Human being recognizes the physical world by integrating a great variety of sensory inputs, the information acquired by their own action, and their knowledge of the world using hierarchically parallel-distributed mechanism. In this paper, authors propose the sensor fusion system that can recognize multiple 3D objects from 2D projection images and tactile informations. The proposed system focuses on improving recognition performance of 3D objects. Unlike the conventional object recognition system that uses image sensor alone, the proposed method uses tactual sensors in addition to visual sensor. Neural network is used to fuse the two sensory signals. Tactual signals are obtained from the reaction force of the pressure sensors at the fingertips when unknown objects are grasped by four-fingered robot hand. The experiment evaluates the recognition rate and the number of learning iterations of various objects. The merits of the proposed systems are not only the high performance of the learning ability but also the reliability of the system with tactual information for recognizing various objects even though the visual sensory signals get defects. The experimental results show that the proposed system can improve recognition rate and reduce teeming time. These results verify the effectiveness of the proposed sensor fusion system as recognition scheme for 3D objects.
본 논문에서는 청각장애인을 위해 양방향 게이트 순환 신경망을 이용한 사운드 이벤트 검출 기반의 홈 모니터링 시스템을 제안한다. 제안된 시스템에서는 우선적으로 효과적인 사운드 이벤트 검출을 위해 패킷손실 은닉을 이용하여 무선 센서 네트워크로 인해 손실된 신호를 복원하고, 멀티채널 상호 상관관계 계수를 이용하여 신뢰할 수 있는 채널을 선택한다. 선택된 채널의 사운드는 이벤트 검출을 위해 두 개의 오디오 채널을 사용하는 양방향 게이트 순환신경망에 적용된다. 검출된 사운드 이벤트는 텍스트로 변환되며, 이와 함께 하모닉/퍼커시브 음원 분리 방식을 통해 햅틱 신호로 변환되어 청각장애인에게 제공된다. 실험결과는 제안한 사운드 검출기반의 성능이 기존 방식보다 더 우수하다는 것과 음원 분리 방식을 통해 사운드를 세밀한 햅틱 신호로 표현할 수 있음을 보인다.
This paper describes the design and implementation of an unmanned ground vehicle (UGV) and also estimates how well autonomous navigation and remote control of UGV can be performed through the optimized arbitration of several sensor data, which are acquired from vision, obstacle detection, positioning system, etc. For the autonomous navigation, lane detection and tracing, global positioning, and obstacle avoidance are necessarily required. In addition, for the remote control, two types of experimental environments are established. One is to use a commercial racing wheel module, and the other is to use a haptic device that is useful for a user application based on virtual reality. Experimental results show that autonomous navigation and remote control of the designed UGV can be achieved with more effectiveness and accuracy using the proper arbitration of sensor data and navigation plan.
본 논문에서는 Pin-type Viboratctile Display Device와 Gyroscope 및 가속도 센서, USB HID을 이용한 글러브 마우스를 제시한다. 이 장치는 장갑 안에 위치한 Gyroscope와 가속도 센서를 통해 사용자의 손목의 움직임을 인식하고 Bluetooth를 통해 본 논문에서 사용하기 위해 제작된 마우스 인식이 가능한 USB 동글에 데이터를 전달한다. 그리고 특정 어플리케이션을 통해 PC상의 정보를 사용자에게 Pin-type Vibrotactile Display 장치를 통해 촉감을 전달한다. 이 마우스는 USB 장치를 제외한 시스템에 필요한 모든 장치들을 글러브 안에 위치하여 Wearable 형태의 시스템을 구현한다. 사용자가 일반적인 공간 마우스를 사용하고 싶으면 다른 어플리케이션 없이 USB 동글만으로 인식이 가능하고 진동촉각을 느끼고자 하면 PC의 시리얼 통신 포트를 USB 동글에 연결하여 사용할 수 있다.
본 연구에서는 현대인들의 하루 중 많은 시간을 차지하는 착좌 생활을 관리하기 위한 롤러블(rollable) 스마트패드를 개발하였다. 이를 위해 PVDF(polyvinylidene fluoride) 필름을 이용한 압전센서(piezoelectric sensor)를 제작하였으며, 센서에서 데이터를 획득하고 및 햅틱 피드백(haptic feedback)을 주기 위한 측정시스템을 개발하였다. 또한, 스마트폰 어플리케이션을 통해 착좌 자세에 대한 정보를 실시간으로 제공하도록 하였다. 제작된 시스템의 착좌 자세 구분 정확도는 10명의 피험자를 대상으로 평가되었으며, 4가지 자세(상체를 좌, 우, 앞, 뒤로 기울인 앉은 자세)에 대한 실험결과 제작된 시스템은 92.5%의 정확도로 제시한 4가지의 자세를 구분하였다.
A virtual force is generated and fed back to the operator to make the teleoperation more reliable, which reflects the relationship between a slave robot and an uncertain remote environment as a form of an impedance. In general, for the teleoperation, the teleoperated mobile robot takes pictures of the remote environment and sends the visual information back to the operator over the Internet. Because of the limitations of communication bandwidth and narrow view-angles of camera, it is not possible to watch certain regions, for examples, the shadow and curved areas. To overcome this problem, a virtual force is generated according to both the distance between the obstacle and the robot and the approaching velocity of the obstacle w.r.t the collision vector based on the ultrasonic sensor data. This virtual force is transferred back to the master (two degrees of freedom joystick) over the Internet to enable a human operator to estimate the position of obstacle at the remote site. By holding this master, in spite of limited visual information, the operator can feel the spatial sense against the remote environment. It is demonstrated by experiments that this collision vector based haptic reflection improves the performance of teleoperated mobile robot significantly.
This paper proposes a shift-register-based multichannel ultrasonic focusing delay control method using a complex programmable logic device (CPLD) for a high resolution of ultrasonic focusing system. The proposed method can achieve the ultrasonic focusing through the delay control of driving signals of each ultrasonic transducer of an ultrasonic array. The delay of the driving signals of all ultrasonic channels can be controlled by setting the shift register in the CPLD. The experiment verified that the frequency of the clock used for the delay control increased, the error of the focusing point decreased, and the diameter of the focusing point decreased as the length of the shift register in the proposed method. The proposed method used only one CPLD for ultrasonic focusing and did not require to use complex hardware circuits. Therefore, the resources required for the design of an ultrasonic focusing system could be reduced. The proposed method can be applied to the fields of human computer interaction (HCI), virtual reality (VR) and augmented reality (AR).
Flight simulators are crucial devices for aircraft piloting training and simulation, requiring regular inspections to maintain performance and operational quality. This study explores the development of an automated inspection system for flight simulators to automate quality inspections of control loading systems (CLS). While quality inspection of the control loading system (CLS) is essential for flight simulators, manual inspections are common practice. To address this, we developed an Auto Qualification Test Guide (Auto QTG) using artificial control logic and sensor data and applied it to the militarily simulator. Experimental results demonstrate that Auto QTG successfully automates quality inspections of CLS, enhancing accuracy and efficiency. This automated inspection system is expected to contribute to improving the operation and maintenance of flight simulators.
본 논문은 비평탄 지형에서 능동형 보행보조기를 구동하고자 할 때, 바닥 지형에 의해 발생하는 보행의지 센서의 영향을 줄이기 위한 논문이다. 최근 보행보조기에 대한 관심이 증가되고 있으며, 외부 경사지형, 둔턱, 계단 등의 비평탄 지형에서도 안정적으로 차량을 이동시킬 수 있도록 고안된 능동형 보행보조기에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 실외에서 사용되는 능동형 보행보조기에 있어 진동해석 및 비평탄 지형을 이동하면서 발생하는 기계적 충격을 줄일 수 있는 알고리즘의 개발은 능동형 보행보조기에 있어 해결해야 할 문제 중 하나이다. 이에 본 논문에서는 비평탄 지형에서의 진동을 해석할 수 있도록 가속도 센서를 적용하였으며, 둔턱을 넘을 때 발생하는 진동에 의해 보행의지 센서에 가해지는 진동에 의한 충격을 감쇠시킬 수 있는 알고리즘을 제안하였으며, 이를 실험을 통해 검증하였다.
본 논문에서는 3차원 배우 모델링을 위해, 깊이 카메라를 이용하여 깊이 영상 획득 시 손실되는 머리카락 영역에 대한 복원기법을 제안한다. 대상 객체의 동적인 3차원 정보는 적외선 센서가 장착된 깊이 카메라를 통하여 실시간으로 획득한다. 이때, 깊이 비디오뿐만 아니라 각 프레임마다 컬러영상이 동시에 획득된다. 그러나 대상 객체의 일부 또는 전체가 반짝이면서 어두운 재질로 되어있을 경우 획득한 깊이 영상에서 그 부분 전체가 손실되는데, 이는 특히 방송용 콘텐츠로서 연기자의 3차원 정보를 획득할 때 머리카락 영역이 손실되어 매우 부자연스러운 결과를 초래한다. 이러한 문제점을 손실된 영역의 복원을 통해 해결한다. 먼저 컬러 영상을 이용하여 손실된 영역의 위치 정보를 알아내고, 손실된 영역 내 경계부분의 깊이 정보를 복원한 후 2차 베지어 커브로 보간하여 내부의 깊이 정보를 복원한다. 개선된 깊이 영상을 기반으로 일련의 모델링 과정을 수행하면 보다 자연스러운 3차원 모델을 생성할 수 있다. 생성된 3차원 모델은 실감방송용 콘텐츠로 사용될 수 있으며, 시청자에게 시각상호작용과 촉각상호작용 등 다차원 감각의 상호작용을 제공할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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