연성 대장내시경의 형상추정을 위한 센서네트워크의 설계

이재우

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이재우

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제17권 제2호

발행연도: 2016.2

수록면: 299 - 306 (8page)

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본 논문에서는 센서 네트워크를 이용하여 의사의 동작을 흉내 낼 수 있는 내시경 취급로봇의 형상 예측방법이 제안된 다. 3축 지자기계와 3축 가속도 계로 이루어진 단위센서가 CAN버스 통신을 통하여 네트워크를 구성한다. 각각의 센서 유니 트는 연성 튜브로 만들어진 로봇의 길이방향 위에 있는 점들의 각들을 검출하는 데 사용된다. 센서 네트워크로부터 수신된 신호들은 Butterworth lowpass filter를 이용하여 필터링 된다. 여기서 우리는 노이즈 제거를 위하여 버터워쓰 필터를 설계하였 다. 최종적으로 로패스 필터에 의하여 노이즈가 걸러진 신호들을 처리하여 Euler 각이 추출된다. 이 Euler 각을 이용하여 sensor network 상에 있는 각 센서의 위치가 추정된다. 우리는 로봇 바디가 링크와 관절들로 구성되어 있다고 가정한다. 그러 면 각 센서의 위치는 각 링크의 중심에 부착되어 있는 것으로 가정할 수 있다. Euler 각과 kinematics chain model로부터 링크 의 위치를 결정할 수 있다. 각 링크를 매끈하게 연결할 수 있도록 하기 위해 각 센서의 위치사이에 보간이 수행되어 최종적으 로 작동 중에 있는 내시경의 최종형상이 얻어진다. 실험 결과는 제시된 센서 네트워크에서 추정된 Euler angle과 kinematic chain model을 이용하여 추정된 serial link의 형상으로부터 내시경형상을 가시화 할 수 있음을 보여준다.

#Euler angle #IMU sensor #Butterworth filtering #Sensor Network #Shape Estimation

참고문헌 (11)

참고문헌 신청

[학술지(정기간행물)] - S.J. Phee / 1997 / Locomotion and steering aspects in automation of colonoscopy. I. A literature review / IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine 16 (6) : 85 ~ 96

[학술대회논문] - Kazuko Itoh / 2007 / Development of Colon Endoscope Robots with New Drive Mechanisms-self Propelled Endoscope Robots of Rotary Inertia and Reverse Screw Types / Proceedings of 25th RSJ conference 1 : 1321 ~ 1324

[학술대회논문] - Masaki Shikanai / 2008 / Devleopment of Colon Endoscope Robots with Reverse Screw Mechanism – Construction of Colon’s Biodynamic Model and Acquirement of Control Method- / Proceedings of 26th RSJ conference 1 : 1284 ~ 1288

[학술대회논문] - Junichi Kinoshita / 2009 / Development of Colon Endoscope Robots with Reverse Screw Mechanism – Development of Diameter Changing Mechanism and Adjustment to Drive on Bends of Colon / Proceedings of 27th RSJ conference 1 : 1155 ~ 1159

[학술대회논문] - M. Shikanai / 2009 / Development of robotic endoscope that locomotes in the colon with flexible helical fins / Proceedings of 31st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2009) 10 (13)

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