스마트 기기의 비 접촉 사용자 인터페이스를 위한 비전 기반 고속 손동작 인식 기법

박재병(Jae Byung Park) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.9

본 논문은 스마트 기기의 비 접촉 사용자 인터페이스를 위한 비전 기반 손동작 인식 기법에 대해 제안한다. 먼저 스마트 기기의 저 용량 메모리와 낮은 계산 능력을 고려하여 컬러 원본 이미지를 그레이 스케일 이미지로 변환하고 해상도를 줄이는 전처리 과정을 수행한다. 다음으로 손의 수평, 수직 움직임을 분리하여 강인하게 손동작을 검출할 수 있도록 수평, 수직 주요 검출 대상 영역을 정의한다. 그리고 연속적으로 획득된 영상의 차분 영상으로부터 손의 움직임에 의해 주요하게 변화되는 픽셀들의 무게 중심을 구하고, 시간에 따라 변화되는 무게 중심 값에 대한 최소 자승 선을 정의하여 손의 움직임 방향을 인식한다. 제안한 방법의 효용성을 검증하기 위해 비전 시스템에 의한 실험을 수행하였다. In this paper, we propose a vision based hand motion recognition method for an untouchable user interface of smart devices. First, an original color image is converted into a gray scaled image and its spacial resolution is reduced, taking the small memory and low computational power of smart devices into consideration. For robust recognition of hand motions through separation of horizontal and vertical motions, the horizontal principal area (HPA) and the vertical principal area (VPA) are defined respectively. From the difference images of the consecutively obtained images, the center of gravity (CoG) of the significantly changed pixels caused by hand motions is obtained, and the direction of hand motion is detected by defining the least mean squared line for the CoG in time. For verifying the feasibility of the proposed method, the experiments are carried out with a vision system.

컬러 모노 카메라를 이용한 전착 로봇의 자동 제어

박재병(Jae Byung Park) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.46 No.3

본 논문에서는 컬러 모노 카메라를 이용한 자동 전착 로봇 시스템 (Automatic Electrophoretic Deposition Robot System)을 제안한다. 전착 로봇 시스템은 실제 전착 작업 수행을 위한 2자유도 직교 로봇과 로봇 자동 제어를 위한 컬러 모노 카메라로 구성되어 있다. 직교 로봇은 전착 작업 특성상 10㎜/s까지 저속 구동이 가능하도록 스크류 (Screw)를 사용하여 감속 구동 하였다. 컬러 모노 카메라는 로봇과 비커에 부착된 컬러 마커를 인식하여 각각의 위치를 측정하고 측정된 위치를 기반으로 로봇을 제어한다. 또한, 카메라에 의해 비커에 부착된 컬러 마커의 조합을 인식하여 다양한 작업 변수를 갖는 전착 작업을 판단한다. 제안된 자동 전착 로봇 시스템의 효율성을 입증하기 위해 전착 작업 실험을 수행하였고 그 결과를 제시하였다. This paper suggests an automatic electrophoretic deposition (EPD) robot system using a color mono camera. The EPD robot system consists of a 2 DOF rectangular robot to practically carry out EPD tasks, and a color mono camera to automatically control the robot. The screws are used to actuate the robot with low speed of 10 ㎜/s for EPD tasks. The color mono camera detects the color marks attached to the robot and beakers, and obtains their positions. The obtained positions are used for automatic robot control. Also, the camera recognizes the combinations of the markers attached to the beakers, and determines the selected EPD task among various predetermined EPD tasks with different working parameters. Finally, experimental results are shown for verifying the effectiveness of the suggested EPD robot system.

자동 로봇 용접을 위한 Hand-Eye 레이저 거리 측정기 기반 용접 평면 인식 기법

박재병(Jae Byung Park),이성민(Sung Min Lee) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.9

본 논문은 자동 로봇 용접을 위한 Hand-Eye 레이저 거리 측정기 기반 용접 평면 인식 기법을 제안한다. 로봇 용접은 대상체의 형상에 의해 미리 정의된 용접선을 따라 금속 대상체를 용접 평면에 접합하는 과정이다. 따라서 성공적인 로봇 용접을 위해서는 용접 평면의 위치와 방향을 정확히 검출해야 한다. 만약 평면의 위치와 방향을 정확히 검출하지 못한다면 자동 로봇용접은 실패하게 된다. 정밀한 용접 평면 인식을 위해 레이저 거리 측정기를 이용해 평면상의 직선을 검출한다. 레이저 거리측정기에 의한 직선 검출을 위해 Hough 변환을 적용한다. Hough 변환은 투표 방법을 기반으로 하기 때문에 센서의 측정 오차를 줄일 수 있다. 이 때 레이저 거리 측정기가 부착된 로봇 관절을 회전시켜 평면상의 두 개의 직선을 검출한 후 두 직선의 방향 벡터에 외적을 취해 평면의 방향을 인식한다. 제안된 방법의 실효성을 검증하기 위해 Simlab사에서 개발한 로봇 시뮬레이터인 RoboticsLab을 이용해 시뮬레이션을 수행한다. This paper proposes a hand-eye laser range finder (LRF) based welding plane recognition method for autonomous robotic welding. The robot welding is the process of joining a metal piece and the welding plane along the welding path predefined by the shape of the metal piece. Thus, for successful robotic welding, the position and direction of the welding plane should be exactly detected. If the detected position and direction of the plane is not accurate, the autonomous robotic welding should fail. For precise recognition of the welding plane, a line on the plane is detected by the LRF. For obtaining the line on the plane, the Hough transform is applied to the obtained data from the LRF. Since the Hough transform is based on the voting method, the sensor noise can be reduced. Two lines on the plane are obtained before and after rotation of the robot joint, and then the direction of the plane is calculated by the cross product of two direction vectors of two lines. For verifying the feasibility of the proposed method, the simulation with the robot simulator, RoboticsLab developed by Simlab Co. Ltd., is carried out.

다중 무인 항공기의 협동 작업을 위한 무 충돌 비행 계획

박재병(Jae Byung Park) 大韓電子工學會 2012 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.49 No.2

본 논문에서는 3차원 공동 작업 공간에서 다중 무인항공기의 협동 작업을 위한 확장 충돌 지도 기반 무 충돌 비행 계획 기법을 제안한다. 먼저 무인항공기는 회전과 같은 3차원 움직임을 고려해 구로 모델링하였다. 공동 작업 영역에 진입 후 진출할때까지 무인 항공기는 직선 경로를 따라 이동하고 모든 무인 항공기의 우선순위는 미리 정해져 있다고 가정한다. 가정에 따라 3차원에서 정의된 구와 구 사이의 충돌 검출 문제를 2차원에서 정의된 원과 직선 사이의 충돌 검출 문제로 축소할 수 있다. 원과 직선 사이의 충돌영역은 계산의 편의성과 안전성을 위해 충돌사각형으로 근사화 하였다. 이렇게 정의된 충돌사각형을 이용하여 무인 항공기들 간의 충돌을 회피할 수 있도록 각 무인 항공기의 공동 작업 공간 진입 시간을 조율한다. 이와 같은 방법으로 모든 무인 항공기는 공동 작업 공간에 진입해서 진출할 때까지 서로 간에 충돌 없이 이동 할 수 있게 된다. 제안된 무충돌 비행 계획의 효율성을 증명하기 위해 12대의 무인 항공기를 이용한 시뮬레이션을 수행하였다. The collision-free flight planning method based on the extended collision map is proposed for cooperation of multiple unmanned aerial vehicles (UAVs) in a common 3-dimensional workspace. First, a UAV is modeled as a sphere, taking its 3-D motions such as rolling into consideration. We assume that after entering the common workspace, the UAVs move along their straight paths until they depart from the workspace, and that the priorities of the UAVs are determined in advance. According to the assumptions, the collision detection problem between two spheres in R3 can be reduced into the collision detection problem between a circle and a line in R2. For convenience' sake and safety, the collision regions are approximated by collision boxes. Using the collision boxes, the entrance times of the UAVs are scheduled for collision avoidance among the UAVs. By this way, all UAVs can move in the common workspace without collisions with one another. For verifying the effectiveness of the proposed flight planning method, the simulation with 12 UAVs is carried out.

남성의 가사노동 활성화를 위한 가사용품 브랜드 개발 제안

박재병(Park, Jae-Byung),이해만(Lee Hai-Man) 한국디자인학회 2017 한국디자인학회 학술발표대회 논문집 Vol.2017 No.11

관로형 UV 소독기를 위한 세척 및 모니터링 시스템 개발

박병준(Park, Byeung-Jun),류지형(Ryu, Ji-Hyoung),박재병(Park, Jae-Byung) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.12

본 논문에서는 관로형 UV 소독기의 자동 세척 제어 및 원격 모니터링이 가능한 통합 제어 시스템을 제안한 다. 제안한 시스템은 소독기 내 UV 램프 세척 와이퍼의 다양한 세척 동작 제어가 가능하고 UV 센서를 통해 오염도 를 주기적 점검할 수 있어 관로형 소독기를 보다 효율적으로 유지, 보수할 수 있다. 또한, 관로형 소독기의 제어기는 개방형 프로세서를 기반으로 하고 있어 외부의 스마트기기와 블루투스 통신을 통해 제어명령 및 센서 정보 등을 주 고받을 수 있다. 그 뿐만 아니라 스마트기기를 통해 무선으로 제어기의 펌웨어 업그레이드가 가능하기 때문에 세척 동작 변화 및 각종 센서 장·탈착에 유연하게 대처할 수 있다. 이러한 장점들을 통해 제안한 시스템으로 소규모 마을 등의 스마트 하수 처리 시스템 구축이 가능하다. In this paper, an integrated control system is proposed for automatic control and remote monitoring of pipeline type UV sterilizer. The proposed system can control the cleaning wiper in the sterilizer with various cleaning motions, and periodically check the contamination level of the UV lamps with the UV power sensors. Therefore, sterilizer repair and maintenance can be more effectively done. In addition, the control system based on the open-source processor can communicate with external smart devices via Bluetooth, and thus wirelessly exchange control commands and sensor data. Furthermore, the system is able to flexibly cope with changes of cleaning motions and sensors since its firmware can be wirelessly upgraded by using the smart device. Consequently, the proposed system is suitable to construct a smart sewage treatment system in small towns.

인명 수색을 위한 다중 로봇 시스템의 정보 탐조등 구조에 관한 연구

박정길(Jungkil Park),박재병(Jaebyung Park) 대한전기학회 2016 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2016 No.4

인명 수색을 위한 다중 로봇 시스템의 정보 탐조등 구조에 관한 연구

박정길(Jungkil Park),박재병(Jaebyung Park) 대한전자공학회 2016 대한전자공학회 학술대회 Vol.2016 No.4

수색 구조 로봇을 위한 적외선 영상 기반 인명 인식

박정길(Jungkil Park),이근재(Geunjae Lee),박재병(Jaebyung Park) 제어로봇시스템학회 2016 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.22 No.4

In this paper, we propose an infrared image based human victim recognition method for a search and rescue robot in dark environments, like general disaster situations. For recognizing a human victim, an infrared camera on a RGB-D camera, Microsoft Kinect, is used. The contrast and brightness of the infrared image are first improved by histogram equalization, and the noise on the image is removed by morphological operation and Gaussian filtering. For recognizing a human victim, the binarization and blob labeling methods are applied to the improved image. Finally, for verifying the effectiveness and feasibility of the proposed method, an experiment for human victim recognition is carried out in a dark environment.

실내 이동로봇을 위한 거리 정보 기반 물체 인식 방법

박정길(Jungkil Park),박재병(Jaebyung Park) 제어로봇시스템학회 2015 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.18 No.12

In this paper, an object recognition method based on the depth information from the RGB-D camera, Xtion, is proposed for an indoor mobile robot. First, the RANdom SAmple Consensus (RANSAC) algorithm is applied to the point cloud obtained from the RGB-D camera to detect and remove the floor points. Next, the removed point cloud is classified by the k-means clustering method as each object’s point cloud, and the normal vector of each point is obtained by using the k-d tree search. The obtained normal vectors are classified by the trained multi-layer perceptron as 18 classes and used as features for object recognition. To distinguish an object from another object, the similarity between them is measured by using Levenshtein distance. To verify the effectiveness and feasibility of the proposed object recognition method, the experiments are carried out with several similar boxes.