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다물체 동역학 기반 행성 탐사로버 휠-지형 상호작용 모델링 및 주행특성 분석
김건중(Kun-Jung Kim),심병섭(Byeong-Seop Sim),유기호(Kee-Ho Yu) 제어로봇시스템학회 2018 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.24 No.12
In this study, to analyze the dynamic behavior of rovers on flat and/or inclined deformable terrain, we develop an analysis model of multi-body dynamics, which consists of external forces acting on each wheel based on a wheel and terrain interaction and rover dynamics model. To develop an analysis model based on multi-body dynamics, we describe the wheel-terrain interaction model to deal with slippage both in the longitudinal and lateral direction on flat and/or inclined deformable terrain, considering the properties of the lunar simulant in this model. Then, the dynamic behaviors of the planetary exploration rover on various inclined terrain during longitudinal and lateral traversing are predicted. Moreover, we investigate the influence of driving conditions, such as load distribution and steering configurations, that are used for the compensation strategies on slope terrain. These simulation results suggest that the appropriate compensation strategy and precise analysis model should be adopted so that the rover successfully traverses slope terrain and achieves its path-following tasks.
김건일,송현,유양기,조민섭,마츠다 나루토,소로킨 비탈리,주석중,이재원,송명근,이준승,김순배,박수길,박정식,Kim, Kun-Il,Song, Hyun,Yu, Yang-Gi,Jo, Min-Seop,Matsuda, Naruto,Sorokin, Vitaly A.,Choo, Suk-Jung,Lee, Jae-Won,Song, Meung-Gun,Yi, Joon-Seung 대한흉부심장혈관외과학회 2001 Journal of Chest Surgery (J Chest Surg) Vol.34 No.4
배경: 말기 신부전 환자에서 심장병, 특히 관상 동맥 질환의 이환이 늘어나면서 관상동맥 우회수술의 대상 환자가 지속적으로 증가하고 있다. 이들 환자군은 수술후 유병률과 사망률이 매우 높고 고위험군으로 알려져 있다. 대상 및 방법: 1996년 3월부터 2000년 5우러까지 서울 중앙 병원 흉부외과에서 술전 말기 신부전증으로 진단 받은 후 관상 동맥 우회수술을 시행받은 환자 25명을 대상으로 의무 기록을 중심의 후향적 분석을 하였다. 술전 위험 인자 및 술전 신기능, 수술 결과, 술후 경과, 수술후 합병증, 사망률 및 생존률 등을 분석하였다. 결과: 술전 평균 크레아티닌 청소율은 12.7$\pm$5ml/mim였고 술전 평균 혈중 크레아티닌 치는 6.2$\pm$3mg/dl(1.7-14.4)였다. 술전 투석을 시행중인 환자는 11례(44%)였고 술전 투석을 시행하지 않았던 14례(56%)중 8례(8/14, 57.1%)는 수술전후로 새로이 투석이 필요하였다. 술전 혈액 투석 중이었던 9례중 2례에서 수술후 복막 투석으로 전환하였다. 수술 사망률은 2례(8%)로 흡인성 폐렴과 종격동염으로 1례, 그리고 수술후 출형과 종격도염으로 1례가 사망하였다. 수술후 합병증은 14명(56%)의 환자에서 발생하여 매우 높은 발생율을 보였다. 만기사항은 2례(8%)에서 발생하였으며 사망원인은 카테터에 의한 복막염이었다. 생존 환자의 4년 생존률은 82$\pm$13% 였다. 결론: 말기 신부전 환자에서의 관상동맥 우회수술을 비교적 만족스러운 범위의 수술 사망률(8%)을 보였으나 합병증 발생률이 매우 높고 합병증 발생 시 사망률이 매우 높아 수술주위 감염 예방과 세심한 환자 관리가 필요하다.
수치표고모델(DEM) 환경에서의 Fast Marching Method(FMM)/폐루프 제어기법 기반 달 탐사로버의 경로계획 및 추종
김건중(Kun-Jung Kim),Giancarlo Eder Guerra Padilla,심병섭(Byeong-Seop Sim),유기호(Kee-Ho Yu) 제어로봇시스템학회 2019 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.25 No.12
When a lunar exploration rover is running on the surface of the Moon on a scientific mission, the integration of various technologies including the navigation and control strategy considering the slippage and geometric singularity is required to enable the exploration rover to traverse while avoiding hazardous areas and following predefined path. Up to this point, this paper proposed a path planning/following algorithm to efficiently navigate the lunar exploration rover and track the predefined path. We first create a Digital Elevation Model (DEM) as infrastructure in simulation environment map based on the diamond-square midpoint displacement algorithm, and then generates the optimal path on the grid map using fast marching method (FMM). In order to let the exploration rover to track the generated path, the path tracking algorithm considering the slippage and geometric singularities based feedback control is also proposed. Using the wheel-terrain interaction model, the multi-body dynamics simulation induced longitudinal/lateral dynamics on the DEM map was carried out to verify the performance of the proposed algorithm. Finally, numerical analysis is presented to demonstrate the effectiveness of proposed path planning and path following controller.
김건중(Kun-Jung Kim),심병섭(Byeong-Seop Sim),유기호(Kee-Ho Yu) 제어로봇시스템학회 2017 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.23 No.4
To achieve a successful mission, the mobility performance of a lunar exploration rover should be evaluated and fully understood with respect to the lunar terrain properties. In this paper, we described two experimental methods to identify the accurate terrain parameters in a lunar simulant. From the experimental data, the classic Wong and Levenberg-Marquardt methods were utilized to derive the terrain properties associated with normal and shear stresses. Also, we assembled a wheel test bed of the rover in order to evaluate the mobility performance according to slip ratio and wheel width. The factors that affect the driving performance of rover wheels were examined based on terramechanics. Using the test bed, the sinkage, drawbar pull, and tractive coefficient were measured with various slip ratio and wheel width. These experimental results were compared to the simulation results based on the wheel-terrain interaction model.
김건중(Kun-Jung Kim),김성환(Seong-Hwan Kim),유기호(Kee-Ho Yu) 제어로봇시스템학회 2015 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.21 No.4
In this paper, the consideration factors that affect the actual driving of a rover wheel was examined based on the wheel-terrain model. For the evaluation of driving performance in a real environment, the test bed of the rover wheel consists of the driving part of the wheel and sensing part of the various parameters was designed and assembled. Using the test bed, the preliminary driving experiment concerning the slip ratio, sinkage, and friction force according to the rotational velocity and the shape of the wheel were carried out and evaluated. The wheel test bed and the experiment results are expected to contribute to finding the optimal result in the designing of the wheel shape and the planning of the driving conditions through further study.
이재원,류상완,김건일,주석중,송현,김종욱,송명근,Lee, Jae-Won,Ryu, Sang-Wan,Kim, Kun-Il,Choo, Suck-Jung,Song, Hyun,Kim, Jong-Ook,Song, Myeong-Gun 대한흉부심장혈관외과학회 2001 Journal of Chest Surgery (J Chest Surg) Vol.34 No.1
배경: 관상동맥우회술은 허혈성 심질환 환자에서 증상을 완화하고 급사를 방지할 수 있는 효과적인 치료방법으로 확립되었다. 그러나 80년대에 들어와 지금까지 사용되었던 대복재정맥편에 비해 동맥이식편의 장기개통율이 월등함이 알려지면서 좌내유동맥과 함께 사용할 수 있는 동맥이식편에 대한 관심이 증가하였다. 본원에서는 1998년부터 다동맥이식편을 이용하여 관상동맥 우회술을 시행하고 있으며, 조기성적에 대해 대복재정맥을 사용한 경우와 비교하고자 하였다. 대상 및 방법: 1998년 6월부터 1999년 5월까지 본원에서 관상동맥우회술을 시행받았던 355명의 환자중 심정지액을 이용하여 시행했던 153명을 대상으로 하였다. 76명의 단일 동맥편을 사용한 환자를 I군, 두 개 이상의 다동맥편을 사용한 77명의 환자를 II군으로 분류하여 수술전후 임상기록, 심초음파 및 관상동맥 조영술 소견등을 후향적으로 분석하였다. 결과: 술전 양군간에는 II군의 환자가 I군의 환자에 비해 더 젊고 흡연자가 많다는 것 이외에는 통계학적으로 차이는 없었다. 술후 조기사망은 각 군에서 1례씩 있었고 환자당 문합갯수에 통계학적으로 차이가 있는 것 이외에는 수술과정 및 술후 결과에서 차이는 없었다. 결론: 다동맥편을 이용한 관상동맥우회술을 시행한 결과 본원에서 학습기(learning period)임에도 불구하고 조기성적에 있어 대복재정맥을 이용한 경우와 차이가 없었다. 물론 중기 및 장기성적에 대한 지속적인 추적관찰이 필요하겠으나 이러한 조기성적은 동맥이식편을 이용한 관상동맥우회술이 환자의 장기생존에 도움을 줄 수 있으리라 사료된다. 또한 이러한 결과를 토대로 완전 동맥이식편 관상동맥우회술로의 전환이 이루어질 수 있으리라 생각된다.
승모판막 폐쇄부전증에서 신건삭 형성술을 이용한 판막 성형술의 임상분석
이재원,임한중,정성호,김건일,주석중,송현,송명근,Lee, Jae-Won,Lim, Han-Jung,Jung, Sung-Ho,Kim, Kun-Il,Choo, Suk-Jung,Song, Hyun,Song, Meung-Gun 대한흉부심장혈관외과학회 2001 Journal of Chest Surgery (J Chest Surg) Vol.34 No.4
배경: 승포판 전엽이나 교련 또는 여러 판엽에 걸쳐 광범위한 병변으로 인한 승모판 역류의 경우 수술수기에 대한 뚜렷한 정립이 되어 있지 않은 실정이다. 최근 이러한 병변의 승모판 역류의 경우 PTEE(Polytetrafluro-ethylene)을 이용한 신건삭 형성술의 시행이 점차 늘고 있다. 이에 저자들은 PTEE를 이용한 신건삭 형성술이 승모판 성형술에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1994년 1월부터 1999년 12월까지 승모판막 성형술을 시행 받은 322명의 환자 중에서 신건삭 형성술을 이용하여 승모판 성형술을 시행한 144례(I군)과 신건삭 형성술 이외의 방법으로 승모판 성형술을 시행한 178례(II군)를 대상으로 하였다. 두 군에서 수술 직후ㅘ 수술 후 6개월, 1년 및 1년 단위로 주기적인 심초음파를 시행하였고 이를 통계적 검정하였다. 결과: 같은 기간 승모판 성형술은 승모판막 폐쇄 부전증으로 내원한 환자의 95%(306)에서 추적 관찰이 가능하였다. 두 구난에 수술 전 혈류 역학적인 차이를 보이지 않았고, 수술 전 평균 승모판막 폐쇄 부전의 정도는 I군이 3.8$\pm$0.4, II군이 3.6$\pm$0.3였으나 수술 후 추적 관찰에서 각각 1.3$\pm$0.9와 1.1$\pm$0.7 정도의 양호한 판막 성형술의 결과를 보였고 승모판막 면적의변화나 승모판막에서의 평균 압력차이 등 혈류 역학적인 결과에도 차이를 보이고 있지 않았다. 술 후 3명(0.9%)의 조기 사망과 4명 (1.2%)의 후기 사망이 있었으나 두 군간의 차이는 보이지 않았다. 만기 생존율( 93.7$\pm$3.3 vs 88.0$\pm$1.95) 및 판막살패가 발생하기 않을 확률( 93.7$\pm$3.6 vs 93.3$\pm$3.4%) 과 재수술이 필요치 않을 활률(99.3$\pm$0.7 vs 96.0$\pm$1.9%), 색전증, 감염성 심내막염, 판막과 관련된 합병증 발생률 등에서 두 군간에 의미 있는 차이는 없었다. 전엽과 후엽에서 신건삭 형성술을 시행한 환자에서는 통계학적인 차이가 없었다(p=0.29) 결론: 신건삭 형성술을 이용한 승모판 성형술은 승모판 성형술의 증가(r=0.98, p<0.01)를 가져 왔을 뿐만 아니라 내구성과 안정성에 있어 기존의 안전화된 수술 수기와 견줄만하다. 특히 이러한 신건삭 형성술은 승모판 전엽에 병변이 있는 경우와 교련부 및 여러 엽에 광범위한 병변으로 인하여 재건술이 어려운 경우에도 승모판 재건을 가능하게 하는 우수한 수술 수리가 사료된다.
손 제스처와 진동촉각피드백을 이용한 사용자 친화적인 드론 제어 인터페이스 구현
이지원(Ji-Won Lee),김건중(Kun-Jung Kim),유기호(Kee-Ho Yu) 제어로봇시스템학회 2022 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.28 No.4
With the increasing use of drones, drone-related accidents have also increased. The main cause of these accidents is associated with the operational issue due to the difficulty of manipulation, especially for a novice. In this paper, a user-friendly drone control interface with hand gesture recognition and vibrotactile feedback is proposed to present additional information on obstacles distributed in the flight environment. Sensitivity analysis was performed to determine the key parameters of hand gestures and with these results, deep learning-based gesture recognition was developed. To effectively avoid obstacles around a drone, the vibration intensity was adjusted according to the distance between the drone and its obstacles. To demonstrate the effectiveness of the proposed system, drone flight simulation and a preliminary experiment were conducted. Results indicate that the proposed interface is useful for controlling drone more intuitively and safely.