모터 토크 추정을 통한 보행보조기의 의지파악 알고리즘

공정식,Kong, Jung-Shik 대한의용생체공학회 2010 의공학회지 Vol.31 No.2

This paper deals with the recognition algorithm of walking will based on torque estimation. Recently, concern about walking assistant aids is increasing according to the increase in population of elder and handicapped person. However, most of walking aids don't have any actuators for its movement. So, general walking aids have weakness for its movement to upward/download direction of slope. To overcome the weakness of the general walking aids, many researches for active type walking aids are being progressed. Unfortunately it is difficult to control aids during its movement, because it is not easy to recognize user's walking will. Many kinds of methods are proposed to recognize of user's walking will. In this paper, we propose walking will recognition algorithm by using torque estimation from wheels. First, we measure wheel velocity and voltage at the walking aids. From these data, external forces are extracted. And then walking will that is included by walking velocity and direction is estimated. Here, all the processes are verified by simulation and experiment in the real world.

헬스케어 로봇으로의 응용을 위한 음색기반의 감정인식 알고리즘 구현

공정식,권오상,이응혁,Kong, Jung-Shik,Kwon, Oh-Sang,Lee, Eung-Hyuk 한국전기전자학회 2009 전기전자학회논문지 Vol.13 No.4

음성신호는 화자에 대한 고유한 정보와 주변의 음향환경에 대한 정보는 물론 감정과 피로도 등 다양한 정보가 포함되어 있다. 이에 음성신호를 이용한 연구분야에서 감정 상태를 파악하기 위한 연구가 지속되어 왔다. 이에 본 논문에서는 화자의 감정을 인식하기 위해 ETSI의 3GPP2 표준코덱인 Selectable Mode Vocoder(SMV)를 분석한다. 이를 기반으로 감정 인식에 효과적인 특징들을 제안한다. 이후 선정된 특징 벡터를 이용하여 Gaussian Mixture Model(GMM) 기반의 감정 인식 알고리즘을 개발하고 Mixture component 개수를 변화시키면서 성능을 검증한다. This paper deals with feeling recognition from people's voice to fine feature vectors. Voice signals include the people's own information and but also people's feelings and fatigues. So, many researches are being progressed to fine the feelings from people's voice. In this paper, We analysis Selectable Mode Vocoder(SMV) that is one of the standard 3GPP2 codecs of ETSI. From the analyzed result, we propose voices features for recognizing feelings. And then, feeling recognition algorithm based on gaussian mixture model(GMM) is proposed. It uses feature vectors is suggested. We verify the performance of this algorithm from changing the mixture component.

유전알고리즘을 이용한 반도체식 가스센서 최적 필터 설계

공정식,Kong, Jung-Shik 한국금형공학회 2022 한국금형공학회지 Vol.16 No.1

This paper is about elimination the situation in which gas sensor data becomes inaccurate due to temperature control when a semiconductor gas sensor is driven. Recently, interest in semiconductor gas sensors is high because semiconductor sensors can be driven with small and low power. Although semiconductor-type gas sensors have various advantages, there is a problem that they must operate at high temperatures. First temperature control was configured to adjust the temperature value of the heater mounted on the gas sensor. At that time, in controlling the heater temperature, gas sensor data are fluctuated despite supplying same gas concentration according to the temperature controlled. To resolve this problem, gas and temperature are extracted as a data. And then, a relation function is constructed between gas and temperature data. At this time, it is included low pass filter to get the stable data. In this paper, we can find optimal gain and parameters between gas and temperature data by using genetic algorithm.

유전 알고리즘을 이용한 휴머노이드 로봇의 관절 제어기에 관한 연구

공정식(Jung-Shik Kong),김진걸(Jin-Geol Kim) 한국지능시스템학회 2007 한국지능시스템학회논문지 Vol.17 No.5

본 논문은 유전알고리즘을 기초로 한 휴머노이드 로봇의 관절 제어에 관한 논문이다. 휴머노이드 로봇은 지면에 고정된 시스템이 아니기 때문에 기본적으로 불안정성을 내포하고 있다. 게다가 각 관절의 비선형성은 로봇의 안정성에 악영향을 미친다. 이에 만약 둘 중 하나라도 안정하지 못하면 로봇은 보행 중에 넘어지게 될 것이므로, 휴머노이드 로봇의 안정성을 확보하기 위해서는 이 두 가지가 모두 고려되어야 할 것이다. 이에 본 논문에서는 보행 안정성을 확보하기 위해 이 두 가지 문제 중에 로봇의 비선형성을 제거하면서 로봇이 주어진 궤적을 잘 추종하여 제어할 수 있는 제어기를 제안하였다. 이 제어기는 퍼지-슬라이딩 모드 제어기를 기본으로 하고 있으면서 모션 제어기가 첨가되어 있다. 그리고 이때 이러한 제어 이득값을 유전알고리즘을 통해 추종함으로써 보다 정밀한 제어가 가능하도록 하여 휴머노이드 로봇이 보다 안정적으로 보행할 수 있도록 하였다. 이 모든 과정은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다. This paper presents a joint controller for a humanoid robot based on genetic algorithm. A humanoid robot has basically instability during walking because it isn't fixed on the ground. Moreover nonlinearities of the joints increase its instability. If one of them isn't satisfied, the robot may fall down at the ground during walking. To attack one of those problems, joint controller is proposed. It can perform tracking control preciously and reduce the effect of nonlinearities by gear, limitation of the input voltage, coulomb friction and so on. This controller is based on fuzzy-sliding mode controller (FSMC) and compensator and control gains are searched by a proposed genetic algorithm. It can reduce the effect by nonlinearities. Also, to improve the tracking performance, the proposed controller has motion controller. From the given controller, a humanoid robot can moved more preciously. Here, all the processes are investigated through simulations and it is verified experimentally in a real joint system for a humanoid robot.

퍼지와 유전알고리즘을 이용한 이족보행로봇의 장애물 회피에 관한 연구

공정식(Jung Shik Kong),김진걸(Jin-Geol Kim) 대한전기학회 2001 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2001 No.11

개선된 유전 알고리즘 기반의 휴머노이드 로봇의 안정 보행을 위한 제어기 구현

공정식(Jung-Shik Kong),이응혁(Eung-Hyuk Lee),김진걸(Jin-Geol Kim) 제어로봇시스템학회 2007 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.13 No.5

모터 토크 추정을 통한 능동형 보행보조기의 차량 제어 알고리즘 구현

공정식(Jung-Shik Kong),이보희(Bo-Hee Lee),이응혁(Eung-Hyuk Lee),최흥호(Heung-Ho Choi) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회논문지 Vol.20 No.2

본 논문은 능동형 보행보조기 이동시 사용자의 보행의지에 의해 바퀴에 걸리는 외력을 추정하여 보행보조기를 제어하기 위한 차량제어 알고리즘에 관한 논문이다. 최근 노인 인구의 증가로 인해 노인 및 장애인을 위한 보행보조기에 대한 관심이 증가되고 있다. 이에 따라 다양한 보행보조기가 개발되고 있으나, 대부분의 경우 동력이 없는 시스템으로써 경사 등의 공간에 취약성을 가지고 있다. 이에 능동형 보행보조기에 대한 관심이 증가되고 있으나, 능동형 보행보조기의 경우 사용자의 의지 파악이 정확히 이루어지지 않아 보행보조기의 조종이 여의치 않다. 이를 극복하기 위해 사용자의 보행의지를 파악할 수 있도록 다양한 장치를 연구 중에 있으나, 정확한 보행의지력 인지가 어려운 형편이다. 이에 본 논문에서는 이러한 사용자 보행의지력을 기존에 외부에 다양한 장치를 통해 인지하는 방법에서 벗어나, 특별한 장치 없이 차량의 바퀴에 걸리는 외력을 기초로 차량을 제어한다. 이를 위해 먼저 바퀴에 전달되는 전압과 바퀴의 현재 속도를 통해 바퀴에 걸리는 외력을 추정하고 이를 토대로 바퀴에 걸리는 외력을 추정한다. 이 추정된 외력을 기초로 사용자의 보행 속도와 방향을 추정할 수 있도록 하였다. This paper presents the control algorithm of active walking aids estimating external torque of the wheels from user's will. Nowadays, interest of the walking aids is increased according to the increase in population of elder and handicapped person. Although many walking aids are developed, most of walking aids don’t have any actuators for its movement. However, general walking aids have weakness for its movement to upward/download direction of slope. To overcome the weakness of the general walking aids, many researches for active type walking aids are being progressed. Unfortunately it is difficult to precision control of walking will during its movement, because it is not easy to recognize user’s walking will. Many kinds of methods are proposed to recognize of user’s walking will. In this paper, we propose control algorithm of walking aids by using torque estimation from wheels. First, we measure wheel velocity and voltage at the walking aids. From these data, external forces are extracted. And then walking will that is included by walking velocity and direction is estimated. Finally, walking aids are controlled by these data. Here, all the processes are verified by simulation.

유전 알고리즘을 이용한 휴머노이드 로봇의 동작연구

공정식(Jung-Shik Kong),이보희(Bo-Hee Lee),김진걸(Jin-Geol Kim) Korean Society for Precision Engineering 2006 한국정밀공학회지 Vol.23 No.7

니켈-텅스텐 합금 도금 공정액 농도 제어 시스템 개발

공정식(Jung-Shik Kong) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.7

본 논문은 니켈-텅스텐 합금 도금 공정액에 대해 혼합 상태에서 각 공정액에 대한 농도를 정확하게 측정할 수 있는 센서 및 이를 기반으로 정밀한 농도 제어를 수행할 수 있는 제어 시스템 대한 논문이다. 최근 인쇄회로기판 시장은 전자산업 의 발달로 커지고 있으며, 이에 따라 금 소비도 급격하게 증가되고 있다. 하지만 금은 비싼 원자재로 금을 대체하거나 줄이기 위한 다양한 복합 도금 공정액 개발이 이루어지고 있다. 이에 비해 복합도금 공정액을 실시간으로 측정할 수 있는 센서 개발 은 아직 미진한 상태이다. 더군다나 실시간으로 도금 품질을 극대화 할 수 있도록 복합 도금 공정액 농도를 측정하고 이를 토대로 농도를 제어하기 위한 시스템은 전무한 실정이다. 이에 본 논문에서는 이러한 복합 도금 공정액에 대한 농도를 정확 하게 측정할 수 있는 센서 및 농도 제어를 수행하기 위한 시스템을 개발하고자 한다. 이를 위해 분광광도법을 기반으로 복합 도금 공정액 농도를 정밀하게 측정할 수 있는 센서를 개발하며 센서 농도에 대한 피드백 제어를 통해 농도를 정확하게 유지 할 수 있는 시스템을 개발한다. This paper deals with a control system with a concentration sensor for Ni-W alloy plating solutions. The printed circuit board market has increased with the development of the electronics industry. Gold consumption has also increased dramatically. Various studies of composite plating solutions have been conducted because of the expense of gold. In comparison, the development of sensors capable of measuring a composite plating solution in real-time is still insufficient. Furthermore, there are few systems that can measure and control the concentration of the solution precisely. This study developed a sensor and system to control the concentration of composite plating solution accurately. The sensors were developed based on a spectrophotometric method and a feedback control method was applied in this system.

니켈-텅스텐 혼합 도금 공정액 농도 측정을 위한 센서 개발

공정식(Jung-Shik Kong) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

본 논문은 니켈과 텅스텐이 섞인 혼합도금공정액에 대해 각 금속에 대한 농도를 정확하게 측정할 수 있는 센서 개발에 관한 논문이다. 최근 전기도금분야는 인쇄회로기판을 중심으로 보았을 때 전자산업의 발달로 인해 생산량이 커지고 있으나, 금값의 상승으로 인한 금 도금량을 줄이기 위한 다양한 도금 공정액 개발이 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 이러한 니켈 이외에 텅스텐이 섞인 혼합 도금 공정액에 있어 이들의 농도를 정확하게 측정할 수 있는 센서를 개발하고자 한다. 이를 통해 도금 공정액 농도를 정확하게 유지함으로써 얻을 수 있는 도금 성능 및 품질을 향상시킬 수 있게 된다.