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수동휠체어 결합 이동 보조 장치의 계단 승월 단계 인식 기법에 관한 연구
황현창(Hwang Hyun-Chang),정지안(Jung Ji-An),이원영(Lee Won-Young),이응혁(Lee Eung-Hyuck) 대한전기학회 2019 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2019 No.4
본 논문에서는 휠체어 이용자들의 계단 승월 문제를 해결하기 위한 이동 보조 장치를 개발하는데 있어, 진입각을 확보하는 랜딩기어 사용의 동작시점을 구분한 계단 승월 알고리즘을 제시하였다. 랜딩기어의 도착지점 판별 동작을 구분하기 위해 PSD 센서와 IMU 센서를 통하여 실시간 거리 및 기울기 데이터를 얻었고 해당 데이터를 이용하여 계단 승월단계의 구분이 가능한 State Machine과 계단 승월 동작 알고리즘을 제안했다. 본 연구에서 제시한 이론의 검증을 위하여 표준 범위의 계단 모형을 제작하여 실험 환경을 구축하여 실험을 진행하였다. 본 논문에서 제안한 계단승월 단계 인식 기법의 적용 결과 단계가 명확히 구분됨을 확인하였다.
수동휠체어 결합 무한궤도형 계단승강장치의 환경 인지 데이터 기반 자율 승강 기법에 관한 연구
황현창(Hyun-chang Hwang),정지안(Ji-an Jung),이원영(Won-young Lee),이동광(Dong-kwang Lee),이응혁(Eung-Hyuk Lee) 대한전자공학회 2020 대한전자공학회 학술대회 Vol.2020 No.8
본 논문에서는 수동휠체어 탑승자의 계단 승강을 보조하기 위해 사용되는 무한궤도형 장치와 이를 보완하기 위한 계단 판별 알고리즘기반 자율 승강 기법을 제시하였다. 계단 승강 과정에서 탑승자에 가해지는 충격을 줄이기 위하여 ToF센서와 IMU를 활용하여 주변의 환경을 인지하고, 수집된 데이터에 따라 승강 중 계단단계를 구분하여 복잡도가 낮은 효율적인 알고리즘을 제시하였다. 이론의 검증을 위하여 실제 건축 규격의 계단을 제작하였고 제시된 알고리즘 실험 결과 계단을 명확히 파악하여 자율 승강 동작을 확인하였다.
계단 승강 로봇의 계단 승강 시 랜딩기어를 활용한 자율 승강 기법에 관한 연구
황현창(Hyun-Chang Hwang),이원영(Won-Young Lee),하종희(Jong-Hee Ha),이응혁(Eung-Hyuck Lee) 한국전기전자학회 2021 전기전자학회논문지 Vol.25 No.2
본 논문에서는 휠체어 사용자의 이동권 확보를 위한 계단 승강 로봇 개발에 있어 ToF센서 및 IMU의 데이터를 기반으로 자율 계단 승강 기법을 제시하였다. 자율 계단 계단 승강 기법은 랜딩기어 동작 시점을 위치로 구분하고 상태 머신을 활용하여 제어하였다. 본 연구에서 제시한 이론의 검증을 위해 표준 기준의 모형 계단을 제작하여 실험하였다. 진입각 확보 실험을 통해 랜딩기어의 동작 길이 평균 오차는 2.19%, Pitching 기준 진입각 평균 오차는 2.78%로 부드러운 진입을 확인하였고, 자율 계단 승강 기법의 단계 구분 및 상태 전이를 검증하였다. 제안된 기법의 실적용 시 교통약자들의 이동제약을 줄일 수 있을 것이고, 이동권 보장을 통한 자립심의 고취가 기대된다. In this paper, we propose the Autonomous Stair-climbing system based on data from ToF sensors and IMU in developing stair-climbing robots to passive wheelchair users. Autonomous stair-climbing system are controlled by separating the timing of landing gear operation by location and utilizing state machines. To prove the theory, we construct and experiment with standard model stairs. Through an experiment to get the Attack angle, the average error of operating landing gear was 2.19% and the average error of the Attack angle was 2.78%, and the step division and status transition of the autonomous stair-climbing system were verified. As a result, the performance of the proposed techniques will reduce constraints of transportation handicapped.
황현창(Hyun-Chang Hwang),Ri-Guang Chi,이계복(Kye-Bock Lee),이석호(Seok-Ho Rhi) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.7
하절기 줄어드는 온수부하는 태양열 집열기 과열의 주된 원인이다. 과열방지목적으로 공냉 또는 차단막이 사용되는 데 이는 추가적인 기계적요소를 필요하게 되고 장기 운용 시 파손 등의 우려에 따라 그 신뢰도도 크게 저하된다. 지중열교환 기는 지열을 열원으로 방열 또는 흡열을 진행하는데, 지열을 고 열원으로 하여 흡열을 목적으로 하는 연구가 대다수이며 지열원이 저열원으로 이용하는 방열에 대한 연구는 부족한 편이다. 그리하여 본 연구에서는 태양열집열판의 과열방지를 목 적으로 하는 지중열교환기의 가능성 및 그 성능에 대한 연구를 진행하였다. 여름철 최대 150oC이상의 고온을 유지하는 태양 열집열판의 열을 방출하기 위하여 1.2m의 하부 깊이를 갖는 50m 나선형 지중열교환기를 설치하였고 이를 통해 순간 냉각이 가능한 것으로 확인되었으며, 태양열집열판의 여름철 과열에 의한 파손을 방지할 수 있었다. 그리고 다양한 변수에 대한 이론 적인 계산을 통하여 0.33kg/s의 최저 순환유량만 유지해주면 지열 열교환기의 길이에 따른 방열효과에 큰 영향을 미치지 않 음을 판단할 수 있다. 또한 축열조와의 공동 사용시 냉각효과는 여름철 과열시 충분한 과열방지 제어가 가능한 것으로 조사 되었다. The heating load using solar hot water is lower in summer than in the other seasons. This decreased heating load leads to the overheating solar collectors and related components. To prevent overheating of the solar collectors, air cooling and shading shields were used. On the other hand, it requires additional mechanical components, and reduces the system reliability. The geothermal heat dump system to release the high temperature heat (over 150oC) transferred from the heat pipe solar collectors was investigated in the present study. Research on the heat dump to cool the solar collector is rare. Therefore, the present study was carried out to collect possible data of a geothermal heat dump to cool the solar collector. A helical type geothermal heat exchanger was buried at a 1.2m depth. Experimentally and numerically, the geothermal heat dump was investigated in terms of the effects of parameters, such as the quantity of solar radiation, aperture area of the collector and the mass flow rate. A pipe length of 50m on the geothermal heat exchanger was suitable with a 0.33 kg/s flow rate. The water reservoir was a possible co-operation solution linked to the geothermal heat exchanger.
상지 장애인 휠체어 사용자의 문 통과 보조를 위한 문 감지 및 주행 경로 계획에 관한 연구
하종희(Jong-Hee Ha),황현창(Hyun-chang Hwang),이원영(Won-Young Lee),정성택,이응혁(Eung-Hyuk Lee) 대한전자공학회 2021 대한전자공학회 학술대회 Vol.2021 No.6
본 논문에서는 상지 장애를 가진 전동 휠체어 사용자가 문과 같은 장애물을 통과할 때 인지력 부족 또는 조작 능력 부족으로 인해 장애물과 충돌하는 것을 방지하기 위해 사용자의 주행 방향에서의 문 검출 및 주행 경로 계획 방법을 제안한다. 문 감지 과정에서 LIDAR 센서를 활용하여 사용자 주변 환경 지도를 생성하고, ABD와 IEPF 알고리즘을 통해 문을 검출하고 검출된 문까지의 경로를 생성하였다. 알고리즘의 검증을 위하여 실제 환경에서 문 판별 알고리즘을 적용하였고, 문을 통과하기 위한 경로를 확인하였다.
이지수 ( Ji Su Lee ),황현창 ( Hyun Chang Hwang ),이석호 ( Soek Ho Rhi ),이계복 ( Kye Bock Lee ) 충북대학교 산업과학기술연구소 2014 산업과학기술연구 논문집 Vol.28 No.1
Generally, any power generation system dissipating heat should be cooled by heat exchanging system such as fan, water-cooled path. In the present study, the heat exchanger for water cooling system in extreme environment was designed by numerical analysis. To design the optimum cooling system for very small temperature difference between hot source temperature and cold source temperature, theoretical calculation based on heat exchanger design theory were carried out. The heat exchanging chamber of 300mm×300mm×600mm including heat exchanger was considered to transmit the beat from maximum 60℃ hot side water to the coolant which is supplied in the range of 45`55℃ by Korea district heating corporation. Pipe diameter at hot side is 13.82mm and the cooling water flows into heat exchanger at the speed of 8.33 kg/s. Also hot side water circulating in the loop to cool power generation module flows in 1.67kg/s. In the present study, the required pipe length at hot side in coil type heat exchanger is optimized to about 26m based on theoretical calculation. In order to reduce the hot side temperature as much as 005℃, the additional pipe length of 15`20 to should be added. The fin type of heat exchanger must be considered with various geometries such as fin height, diameter, and thickness etc. And the fin design also should be considered carefully in terms of pressure drop across the heat exchanger.