• 제목/요약/키워드: Rigid Body Information

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모함에 연결된 탄성 호스의 거동 (Behavior of Flexible Hose Connected to Mother Ship)

  • 김건우;이재욱;김형렬;유완석;안득만
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권3호
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    • pp.235-240
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    • 2011
  • 모함에 연결되어 통신 케이블의 가이드 역할을 하는 탄성 호스는 모함의 운동 조건을 결정하는 중요한 인자이다. 길이가 수 십 미터에 달하는 탄성 호스를 실제 상황에서 실험을 하기에는 어려움이 있으므로 해석을 통해 거동 특성을 분석하고자 한다. 탄성 호스는 곡률 반경에 대한 변형뿐만 아니라 축 방향에 대한 변형도 발생하므로, 축 방향에 대한 변형 구배가 좌표계에서 유도되는 절대 절점 좌표계로 모델링하였으며, 연속체 역학 개념을 도입함으로써 대변형 효과를 표현하도록 하였다. 탄성 호스의 끝 단에 연결된 모함은 강체 모델로 표현하였고, 조향각에 의해 운동이 결정되도록 하였다. 또한, 수중에서 호스가 거동할 때 발생하는 유체 저항력을 고려함으로써 수중에서의 탄성 호스 거동 특성을 분석 하였다.

컴퓨터 게임을 위한 물리 엔진의 성능 향상 및 이를 적용한 지능적인 게임 캐릭터에 관한 연구 (Research on Intelligent Game Character through Performance Enhancements of Physics Engine in Computer Games)

  • 최종화;신동규;신동일
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제13B권1호
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    • pp.15-20
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    • 2006
  • 이 논문은 컴퓨터 게임을 위한 물리 엔진의 성능 향상 및 이를 적용한 지능적인 게임 캐릭터에 관한 연구를 서술한다. 물리적 상황을 자동으로 인식하는 알고리즘으로는 Momentum back-propagation을 적용하였다. 또한 우리는 각 상황에 따른 적분 방식의 실험 결과를 제시한다. 실험을 위하여 Euler Method, Improved Euler Method, 및 Runge-kutta Method의 세 가지의 적분 방식을 적용하였다. 각 적분 방식의 실험 결과에서 충돌이 없는 상황에서는 Euler Method가 최적의 성능을 보여주었다. 또한 충돌 상황에서는 세 가지 방식이 모두 비슷한 성능을 보여주었지만, Runge-kutta Method가 최적의 정확도를 보여주었다. 물리 상황인식에 대한 실험결과에서는 입력 층과 출력 층이 고정된 상태에서 은닉 층이 3일 때 가장 좋은 성능을 보여주었고, 또한 학습횟수가 30000일 때 최적의 성능을 보여주었다. 앞으로 우리는 다른 장르의 게임에 이러한 물리적 컨텍스트(context)를 인식하는 연구를 진행할 것이며 또한 전체 게임의 성능을 증가할 수 있도록 M-BP이외의 인식 알고리즘을 적용할 것이다.

한 이미지 평면에서 다물체 위치의 실시간 화상처리 알고리즘 개발 (Development of Real-Time Image Processing Algorithm on the Positions of Multi-Object in an Image Plane)

  • 장완식;김경석;이성민
    • 비파괴검사학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.523-531
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    • 2002
  • 본 연구는 속도 향상을 고려한 실시간 다물체 화상처리 알고리즘을 개발하고자 한다. 최근 들어 비전시스템의 사용은 검사 및 로봇 위치 제어 풍에서 급속히 증가하고 있다. 이러한 비전시스템을 적용하기 위해서는 3차원 공간상 물체의 좌표를 CCD 카메라에 의해서 얻어진 이미지 정보로 변환하는 것이 필요하다. 검사 및 로봇 위치 제어 작업들에 비전시스템을 적용하기 위해서 이미지 평면에서 물체의 중심 위치를 알아야 한다. 특히, 그것의 물체 형상을 표시하기 위하여 여러 개 큐들을 사용하는 강체의 경우에는 여러 개 큐들의 각각 위치 값들이 동시에 하나의 이미지 평면에서 결정되어 져야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 여러 개 큐 (다물체)에 대한 화상처리 알고리즘 개발 과정을 본 논문에서 제시하고, 개발된 알고리즘의 타당성을 제시하였다.

Cooperative control system of the floating cranes for the dual lifting

  • Nam, Mihee;Kim, Jinbeom;Lee, Jaechang;Kim, Daekyung;Lee, Donghyuk;Lee, Jangmyung
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제10권1호
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    • pp.95-102
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    • 2018
  • This paper proposes a dual lifting and its cooperative control system with two different kinds of floating cranes. The Mega-erection and Giga-erection in the ship building are used to handle heavier and wider blocks and modules as ships and off-shore platforms are enlarged. However, there is no equipment to handle such Tera-blocks. In order to overcome the limit on performance of existing floating cranes, the dual lifting is proposed in this research. In the dual lifting, two floating cranes are well-coordinated to add up the lift capabilities of both cranes without any loss such that virtually a single crane is lifting, maneuvering and unloading. Two main constraints for the dual lifting are as follows: First, two barges of floating cranes should be constrained as a rigid body not to cause a relative motion between two barges and main hooks of the two cranes should be controlled as main hooks of a single crane. In order words, it is necessary to develop the cooperative control of two floating cranes in order to sustain a center of gravity of the module and minimize the tilting angle during the lifting and unloading by the two floating cranes. Two floating cranes are handled as a master-slave system. The master crane is able to gather information about all working conditions and make a decision to control the individual hook speed, which communicates the slave crane by TCP/IP. The developed control system has been embedded in the real floating crane systems and the dual lifting has been demonstrated five times at SHI shipyard in 2015. The moving angles of the lifting module are analyzed and verified to be suitable for hoisting control. It is verified that the dual lifting can be applied for many heavier and wider blocks and modules to shorten the construction time of ships and off-shore platforms.

Solution and Estimate to the Angular Velocity of INS Formed only by Linear Accelerometers

  • Junwei, Wu;Jinfeng, Liu;Yunan, Zhang;Na, Yuan
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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    • pp.103-107
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    • 2006
  • At present, most efforts tend to develop a INS which is only based linear accelerometers, because of the low cost micro-machining gyroscopes lack of the accuracy needed for precise navigation application and possible achieving the required levels of precise for micro-machining accelerometer. Although it was known in theory that a minimum of six accelerometers are required for a complete description of a rigid body motion, and any configuration of six accelerometers (except for a "measure zero " set of six-accelerometer schemes) will work. Studies on the feasible configuration of GF-INS indicate that the errors of angular velocity resolved from the six accelerometers scheme are diverged with time or have multi solutions. The angular velocity errors are induced by the biases together with the position vectors of the accelerometers, therefore, in order to treat with the problem just mentioned, researchers have been doing many efforts, such as the extra three accelerometers or the magnetometers may be taken as the reference information, the extended Kalman filter (EKF) involved to make the angular velocity errors bound and be estimated, and so on. In this paper, the typical configurations of GF-INS are introduced; for each type GF-INS described, the solutions to the angular velocity and the specific force are derived and the characteristic is indicated; one of the corresponding extend Kalman filters are introduced to estimate the angular errors; parts of the simulation results are presented to verify the validity of the equations of angular velocity and specific force and the performance of extend Kalman filter.

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변형 물체를 위한 GPU 기반 병렬 충돌 감지 (GPU-Based Parallel Collision Detection for Deformable Objects)

  • 성낙준;김민상;홍민;최유주
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제7권1호
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    • pp.25-32
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    • 2018
  • 변형물체 시뮬레이션은 강체 시뮬레이션에 비해 많은 연산량을 요구하기 때문에 효과적인 충돌 검사 방법을 필요하다. 그러나 CPU 기반의 충돌 검사 알고리즘을 그대로 GPU 환경에 적용할 경우 GPU의 성능을 제대로 사용할 수 없기 때문에 GPU 환경에 최적화된 충돌 감지 알고리즘과 자료구조가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 변형 물체 표현을 위해 널리 사용되고 있는 질량-스프링 시스템을 위한 GPU 기반의 병렬 충돌 감지 알고리즘을 제안한다. 제안하는 방법은 AABB-옥트리 구조를 이용한 GPU 기반의 컬링 알고리즘을 통해 충돌 감지 비용을 줄이는 병렬 알고리즘과 자료 구조를 사용하였다. 본 연구에서는 모든 삼각형 쌍의 충돌을 병렬로 검사하는 기존 방법과의 비교실험을 통하여 제안 알고리즘의 효율성을 입증하였다. 실험결과, 제안된 방법은 기존의 방법에 비해서 평균 약 24%의 성능 개선을 보였다. 따라서 제안하는 방법을 통해서 변형 물체에 대한 실시간 시뮬레이션의 성능 개선이 가능할 것으로 기대한다.

다중추돌사고의 재구성 해석: 경험적/해석적 방법과 영상사고기록장치 활용 (Reconstruction Analysis of Multi-Car Rear-End Collision Accidents: Empirical/Analytical Methods, and Application of Video Event Data Recorder)

  • 한인환
    • 대한교통학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.127-136
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    • 2012
  • 다중추돌사고의 형태는 연쇄 추돌이라고 불리우는 뒤로부터의 순차적인 추돌과 앞으로부터의 순차적인 추돌, 그리고 순서가 섞여 있는 추돌형태로 구분된다. 다중추돌사고에 대하여 몇가지 효과적인 재구성 해석 방안을 제시한다. 브레이크 다이브 등으로 인한 차량 파손과 승객 부상을 활용하는 전통적인 경험적 수법과 강체역학 범주내에서의 이론적인 해석 결과를 구하여 당장에의 실용적인 적용이 가능하도록 하였다. 국내에 보급이 확산되고 있는 영상사고기록장치를 활용하고 시뮬레이션 프로그램 등을 병행 활용하여 다중추돌사고를 효과적으로 해석하는 방안을 제시하였다. 저장 동영상에 대한 단순 직관적인 조사를 넘어설 수 있도록 동영상 분석 결과에 근거한 시뮬레이션 해석을 수행하여 다중추돌사고에 대한 구체적이고 다양한 정보의 획득을 가능하게 하여 원인 규명 및 책임 소재 등을 명확하게 구분할 수 있도록 하였다.

변형물체 시뮬레이션을 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템 구현 (Implementation of Markerless Augmented Reality with Deformable Object Simulation)

  • 성낙준;최유주;홍민
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.35-42
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    • 2016
  • 최근 제한적인 마커기반 증강현실의 여러 가지 단점들을 보완하기 위해 사용자의 얼굴, 발, 손 등을 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템에 관한 연구들이 활발하게 진행되고 있는 추세이다. 또한 대부분의 기존 증강현실 시스템들은 사용자에게 보여주는 것과 기본적인 상호작용에 목표를 두고 강체를 증강하여 수행되는 경우가 많았다. 본 논문에서는 단지 보여주는 것에 국한되는 것이 아니라 여러 분야에서 활용이 가능한 변형물체를 사용자와의 상호작용을 바탕으로 시뮬레이션을 제공하는 비 마커기반의 증강현실 시스템을 설계 및 구현하였다. 변형물체는 질량-스프링 모델, 유한 요소 모델 두 가지 방법을 주로 사용하여 구현한다. 질량-스프링 모델은 실시간 시뮬레이션에 장점이 있으며 유한 요소 모델은 변형물체의 정밀함을 나타낼 때 장점을 가진다. 본 논문에서는 실시간으로 시뮬레이션을 목표로 하고 있기 때문에 질량-스프링 모델을 기반으로 하는 테트라헤드론 구조를 이용하여 변형물체를 구현하였다. 변형물체의 자연스러운 움직임을 실시간으로 시뮬레이션하기 위해 키넥트 SDK를 통해 사용자의 손의 위치를 추적 하고, 손의 위치 변화량을 바탕으로 힘을 계산한다. 이를 바탕으로 $4^{th}$ order Runge-Kutta Integration 수치적분법을 이용하여 물체의 다음 위치를 계산하여 시뮬레이션 하도록 하였다. 그리고 자연스러운 동작을 표현하기 위해서 사용자의 손을 통해 물체에 작용하는 힘이 너무 많이 작용하지 않기 위해 제스처에 임계값을 정하였으며 해당 임계값을 넘는 힘이 작용할 경우 임계값으로만 적용되도록 설정하였다. 각 실험을 5회씩 반복하였으며 실험에 따른 시뮬레이션 연산속도를 분석하였다. 본 논문을 통해 구현한 변형물체를 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템을 바탕으로 기존의 강체 기반의 증강현실에서 활용하기 힘들었던 의료, 교육 및 다양한 방면으로 시뮬레이션이 가능할 것으로 기대한다.

성견 하악골 절단 후 기계적 골 견인에 의해 형성된 골 신장부에 대한 시기별 조직학적 변화 (HISTOLOGICAL CHANGES IN THE ELONGATED BONE AFFECTED BY OSTEODISTRACTION OF THE MANDIBLE IN THE DOG)

  • 백선호;안병근;박영주;박희건;박준우;이건주;이용찬;조병욱
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제27권5호
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    • pp.404-416
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    • 2001
  • Purpose : Traditionally, the treatement of choice has been a bone grafting procedure to increase the length of bone in case of actual length discrepancy. But, bone grafting procedure has many disadvantages, for example, graft resorption, donor site morbidity, and so on. So, many trials have been performed to avert the use of autogenous bone graft via introducing new materials or methods. And, one of those trials has been realized by the development of a technique inducing bone lengthening by osteotomy (or corticotomy) and slow gradual distraction of the osteotomized segments. This new technique of bone lengthening dates back to the early 20th century. But, the majority of information concerning the biology of new bone formation during bone lengthening and technical details of the procedure were produced by extensive clinical and experimental studies performed by Ilizarov, a Russian surgeon. According to Ilizarov, with adequate blood supply, preservation of periosteum, rigid fixation of the osteotomized segments, and proper rate and rhythm of distraction, intramembranous bone rapidly develops within the distraction gap in the limb lengthening procedure. In the limb lengthening, many orthopedic surgeons try to observe the biologic and clinical principles recommended by Ilizarov. In the oral and maxillofacial region, however, not a few studies must be performed to apply this surgical technique in the clinical cases. Besides, the mechanism of bone formation in the distraction gap is not clear, yet. The purpose of this experiment was to scrutinize serially the histological changes in the elongated bone affected by osteodistraction of the mandibular body in an adult canine model. In addition, it was performed to confirm the presence of specific region(s) which was important in the bone formation in the gap through the observation of the expression pattern of osteocalcin and osteonectin with the immunohistochemical examination. Materials and Methods : The experimental and control specimens were obtained from seven adult male mongrel dogs weighing over 20kg. The distractors were custom-made linear extraoral devices and bicortical fixation screws were 2.3mm in diameter, 50mm in total length, 15mm in screw length. The distractors were devised to produce a linear gap of 0.75mm between two bony segments every $360^{\circ}$ turn of the rotation rod of the device. The mandibular body of the right side of each animal was corticotomized perpendicular to the occlusal plane and then two bony segments were separated completely by careful manipulation of the segments with bone forceps. The left side of each animal was left intact. This side was served as control. At sixth day after osteotomy and fixation of the segments were performed, distraction of the segments was commenced with a rate of 1.1mm/day and a rhythm of two/day for ensuing 7 days. The animals were euthanized at the 16th. 29th, and 44th day after the osteotomy. The bony specimens were decalcified, embedded in paraffin, sectioned $5{\mu}m$ thick and stained with H&E. The prepared specimens were examined under the light microscope. And, immunohistochemical examinations using anti-osteocalcin antibody (OC1, Biodesign, USA) and anti-osteonectin antibody (Haematologic Technologies Inc., Essex, VT) to locate the expressions of osteocalcin and osteonectin, respectively, were performed. Results : 1. New bone was observed already at the 16th. day after osteotomy. This suggests that new bone formation in osteodistraction was commenced at an early stage of the regenerative process. But, radiologically and microscopically, bony union was not completed in the distraction gap at the 44th. day after osteotomy. Therefore, rigid fixation must be maintained between the bony fragments till the complete bony union is confirmed clinically rather than one month or so after the completion of distraction.

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IoT 기반의 병원용 물류 로봇의 안전한 운행을 위한 장애물 인식에 관한 연구 (A Study on Object Recognition for Safe Operation of Hospital Logistics Robot Based on IoT)

  • 강민수;임춘화;이재연;최은혜;이상광
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.141-146
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    • 2017
  • 최근 지속적으로 발생하고 있는 메르스와 같은 신종 감염병은 초기발견, 격리, 위기대응 등 많은 대응책을 필요로하고 있으며 아울러 일반인의 문병과 간호 간병 통합서비스 시행 등 병원의 문화가 바뀌는 추세이다. 그러나 병원에서 근무하는 의료인의 자격조건, 규정 등이 까다로와지면서 해외에서는 린넨, 폐기물, 수액 이동 등 로봇으로 가능한 부분은 대체하는 추세이다. 본 연구에서는 병원 내에서 발생하는 각종 물품의 배송 업무를 수행할 수 있는 IoT 기반의 병원 물류 로봇으로 다양한 종류의 물건을 원하는 위치까지 안전하게 이동 할 수 있는 기술에 대하여 연구하였다. 병원 내 로봇의 이동은 사람 또는 사물간 충돌을 발생 시킬 수 있기 때문에 충돌을 최소화 해야 한다. 충돌을 최소화하기 위해서는 로봇의 이동 경로에 사물의 유무를 판단하고 사물이 있다면 이동하는 것인지 아닌지를 인지해야 한다. 그래서 얼굴/전신정보 검출과 3D Vision 영상분할 기술을 이용하여 장애물의 상황 정보를 생성하였다. 생성 된 정보를 활용하여 로봇 이동 범위 내 사물과 사람을 고려한 맵을 생성하여 로봇이 안전하고 효율적으로 운행 될 수 있도록 하였다.