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- 저자 : 김방현(Banghyun Kim) (검색결과 17 건)
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김방현(Banghyun Kim),이필엽(Fillyoub Lee),심형원(Hyungwon Sim),전봉환(Bonghuan Jun),이판묵(Panmook Lee) 한국정보과학회 2010 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.37 No.1C
자율무인잠수정은 탐사 목적에 따라 다양한 임무를 수행해야 하며, 임무에 따라 자율무인잠수정 행동의 유형과 순서는 달라질 수 있다. 그러나 대부분의 자율무인잠수정은 한정된 임무에 대하여 프로그램 내부에 고정된 행동 유형으로 동작하며, 다른 유형의 임무를 수행해야 할 경우에는 프로그램을 수정해야 하는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 자율무인잠수정이 수행할 수 있는 다양한 임무를 명시할 수 있는 임무 언어를 개발하였다. 이 임무 언어는 명령어의 실행 순서를 제어할 수 있는 제어문과 자율무인잠수정의 행동을 지정하거나 자율무인잠수정의 상태를 입출력 할 수 있는 명령어, 그리고 변수 정의를 제공하기 때문에, 사용자가 자율무인잠수정의 임무를 자유롭게 표현하는 것이 가능하다. 임무 언어로 작성된 임무파일은 전용 어셈블러에 의해 이진 형식의 실행이미지로 변환된 후에, 자율무인잠수정 내장 소프트웨어 내부의 가상기계 기억장치에 적재되어 실행된다. 실행이미지를 가상기계에서 해석하고 실행하는데 필요한 시스템의 자원을 최소화하기 위하여 임무 언어는 자율무인잠수정의 임무를 표현하기 위한 필수적인 부분만을 고려하여 설계되었으며, 문법은 ARM v5 어셈블리와 유사한 형태이다. 개발된 임무 언어는 한국해양연구원에서 개발한 이심이100 자율무인잠수정에 적용되었으며, 이후 개발할 6,000m급의 이심이6000 자율무인잠수정에도 사용될 예정이다.
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해저보행로봇 CR200의 실시간 제어를 위한 소프트웨어 타이머의 성능 평가
김방현(Banghyun Kim),박성우(Sungwoo Park),이판묵(Pan-Mook Lee),전봉환(Bong-Huan Jun) 한국정보과학회 2012 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.39 No.1A
한국해양연구원에서 개발하고 있는 해저보행로봇 CR200은 6개의 다리를 이용하여 해저면에서 보행으로 이동하며 정밀 해저탐사 및 작업을 수행할 수 있는 로봇이다. 운용자는 선상제어실에서 유선으로 연결된 CR200을 원격으로 모니터링하거나 제어한다. 특히 안정적인 보행을 위해서는 100㎐의 주기로 CR200의 상태 정보가 선상제어실로 전송되고, 선상제어실에서는 전송된 정보를 기반으로 제어 명령을 산출하여 CR200으로 전송해야 한다. 이러한 주기적인 실시간 제어를 위해서는 일반적으로 실시간 운영체제를 사용하지만, 본 논문에서는 실시간 운영체제를 사용하지 않고 시스템 시간 기반의 백그라운드 프로세스로 동작하는 소프트웨어 타이머를 사용하여 실시간 제어를 하는 방법을 제안하고, 성능 평가 결과를 제시한다. 제안한 방법의 실시간 속성을 검증하기 위하여, 현재 설계에서 운영체제로 고려하고 있는 우분투 10.04와 윈도우즈 7을 CR200에 탑재되는 Advantech 사의 PCM-3362 보드에 설치하여 소프트웨어 타이머의 성능을 10㎳부터 100㎳까지 각각 실험하였다. 실험결과에 따르면, 두 운영체제에서 모두 누락이 없이 타이머 동작이 수행되었으며, 10㎳ 간격으로 타이머를 동작하였을 때에 우분투에서는 평균 오차가 41㎲이었고 윈도우즈 7에서는 7.7㎳였다. 윈도우즈 7에서의 오차는 100㎐ 제어 주기에 사용하기에 적합하지 않지만, 우분투에서의 오차는 제어 주기 간격의 0.41%에 불과하기 때문에 해저보행로봇의 실시간 제어에 영향을 주지 않는 오차이다. 따라서 CR200의 임베디드 컴퓨터와 선상제어실의 원격제어 컴퓨터는 우분투 운영체제 상에서 소프트웨어 타이머를 이용하여 상호 연동되도록 구현할 예정이다.
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김방현(Banghyun Kim),박성우(Sung-Woo Park),박진영(Jin-Yeong Park),이판묵(Pan-Mook Lee),전봉환(Bong-Huan Jun) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6
현재 한국해양연구원에서 개발 중인 해저보행로봇은 프로펠러 방식으로 추력을 얻는 기존의 해저로봇과는 달리 여러 개의 관절로 이루어진 다리를 이용하여 해저면에 근접해서 보행과 유영으로 이동하는 새로운 개념의 해저로봇이. 다본 논문에서는 Crabster라고 불리는 해저로봇과 이를 보조하는 완충기, 그리고 선상시스템으로 구성되는 다관절 해저로봇 시스템을 위해 설계된 통신 시스템을 소개한다. 구성 요소 사이의 통신은 기가비트 이더넷 광변환기에 연결된 광케이블을 통하여 이루어지, 며내부 통신은 기가비트 이더넷을 주 네트워크로 사용한다. 이더넷 이외의 통신 방식을 갖는 장비들은 입출력 컴퓨터나 이더넷 컨버터를 통하여 주 네트워크에 연결되며, 특히 아날로그 카메라의 경우에는 비디오 인코더를 통하여 연결된다. 이러한 구조의 장점은 전체 통신 시스템의 구조가 간단해지기 때문에 통신 하드웨어와 소프트웨어의 구현이 쉽다는 것이다. 또한 저가의 소형 상용 광변환기를 그대로 사용할 수 있으며, 탑재 장비가 변경되거나 추가될 경우에는 통신 시스템의 변경을 최소화할 수 있는 이점이 있다 . 설계된 통신 시스템의 핵심 부분만으로 구축된 테스트베드로 실험한 결과는 본 연구에서 제안한 통신 시스템 구조가 설계된 모든 장비가 연결되었을 경우에도 충분네한트 워크 대역폭과 100㎐의 제어 주기 이내의 네트워크 지연을 보여주었다
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김방현(Banghyun Kim),박성우(Sung-Woo Park),이판묵(Panmook Lee),전봉환(Bonghuan Jun) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.1A
한국해양연구원에서는 국토해양부의 지원을 받아 2010년 7월부터 새로운 개념의 해저로봇 개발에 착수 하였다. 새로이 개발되는 해저로봇은 프로펠러 방식으로 추력을 얻는 기존의 해저로봇과는 달리 여러 개의 관절로 이루어진 6개의 다리를 이용하여 해저면에 근접해서 보행과 유영으로 이동하는 해저로봇으로 강조류와 악시계의 환경에서도 운용이 가능한 로봇이다. 이 해저보행로봇 시스템은 선상시스템과 완충기, 그리고 해저보행로봇으로 구성되며, 이들 사이는 광변환기를 통해서 광케이블로 연결된다. 선상시스템에는 해저로봇의 제어 및 모니터링을 위하여 10대의 컴퓨터가 설치되어 있고, 완충기와 해저로봇에 각각 1대의 입출력 컴퓨터가 내장되어 장착된 센서와 모터의 인터페이스를 담당한다. 본 논문에서는 해저보행로봇의 통신 시스템을 소개하고, 이 통신 시스템에서 사용되기 위하여 설계된 메시지의 통신 프로토콜을 설명한다. 해저보행로봇 시스템의 주 네트워크는 기가비트 이더넷이며, 안정된 통신 환경의 소규모 독립 네트워크이다. 완충기와 해저보행로봇에는 최대 100㎐로 동작하는 다양한 직렬통신 방식을 갖는 다수의 센서와 모터가 장착되어 있는데, 입출력 컴퓨터가 이더넷 네트워크와의 인터페이스 역할을 수행하여 계층적 네트워크를 구성한다. 로봇 제어에서는 실시간성이 중요하기 때문에 이더넷에서 통신 메시지는 한 번의 전송으로 여러 컴퓨터에 전달할 수 있도록 멀티캐스팅을 사용하여 전송된다. 설계된 통신 프로토콜은 이러한 해저로봇 시스템의 특성에 적합한 간결한 구조로 설계되었으며, 최대 255개의 주소를 지정할 수 있고 255 종류의 메시지 형태를 설정할 수 있다.
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AXIS 인코더를 이용한 해저보행로봇의 디지털 비디오 전송
박성우(Sung-Woo Park),김방현(Banghyun Kim),이판묵(Pan-Mook Lee),전봉환(Bong-Huan Jun) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6
현재 한국해양연구원은 국토해양부의 지원을 받아2 010년 7월부터 새로운 개념의 해저보행로봇 개발에 착수하였다. 새로이 개발되는 해저보행로봇은 프로펠러 방식으로 추력을 얻는 기존의 수중로봇과는 달리 여러 개의 관절로 이루어진 다를리 이용하여 해저면에 근접해서 보행과 유영으로 이동하는 새로운 개념의 수중로봇이다. 대부분의 수중카메라는 비디오 전송이 아날로그 형태로 이루어지는데, 아날로그 비디오 전송은 전자기 간섭에 취약하고, 중간에 광통신을 사용할 경우에는 변환 장치에 의해서 화질 손상 및 노이즈가 발생할 가능성이 높아지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 해저보행로봇 시스템에서는 디지털 비디오 전송을 기반으로 하는 비디오 시스템을 설계하였다. 이 비디오 시스템에서는 아날로그 카메라의 영상 데이터가 비디오 인코더를 이용하여 디지털로 변환된 후에 압축되어 선상시스템으로 전송되고, 네트워크 카메라의 비디오 데이터는 이더넷에 직접 연결되어 압축된 디지털 형태로 전송된다. 광케이블을 통하여 선상시스템으로 전송된 영상 데이터는 비디오 서버에 일괄적으로 저장되는 동시에 모니터링 모니터에 출력된다. 설계된 시스템을 검증하기 구축한 테스트베드로 실험한 결과에 따르면, 영상압축방식으로 H.264/MPEG-4를 사용하고 압축률이 30%일 경우에 최적의 성능을 나타내었다. 테스트베드는 AXIS사의 Q7404 비디오 인코더, Kongsberg사의 oe15-109 아날로그 모노 카메라, AXIS사의 M1114 네트워크 카메라, 3COM사의 3CGSU08 기가비트 스위칭허브, 그리고 Soltek사의 SFC2000-TL10 기가비트 광컨버터를 사용하였다.
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Intramedullary Skeletal Kinetic Distractor를 이용한 하지 신연 골형성술에서의 기계고장
이윤석(Yunseok Lee),김방현(Banghyun Kim),이동훈(Donghoon Lee) 대한정형외과학회 2014 대한정형외과학회지 Vol.49 No.2
Ilizarov 외고정 장치를 이용한 신연 골형성술이 가지는 단점을 극복하기 위하여 개발된 내부 연장 장치를 적용한 사례들이 늘어나고 있다. 그리고 다수의 성공적인 결과들이 보고되어 신연 골형성술의 새로운 지표를 열어가고 있다. 하지만 기계고장이나 연장속도 조 절 어려움 등의 내부 연장 장치 고유의 문제점 또한 존재한다. 저자들은 ISKD® (Orthofix Inc.) 기구를 이용한 신연 골형성술 과정 중 에 발생한 기계고장을 경험하였고, 이를 외고정 장치를 이용한 신연 골형성술로 전환하여 목표 연장길이를 얻어낸 사례를 보고하고자 한다. In an effort to overcome the drawbacks of distraction osteogenesis using the Ilizarov external fixator, intramedullary lengthening devices have been developed and applied for long bone distraction osteogenesis. Several successful cases have been reported, leading to the next generation of distraction osteogenesis. However, intramedullary lengthening devices have their own problems, such as device failure, difficulty of control of the lengthening degree. The authors report on a case of device failure during distraction osteogenesis using ISKD® (Orthofix Inc.) in the distraction phase, and the strategy that involved switching to a lengthening over nail system, which uses the Ilizarov external fixator, in order to obtain the target length.
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해저보행로봇 CR200을 위한 비디오 시스템의 통합 테스트
박성우(Sungwoo Park),김방현(Banghyun Kim),이판묵(Pan-Mook Lee),전봉환(Bong-Huan Jun) 한국정보과학회 2012 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.39 No.1A
해저보행로봇 CR200은 여러 개의 관절로 이루어진 6개의 다리를 이용하여 해저면에서 보행으로 이동하며 해저 정밀탐사 및 작업을 수행하는 로봇으로, 케이블로 연결된 선상제어실에서 원격 제어된다. CR200 시스템에서는 16개의 카메라가 장착될 예정이며, 취득된 카메라의 영상은 선상제어실의 비디오 컴퓨터로 전송되어 모니터링 및 녹화된다. 설계된 비디오 시스템에서 영상 전송은 전자기 간섭에 의한 화질 열화를 최소화하기 위하여 기가비트의 대역폭을 가진 이더넷과 광케이블을 통하여 디지털 형태로 전송되며, 아날로그 카메라의 영상은 비디오 인코더를 사용하여 디지털 영상으로 변환된 후에 전송된다. 본 논문에서는 CR200의 비디오 시스템의 설계를 소개하고, 실제로 제작하기 전에 설계된 비디오 시스템을 검증하기 위하여 테스트베드를 사용한 통합 테스트 결과를 제시한다. 아직 준비되지 않은 카메라에 대해서는 아이패드의 아날로그 영상 출력을 비디오 인코더의 입력으로 전달하여, 설계된 모든 카메라들이 동작하는 상황을 테스트베드로 실험하였다. 16개 카메라의 영상이 모니터링 및 녹화되는 상황을 테스트베드로 실험한 결과에 따르면, 압축률 10%의 H.264 동영상 압축 알고리즘을 사용할 경우에 30fps 영상의 모니터링 및 녹화에 각각 60Mbps의 전송량으로 비디오 시스템이 정상적으로 동작하는 것을 확인할 수 있었다. 비디오데이터의 전송은 센서 및 제어 데이터의 전송과 같은 네트워크를 사용하지만, 비디오 데이터의 기가비트 네트워크 사용률은 평균 12%이기 때문에 비디오 데이터 전송으로 인하여 데이터 통신은 거의 영향을 받지 않는다.
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