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자전거 시뮬레이터용 운동생성 알고리즘 개발 = Development of motion generation algorithms for bicycle simulator
서명 / 저자 자전거 시뮬레이터용 운동생성 알고리즘 개발 = Development of motion generation algorithms for bicycle simulator / 이정열.
저자명 이정열 ; Lee, Jeong-Yeol
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2000].
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8010882

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MME 00057

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초록정보

Motion generation algorithms for the KAIST interactive bicycle simulator are developed, which are capable of real-time bicycle dynamics simulation, washout filtering and road profile reshaping. The real-time bicycle dynamics simulation engine is developed based on a nonlinear bicycle dynamic model, accounting for tire flexibility, slip and rider's pedal, handle and tilting moment inputs. Model verification is carried out by comparison of 3D simulated bicycle motions with the theoretical formula for the given circular cornering motion. The classical washout filter is programmed so that it can be executed synchronous to the bicycle dynamics simulation engine. Tuning of the washout filter involves the fine adjustment of filter parameters to rider's feel of motions. The motion not covered by the motion base is created by changing the virtual rider's sight orientation so that the scene orientation projected on wall-fixed screen can be effectively changed. Low pass filter for reshaping the road profile data is also proposed to protect the bicycle dynamics solution from abnormality caused by discrete and delayed road profile data. In addition, motion base background vibrations that depend on road types are implemented and tuned to rider's feeling, and the two level helper algorithm is introduced to help novices riding with a reduced fall probability.

KAIST 쌍방향 자전거 시뮬레이터용 운동 생성 알고리즘을 개발했다. 첫째, 임의 형상의 자전거에 대해 타이어의 강성, 미끄러짐과 페달, 핸들, 기울임 모멘트등 운전자 입력이 고려된 비선형 자전거 동역학 모델을 유도하고 이를 실시간에 계산할 수 있는 계산 엔진을 제작하였다. 동역학 모델의 검증은 계산 결과의 3차원 그래픽 애니메이션을 통한 적절성 확인 및 원운동의 경우에 대하여 이론식에 의한 궤적 반경과 시뮬레이션 결과의 비교를 통해 이루어졌다. 둘째, 고전 워시아웃 필터를 프로그래밍하여 동역학 엔진과 동기화하여 계산하도록 하였다. 자전거 시뮬레이터를 타고 있는 운전자의 느낌을 기준으로 한 튜닝과정을 통해서 필터 계수를 세밀하게 튜닝하였다. 운동판을 통해 나타내주지 못한 일부 운동느낌은 가상 운전자의 시선방향을 바꾸어 시뮬레이터 전면 벽에 고정되어 있는 스크린에 투사되는 장면의 회전각을 바꿈으로써 보상해 주었다. 셋째, 여러 부가적인 알고리즘을 개발했다. 이산적이고 지체되어 전달되는 노면 데이타에 의해 생기는 해의 비정상적인 거동을 제거하기 위해 노면 데이타용 저주파 통과 필터를 사용하였고 노면에 따른 진동 느낌을 전달하기 위해 배경진동 생성 알고리즘을 제작하고 운전자의 느낌을 기준으로 튜닝하였다. 또한 자전거 운전 초보자를 도와주기 위해 두개의 자전거 운전 보조 알고리즘을 사용하였다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MME 00057
형태사항 ix, 81 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Jeong-Yeol Lee
지도교수의 한글표기 : 이종원
지도교수의 영문표기 : Chong-Won Lee
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 참고문헌 : p. 80-81
주제 자전거 시뮬레이터
자전거 동역학
워시아웃 필터
쌍방향 시뮬레이터
Bicycle simulator
Bicycle dynamics
Washout filter
Interactive simulator
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