• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제3권1호
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• pp.33-37
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• 2005

One of the most important feature of the Mobile Manipulator is redundant freedom. Using the redundant freedom, Mobile Manipulator can move various mode, perform dexterous motion. In this paper, to improve robot job ability, as two robots perform a job in co-operation control, we studied optimal position and posture of Mobile Manipulator with minimum movement of each robot joint. Kinematics of mobile robot and task robot is solved. Using mobility of Mobile robot, weight vector of robots is determined. Using Gradient methode, global motion trajectory is minimized. so the job which Mobile Manipulator perform is optimized. The proposed algorithm is verified with PURL-II which is Mobile Manipulator combined Mobile robot and task robot. and discussed the result.

• 로봇학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.122-129
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• 2021

For the Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) problem, a different path results in different SLAM results. Usually, SLAM follows a trail of input data. Active SLAM, which determines where to sense for the next step, can suggest a better path for a better SLAM result during the data acquisition step. In this paper, we will use reinforcement learning to find where to perceive. By assigning entire target area coverage to a goal and uncertainty as a negative reward, the reinforcement learning network finds an optimal path to minimize trajectory uncertainty and maximize map coverage. However, most active SLAM researches are performed in indoor or aerial environments where robots can move in every direction. In the urban environment, vehicles only can move following road structure and traffic rules. Graph structure can efficiently express road environment, considering crossroads and streets as nodes and edges, respectively. In this paper, we propose a novel method to find optimal SLAM path using graph structure and reinforcement learning technique.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제15권4호
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• pp.268-276
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• 2015

A ship's sailing route or plan is determined by the master as the decision maker of the vessel, and depends on the characteristics of the navigational environment and the conditions of the ship. The trajectory, which appears as a result of the ship's navigation, is monitored and stored by a Vessel Traffic Service center, and is used for an analysis of the ship's navigational pattern and risk assessment within a particular area. However, such an analysis is performed in the same manner, despite the different navigational environments between coastal areas and the harbor limits. The navigational environment within the harbor limits changes rapidly owing to construction of the port facilities, dredging operations, and so on. In this study, a support vector machine was used for processing and modeling the trajectory data. A K-fold cross-validation and a grid search were used for selecting the optimal parameters. A complicated traffic route similar to the circumstances of the harbor limits was constructed for a validation of the model. A group of vessels was composed, each vessel of which was given various speed and course changes along a specified route. As a result of the machine learning, the optimal route and voyage data model were obtained. Finally, the model was presented to Vessel Traffic Service operators to detect any anomalous vessel behaviors. Using the proposed data modeling method, we intend to support the decision-making of Vessel Traffic Service operators in terms of navigational patterns and their characteristics.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권4호
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• pp.357-367
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• 2008

향후 우리나라의 달탐사 임무에 대비하여 순간 추력을 이용한 한국형 달탐사 예비 임무 설계 소프트웨어를 개발하였다. 달 탐사 임무 수행을 위한 지구 출발 단계, 달 천이 단계, 달 도착 및 임무 수행 궤도 단계를 포함한 임무 설계가 이루어 졌다. 이 소프트웨어를 이용하면 순간 추력을 사용한 최적의 달탐사 비행궤적을 설계할 수 있다. 이를 바탕으로 우리나라의 우주 발사체인 KSLV-II를 사용할 때의 발사 가능한 달 탐사선의 최대 질량을 산출하여 보았다. 아울러 심우주 추적망을 이용하여 탐사선의 추적 가능 여부에 대한 해석이 이루어 졌으며 탐사선과의 통신, 태양 전지판의 지향점 해석 그리고 식기간의 분석을 위한 지구-달-탐사선-태양 간의 기하학적 위치에 대한 해석도 함께 이루어졌다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권7호
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• pp.647-654
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• 2007

본 논문에서는 일정한 추력을 이용한 지구-달의 연료 최적 궤적해를 이용하여, 가변 추력기를 이용한 지구 탈출 궤적에서의 에너지 및 연료 최적 궤적을 설계하였다. 에너지 최적의 지구 탈출 궤적은 여러 차례 지구를 공전하게 되고, 궤도 천이 시간이 일반적인 궤도 천이 시간 보다 상대적으로 오래 소요되므로 최적화 문제를 해를 구하기가 쉽지 않다. 따라서 에너지 최적 해를 구하기 위하여, 초기 상태변수를 조정하면서 Discrete continuation의 기법을 적용하였다. 최적화 문제의 종말 조건은 일정한 추력기를 이용한 지구 탈출 궤적의 종말 조건을 이용하였고, 구속 시간은 일정한 추력기를 이용한 궤도 천이의 경우보다 큰 값으로 설정하였다. 한편, 연료 최적 궤적은 제어 입력의 형태가 불연속적이기 때문에 해를 구하기가 쉽지 않다. 따라서 연료 최적 궤적은 에너지 최적의 해와 호모토피(Homotopy) 기법을 적용시켜 그 해를 구하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37C권12호
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• pp.1328-1336
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• 2012

수중 음향통신 환경에서는 지상 RF 통신에 비하여 제한된 대역폭, 높은 페이딩효과, 높은 수중음파 전달지연과 같은 제약이 있다. 본 논문에서는 이러한 수중 음향통신의 제약을 극복하여 효과적인 대규모 수중감시시스템의 구축을 가능케 하는 계층적 네트워크 구조를 제안한다. 제안하는 네트워크구조는 수중센서, 클러스터헤드, 수중/해상 싱크 및 수중무인기를 포함하며, 패킷의 전송성공률을 최대화하고 센서노드의 전력소모를 최소화시키기 위하여 복수의 수중무인기를 이용한 하이브리드 형태의 데이터라우팅을 제공한다. 즉, 클러스터 내부에서 클러스터멤버들은 Tree구조기반 라우팅을 사용하여 클러스터헤드에게 데이터를 전송하며, 궤도 이동을 하는 수중무인기는 클러스터헤드로부터 병합된 센싱데이터를 수집하고 Store-carry-forward 방식으로 싱크노드에게 데이터를 전달한다. 수중무인기의 최장 궤도이동 시간을 최소화하기 위하여 Integer Linear Programming 기반의 알고리즘이 사용된다. 시뮬레이션을 이용한 성능분석을 통하여 제안하는 수중센서네트워크 구조가 기존의 Gradient 기반 라우팅과 Geographical Forwarding 방식에 비해 높은 전송성공율과 낮은 전력소모를 획득할 수 있음을 보인다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.1-11
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• 2018

본 논문에서는 시스템 엔지니어링을 기반으로 우주 발사체의 시스템 설계를 정립하여 통합 설계할 수 있는 프로세스를 정립하였다. 주어진 페이로드 중량과 궤적에 대한 임무 설계 결과를 바탕으로, 시스템 설계 단계에서는 추진, 무게 추정, 공력 등의 각 단위별 해석을 진행한 후 통합하여 최적 설계를 수행될 수 있도록 하였다. 최종 단계에서는 설계된 발사체를 3-자유도 궤적 최적화 시뮬레이션을 통해 임무를 수행할 수 있는지 확인하도록 프로그램을 구성하였다. 최적 설계 기법으로는 유전 알고리즘을 이용하였으며, 이를 이용하여 설계 시 고려해야 할 변수와 파라미터들의 최적 설계 결과를 제시하였다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제62권4호
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• pp.376-381
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• 2019

Objective : To define optimal method that calculate the safe direction of cervical pedicle screw placement using computed tomography (CT) image based three dimensional (3D) cortical shell model of human cervical spine. Methods : Cortical shell model of cervical spine from C3 to C6 was made after segmentation of in vivo CT image data of 44 volunteers. Three dimensional Cartesian coordinate of all points constituting surface of whole vertebra, bilateral pedicle and posterior wall were acquired. The ideal trajectory of pedicle screw insertion was defined as viewing direction at which the inner area of pedicle become largest when we see through the biconcave tubular pedicle. The ideal trajectory of 352 pedicles (eight pedicles for each of 44 subjects) were calculated using custom made program and were changed from global coordinate to local coordinate according to the three dimensional position of posterior wall of each vertebral body. The transverse and sagittal angle of trajectory were defined as the angle between ideal trajectory line and perpendicular line of posterior wall in the horizontal and sagittal plane. The averages and standard deviations of all measurements were calculated. Results : The average transverse angles were $50.60^{\circ}{\pm}6.22^{\circ}$ at C3, $51.42^{\circ}{\pm}7.44^{\circ}$ at C4, $47.79^{\circ}{\pm}7.61^{\circ}$ at C5, and $41.24^{\circ}{\pm}7.76^{\circ}$ at C6. The transverse angle becomes more steep from C3 to C6. The mean sagittal angles were $9.72^{\circ}{\pm}6.73^{\circ}$ downward at C3, $5.09^{\circ}{\pm}6.39^{\circ}$ downward at C4, $0.08^{\circ}{\pm}6.06^{\circ}$ downward at C5, and $1.67^{\circ}{\pm}6.06^{\circ}$ upward at C6. The sagittal angle changes from caudad to cephalad from C3 to C6. Conclusion : The absolute values of transverse and sagittal angle in our study were not same but the trend of changes were similar to previous studies. Because we know 3D address of all points constituting cortical shell of cervical vertebrae. we can easily reconstruct 3D model and manage it freely using computer program. More creative measurement of morphological characteristics could be carried out than direct inspection of raw bone. Furthermore this concept of measurement could be used for the computing program of automated robotic screw insertion.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.1039-1048
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• 2015

본 논문에서는 곤충형 다리 구조를 갖는 4족 로봇의 효율적인 계단 보행을 위해 유전 알고리즘(Genetic Algorithm: GA)에 기반한 계단 보행 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 우선 계단 보행을 위한 요소와 도달 영역을 정의한다. 또한 GA 수행을 위한 유전자와 적합도 함수를 설정하고, GA를 이용하여 최소 이동 거리와 최적 에너지 안정도 여유(Energy Stability Margin: ESM)을 갖는 4족 로봇의 착지 지점을 탐색하여 걸음새 궤적을 생성한다. 마지막으로, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 계단 보행 방법의 효용성 및 우수성을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권12호
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• pp.1152-1162
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• 2008

본 논문은 헬리콥터 비선형 제어기 설계를 위한 State-Dependent Riccati Equation (SDRE) 기법을 다루었다. SDRE 제어기법은 비선형 운동방정식에 대해 선형 시스템과 같은 구조를 갖는 방정식을 필요하기 때문에 State-Dependent Coefficient (SDC) factorization 기법을 개발하여 비선형 운동방정식으로부터 이러한 구조의 방정식을 유도하였다. SDRE제어기를 온라인상에서 설계하는데 필요한 대수 Riccati 방정식의 효율적인 수치해법을 연구하였다. 본 연구에서 제안된 수치기법을 헬리콥터의 경로추종문제로 적용하였으며, 고 신뢰도의 헬리콥터 수학적 모델을 적용하여 실시간으로 SDRE 제어기를 설계할 수 있는 방안을 제안하였다.