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가속도계를 이용한 칼만 추정 기반의 유연 외팔보의 종단 제어
김국환(Gook-Hwan Kim),이순걸(Soon-Geul Lee) Korean Society for Precision Engineering 2011 한국정밀공학회지 Vol.28 No.5
Tip position control of a flexible cantilever is difficult due to the non-minimum phase dynamics that result from the finite propagating speed of a mechanical wave along the cantilever. In this paper, we propose a method for the tip position control using a light and cheap accelerometer that does not bring any significant change to the dynamics of the cantilever system. The linear system identification model of the flexible cantilever is obtained with measurements by a laser displacement sensor. A Kalman estimator is designed with this model and calculates the estimated tip position with the acceleration data of the accelerometer that is attached on the tip of the cantilever. To verify reliability of the estimator, the estimated tip position is used to the feedback control system that uses a fuzzy logic controller. The control results are compared with those of the fuzzy control system where the real tip position is measured by a laser displacement sensor. Also, the performance of the estimator with the accelerometer is presented and discussed.
김국환(Gook-Hwan Kim),김상철(Sang-Cheol Kim),홍영기(Young-Ki Hong) Korean Society for Precision Engineering 2014 한국정밀공학회지 Vol.31 No.1
This paper introduces a robot platform which can do weeding while traveling between rice seedlings stably against irregular land surface of a paddy field. Also, an autonomous navigation technique that can track on stable state without any damage of the seedlings in the working area is proposed. Detection of the rice seedlings and avoidance knocking down by the robot platform is achieved by the sensor fusion of a laser range finder (LRF) and an inertial measurement unit (IMU). These sensors are also used to control navigating direction of the robot to keep going along the column of rice seedling consistently. Deviation of the robot direction from the rice column that is sensed by the LRF is fed back to a proportional and derivative controller to obtain stable adjustment of navigating direction and get proper returning speed of the robot to the rice column.
임동혁 ( Dong Hyeok Im ),김국환 ( Gook Hwan Kim ),이재수 ( Jae Su Lee ),홍영기 ( Young Gi Hong ),김상철 ( Sang Cheol Kim ),김성기 ( Sung Ki Kim ),한새론 ( Sae Ron Han ),박인희 ( In Hee Park ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
본 연구에서는 시설하우스 내에서 토마토를 재배할 때 발생하는 주요 병해충을 실시간 원격 감시하기 위한 모니터링 장치를 구축하였다. 토마토 재배 시 흰가루병, 잿빛곰팡이병, 황화잎말림바이러스 등의 바이러스에 의해 발생 병과 온실가루이, 담배가루이, 응애 및 잎굴파리 등의 충을 인공지능기술을 통해 자동으로 진단하면 영상처리 등의 작업에 필요한 연산 시간을 줄일 수 있어 효율적이다. 하지만 인공지능 기술을 적용하기 위해서는 각 병해충과 관련된 수만가지 샘플의 다양한 학습용 영상데이터가 필수적이다. 동일한 영상이라도 촬영되는 방향에 따라서 다르게 인식될 수 도 있고 크기에 따라서도 달라지게 된다. 이러한 영향을 줄이기 위해서는 동 시간 동안 다양한 조건하에서 영상 획득이 가능한 장치가 필요하다. 구축된 장치는 시설 내 와이파이(wi-fi) 무선통신을 이용하여 원격으로 제어가 가능한 IP카메라를 이용하였으며 전체 치수는 약 2,000 × 400 × 500㎜(H × W × L)이다. 카메라는 병해충 증상 촬영을 위해 8M pixel (4095 × 2160)의 화소를 가지고, 시설 내 환경에서 사용이 적합하도록 0~95%의 습도 환경에서 동작이 가능한 제품을 사용하였다. 구동 프로그램을 통해 카메라 자체의 Pan(0 ∼ 300°), Tilt(0 ∼ 70°), Rotation(0 ∼ 250°), 및 Zoom이 가능하도록 제작하였고 카메라를 장착한 브라켓 위치 또한 지면을 기준으로 0.5 ∼ 2m 범위에서 상하 이동이 원격으로 제어되도록 하였다. 적용된 무선통신 기술은 제작된 장치에 탑재된 와이파이용 AP(access point)의 작업 반경 내에서는 제어장치와 직접 연결이 가능할 뿐 아니라 외부로 연결된 네트워크 접속을 통해 외부에서도 실시간 원격 제어가 가능하다. 이 시스템을 이용하면 토마토 시설 내의 병해충 뿐만아니라 스마트팜에서 적용되어지는 내부환경 감시나 생육정보 측정에도 활용이 가능할 것으로 판단된다.