Finite element analysis is to approximate a geometry model developed in computer-aided design(CAD) to a finite element model, thus the conventional shape design sensitivity analysis and optimization using the finite element method have some difficulties in the parameterization of geometry. However, isogeometric analysis is to build a geometry model and directly use the functions describing the geometry in analysis. Therefore, the geometric properties can be embedded in the NURBS basis functions and control points so that it has potential capability to overcome the aforementioned difficulties. In this study, the isogeometric structural analysis and shape design sensitivity analysis in the generalized curvilinear coordinate(GCC) systems are discussed for the curved geometry. Representing the higher order geometric information, such as normal, tangent and curvature, yields the isogeometric approach to be the best way for generating exact GCC systems from a given CAD geometry. The developed GCC isogeometric structural analysis and shape design sensitivity analysis are verified to show better accuracy and faster convergency by comparing with the results obtained from the conventional isogeometric method.

경위선이 비교적 넓은 간격으로 표시된 종이지도(이하 지도)에서 임의 지점의 경위도 좌표 값을 파악하는 것은 매우 불편하다. 따라서 휴대용GPS 단말기(이하 휴대용GPS)에 표시된 현재 위치의 경위도 좌표 값으로 지도상에서 그 위치를 파악하는 것도 역시 불편하다. 이러한 문제들로 풍부한 지리정보가 담겨져 있는 지도임에도 불구하고 휴대용GPS와 병용하는 것은 결코 쉽지 않다. 더욱 지도상에 다수의 좌표선과 해당 좌표 값 및 측지계가 표시되어 있지 않으면 휴대용GPS와 함께 사용하는 것은 불가능에 가깝다. 본 연구에서는 지도기반 평면격자좌표계란 새로운 기법을 이용하여 어떠한 형태의 지도라도 휴대용GPS와 편리하게 병용할 수 있는 방법을 모색해보고자 한다. 지도기반 평면격자좌표계(Map Based Rectangular Grid, 이하 평면격자좌표계)란 직접 지도에 임의로 기획하는 좌표계로서 축척에 관계없이 지도의 가로･세로 방향으로 1cm 간격마다 한 단위씩 수치가 증가하도록 구성한 좌표계이다. 휴대용GPS의 좌표계 설정에서 사용자가 직접 좌표계 속성을 입력할 수 있는 기능을 통해 임의의 위치 좌표 값을 지도에 기획한 평면격자좌표 값으로 표시할 수 있으므로 보다 편리하고 신속하게 지도상에서 임의의 위치 파악이 가능해진다. 또한 이 좌표계의 특성상 지도상에서 특정 지점의 평면격자좌표 값을 편리하고 신속하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 해당 수치를 휴대용GPS에 그대로 입력하여 특정지점(Waypoint)으로 저장할 수도 있다. 하지만 사용되는 지도에 따라 휴대용GPS에서 다소 복잡한 좌표계 설정을 재시도해야 하고, 취득한 평면격자좌표의 값은 상대적 좌표 값이라는 단점을 지니고 있다.

In this paper, we simplify the equations of the Macdonald-Thome black hole magnetosphere. Our major assumption is that the 3-D electric and magnetic flux isosurfaces respectively form families of confocal oblate spheroids and hyperboloids. As a result, the magnetospheric equations are greatly simplified, and may provide a useful framework for instances when rigorous, theoretical approaches are not necessary.

In this paper, we propose a new collision detection algorithm for human-robot collaboration. We use an IMU sensor located at the tip of the manipulator and the kinematic behavior of the manipulator to detect the unexpected collision between the robotic manipulator and environment. Unlike other method, the developed algorithm uses only the kinematic relationship between the manipulator joint and the end effector. Therefore, the collision estimation signal is not affected by the error of the dynamics model. The proposed collision detection algorithm detects the collision by comparing the estimated acceleration of the end effector derived from the position, velocity and acceleration trajectories of the robot joints with the actual acceleration measured by the sensor. In simulation, we compare the performance of our method with the conventional Residual Observer (ROB). Our method is less sensitive to the load variation because of the independency on the dynamic modeling of the manipulator.

본 논문에서는 컨벡스 헐을 이용한 구 좌표계 기반 실시간 렌더링 알고리즘이 제안되었다. OpenGL 렌더링 파이프라인은 물체의 모든 정점들을 고려하지만, 제안된 방법은 물체의 가시 삼각형들을 검사하여 보이는 정점들만을 고려한다. 본 논문에서는 구좌표계 표현에서의 물체의 가시 영역을 결정하기 위하여, 카메라 절두체를 이루는 6개의 평면 방정식과 물체의 경계구와의 기하 관계를 이용한다. 또한 대상 물체의 컨벡스 헐(convex hull)의 최대 측면 성분(maximum side factor)을 고려하여 은면(hidden surface)을 제거하는 효과적인 방법이 구현되었다. 실험결과로부터 결과 영상이 원본 영상과 거의 같고, 렌더링 성능이 크게 개선됐음을 확인하였다.

본 논문에서는 보다 효율적인 렌더링을 위해 물체를 구좌표계(sperical coordinate system) 상에서 표현하는 새로운 렌더링 알고리즘이 제안된다. 먼저 직교 좌표로 표현되어 있는 물체의 정점을 구좌표로 변환하고, 카메라의 가시 절두체(frustum) 영역 내의 정점을 판단하기 위해 삼각형의 무게중심, 색인(index), 메모리 접근(access) 맵 등의 자료구조를 구성한다. 제안된 방법은 카메라에 의해 보여지는 영역, 즉 렌더링되는 물체의 가시 영역에 해당하는 정점만으로 렌더링한다. 따라서 렌더링 파이프라인에서 고려되는 정점의 개수를 크게 줄여 전체적인 시스템 성능이 크게 향상되었음을 실험을 통해서 확인하였다.