• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.480-485
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• 1993

A method for obtaining optimal orbital maneuvers of a space vehicle has been developed by combining feedback linearization method with the elegance of the Lambert's theorem. To obtain solutions to nonlinear orbital maneuver problems. The full nonlinear equations of motion for space vehicle in polar coordinate system are transformed exactly into a controllable linear set in Brunovsky canonical form by using feedback linearization by choosing position vector as fully observable output vector. These equations are used to pose a linear optimal tracking problem with a solutions to Lambert's problem and a linear analytical solution of continuous low thrust problem as reference trajectories.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권3호
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• pp.347-365
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• 2014

The main objective of this paper is to develop an innovative methodology for the vibration suppression control of the multiple degrees-of-freedom (MDOF) flexible structure. The proposed structure represented in this research as a clamped-free-free-free truss type plate is rotated by motors. The controller has two loops for tracking and vibration suppression. In addition to stabilizing the actual system, the proposed feedback control is based on a genetic algorithm (GA) to seek the primary optimal control gain for tracking and stabilization purposes. Moreover, input shaping is introduced for the control scheme that limits motion-induced elastic vibration by shaping the reference command. Experimental results are presented, demonstrating that, in the control loop, roll and yaw angles track control and elastic mode stabilization. It was also demonstrated that combining the input shaper with the proportional-integral-derivative (PID) feedback method has been shown to yield improved performance in controlling the flexible structure system. The broad range of problems discussed in this research is valuable in civil, mechanical, and aerospace engineering for flexible structures with MDOM motion.

• 한국컴퓨터게임학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.61-70
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• 2018

본 논문은 골프 스윙 자세 학습자를 위하여 골프 스윙의 참조 모델인 3D 모델과 학습자의 골프 스윙을 촬영한 동영상을 대상으로 스윙 동작 시 각각의 위치 및 시간에서 각 동작을 정밀하게 비교 분석하기 위해 3D 모델의 골프 스윙 동작과 학습자의 스윙 동작을 동기화 시키는 방법을 제안하고 구현한 결과를 제시한다. 3D 모델과 학습자의 스윙 동영상을 동기화시켜 재생하기 위해서 먼저 학습자의 골프 스윙 동영상을 촬영하고, 촬영한 동영상으로부터 어드레스 자세부터 피니쉬 자세까지 골프 클럽의 위치에 따라 상대적 시간 정보를 추출한다. 고품질 모션 캡쳐 장비를 통해 초당 120프레임으로 캡처된 골프 전문가의 움직임 정보를 3D 모델에 리깅한 3D 참조 모델에 학습자 스윙 동영상으로부터 추출한 골프 클럽의 위치별 시간 정보를 적용하여 3D 참조 모델과 학습자의 스윙 동영상을 동기화시켜 재생함으로 학습자는 골프 스윙의 각 위치에서 참조 모델과 자신의 자세를 정밀하게 비교함으로 자세를 교정하거나 학습할 수 있다. 동기화된 재생을 통하여 기존의 수동적으로 위치를 조정하며 참조 모델과 학습자의 스윙을 비교 분석하는 시스템의 기능을 편리하게 사용할 수 있도록 개선할 수 있으며, 골프 자세의 각 위치를 검출하는 영상 처리 기술을 적용한 부분을 제외하고, 동기화시키기 위해 동영상에서 자동적으로 각 위치의 시간 정보를 추출하여 동기화시켜 재생하는 방법은 일반적인 생활 스포츠 분야로 확대하여 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.250-258
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• 1999

본 논문에서는 각 운동축들(자유도 또는 부시스템)간의 상호연관성에도 불구하고 자기부상식 미세구동기가 주어진 경로를 가능한 정밀하게 추종하도록 하는 비집중 적응제어기 설계가 제시되었다. 본 제어기는 알고있는 부시스템을 기반으로 하는 모델기준제어와 국부적응제어로 구성된다. 전자는 매니퓰레이터의 운동을 안정화시켜 기준모델을 따라가도록 하고, 후자는 간섭작용을 무기력화시키는 수준만큼 국부이득을 조정하여 전체시스템의 안정을 도모하고 연관성에 의해 유발되는 추정오차를 줄여준다. 실험결과를 통하여 제시된 기법이 기존의 PID제어기에 비해 추종성능과 외란제거 능력면에서 우수함을 보였다.

• Advances in robotics research
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• 제1권1호
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• pp.41-59
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• 2014

This paper deals with the problem of steering a group of mobile robots along a reference path while maintaining a desired geometric formation. To solve this problem, the overall formation is decomposed into numerous geometric patterns composed of pairs of robots, and the state of the geometric patterns is defined. A control algorithm for the problem is proposed based on the Nash equilibrium strategies incorporating receding horizon control (RHC), also known as model predictive control (MPC). Each robot calculates a control input over a finite prediction horizon and transmits this control input to its neighbor. Considering the motion of the other robots in the prediction horizon, each robot calculates the optimal control strategy to achieve its goals: tracking a reference path and maintaining a desired formation. The performance of the proposed algorithm is validated using numerical simulations.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1249-1253
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• 2004

A robust input modification approach to the control of flexible joint robot is presented. In our previous study, we developed an observer based state feedback control for the suppression of residual vibration of a robot. The control was very effective in suppressing the inherent vibration of a flexible joint robot. However it did not meet high performance requirements under high speed motion and model uncertainties. As a solution of the problem, we present an input modification method with robustness against parametric uncertainties. The main idea of the proposed input modification method is to generate a modified reference position command for fast and accurate motion of the robot. Using this proposed method we can reduce the servo delay and settling time by about 60% and substantially improve the path accuracy.

• 한국기계가공학회지
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• 제9권6호
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• pp.51-58
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• 2010

This paper suggests a control technique of the two axes precision stage. The stage is supported by four flexible spring hinges and driven by two piezoelectric actuators. The dynamic motion of the stage is analysed by the finite element method and identified by the frequency domain modeling technique based on the experimental data. The sliding mode control with integrator is applied to improve the tracking ability of the stage to the complex reference input signal. Experimental results demonstrate that the proposed modeling schemes and control algorithm can be used effectively for the two axes stage.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.57-65
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• 2000

In this paper, a model reference adaptive control for the atomic force microscope (AFM) of tapping mode is investigated. The dynamics between the AFM system and al sample is mathematically modeled as a second order spring-mass-damper system with oscillatory inputs. The attractive and repulsive forces between the tip of the AFM system and the sample are derived using the Lennard-Jones potential energy. By non-dimensionalizing the displacement of the tip and the input frequency, the chaotic behavior near a resonance frequency is better depicted through the non-dimensionalized equations. Four nonlinear analysis techniques, a phase portrait, sensitive dependence on initial conditions, a power spectral density function, and a Pomcare map are investigated. Because the equations of motion derived in this paper involve unknown parameter values such as the damping effect of the air and the interaction constants between materials, the standard model reference adaptive control is adopted. Two control objectives, the prevention of chaos and the tracking of reference signal, are pursued. Simulation results are included.

• 정보처리학회논문지B
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• 제14B권4호
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• pp.311-320
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• 2007

본 논문에서는 강건한 얼굴 포즈 추정과 실시간 표정제어가 가능한 비전 기반 3차원 얼굴 모델의 자동 표정 생성 방법 및 시스템을 제안한다. 기존의 비전 기반 3차원 얼굴 애니메이션에 관한 연구는 얼굴의 움직임을 나타내는 모션 추정을 반영하지 못하고 얼굴 표정 생성에 초점을 맞추고 있다. 그러나, 얼굴 포즈를 정확히 추정하여 반영하는 작업은 현실감 있는 얼굴 애니메이션을 위해서 중요한 이슈로 인식되고 있다. 본 연구 에서는 얼굴 포즈추정과 얼굴 표정제어가 동시에 가능한 통합 애니메이션 시스템을 제안 하였다. 제안된 얼굴 모델의 표정 생성 시스템은 크게 얼굴 검출, 얼굴 모션 추정, 표정 제어로 구성되어 있다. 얼굴 검출은 비모수적 HT 컬러 모델과 템플릿 매칭을 통해 수행된다. 검출된 얼굴 영역으로부터 얼굴 모션 추정과 얼굴 표정 제어를 수행한다. 얼굴 모션 추정을 위하여 3차원 실린더 모델을 검출된 얼굴 영역에 투영하고 광류(optical flow) 알고리즘을 이용하여 얼굴의 모션을 추정하며 추정된 결과를 3차원 얼굴 모델에 적용한다. 얼굴 모델의 표정을 생성하기 위해 특징점 기반의 얼굴 모델 표정 생성 방법을 적용한다. 얼굴의 구조적 정보와 템플릿 매칭을 이용하여 주요 얼굴 특징점을 검출하며 광류 알고리즘에 의하여 특징점을 추적한다. 추적된 특징점의 위치는 얼굴의 모션 정보와 표정 정보의 조합으로 이루어져있기 때문에 기하학적 변환을 이용하여 얼굴의 방향이 정면이었을 경우의 특징점의 변위인 애니메이션 매개변수(parameters)를 계산한다. 결국 얼굴 표정 복제는 두 개의 정합과정을 통해 수행된다. 애니메이션 매개변수 3차원 얼굴 모델의 주요 특징점(제어점)의 이동은 획득된 애니메이션 매개변수를 적용하여 수행하며, 정점 주위의 부가적 정점의 위치는 RBF(Radial Basis Function) 보간법을 통해 변형한다. 실험결과 본 논문에서 제안된 비전기반 애니메이션 시스템은 비디오 영상으로부터 강건한 얼굴 포즈 추정과 얼굴의 표정변화를 잘 반영하여 현실감 있는 애니메이션을 생성함을 입증할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.32-44
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• 2015

일반적으로 선박의 운동은 이동운동과 회전운동의 결합으로 이루어진다. 특히 대형 크루즈 선박과 광케이블 포설용 선박, 다이버용 선박 등 특수 선박은 자동 접이안이나 설정된 경로 등을 따라 선수방향의 변화 없이 여러 방향으로 이동만 하는 운동을 재현할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 다 추력장치를 가진 선박을 대상으로 조이스틱 명령 기반의 이동운동제어를 실현할 수 있는 통합제어시스템의 구성방법을 제안하며, 이를 실현하기 위하여 필요한 속도명령 생성방법과 대응하는 운동변수 및 이들이 가져야 하는 기준 값 생성방법을 제안한다. 또한 정의된 운동변수의 기준 값을 추종하기 위한 다양한 알고리즘 구성에 대하여 논한다. 또한 통합제어시스템 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 이를 토대로 다양한 이동운동 명령에 대한 모의실험을 수행한 후, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 제안된 방법의 유효성을 검증한다.