• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.49-55
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• 2017

This study proposes a new approach to Control and trajectory generation of a 8 DOF human robot arm with computational complexity and singularity problem. To deal with such problems, analytical methods for a redundant robot arm have been researched to enhance the performance of research, we propose an analytical kinematics algorithm for a 8 DOF bipped dual robot arm. Using this algorithm, it is possible to generate a trajectory passing through the singular points and intuitively move the elbow without regarding to the end-effector pose. Performance of the proposed algorithm was verified by simulation test with various conditions. It has been verified that the trajectory planning using this algorithm.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.58-66
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• 2005

Usual human gait can be modeled as continual impact phenomenon that happens due to the topological change of the kinematic structure of the two feet. The human being adapts his own control algorithm to minimize the ill effect due to the collision with the environment. In order to operate a Humanoid robot like the human being, it is necessary to understand the physics of the impact and to derive an analytical model of the impact. In this paper, specially, we focus on impact analysis of the kicking motion in playing soccer. At the instant of impact, the external impulse exerted on the ball by the foot is an important property. Initially, we introduce the complete external impulse model of the lower-extremity of the human body and analyze the external impulses for several kicking postures of the lower-extremity. Secondly, a trajectory-planning algorithm of a ball, in which the initial velocity and the launch angle of the ball are calculated for a desired trajectory of the ball, will be introduced. The aerodynamic effect such as drag force and lift force is also considered. We carry out numerical simulation and experimentation to verify the effectiveness of the proposed analytical methodology.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.951-956
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• 2007

This paper suggests a high-speed control method which is suitable for multi-joint robots using a real-time stand-alone controller for general-purpose. The fast processing controller consists of a PCI Interface Board and 2-axe PWM drivers. The PCI Interface Board consists of 32-channel PWM output ports, 32-channel Encoder Counters, 32-channel A/D Converters and 48-channel Digital I/O ports, and all the I/O data transmissions are completed within 1ms. And The 2-axe PWM driver can be redesigned easily in order to embed in each link. Experimental implementations show that the high-speed control method can be used for the real-time control which is essential to controlling of multi-body robots such as humanoid robots. Especially, it is efficient for realizing the model-based motion control in demand of much calculation time by the high I/O communication speed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1939-1940
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• 2006

휴머노이드 로봇의 동작 생성에 있어 최대 관심사 중 하나는 '얼마나 인간처럼 행동하는가?' 이다. 이를 위해 동작 획득 장비를 사용하여 얻은 인간 동작을 로봇으로 전이함으로써 인간과 유사한 움직임을 구현하는 것이 일반적인 방법이다. 인간의 동작 전환 과정에서 동작을 구분하고 그 구분된 동작을 재결합하는 과정이 빈번이 발생한다. 지금까지 동작을 구분하고 재결합하는 것은 많은 부분 수동적으로 처리되었다. 그러한 방법들이 실효적인 성과를 얻었지만 보다 더 효과적이고 체계적으로 인간다운 동작을 구현 할 수 있는 시스템이 필요하다. 본 연구에서는, 기구학에 근거하여 인간의 상체 동작을 구분하고 가중 함수를 이용하여 구분한 동작을 재결합함으로써 새로운 연속 동작을 생성한다. 생성된 연속 동작을 휴머노이드 로봇에 구현하여 제안한 동작모방시스템의 실효성을 검증한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권10호
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• pp.791-795
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• 2009

네트워크 환경에서 인체형 캐릭터의 모델링과 애니메이션 데이터의 호환성을 위해서는 특정 그래픽스 도구나 프로그램에 의존하지 않는 시스템 독립적인 인체 데이터 형식이 필요하다. 이를 위한 목적으로 Web3D 컨소시엄과 ISO/IEC SC24 WG6가 공동으로 제정한 국제표준 ISO/IEC 19774 H-Anim은 관절이 있는 인체형 데이터 구조를 정의하며 모션 생성에 필요한 계층 구조를 정의하고 있으나 모션 생성 방법을 위한 데이터에 대해서는 정의하고 있지 않다. 본 논문은 응용 프로그램간의 모션 데이터의 호환성과 독립성을 목적으로 하며, H-Anim 캐릭터의 모션 데이터 규격 정의 및 활용을 위한 모션 리타겟팅 구현의 단순화 방법을 기술한다. 그리고, 일반 그래픽스 도구에 의해 제작한 임의의 3차원 캐릭터와, 이 모델과는 관련이 없이 생성된 임의의 모션 캡처 데이터를 이용하여 H-Anim 구조의 캐릭터 애니메이션을 생성하는 방법과 실험 결과를 설명한다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제12B권2호
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• pp.157-166
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• 2005

3차원 가상현실 내에서 캐릭터 움직임 동작의 기술은 기존 방식인 키프레임 기법에 의존하던 것이 점차 동작 제어 기법을 활용하고, 보다 사실적이고 자연스러운 움직임을 생성해 내고자 하는 방향으로 발전해 가고 있다. 그러나 이러한 동작 제어 기법을 통해 가상현실의 지형 성질에 따라 적응적인 캐릭터의 동작을 표현하는데 한계가 있다. 즉, 대부분의 가상환경에서 캐릭터의 걷는 움직임은 일정하고 단조로운 동작만을 반복하여 표현하고 있어 관찰자로 하여금 지루함을 느끼게 하고, 지형의 조건이나 형태에 맞지않게 캐릭터의 발끝이 지면에 스며들거나 떠있는 등의 부자연스러운 동작으로 인해 사실감을 저하시킨다. 본 논문에서는 적은 매개변수들과 역운동학 방법을 적용하여 기본 걷기 동작을 표현하고, 지면의 성질을 마찰계수로 대표시켜 지면에 적응적인 걷기 동작의 생성 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 구심력과 마찰계수를 결합한 후, 이를 근거로하여 한 주기 동안의 걷는 동작을 분석하고 이를 기반으로 동작에 필요한 매개변수를 조정하여 지질에 따른 적응적인 캐릭터의 걷기 동작을 생성한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.1193-1201
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• 2008

본 논문은 게임 등에서 요구되는 인간형 캐릭터의 보행 동작을 고수준의 매개함수 제어를 통하여 생성하는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 다양한 스타일의 동작 특성을 직관적인 조작으로 생성 할 수 있으며, 동작 변형과 편집 기법도 같이 제안된다. 또한 제안된 방법을 이용하여 개발한 캐릭터의 보행 동자 자동 생성 시스템을 소개하며, 이를 통해 제안된 기법의 유효성을 보인다. 제안된 기법은 다양한 스타일의 동작을 직관적 조작으로 얻을 수 있는 캐릭터 애니메이션 저작 도구로 사용할 수 있다. 본 논문에서는 보행과 관련된 동작만을 다루고 있으나 제안된 기법을 다양한 동작에 적용하여 환경의 변화에 따라 캐릭터의 상태가 변화하였을 때에 최적의 동작을 자동적으로 생성하는 동작 엔진의 형태로 활용할 수 있어 3D 온라인 게임 등에서 필요로 하는 상태기반의 캐릭터 동작 데이터베이스 없이도 기존의 게임 보다 더욱 다양한 동작표현이 가능하다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.659-667
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• 2011

The study of bipedal robot is towards similar shape and function with human. In this paper, we propose a human-like walking pattern compatible to the flexible foot with toe and heel structure. The new walking pattern for a bipedal robot consists of ZMP, center of mass (CoM), and ankle trajectory and is drawn by considering human kinesiology. First, the ZMP trajectory moves forward without stopping at a point even in the single support phase. The corresponding CoM trajectory to the ZMP one is derived by solving differential equations. As well, a CoM trajectory for the vertical axis is added by following the idea of human motion. The ankle trajectory closely mimics the rotational motion of human ankles during taking off and landing on the ground. The advantages of the proposed walking pattern are demonstrated by showing improved stability, decreased ankle torque, and the longer step length capability. Specifically, it is interesting to know that the vertical CoM motion is able to compensate for the initial transient response.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.17-27
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• 2018

We propose a new approach to control a biped robot motion based on iterative learning of voice command for the implementation of smart factory. The real-time processing of speech signal is very important for high-speed and precise automatic voice recognition technology. Recently, voice recognition is being used for intelligent robot control, artificial life, wireless communication and IoT application. In order to extract valuable information from the speech signal, make decisions on the process, and obtain results, the data needs to be manipulated and analyzed. Basic method used for extracting the features of the voice signal is to find the Mel frequency cepstral coefficients. Mel-frequency cepstral coefficients are the coefficients that collectively represent the short-term power spectrum of a sound, based on a linear cosine transform of a log power spectrum on a nonlinear mel scale of frequency. The reliability of voice command to control of the biped robot's motion is illustrated by computer simulation and experiment for biped walking robot with 24 joint.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.825-832
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• 2004

A small biped robot system is designed and implemented. The robot system consists of a mechanical robot body, a control system, a sensor system, and a user interface system. The robot has 12 dofs for two legs, 6 dofs for two arms, 2 dofs for a neck, so it has total 20 dofs to have dexterous motion capability. The implemented robot has the capability of performing intelligent actions such as playing soccer, resisting external forces, and walking on a slope terrain. In this paper, we focus on the robot's capability of playing soccer. The robot uses a color CCD camera attached on its head as a sensor for playing soccer. To make the robot play soccer with only one camera, an algorithm, which consists of searching, localization, and motion planning, is proposed and experimented. The results show that the robot can play soccer successfully in the given environments.