• 제목/요약/키워드: 상대자세

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듀얼 쿼터니언을 이용한 인공위성 근접운용에서의 위치-자세 결합운동 연구 (Position-Attitude Coupling Motion Using Dual Quaternion in Spacecraft Proximity Operation)

  • 나윤주;방효충
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권11호
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    • pp.795-802
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    • 2019
  • 본 논문에서는 인공위성의 근접운용에서 발생할 수 있는 위치-자세 결합운동을 정의하고, 이를 듀얼 쿼터니언 기반의 운동방정식을 통해 접근한다. 인공위성의 위치-자세 결합운동은 두 위성의 상대운동에서 목표 지점이 무게 중심이 아닌 위성체 위의 임의의 점에 위치할 때 발생하며, 특히 근거리 운용에서 명확히 보여진다. 듀얼 쿼터니언 기반의 운동방정식은 각속도 상태를 직접 반영하여, 자세의 변화가 위치에 영향을 미치는 위치-자세 결합운동을 간결하게 정의할 수 있다. 여기에서는 위치-자세 결합운동의 해결을 위해 기존의 접근방법과 함께 듀얼 쿼터니언 기반의 운동방정식을 새롭게 제시한다. 수치 시뮬레이션에서는 두 위성의 상대운동에서 위치-자세 결합운동으로 목표 지점에 대한 위치 오차가 발생함을 보이고, 듀얼 쿼터니언 기반의 운동방정식이 이를 해결할 수 있음을 검증한다.

동적 프로젝션 맵핑을 위한 안정적 객체 자세 추정 (Robust Object Pose Estimation for Dynamic Projection Mapping)

  • 김상준;변영주;최유주
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2018년도 하계학술대회
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    • pp.105-106
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    • 2018
  • 본 논문에서는 동적 프로젝션 맵핑을 구현하기 위하여 3차원 공간의 깊이 정보와 대상 객체의 색상영상에서의 특징점을 추출하여 3차원 공간상에서 움직이는 2차원 평면 객체의 자세를 안정적으로 추정하는 기법을 제안한다. 제안 기법은 타겟 이미지를 출력하여 타겟 이미지 보다 큰 평면 패널에 부착하고, 이 평면 패널을 3차원 공간상에서 움직이는 환경에서 타겟 이미지의 자세를 안정적으로 추정하기 위하여 고안되었다. 제안 기법에서는 우선 패널이 움직일 수 있는 깊이 영역을 지정하여 해당 깊이 영역에 존재하는 2차원 패널을 추출하고, 패널의 사각영역을 추출한다. 또한, 색상 영상에 SURF 알고리즘을 적용하여 2차원 평면상에 부착된 타겟 이미지의 영역을 색상 특징을 기반으로 함께 추출하여 패널의 사각 영역과 타겟 이미지의 상대적인 위치 정보를 추출한다. 셋업 단계에서 추출된 타겟 이미지의 상대적인 위치 정보를 이용하여, 조명의 변화에 의하여 순간적으로 타겟 이미지의 특징점 추적에 실패한 경우, 패널의 사각 영역에 의해 계산된 타겟 이미지의 상대적 위치 정보를 계산하여 자세 추정에 사용함으로써 움직이는 타겟 이미지의 3차원 자세를 안정적으로 추정할 수 있도록 하였다.

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복수 PSD와 비콘을 이용한 칼만필터 기반 상대항법에 대한 연구 (Relative Navigation Study Using Multiple PSD Sensor and Beacon Module Based on Kalman Filter)

  • 송정규;정준호;양승원;김승균;석진영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.219-229
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    • 2018
  • 본 논문에서는 복수 Position Sensitive Detector(PSD) 센서와 IR Beacon Module(적외선 비콘 모듈)을 이용하여 우주비행체의 랑데부/도킹/군집 운용과 같은 근접 운용을 위한 칼만 필터 기반의 상대항법 알고리즘 연구를 수행한다. PSD 센서와 적외선 비콘 모듈은 각각 Target Satellite과 Chaser Satellite에 장착되어 위성의 상대 위치와 상대 자세 정보를 획득하여 위성간 근접운용에 사용한다. 각각의 상대 항법 기법의 성능을 비교 분석하기 위하여 수치 시뮬레이션을 수행한다. 상대항법 알고리즘에 사용된 PSD 센서와 적외선 비콘 모듈의 광학적 모델링과 작동 원리를 기반으로 칼만필터의 측정 모델을 구성한다. 확장 칼만 필터(EKF)와 무향 칼만 필터(UKF)는 우주비행체의 병진 운동 및 회전 운동에 대한 운동학 및 동역학적 특성을 활용하는 측정 융합에 기반을 둔 확률론적 상대항법 기법으로 사용된다. EKF와 UKF, 두 필터의 상대 자세 및 상대 위치 추정 성능을 비교한다. Target Satellite과 Chaser Satellite에 장착되는 PSD 센서와 적외선 비콘 모듈의 개수와 상대항법기법의 변화에 따른 수치 시뮬레이션을 수행하여 성능 변화를 확인하였다.

고기동위성 지상처리 정밀자세결정 성능 향상

  • 박근주;임조령;우현욱;서두천;이선호;최홍택
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.177.1-177.1
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    • 2012
  • 국내기술로 개발된 고기동 위성이 해상도 70cm급 광학카메라를 탑재하고 태양동기궤도를 따라 지구 주위를 하루에 14바퀴이상 돌면서 임무를 수행한다. 높은 해상도의 영상을 얻기 위해 자세제어계에서는 고성능 별추적기와 자이로를 사용하는 정밀자세결정 로직과 반작용 휠을 사용하는 자세제어 로직을 운용한다. 자세제어계에서는, 발사환경 및 우주환경의 영향으로 인한 자이로의 오정렬, SF오차, 별추적기 상호간 오정렬에 대한 상대보정과 탑재컴퓨터에서 결정한 궤도 및 자세정보와 영상 기준점 정보를 이용하여 절대보정을 수행한다. 한편, 탑재 알고리즘에서는 강건한 자세결정로직을 운용하고 있고, 별추적기의 측정지연 보상, 처리 주기내의 평균 각속도 사용 등 실시간 운용으로 인한 제한으로 성능상의 제약이 있다. 따라서 정밀자세결정 지상 후처리 작업이 필요하며 이를 위해서 기 개발된 지상처리용 정밀자세결정 소프트웨어를 새로운 접속요구규격에 맞춰 업그레이드하였다. 지상처리 정밀자세결정을 위해서 탑재컴퓨터는 영상촬영 전후 일정기간 동안 별추적기 데이터, 자이로 데이터, 탑재컴퓨터에서 결정한 자세정보 등을 매 탑재컴퓨터 처리 주기로 저장하여 지상으로 전송한다. 전송된 자료를 이용하여 지상처리용 정밀자세결정 소프트웨어는 정밀궤도 정보와 결합하여 정밀자세결정을 수행한다. 고기동 위성의 경우 기동 후 정밀자세결정 수렴 속도 향상이 필요하며, 소프트웨어의 필터 파라미터를 조율하여 성능을 향상하였다.

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텔레메틱스 산업 ④- 디지털콘텐츠와 텔레매틱스의 행복한 결혼 ②

  • 임은모
    • 디지털콘텐츠
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    • 6호통권133호
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    • pp.136-139
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    • 2004
  • 행복한 결혼은 상대가 상대를 서로 이해하고 협력하는 모습에서 가능하듯이 텔레매틱스 산업에서 디지털콘텐츠와의 행복추구는 정보 공유를 전제해 디지털콘텐츠를 서비스해야 된다. ‘가장 간단한 것이 좋은 것’이라는 니콜라스 네크로폰테의 조언과 같이 디지털콘텐츠의 행복한 결혼이 되기 위해서는 자동차 유저의 요구부터 파악해 공감대 내지는 타당성을 찾아 이를 발전시키는 자세가 절실하다.

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항공용 다각사진 카메라 시스템의 플랫폼 캘리브레이션 (Platform Calibration of an Aerial Multi-View Camera System)

  • 이창노;김창재;서상일
    • 한국측량학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.369-375
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    • 2010
  • 다각사진은 3차원 공간정보의 시각화 뿐 아니라 측정 목적으로도 사용되므로 카메라 시스템에 대한 캘리브레이션이 요구된다. 다각사진 카메라 시스템을 구성하는 각 카메라는 홀더에 장착되어 상대적인 자세 및 위치가 고정된다. 따라서 투영중심점 위치와 자세각은 중앙에 장착된 연직사진에 대해서 적용하고 나머지 4 대의 경사사진용 카메라에 대한 투영중심점 위치 및 자세각은 연직사진에 대한 상대적인 값으로부터 계산될 수 있다. 이에 본 연구에서는 다각사진 카메라 시스템에 의해 실제 촬영된 다각사진을 이용하여 항공삼각측량을 실시 한 후 얻어진 다각사진의 외부표정요소로부터 연직사진을 기준으로 경사사진의 상대적 자세각과 투영중심점의 상대적 위치에 대해 조사 분석하였다. 연구결과 연직사진에 대한 경사사진의 투영중심점 위치는 표준편차가 크게 나타났으며 자세각에 대해서는 경사방향에 관계없이 연직사진을 고정하고 경사사진만 조정할 때 그 표준편차가 더 작게 나타났다. 또한 전체 외부표정요소를 구할 경우보다 자세각만 구할 경우 전반적으로 표준편차가 작으며 안정적인 것을 알 수 있었다.

유연성을 가지는 비행체를 위한 속도/방위각 정합 전달 정렬 알고리즘 설계 (Design of Transfer Alignment Algorithm with Velocity and Azimuth Matching for the Aircraft Having Wing Flexibility)

  • 강석태
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.214-226
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    • 2023
  • A transfer alignment is used to initialize, align, and calibrate a SINS(Slave INS) using a MINS(Master INS) in motion. This paper presents an airborne transfer alignment with velocity and azimuth matching to estimate inertial sensor biases under the wing flexure influence. This study also considers the lever arm, time delay and relative orientation between MINS and SINS. The traditional transfer alignment only uses velocity matching. In contrast, this paper utilizes the azimuth matching to prevent divergence of the azimuth when the aircraft is stationary or quasi-stationary since the azimuth is less affected by the wing flexibility. The performance of the proposed Kalman filter is analyzed using two factors; one is the estimation performance of gyroscope and accelerometer bias and the other is comparing aircraft dynamics and attitude covariance. The performance of the proposed filter is verified using a long term flight test. The test results show that the proposed scheme can be effectively applied to various platforms that require airborne transfer alignment.

A Design and Implementation of Yoga Exercise Program Using Azure Kinect

  • Park, Jong Hoon;Sim, Dae Han;Jun, Young Pyo;Lee, Hongrae
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제26권6호
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    • pp.37-46
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    • 2021
  • 본 논문에서는 Azure Kinect를 사용하여 요가 자세의 정확도를 측정하고 판단하는 프로그램을 설계하고 구현하였다. 이 프로그램은 Azure Kinect Camera와 센서를 통해 사용자의 모든 관절 위치를 측정한다. 측정한 관절의 값은 두 가지 방법으로 정확도를 판단하는 데이터로 사용된다. 측정된 관절 데이터는 삼각법과 피타고라스의 정리를 통하여 관절의 각도를 구한다. 또한, 측정된 관절 값은 상대적인 위치 값으로 변경한다. 각각 계산하여 구한 값은 목표하고자 하는 자세의 관절 값 및 상대적 위치 값과 비교하여 정확도를 판단한다. Azure Kinect Camera를 통해 사용자가 본인의 자세를 확인할 수 있도록 화면을 구성하고 사용자의 자세 정확도를 피드백으로 전달해 사용자의 자세 향상을 유도한다.

월파조건에서 직립벽을 따른 연파특성 실험 (Hydraulic Model Tests for Stem Waves along Vertical Wall under Overtopping Conditions)

  • 이종인;김영택
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2009년도 발표 논문집 제18권
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    • pp.180-183
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    • 2009
  • 월파조건에서 직립벽을 따른 연파특성에 대한 실험을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 제체전면을 따른 파고분포를 살펴보면, 상대여유고에 따른 파고변화는 어느 정도 나타났다. 제체 직각 방향으로의 결과에서 상대파고의 감소는 연파의 폭범위내에서 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 향후 보다 자세한 분석과 월파량과 연계한 분석을 수행할 예정이다.

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맞춤형 착석장치를 통한 자세지지가 뇌성마비 아동의 상지 마우스 사용에 미치는 영향: 단일대상연구 (Effect of Postural Support with a Custom Seating System on Upper Extremity Access to Mouse for Children with Cerebral Palsy: a Single Subject Research)

  • 정동훈
    • 재활복지
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    • 제16권2호
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    • pp.287-309
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    • 2012
  • 본 연구는 맞춤형 착석장치를 통한 자세지지가 뇌성마비 아동의 상지 마우스 사용 능력에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 단일대상 연구방법의 하나인 ABAB 설계를 실시하였고, 경직성 사지마비로 진단받은 13세 뇌성마비 남아가 참여하였다. 대상자의 중재 전 휠체어 앉기 자세와 자세지지를 통한 중재 자세에서 마우스 클릭을 위한 반응시간과 정확도를 비교하였다. 중재 자세는 현행 임상지침과 상지 운동을 촉진하는 것으로 밝혀진 연구결과를 참고하였고, 대상자의 전형적인 휠체어 앉기 자세에서 도수 평가 후 맞춤형 착석장치를 통해 교정하였다. 연구 결과는 기초선 자세보다 중재 자세에서 마우스 클릭을 위한 반응시간이 감소한 것으로 나타났다. 마우스클릭의 정확도는 모든 단계에서 높게 나타나 분석을 실시하지 않았다. 이는 맞춤형 착석장치를 통한 기능적인 앉기 자세가 뇌성마비 아동의 상지 마우스 사용 능력에 긍정적인 영향을 미친다는 경험적 증거를 제공한다. 향후에는 다른 장애 유형과 더 많은 대상자를 상대로 맞춤형 착석장치가 사용자의 컴퓨터 접근성 향상 등 상지 기능에 효과적이라는 결과를 일반화할 수 있는 연구가 필요하다.