• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권4호
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• pp.315-319
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• 2015

본 논문은 실시간 정밀 모션 제어를 위한 안드로이드 응용의 설계와 구현을 다룬다. 안정적인 실시간 성능을 제공하기 위해서 다축 모터들이 특정 모션을 만들어낼 수 있도록 실시간 필드버스에 주기적으로 좌표 벡터 명령을 전달하고 그에 대한 피드백을 받는 모션 제어부를 데몬 프로세스 형태의 안드로이드 서비스로 구현하고, 이 모션 제어 서비스에 모션의 좌표 벡터들을 생성하여 전달하는 모션 계획부를 안드로이드 UI 응용으로 구현하였다. 이러한 소프트웨어 구성을 지원하기 위해서 멀티코어 프로세서를 모션 제어 서비스의 실행을 전담하는 실시간 코어들과 UI 응용의 실행을 전담하는 비실시간 코어로 나누었으며, 모션 제어 서비스와 응용 사이의 통신을 공유 메모리 형태로 구현하였다. 성능 측정 결과, 8축 모터들을 2개씩 그룹지어 4개의 쓰레드로 제어하는 경우에도 태스크 활성화 지터의 99%를 ${\pm}55{\mu}s$ 미만으로 유지하면서, 모션 제어 주기를 2ms까지 달성할 수 있었다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권3호
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• pp.173-182
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• 2015

다양한 산업 자동화 분야에 활용되고 있는 모션 제어 시스템의 핵심 요소인 모션 제어기는 모션 명령의 전송의 주기성과 각 모터 드라이브 간 동작시점의 편차 최소화 등 실시간 성능 요구사항을 가진다. 이러한 요구사항을 만족시키기 위해 모션 제어기는 전통적으로 하드웨어 중심의 전용기 형태로 구현되어 왔으나 시스템 간 호환성과 확장성의 한계로 소프트웨어 중심의 범용 모션 제어기로 대체되는 추세이다. 한편 최근에는 저비용, 고성능의 범용 임베디드 플랫폼을 이용한 모션 제어기에 대한 관심도 커지고 있다. 본 논문에서는 고정밀 모션 제어 응용을 위해 ARM 기반 범용 임베디드 보드 상에서 Xenomai 기반 임베디드 제어기를 오픈소스 소프트웨어로 구현한 결과를 제시한다. 구현된 임베디드 제어기의 성능 평가를 위해 실제 응용 상황에서 측정 실험을 수행하였으며, 실험 결과 구현된 제어기는 드라이브 3개를 2 ms 제어주기로 동시 구동하는 환경에서도 안정적인 성능을 보임을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권5호
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• pp.326-334
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• 2019

HILS(Hardware In the Loop Simulation)를 이용한 소형 무인항공기 개발은 비용과 시간을 줄이면서 무인항공기의 신뢰성을 높이는데 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 실제 비행 중에 발생할 수 있는 비행제어컴퓨터의 사용 불능상태 등을 고려한 시뮬레이션을 개발과정에 반영하면, 인명 및 재산상 피해 등의 위험을 감소시킬 수 있다. 이러한 HILS를 적용하기 위해서는 실제 비행 조건과 유사한 환경을 제공할 수 있는 실시간 시뮬레이션 환경이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 6자유도 모션테이블을 이용하여 소형 무인항공기용 실시간 HILS 환경을 구축하였다. 선행연구에서 개발된 6자유도 모션테이블을 실시간으로 HILS 환경과 연동하기 위하여, 동작 알고리즘을 위치제어 방식에서 속도제어 방식으로 변경하여 설계 하였다. 또한, 모션테이블의 실시간 동작을 확인하기 위해 역기구학 및 동작 시뮬레이션 모델을 Matlab $Simulink^{(R)}$에서 모델링하고 검증하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제2권7호
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• pp.277-282
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• 2013

최근에 지능화된 자동차, 로봇, 공장 등에 대한 관심이 높아지면서 지능화된 모션 제어 응용을 손쉽게 작성할 수 있는 소프트웨어 플랫폼에 대한 필요성이 날로 커지고 있다. 이를 위해서 그 기능과 각종 하드웨어 지원이 풍부한 범용 운영체제를 사용하는 것이 바람직하지만, 일반적으로 개별 응용의 실시간 응답성이 항상 보장되지는 않는다. 본 논문은 범용 운영체제로서 리눅스가 산업용 실시간 시스템에 적합한지 평가하기 위해 ARM 기반 프로세서 Exynos4210 상에서 Xenomai 실시간 리눅스 패치를 적용하고 모션 제어 응용의 실시간 성능을 평가하였다. 평가결과, 백그라운드 작업 부하의 간섭에도 불구하고 모션 제어 응용에게 1ms 미만의 제어 주기를 안정적으로 제공할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.763-765
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• 2023

본 논문에서는 저성능 컴퓨터나 스마트폰의 카메라를 통해 입력받은 영상을 기반으로 사용자의 포즈를 추정하고, 실시간으로 사용자의 포즈에 따라 3D 모델의 모션이 제어되어 가시화 될 수 있는 클라이어트-서버 구조의 "자세추정 및 3D 모델 모션 제어 시스템"을 제안한다. 제안 시스템은 소켓통신 기반의 클라이언트-서버구조로 구성되어, 서버에서는 실시간 자세 추정을 위한 딥러닝 모델이 수행되고, 저성능 클라이언트에서는 실시간으로 카메라 영상을 획득하여 영상을 서버에 전송하고, 서버로부터 자세 추정 정보를 받아 이를 3D 모델에 반영하고 렌더링 함으로써 사용자와 함께 3D 모델이 같은 동작을 수행하는 증강현실 화면을 생성한다. 고성능을 요구하는 객체 자세 추정 모듈은 서버에서 실행하고, 클라이언트에서는 영상 획득 및 렌더링만을 실행하기 때문에, 모바일 앱에서의 실시간 증강현실을 위한 자세 추정 및 3D 모델 모션 제어가 가능하다. 제안 시스템은 "증강현실 기반 영상 찍기 앱" 에 반영되어 사용자의 움직임을 따라하는 3D 캐릭터들의 영상을 쉽게 생성할 수 있도록 할 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2546-2548
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• 2005

본 논문에서는 무인항공기의 비행제어시스템 개발 및 성능분석을 위한 HILS(Hardware-in-the-Loop-Simulation) 시스템의 구축을 제안한다. 제안한 HILS 시스템은 실시간 시뮬레이션 컴퓨터(dSPACE DS1005), 3축 모션테이블, 자세 센서, 지상통제장치(GCS; Ground Control Station), 비행제어컴퓨터(FCC; Flight Control Computer)로 구성된다. 실제 신호와 유사한 신호를 발생시키기 위한 실시간 시뮬레이션 컴퓨터는 dSPACE가 담당하며, 이 신호는 비행운동을 재현을 위한 3축 모션테이블을 동작시키게 된다. 모션테이블 상에 위치하는 자세센서 값과 GCS의 명령은 FCC의 입력으로 사용된다. 구현된 HILS 시스템을 이용하여 UAV의 제어알고리즘 및 자세센서 성능 검증을 수행하였다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.170-178
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• 2004

본 논문은 KSR-III 개발경험을 토대로 모션테이블을 이용한 로켓 6자유도 실시간모의시험(HILS) 방안에 대해 다루고 있다. 모션테이블 HILS 시험을 통해, 3축 모션테이블의 동특성 지연에 따른 제어루프의 안정성을 판단하고 종합 HILS 시험을 위한 기초 자료를 제공하게 된다. 모션테이블 HILS 초기화 시험을 통해, 관성항법장치 초기정렬을 위한 초기자세 각 유지 알고리듬 시험, 발사시작 신호 모사를 통한 시각동기화 시험, 외부기록계를 이용한 실시간 조정시험 등을 수행하게 되고, 개루프 HILS 시험을 통해 정상 상태 비행 상황 및 슬로싱, 벤딩, TWD, 바람, 추력비정렬오차 등의 영향이 존재하는 비행 상황에 대한 모션테이블 운용 시험을 수행하게 되며, 최종적으로 모션테이블 자세각을 궤환루프의 입력으로 궤환시킨 폐루프 HILS를 통해 제어루프의 안정성 시험을 완료하게 된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3574-3580
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• 2009

본 논문에서는 IEC 61131-3 국제표준언어에 근거한 PLC 프로그래밍 개발환경을 지원해 주는 임베디드 모션 제어기를 개발하였다. 이 모션제어기에는 모션시스템 개발자가 PC 개발환경은 물론, PLC 개발환경에서도 손쉽게 모션제어 프로그래밍이 가능하도록 IEC 61131-3 개발 도구인 CoDeSys가 탑재되었으며, 직선 및 원호보간 제어와 같은 다양한 모션제어 함수들이 PLCopen 표준에 부합되는 모션 펑션블록으로 구현되었다. 또한 실시간 운영체제하에서 이더넷 기반 원격제어 및 모션 프로그래머를 위한 모션 시뮬레이터가 구현되었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.42-50
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• 2004

캐릭터 애니메이션 기술의 발달로 가상공간에 애니메이트되는 캐릭터의 수가 점점 증가되고 있으며, 캐릭터 자체 골격구조의 관절 개수와 캐릭터를 덮고 있는 메쉬의 폴리곤 개수도 점점 증가하는 추세이다. 따라서, 실시간 가상환경에서 다수의 캐릭터를 전처리 과정 없이 시뮬레이션할 경우 전체 군중시스템 성능의 저하가 예상된다. 본 논문에서는, 이러한 문제점을 해결하기 위해 모션 다단계(motion level-of-detail) 기법을 제시한다. 모션 단순화 기법은 캐릭터의 움직임을 제어하는 골격(관절)구조와 캐릭터의 형태를 시각적으로 표현하는 기하(메쉬)구조를 단순화 하는 방법으로 기존 동작과 단순화된 동작의 차이를 최소화 한다. 골격구조 단순화를 위한 JPC(joint posture clustering)방법은 특정 관절의 연속된 모션 시퀀스에서의 유사 자세 집단을 추출하여 하나의 자세로 표현하는 방법으로, 모션의 특성에 따라 동적으로 관절을 단순화하여 관절 시뮬레이션 시간을 줄이는 방법이다. JPC방법은 골격구조가 시간에 따라 동적으로 변형되기 때문에 골격구조의 계층구조를 재 구축할 시간이 필요하지만, 기존 동작과 유사성을 잃지 않는 단순화된 동작 생성이 가능하다. 유사 자세 집단을 추출하기 위해 전체 모션 시퀀스에서 관절의 프레임간 자세 차이를 수식화하여 테이블 형태로 구성하고 이를 통해 기존 동작의 유사성을 잃지 않으며 관절의 단순화 율을 최대화 할 수 있는 알고리즘을 제시한다. 또한, 실시간 군중 환경의 성능을 더욱 향상시키기 위해 시간에 따라 변형되는 캐릭터 메쉬의 단순화 기법을 적용한다. 실험결과 모션 다단계 기법은 실시간 군중환경에서 캐릭터의 수가 많고 복잡한 골격구조와 기하구조로 구성된 관절 궤적의 변화가 심하지 않은 동작에 대해 특히 효율적이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.9-16
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• 2007

본 논문은 Isomap 알고리즘을 사용하여 다량의 고차원 얼굴 모션 데이터를 2차원 평면에 분포시키는 방법론과, 사용자가 이 공간을 항해하면서 원하는 표정들을 선택함으로써 실시간적으로 얼굴 표정 제어가 가능한 사용자 인터페이스 기법에 대하여 기술한다. Isomap 알고리즘은 세 단계의 과정으로 처리된다. 첫째, 각 표정 데이터의 인접표정을 정의하고, 둘째, 각 표정들 사이의 다양체 거리를 계산하여 표정공간을 구성한다. 표정공간의 생성은 임의의 두 표정간의 최단거리(다양체 거리)의 결정으로 귀결되고, 이를 위해 플로이드 알고리즘을 이용한다. 셋째, 다차원 표정공간을 가시화하기 위해서 다차원 스케일링을 사용하며, 2차원 평면에 투영시킨다. 인접표정을 정의하기 위한 최소 인접거리는 피어슨의 상관계수를 이용한다. 3차원 아바타의 얼굴 표정 제어는 사용자 인터페이스를 사용하여 2차원 공간을 항해하면서 실시간으로 제어한다.