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실행 불가능한 항법 명령을 고려한 이족 보행 패턴 생성
이범주(Bumjoo Lee),김갑일(Kab Il Kim) 제어로봇시스템학회 2012 제어로봇시스템학회 합동학술대회 논문집 Vol.2012 No.7
휴머노이드 로봇은 복잡한 항법 명령을 수행하기 위하여 보행 중에 속도와 보폭 및 방향을 실시간으로 바꿀 수 있어야 합니다. 이와 같은 보행패턴생성을 위하여, 선행 연구에서, 한 발 지지 상태 동안의 로봇 운동방정식을 선형역진자모델(LIPM: Linear Inverted Pendulum Model)로 가정한 후, ZMP의 변화를 닫힌 형태의 함수로 가정함으로써, 주어진 항법명령(Navigational Command State)를 만족하는 무게중심의 궤적을 실시간으로 유도하는 보행패턴생성기(Modifiable Walking Pattern Generation)를 개발하였습니다. 기 제안된 보행패턴생성기는, ZMP 변화로부터 생성되는 무게 중심의 상태(위치 및 속도)의 모든 가능한 영역(FR: Feasible Region)을 도출할 수 있으며, 이로써 경로 생성기로부터 들어오는 명령이 도달 가능한지(feasible) 가능한지(infeasible)를 판단할 수 있습니다. 본 연구에서는 로봇에게 주어지는 항법 명령이 실행 불가능한 상태일 경우, 최소 자승법(Least Squares Method)을 이용하여 실행 가능한 보행패턴을 생성하는 방법에 대하여 논의합니다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 본 논문에서 제안한 알고리즘의 우수함을 입증하였습니다.
지반의 함수비 조건에 따른 Mohr-Coulomb 강도 정수의 변화
김범주(Kim Bumjoo),김기웅(Kim Khiwoong),이승호(Lee Seungho),황영철(Hwang Youngcheol),박동순(Park Dongsoon) 한국지반환경공학회 2008 한국지반환경공학회논문집 Vol.9 No.1
본 연구에서는 통상 토사비탈면 안정해석시 지반강도의 입력값으로 사용되는 Mohr-Coulomb 강도정수에 대하여 지반의 함수비 조건이 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 국내 절토사면에서 채취한 두 종류의 풍화토 시료와 댐 건설시 사용되는 코아재를 대상으로 함수비 조건을 달리하며 직접전단시험을 수행하였다. 다짐시험을 통해 결정한 4단계의 함수비 조건(건조측, 최적, 습윤측, 포화)에 대해서 각 시료들의 연직응력과 최대 전단응력간의 관계로부터 산정한 Mohr-Coulomb의 φpeak과 cpeak를 비교한 결과, 전체적으로 모든 시료에 대해서 함수비가 증가함에 따라 φpeak은 큰 변화가 없으나 cpeak은 점차적으로 감소하였으며, 개략적으로 각각의 변화 비율을 분석한 결과, 함수비 조건이 건조측에서 최적, 습윤, 포화의 순서로 진행되어 변함에 따라 φpeak값은 일정하되, cpeak값은 건조측 cpeak값을 기준으로 약 25%씩 감소하는 것으로 나타났다. In this study, the effect of water content condition was investigated on the Mohr-Coulomb shear strength parameters which are commonly used as the input data in the soil slope analysis. For the purpose, a series of direct shear test was conducted in different water content conditions on the two types of weathered soils and a dam core material, obtained from the domestic slope construction sites and the dam construction site, respectively. The comparisons between the values of the Mohr-Coulomb φpeak and cpeak, estimated from the relationships between the normal stress and the peak shear stress for the samples in the four different water content conditions (i.e., dry side, optimum, wet side, and saturated), showed that overall, the values of cpeak decreased gradually while those of φpeak did not vary much with increasing the water content. A rough estimate for the varying ratio of the values of φpeak and cpeak indicated that the values of cpeak decreased by every 25% of the cpeak values in dry side, while those of φpeak were constant, as the water content condition changed from dry, optimum, and wet to saturated, respectively.
기존 병설터널의 확폭에 따른 터널 거동 및 필라 안정성 분석
이명한,김범주,장연수,윤지남,박현곤,Lee, Myeong-Han,Kim, Bumjoo,Jang, Yeon-Soo,Yun, Ji-Nam,Park, Hyun-Gon 한국터널지하공간학회 2013 한국터널지하공간학회논문집 Vol.15 No.5
최근 교통량의 증가와 차량의 대형화로 인해 기존 터널에서 상습적인 정체가 발생되는 경우가 증가하고 있다. 이러한 문제해결의 일환으로 기존 터널을 확폭하는 경우는 신설 터널을 건설하는 경우와 비교하여 용지매입 비용의 절감과 자연환경의 훼손을 최소화 시킬 수 있다는 장점이 있다. 실제로 일본과 유럽 등 해외에서는 기존 터널을 확폭 시공하는 사례가 많이 보고되고 있다. 이러한 흐름에서 국내에서도 향후 기존터널의 확폭 시공에 대한 수요는 꾸준히 증가할 것으로 예상되나, 현재까지는 기존 터널의 확폭에 관한 실적과 경험이 많지 않아 이에 관한 기반 연구가 필요한 상황이라고 볼 수 있다. 본 연구에서는 유한요소해석과 기존의 이론, 경험식 등을 이용하여 기존 병설터널을 확폭하는 경우 확폭방식과 그에 따른 필라폭 변화가 터널의 거동과 필라 안정성에 미치는 영향을 평가하였다. 조사 결과, 필라폭은 동일하나 편측과 양측으로 확대하는 경우의 차이에 따라 편측 확대 터널의 천단침하는 양측 확대 터널에 비해 약 5~20%의 큰 값을 보이는 한편, 최소 필라폭을 갖게되는 편측 확대 터널에서 숏크리트 응력이 최대를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 강도/응력비의 경우 조사된 네 종류의 확폭 패턴에 대하여 모두 1.0 이상을 나타내었고 Matsuda의 방법이 Peck의 방법에 비해 약 50% 정도 강도/응력비를 크게 산정하게 됨을 확인하였다. Traffic congestion in existing tunnels has increased due to increased traffic volume and enlarged vehicles. Enlarging existing tunnels has advantages over constructing new tunnels by reducing land purchasing costs as well as minimizing natural environment destruction. In fact, many overseas projects for enlarging existing tunnels have been reported. Thus, it appears that the demand on enlarging existing tunnels continues to rise in Korea in near future. Nonetheless, the studies related to the enlarged tunnels have been relatively rare since there have been few tunnel enlargement projects in Korea. In the present study, the tunnel behavior and the stability of rock pillar when enlarging existing parallel tunnels were investigated by performing FE analysis and using existing theory and empirical relationships. Four different enlarging cases, depending on the enlargement types and directions, were examined in the study. According to the results, for the tunnels with the same pillar width after enlarged, the uni-laterally enlarged tunnel indicated 5 to 20% higher crown settlement compared to the bi-laterally enlarged tunnel, and for the tunnel with the narrowest pillar, the highest shotcrete stress was observed. Also, the strength/stress ratio for rock pillar was more than 1.0 for all four enlargement cases, and the Matsuda's method was found to give higher strength/stress ratio by about 50% compared to the Peck's method.
대용량 공유디스크 파일 시스템에 적합한 메타 데이타 구조의 설계 및 구현
이용주(Lee Yong Ju),김경배(Kim Gyoungbae),신범주(Shin Bumjoo) 한국정보과학회 2003 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.30 No.1·2
인터넷의 확산으로 대용량 멀티미디어 데이타에 대한 요구가 증가하고 있으며 이를 효율적으로 관리하기 위한 스토리지에 대한 연구가 진행되고 있다. 기하급수적으로 늘어나는 스토리지에 대한 요구를 해결하기 위해서 제시된 방법중의 하나가 공유디스크 환경을 제공하는 SAN(Storage Area Network)이다. SAN은 fibre channel이라는 고속 전송망을 이용해서 고속의 저장장치를 위한 네트워크를 구성한 것이다. 하지만 저장장치 네트워크의 구성만으로는 스토리지에 대한 요구는 해결하였지만 이를 사용자에게 제공하기 위한 공유디스크 환경에서의 파일시스템에 대한 연구는 미진하다. 특히 기존에 제시된 로컬 파일시스템, 분산 파일시스템에서는 공유디스크환경에 적합하지 않으며 대용량 스토리지에 적합한 메타 데이타 구조 측면에서의 설계는 부족한 실정이다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 공유디스크 환경에 적합한 메타 데이타 구조를 설계 및 구현하여 대용량 스토리지에 적합한 공유디스크 파일 시스템을 제시한다. 구현한 공유디스크 파일시스템은 SAN fabric에 참여하는 호스트들 사이의 균형적인 할당 블록을 주기 위한 파일시스템 레이아웃과 비트맵 관리 기법, 대용량 파일을 위한 효율적인 익스텐트 기반의 SEMI FLAT구조를 제안하였으며, 대용량의 디렉토리를 사용할 수 있게 확장해싱을 이용한 2단계 디렉토리 관리 구조를 설계 및 구현하였다. 또한 리눅스 커널 상에서 제시한 메타 데이타 구조에 대한 구현에 필요한 구조 정보와 알고리즘을 제시하였으며, 성능의 우수성을 보이기 위해 리눅스 환경의 대표적인 파일 시스템인 EXT2, 공유디스크 환경의 GFS와의 성능을 파일 생성, 디렉토리 생성, I/O횟수 측면에서 비교하였다. Recently, there have been large storage demands for manipulating multimedia data. To solve the tremendous storage demands, one of the major researches is the SAN(Storage Area Network) that provides the local file requests directly from shared-disk storage and also eliminates the server bottlenecks to performance and availability. SAN also improve the network latency and bandwidth through new channel interface like FC(Fibre Channel). But to manipulate the efficient storage network like SAN, traditional local file system and distributed file system are not adaptable and also are lack of researches in terms of a metadata structure for large-scale inode object such as file and directory. In this paper, we describe the architecture and design issues of our shared-disk file system and provide the efficient bitmap for providing the well-formed block allocation in each host, extent-based semi flat structure for storing large-scale file data, and two-phase directory structure of using Extendible Hashing. Also we describe a detailed algorithm for implementing the file system´s device driver in Linux Kernel and compare our file system with the general file system like EXT2 and shared disk file system like GFS in terms of file creation, directory creation and I/O rate.