• Journal of Korea Game Society
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• v.4 no.4
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• pp.19-24
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• 2004

In this paper, we have proposed a new geometric solution of inverse kinematics of high instinct, while traditional solutions of inverse kinematics requires high level of mathematical knowledge. It was possible to use the inverse kinematics without mathematical knowledge because 3D vectors of directions of folded bones could be calculated by our method in the inverse kinematic model of two bones. The proposed method can be utilized easily by graphic designers who have little knowledge of mathematics of inverse kinematics

• Annual Conference of KIPS
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• 2015.10a
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• pp.1537-1540
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• 2015

본 연구에서는 역운동학(IK, Inverse Kinematics)을 이용한 스포츠클라이밍 자세생성과 동작제어를 통해 인간의 일반적인 동작 이외에 스포츠와 같은 특수 목적의 동작들을 삼차원의 가상공간에서 스포츠 클라이밍의 기본동작 절차를 이용하여 가상 인물(Virtual Character)의 자세 및 동작을 생성한다. 역운동학(IK, Inverse Kinematics) 알고리즘을 통한 자세 생성은 역운동학 함수 (IK Function)와 실제 데이터를 통한 기본자세 애니메이션을 제작, 이를 활용하여 사실성을 더하고 자연스러운 자세 및 동작을 생성한다. 스포츠클라이밍은 특별한 제약사항이 없어 스포츠 클라이밍의 올바른 자세 생성에는 많은 문제가 있다. 예를 들어 자유로운 동작에 의한 무리한 형태의 자세 생성들이 그러하다. 본 논문에서는 이를 스포츠 클라이밍의 기본동작 절차를 이용하여 올바른 자세와 함께 실제와 유사한 동작을 생성한다.

• Journal of the KSME
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• v.28 no.2
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• pp.138-145
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• 1988

본 글에서는 로봇의 운동학적 및 동력학적 문제를 풀기 위한 기본적 이론과 그 적용례를 들었다. 운동학적 고찰은 로봇 링크의 위치와 방향을 설정하기 위한 동차변환에 근거하여 이루어졌고, 기준좌표계와 조인트 좌표계사이의 정변환과 역변환이 정운동학과 역운동학적 과정에서 고찰되 었다. 동력학적 과정에서는 로봇은 능동기구로 간주하여 운동방정식이 유도되었으며 이 유도 과정에서 운동학적 분석결과가 어떻게 사용되는가를 살펴보았다. 한편 유도된 운동방정식이 어떻게 활용되는가를 정동력학과 역동력학적 과정을 통하여 살펴보았으며 이러한 과정들은 로 봇의 설계, 모델링(simulation), 제어 등 연구에 기초이론으로 사용됨을 적용례를 통하여 보였고 일반적으로 정운동학, 역운동학, 역동력학, 정동력학의 순으로 전개됨이 합리적이라는 것을 인 지하였다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.8 no.4
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• pp.367-375
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• 2002

Inverse kinematics is a very useful method for control]ing the posture of an articulated body. In most inverse kinematics processes, the major matter of concern is not the posture of an articulated body itself but the position and direction of the end effector. In some applications such as 3D character animations, however, it is more important to generate an overall natural posture for the character rather than place the end effector in the exact position. Indeed, when an animator wants to modify the posture of a human-like 3D character with many physical constraints, he has to undergo considerable trial-and-error to generate a realistic posture for the character. In this paper, the Inductive Inverse Kinematics(IIK) algorithm using a Uniform Posture Map(UPM) is proposed to control the posture of a human-like 3D character. The proposed algorithm quantizes human behaviors without distortion to generate a UPM, and then generates a natural posture by searching the UPM. If necessary, the resulting posture could be compensated with a traditional Cyclic Coordinate Descent (CCD). The proposed method could be applied to produce 3D-character animations based on the key frame method, 3D games and virtual reality.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.176-181
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• 2007

인체와 같은 복잡한 계층 구조를 가진 관절체에서 모션을 생성하는 것은 쉬운 일이 아니다. 기존의 캐릭터 포즈 에디팅 방법은 정운동학과 역운동학을 사용하여 키프레임을 생성하였다. 본 논문에서는 역운동학에 기반 한 직관적인 포즈 편집 기법을 제안한다. 선택된 연속적인 관절들을 입력으로 주어진 커브에 정렬시킴으로써 원하는 포즈를 쉽게 생성할 수 있다. 이렇게 만들어진 포즈는 키 프레임 애니메이션의 키프레임으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 커브에 관절의 연속된 부분을 정렬시키기 위해 점진적 관절 정렬 기법(Gradual Joint Alignment along Curve)을 제시하고 이 방법을 통해 연속된 조인트 체인으로 하여금 역운동학의 제약 조건을 만족시키면서도 가능한 한 입력된 커브에 정렬될 수 있도록 하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.47 no.6
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• pp.39-47
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• 2010

A research of image-based articulated pose estimation has some problems such as detection of human feature, precise pose estimation, and real-time performance. In particular, various methods are currently presented for recovering many joints of human body. We propose the novel numerical inverse kinematics improved with the UKF(unscented Kalman filter) in order to estimate the human pose in real-time. An existing numerical inverse kinematics is required many iterations for solving the optimal estimation and has some problems such as the singularity of jacobian matrix and a local minima. To solve these problems, we combine the UKF as a tool for optimal state estimation with the numerical inverse kinematics. Combining the solution of the numerical inverse kinematics with the sampling based UKF provides the stability and rapid convergence to optimal estimate. In order to estimate the human pose, we extract the interesting human body using both background subtraction and skin color detection algorithm. We localize its 3D position with the camera geometry. Next, through we use the UKF based numerical inverse kinematics, we generate the intermediate joints that are not detect from the images. Proposed method complements the defect of numerical inverse kinematics such as a computational complexity and an accuracy of estimation.

• KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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• v.5 no.5
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• pp.243-250
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• 2016

Recently, public interest in virtual reality (VR) and augmented reality (AR) has increased. Therefore, computer graphics-related research has been actively conducted. This has included research on virtual space related to human posture implementation. However, such research has focused on general posture in humans. This paper presents a system with reference to the basic posture in sports climbing and the inverse kinematics method for generating the positions and behavior of virtual characteristics in a three-dimensional virtual space. The simulation based on the inverse kinematics method, produced with an inverse kinematics solver and initial pose animation from motion capture, provides realistic and natural movement. We designed a simulation system to generate correct posture and motions similar to those in sports climbing by applying the basic procedure of sports climbing. The simulation system provides help for producing content about sports climbing, such as learning programs for novice climbers and sports climbing games.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2015.01a
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• pp.187-188
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• 2015

본 논문에서는 IK 리깅을 이용한 캐릭터 콘텐츠 영상 제작을 제안한다. IK 콘텐츠를 2D와 3D로 제작할 수 있는데 본 연구에서는 2D로 캐릭터의 이미지를 레이어로 제작하고, IK의 bone은 스크립트로 생성하였다. 따라서 인체의 각 관절에 해당하는 부위에 리깅을 부여하여 자유로운 캐릭터를 제작하였고, 이러한 캐릭터의 제작은 모션 캡처 제작비용에 비해서 상당히 비용부담이 적은 경제성을 나타내고, 다양한 영역에서 활용 할 수 있다고 사료한다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.2 no.2
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• pp.53-60
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• 1996

In 3D graphics interface, 3D objects and virtual camera have many degrees of freedom. We interpret the control of 3D objects and virtual camera as a problem of kinematics and inverse kinematics. It is well known that extra degrees of freedom introduce various singularities in inverse kinematics. In this paper, we approach 3D graphics interface problems by reducing redundant degrees of freedom so that the control degrees of freedom matches with the degrees of freedom in the motions of 3D objects and virtual camera.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.07b
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• pp.820-822
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• 2005

본 논문에서는 $CAVE^{TM}-like$ 시스템에서 역운동학을 이용하여 사용자의 인체 움직임을 실시간으로 추정하기 위한 기법을 제안한다. 사용자를 둘러싼 스크린으로 투사되는 빛에 인하여 매순간 변화하는 배경을 포함하는 영상으로부터 사용자 영역을 추출하기 위하여 적외선 반사 영상을 이용하였다. 이를 이용하여 추출된 사용자 컬러 영상에 프로젝션 기반 가상환경의 특성을 고려한 컬러 모델을 적용하여 사용자의 얼굴과 손 영역을 추출하였다. 위치 추정 단계를 통하여 다음 프레임에서의 관심영역 위치를 미리 예측하고 추출된 사용자의 손과 얼굴 위치 정보를 말단장치로 이용하고, 관절모델과 운동학적 제약조건을 기반으로 역운동학적인 방법을 통해 사용자의 동작을 추정하였다. 제안 기법에서는 별도의 마커나 도구를 사용하지 않기 때문에 비침입적이며 사용자 움직임의 제약을 최소화할 수 있기 때문에 보다 인간 중심적인 인터랙션을 위한 기반 기술로 이용될 수 있다.