수영역으로 변환시켜 분석한다. 주파수 영역에서 얻어진 보행 회전력의 특징을 이용하여 이족로봇의 sagittal plane에서의 보행패턴을 생성한다. 또한 이족로봇의 안정적이 보행 패턴을 생성하기 위하여 동적 평형 상태임을 판단할 수 있는 Zero Moment Point(ZMP)해석을 통해 frontal plane상의 보행패턴을 생성하여 3차원 공간상의 안정적이고 인간과 같이 자연스러운 보행 패턴을 생성했다.

앙상블 학습기법을 활용한 보행자 교통사고 심각도 분류: 대전시 사례를 중심으로 (Classifying the severity of pedestrian accidents using ensemble machine learning algorithms: A case study of Daejeon City)

  • 강흥식;노명규
    • 디지털융복합연구
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    • 제20권5호
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    • pp.39-46
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    • 2022
  • 교통사고와 사회·경제적 손실 간의 연계성이 확인됨에 따라 사고 데이터에 기반을 둔 안전 정책 마련 및 중상·사망 등 그 심각도가 높은 교통사고의 절감 방안의 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 인구 대비 교통사고 사망자 비율이 높은 대전시를 대상지역으로 설정하고 보행자 교통사고 데이터를 수집한 후, 기계학습을 통해 최적알고리즘과 심각도 분류의 주요 인자를 도출하였다. 연구의 결과에 따르면, 적용한 9개 알고리즘 중 앙상블 기반의 학습 기법인 AdaBoost (Adaptive Boosting)와 RF (Random Forest)가 최적의 성능을 보여주었다. 이를 기반으로 도출된 대전시 보행자 교통사고 심각도의 주요 인자는 보행자의 연령이 70대 및 20대이거나 사고유형이 횡단사고에 의한 경우로 나타남에 따라 대전시 보행자 사고 저감 대책을 위한 고려요인으로 제안하였다.

전동 보행보조기의 편의성 향상을 위한 제어기 설계 (Design of the control Algorithm for Improvement of the Convenience the Active-type Walking Aid)

  • 이동광;공정식;고민수;강성재;이석민;이응혁
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.17-25
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    • 2011
  • 본 논문은 전동 보행보조기의 편의성 향상을 위한 최적의 제어 이득을 찾고 제어 알고리즘을 설계하였다. 최근 노인의 인구가 의료 기술의 발달로 급속히 증가되고 있으며, 다양한 이동형 보행보조기구는 삶의 질을 개선하기 위해 개발되고 있다. 이러한 이동형 제품 중 수동형 보행보조기는 노인의 보행의 힘을 도와주는 전동모터를 가지고 있지 않아 노인들이 충분한 근력이 없기 때문에 경사로 및 문의 문턱 등 고르지 않는 지형에서 이동하는데 제안사항이 있다. 이러한 상황을 극복하기 위해 전동타입의 보행보조기를 개발하였다. 전동형 보행보조기는 수동형과 다르게 사용자가 조작을 해야 모터가 구동되는 구조이다. 이러한 구조는 사용자가 조작을 잘못 하였을 경우 상당한 불편함을 사용자에게 준다. 이러한 전동형 보행보조기를 수동형 보행보조기와 비교하여 조작의 편의성을 판단하고 기준을 만들어 사용자의 편의성에 대하여 제어 값을 변경하면서 사용자 편의성을 개선하였다. 본 논문에서는 보행의지를 인식하고 편의성의 성능을 측정할 수 있는 방법인 햅틱 센서를 소개하며 편의를 개선하는 제어 알고리즘을 제안한다. 또한 편의성의 평가는 COV(Center of Vehicle)와 사용자의 COP(Center of Position)과의 차이의 변화를 통해 상대적인 편의성을 평가하였다. 전동 타입 보행보조기와 새로운 측정방법을 도입하여 모든 과정을 실험을 통하여 확인 하였다.

4족 보행로봇의 물체 인식 및 GP 기반 지능적 보행 (Objects Recognition and Intelligent Walking for Quadruped Robots based on Genetic Programming)

  • 김영균;현수환;장재영;서기성
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.603-609
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    • 2010
  • 본 논문은 SURF(Speeded Up Robust Features)를 기반으로 한 대상 물체 인식 알고리즘과 GP(Genetic Programming)를 기반으로 한 직진, 회전, 정지, 후진 걸음새(gait) 자동 생성을 각각 구현한다. 그리고 이를 결합 하여, 대상을 인식하고 자율적으로 접근 및 추종할 수 있는 인식 기반 지능적인 보행 기법을 제안한다. 4족 보행 로봇의 걸음새는 GP를 사용하여 각 관절의 궤적에 대한 회귀분석으로 생성한다. 고속의 특징점 검출에 적합한 SURF를 사용해서 물체의 위치와 크기를 인식하고, 물체까지의 거리를 계산한다. 4족 보행로봇의 물체 인식 및 이를 통한 자율접근 보행 실험은 ODE(Open Dynamics Engine) 기반의 Webots 시뮬레이션과 실제 로봇에 대해서 수행된다.

스트리트뷰 영상의 객체탐지를 활용한 보행 장애물 정보 갱신 (Updating Obstacle Information Using Object Detection in Street-View Images)

  • 박슬아;송아람
    • 한국측량학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.599-607
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    • 2021
  • 스트리트뷰(Street-view) 영상은 도로의 특정 위치를 중심으로 한 전방위 영상을 제공하며, 보행 환경에 대한 다양한 장애물 정보를 포함한다. 보행자용 길안내 서비스에 활용하기 위한 보행 네트워크(Pedestrian network) 데이터는 교통약자를 비롯한 보행자의 이동 편의성을 보장하기 위하여 보행 장애물에 대한 최신 정보를 반영해야 한다. 본 연구에서는 스트리트뷰 영상과 딥러닝 기반의 객체탐지 알고리즘을 활용하여 서울 전역에 위치한 주요 보행 장애물인 볼라드(Bollard)를 학습하였다. 또한, 탐지된 볼라드 정보와 보행 네트워크 간의 공간매칭을 통해 횡단보도 노드를 대상으로 볼라드의 유무와 개수 정보를 장애물 속성으로 입력하고, 동시에 누락된 횡단보도 정보를 갱신하기 위한 프로세스를 정의하였다. 스트리트뷰 영상으로 학습된 모델은 보행 상황에서 스마트폰으로 촬영한 사진에 대해서도 적용이 가능하며, 향후 스트리트뷰 영상에 포함된 다양한 보행 장애물에 대한 추가 학습을 통해 효율적인 보행 장애 정보 갱신이 가능할 것으로 기대된다.

병렬처리 그래픽 프로세서와 범용 프로세서에서의 보행자 검출 처리 속도 비교 (Comparison Speed of Pedestrian Detection with Parallel Processing Graphic Processor and General Purpose Processor)

  • 박장식
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.239-246
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    • 2015
  • 영상기반 객체 검출은 지능형 CCTV 시스템을 구현하는데 있어 기본적인 기술이다. 객체 검출을 위하여 다양한 특징점과 알고리즘이 개발되었으나, 성능에 비례하여 계산량이 많다. 본 논문에서는 GPU와 CPU를 활용하여 객체 검출 알고리즘의 성능을 비교하였다. 일반적으로 보행자 검출에 널리 사용되고 있는 Adaboost 알고리즘과 SVM 알고리즘을 각각 CPU와 GPU에 맞도록 구현하고 동일 영상에 대하여 검출 처리 속도를 비교하였다. Adaboost 알고리즘과 SVM 알고리즘에 대하여 처리 속도를 비교한 결과 GPU가 CPU에 비하여 약 4 배 정도 빠른 처리를 할 수 있음을 확인하였다.

보행 편의성 분석을 위한 3차원 실내지도 기반의 시뮬레이션 기술 개발 (Development of Simulation Technology Based on 3D Indoor Map for Analyzing Pedestrian Convenience)

  • 김병주;강병주;유소영;권재현
    • 한국지리정보학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.67-79
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    • 2017
  • 정시성이 보장된 도시철도에 대한 수송 의존도가 높아짐에 따라 수송 능력 뿐만 아니라 이용객의 편의성이 중요시 되고 있다. 이에 본 연구에서는 도시철도역사의 개선 및 신규 역사 건설 시 이동속도, 환승거리와 같은 보행 환경을 사전에 정량적으로 평가하기 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레이터는 3차원 실내지도 저작 모듈과 보행 알고리즘을 수행하는 모듈로 구성되어 있다. 3차원 실내지도 저작 모듈에서는 3차원 공간 모델링, 네트워크 생성 및 평가 결과 표출 등의 기능을 수행하며, 보행 알고리즘에서는 경로탐색, 통행량 배정, 종합서비스 수준 평가 등의 기능이 있다. 이러한 기능의 핵심적인 부분은 공간정보 DB와 동적 통행정보 DB를 유기적으로 연결하여, 전후 상황 등 다양한 시나리오의 적용과 분석을 반복적으로 수행할 수 있다는 점이다. 또한, 향후 시뮬레이터의 활용 방안 제시를 위해 실제 운영 중인 역사를 대상으로 Test-Bed를 구축하고, 역사통행로의 개선 전 후의 보행 속도를 분석하여 개선 효과에 대한 정량적 지표를 산출하였으며, 향후 추가적인 분석을 위한 DB의 확장 가능성에 대해 논의하였다.

차량 및 보행자를 고려한 회전교차로 감응식 신호미터링 알고리즘 개발 (A Dynamic Signal Metering Algorithm Development for Vehicles and Pedestrians at Roundabouts)

  • 이솔;안우영;이선하
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.53-66
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    • 2017
  • 최근 교통소통 및 교통안전 제고 측면에서 회전교차로 설치가 장려되고 있다. 비교적 교통량이 적고 보행자가 많지 않은 교차로에 설치되는 회전교차로는 진입속도가 낮고 차량과 보행자간 상충횟수가 상대적으로 적다는 이유로 신호등이 없는 비보호 횡단보도로 운영됨에 따라 보행자에 대한 안전보장이 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 2차로형 4지 회전교차로를 대상으로 차량의 소통과 보행자의 안전을 동시에 고려한 회전교차로 감응식 신호미터링 알고리즘을 개발하였으며, 3개 운영 시나리오(고정식 보행신호, 차량 신호미터링, 차량 및 보행자 신호미터링)에 대해 VISSIM을 활용하여 개선효과를 분석하였다. 분석결과 회전교차로에 고정식 보행신호를 설치하여 운영할 경우 차량 당 평균지체는 전체적으로 증가하는 것으로 분석되었으며, 특히 총 진입교통량 3,800대/시에서 최대 51.4초/대로 42.5%까지 증가하였다. 반면 보행자 Push Button과 차량 신호미터링을 접목하여 신호미터링을 운영할 경우 차량 당 평균지체는 총 진입교통량 3,000대/시에서 최대 40.6초/대로 42.7%까지 감소하였다.

적분영상 기반 특징 정보 예측을 통한 고속 보행자 검출 (Fast Pedestrian Detection Using Estimation of Feature Information Based on Integral Image)

  • 김재도;한영준
    • 전기전자학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.469-477
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    • 2013
  • 본 논문은 특징 정보 예측을 통한 빠른 보행자 검출 기법을 제안한다. 다양한 크기의 보행자를 검출하기 위해 보행자 모델의 크기나 입력영상의 크기를 변화시킨다. 보행자 모델의 크기를 변화시킬 경우 크기별 모델이 필요하며, 보행자 모델의 크기의 축소시키는 경우 모델 정보를 손상시킨다. 보행자 모델의 다양한 크기별 보행자의 특징을 추출해야 하므로 보행자 특징의 추출은 전체 수행시간 중 가장 많은 시간을 필요로 한다. 따라서 본 논문은 영상 크기에 따라 특징 추출을 반복하지 않고 입력영상에서 얻어진 특징 정보의 예측을 통해 보행자 검출의 특징추출을 수행한다. 제안하는 방법의 효율성을 검증하기 위해 다양한 채널을 가진 ChnFtrs 특징 및 Adaboost 알고리즘을 사용과 학습과 실험을 위한 영상으로 INRIA 보행자 DB를 사용하였다.

다수의 보행자 추적과정에서 특징정보를 이용한 보행자 검출 알고리즘 설계 (Design of Pedestrian Detection Algorithm Using Feature Data in Multiple Pedestrian Tracking Process)

  • 한명호;류창주;이상덕;한승조
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.641-647
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    • 2018
  • 최근 여러 목적으로 영상 정보를 제공하는 CCTV는 지능형으로 변화하고 있으며, 컴퓨터 비전을 이용한 자동화 응용 범위가 증가하고 있다. 보행자 및 차량 등의 정확한 인식을 위해 신뢰성이 높은 검출방법을 수행하여야 하며 이를 위해 다양한 방법들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 다수의 보행자가 움직이는 상황에서 보행자의 세 가지 특징 정보를 획득하여 다수의 보행자들을 검출하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 보행자 검출 및 추적에 실패하거나 혼동되는 상황을 최소화 하면서 각각의 보행자를 구별한다. 보행자들끼리 근접하거나 겹치는 경우 미리 저장된 프레임 특징 정보를 이용하여 보행자를 구별 및 검출한다.