• 사물인터넷융복합논문지
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• 제10권2호
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• pp.69-75
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• 2024

본 논문은 터틀봇3 (TurtleBot3)를 기반으로 ROS(Robot Operating System) 환경에서 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)과 Navigation 기법을 적용한 사물인터넷 기반의 실내 자율주행 시스템을 제안한다. 제안한 자율주행 시스템을 실내 자율주행 휠체어 및 로봇 등에 적용 가능하다. 본 연구에서는 실내 자율주행 휠체어에 적용하여 동작을 검증하였다. 제안한 자율주행 시스템은 2가지 기능을 제공한다. 첫째, 실내 환경 정보를 수집 및 저장하고, 이를 통해 휠체어가 장애물을 인식할 수 있도록 한다. 이를 통해 만들어진 Map을 이용한 Navigation을 수행하여 탑승자가 원하는 위치까지 휠체어의 자율주행을 통해 이동할 수 있다. 둘째, OpenCV를 이용한 이미지 인식을 통해 특정 로고를 추적하여 이동하는 기능을 제공한다. 이를 통해 기관 고유 로고가 그려진 유니폼을 착용한 안내원에게 안내 서비스를 받을 수 있도록 한다. 제안한 시스템은 기존의 휠체어보다 이동성, 안전성, 사용성을 향상해 탑승자에게 편리함을 제공할 것으로 기대한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.199-205
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• 2024

연구목적: 본 연구는 요양병원 등 재난취약시설에 재난이 발생할 경우 잔류한 요구조자를 정확하게 파악하여 소방 등 대응기관에 제공하는 APC(Auto People Counting)의 인식률 개선에 목적이 있다. 연구방법: 본 연구에서는 실제 재난취약시설에 설치되어 운영 중인 APC를 대상으로 카메라를 통해 출입 인원의 이미지를 인식하는 알고리즘을 개선하기 위해 CNN모델을 활용하여 베이스라인 모델링을 하였다. 다양한 알고리즘의 성능을 분석하여 상위 7개의 후보군을 선정하고 전이학습 모델을 활용하여 성능이 가장 우수한 최적의 알고리즘을 선정하는 방법으로 연구를 수행하였다. 연구결과: 실험결과 시간과 성능이 가장 좋은 Densenet201, Resnet152v2 모델의 정밀도와 재현율을 확인한 결과 모든 라벨에 대해서 정확도 100%를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이 중 Densenet201 모델이 더 높은 성능을 보여주었다. 결론: 다양한 인공지능 알고리즘 중 APC에 적용할 수 있는 최적의 알고리즘을 선정하였다. 향후 연무 등 다양한 재난상황에서 재난취약시설 내 출입인원을 정확하게 파악할 수 있도록 알고리즘 분석 및 학습에 대한 추가 연구가 요구된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.41-54
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• 2024

건설된 지반구조물을 안전하게 유지하기 위해 정기적인 모니터링은 매우 중요하다. 현재 유지관리를 위해 센서를 기반으로 하는 가속도, 변위계, 이미지를 기반으로 하는 레이저 혹은 드론 영상 촬영 등 지반구조물에 영향을 최소화할 수 있는 비파괴방식이 활용되고 있다. 해당 기술들은 표면의 변화를 관찰할 수 있지만, 내부 물성값 변화 파악에는 어려움이 있다. 지반구조물의 내부 물성값 변화를 모니터링하기 위해 현장 지반조사법이 도입될 수 있으며, 이를 위해 활용될 수 있는 비파괴시험에는 지오폰을 활용한 Spectral-Anlysis-of-Surface-Wave(SASW) 시험이 있다. SASW 시험은 비파괴시험이지만, 데이터 해석에 드는 시간과 분석에 어려움으로 인해 잦은 관찰을 요구하는 유지관리 모니터링의 용도로 활용이 어렵다. 하지만, 전단파 속도를 도출하는 복잡한 SASW 최종 해석이 아닌 분산곡선을 도출하는 1단계 해석만으로도 모니터링에 적용할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 SASW 시험을 모니터링에 활용하기 위해 분산곡선 도출에 필요한 위상각차 데이터에 관한 기초 연구를 수행하였다. 위상각차 구간별 신뢰도에 대해 검토하여 데이터 모니터링에 활용이 가능한 범위에 관하여 확인하였다. 이를 위해 단일 층으로 구성된 균질한 지반 현장에서 지오폰을 활용하여 계측한 위상각차 데이터들을 활용하였다. 본 연구를 통해 활용할 수 있는 위상각차 데이터 구간을 파악해 모니터링의 활용성을 높일 것으로 기대된다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제22권3호
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• pp.1-18
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• 2010

이 연구에서는 2007년 개정 교육과정 기술 가정과 주생활 단원에 적용할 수 있는 '이웃과 더불어 만드는 지속가능한 주거생활'이라는 주제로 실천적 문제 해결 교수 학습 방법을 적용하여 교수 학습 과정안을 개발하였다. 연구 절치는 ADDIE 교수설계모형에 따라 분석, 설계, 개발, 적용, 평가단계로 연구를 진행하였다. 교육과정과 관련문헌을 분석하여 '지속가능한 주거생활을 위해 나는 이웃과 더불어 무엇을 할 수 있는가?'라는 실천적 문제를 설정하였다. 교수 학습 과정은 총 6차시로 실천적 문제 해결 과정에 따라 문제정의(1~2차시), 실천적 추론(3~4차시), 행동(5차시), 행동에 대한 평가 단계(6차시)로 구성하였다. 1~2차시에는 지속가능한 주거에 대한 개념과 이웃공동체의 역활을 학습하면서 현대 주거의 요구를 확인하도록 하였다. 3~4차시에는 공동생활공간과 공동활동 프로그램으로 현대의 주거생활로 인해 발생하였거나 앞으로 발생가능한 자원고갈, 환경오염, 인간소외, 가족부양 등의 문제를 해결하는데 필요한 정보를 획득하고 분석하도록 하였다. 5차시는 문제해결을 위한 구체적인 행동계획을 수립하고 4~6일간 수행하도록 하였다. 6차시는 수행 결과를 발표하고 검토, 반성하도록 하였다. 교수 학습 자료는 학습 활동지(17개), 텍스트 자료(6개), 동영상 자료(6개), 인터넷 자료(2개), 이미지 자료(1개)를 개발하여 영상으로 제시하거나 인쇄물로 배부하였다. 수업적용은 2009년 9월 1일부터 14일까지 경북 상주시 소재 H중학교 2, 3학년과 병설 H고등학교 1학년의 각 1학급을 대상으로 적용하였다. 교수 학습 과정에서 연구자 관찰 내용과 학생의 수행 결과물을 분석한 결과, 학생들은 자신의 마을이나 자신의 경험과 관련이 높은 교수 학습 자료가 제시된 경우 더욱 적극적으로 학습에 참여하였다. 우리 마을의 공동생활공간과 공동활동 프로그램을 제안할 때는 또래 청소년을 대상으로 하는 제안이 대부분이었으며 저학년은 주로 개인의 흥미와 개인적인 요구 충족을 위한 활동을 많이 제안하였고 고학년은 수혜의 범위가 타인을 위한 활동을 많이 제안하였다. 그리고 행동을 수행하는 과정에서 교사의 지원에 대한 요구가 높았다. 설문지 분석 결과, 실험수업은 공동체 의식올 높이는데 효과가 있었으며 특히 마을에 대한 소속감 및 만족감, 자발적 참여의식을 높이는데 긍정적으로 작용하였다. 학습자의 실천적 문제 해결 교수 학습 과정 참여도를 단계별로 학습자가 주관적으로 평가하는 수행수준으로 알아 본 결과 4단계 모두 보통이상 이었으며 문제정의, 실천적 추론 단계가 행동과 행동반성 단계보다 높게 나타났다. 그리고 생활 속에서 문재를 발견하고 인식하는 교수 학습 내용과 다양한 학습 자료를 사용한 교수 학습 과정에 대한 만족도가 높았다. 이러한 연구 결과를 통해, 실천적 문제 해결 과정을 적용한 '이웃과 더불어 만드는 지속가능한 주거생활' 교수 학습 과정안은 학습자의 공동체 의식 함양과 주거에 관련된 실천적 문제 해결 능력을 함양하는데 긍정적으로 작용하며 실천적 문제 해결 행동을 실제적으로 수행하는 것에 대해 학생들이 긍정적으로 평가하고 있다고 결론 내릴 수 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.115-121
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• 2012

목 적: 양성자 치료는 DIPS (Digital Imaging Positioning System)를 이용하여 기준이 되는 DRR (Digital Reconstruction Radiography) 영상과 당일 치료 과정에서 얻은 X-ray 영상의 해부학적 구조를 비교하여 교정 값을 얻어 PPS (Patient Positioning System)를 교정 후 치료한다. PPS는 환자 셋업의 정확성을 위해 6방향(X축 Lateral, Y축 Longitudinal, Z축 Vertical, Rotation, Pitch, Roll)의 이동을 기반으로 움직인다. 따라서 DIPS의 교정 값과 PPS 움직임 구현성의 정확성 평가가 필요하다. 이에 자체 제작한 PPS QA 팬텀을 이용하여 PPS의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 환자의 해부학적 구조를 대신 할 납 볼이 부착된 PPS QA 팬텀을 기준점에 셋업 한다. 임의의 수치 값으로 PPS 6 방향의 움직임을 만들어 PPS QA 팬텀을 이동시킨다. DIPS로 얻은 교정 값을 적용 후 기준점과 기준점으로 돌아온 PPS QA 팬텀과의 교정 값이 허용 범위 내에 들어오는지 평가한다. 결 과: 기준점에 위치한 PPS QA 팬텀의 X축, Y축, Z축의 3개의 좌표를 함께 1 cm에서 5 cm까지 1 cm씩 이동한 후 기준점과의 평균 교정 값은 PPS 6축에서 각각 0.04 cm, 0.026 cm, 0.022 cm, $0.22^{\circ}$, $0.24^{\circ}$, $0^{\circ}$이다. PPS QA 팬텀의 6방향의 이동 좌표계를 모두 1과 2만큼 이동 시켰을 때 평균 교정 값은 1 이동 시 0.06 cm, 0.01 cm, 0.02 cm, $0.1^{\circ}$, $0.3^{\circ}$, $0^{\circ}$이었고, 2만큼 이동 시에 0.02 cm, 0.04 cm, 0.01 cm, $0.3^{\circ}$, $0.5^{\circ}$, $0^{\circ}$이었다. 결 론: 교정 값을 평가한 결과 Lateral, Longitudinal, Vertical의 경우 허용 범위인 0.5 cm Rotation, Pitch, Roll의 경우 허용 범위 $1^{\circ}$ 안에 모두 들어오는 것을 알 수 있었다. 하지만 더욱 정확한 양성자 치료를 위해 DIPS의 이미지 질 개선과 DIPS 매칭 시스템의 발전 노력, 정기적인 장비 관리를 함으로써 현재 발생하는 기계적인 오차를 더욱 줄여나가야 하겠다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.85-93
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• 2012

목 적: 호흡에 의한 장기의 움직임이 큰 흉부와 상복부에 위치한 종양의 토모테라피 치료 시 움직임을 최소화하기 위해 노력으로 호흡 조절 시스템을 적용하지만 여러 제약이 따라 이용이 제한적이었다. 이에 본 연구에서는 토모테라피 치료 시 효율적인 호흡 조절을 위한 ABCHES system의 적용 가능성 및 유용성을 평가해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 흉부와 상복부에 위치한 폐와 간, 쓸개, 췌장에 토모테라피 치료를 받은 5명의 환자를 대상으로 하였다. 모든 환자에게 ABCHES를 사용하여 자유 호흡법과 얕은 호흡법을 각각 교육한 후 치료 계획용 4D-CT를 실시하여 총 10개의 4차원 단층촬영영상을 획득 하였다. 한명의 전공의는 각 영상의 최대 흡기, 최대 호기, 호흡의 중간 위상, Average CT이미지에서 육안적으로 보이는 종양과 주변 정상장기를 그렸으며 MIM에서 선량체적 히스토그램과 종양의 움직임에 대한 정량적 분석을 실시하였다. 자유 호흡과 얕은 호흡 상태에서 장기의 움직임은 총 여섯 방향에서 평가하였고 주변 장기에 조사된 방사선량을 비교하였다. 결 과: 5명의 환자 중 호흡 조절 장치인 ABCHES를 이용하여 자유 호흡과 얕은 호흡 상태에서 장기의 움직임이 5 mm 이상 움직인 호흡은 자유 호흡이 12번인 반면 얕은 호흡에서는 2번으로 감소되었다. 선량 체적 히스토그램을 통한 비교 분석 결과 두 호흡간 치료 체적과 종양조직 주변 정상 장기 2개의 평균 선량 값과 정상조직에 방사선이 조사되는 용적에서 ABCHES를 이용한 얕은 호흡이 자유 호흡에 비해 모두 낮은 치료 결과 값을 확인 할 수 있었다. 결 론: ABCHES를 사용하여 규칙적이고 정확한 얕은 호흡을 함으로써 토모테리피 치료 시 유용성과 호흡에 따른 종양의 움직임을 최소화 할 수 있음을 확인 하였고, 주변 정상조직에 불필요하게 조사되는 방사선을 감소시킬 수 있었다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권51호
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• pp.293-319
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• 2018

최근의 영화, 애니메이션, 드라마같은 영상 콘텐츠들은 기술과 장비의 발전에 힘입어 표현할 수 있는 영화적 상상의 영역을 빠른 속도로 넓혀가고 있다. 높아진 관객의 시각적 기대를 충족시키고 흥미진진한 스토리텔링과 환상적 세계를 구현하기 위해 서로 다른 기법간의 융합도 활발히 사용되어 지고 시각효과 및 영상 합성에 대한 리얼리티도 더욱 증대되고 있는 중이다. 그에 따라 최근의 컴퓨터그래픽스를 사용한 VFX중심의 영화들은 과거보다 더욱 복잡한 제작 프로세스를 가진다. 때문에 정교한 설계를 위해 기획 과정에서 '프리비즈'로 불리는 프리-비주얼라이제이션(Pre-visualization)의 중요성이 더욱 크게 대두되고 있다. 프리비즈는 영화나 애니메이션의 본 제작에 들어가기 전 기획단계에서 스토리나 연출아이디어에 대한 사전 시각화작업을 뜻한다. 오늘날 프리비즈는 컴퓨터그래픽스를 사용하여 3D애니메이션의 유형으로 구현이 되며 이러한 프리비즈를 3D animatied Pre-visualization이라고 한다. 추상적이고 모호한 감독의 생각들을 미리 3차원 환경에서 구체적으로 구현해 볼 수 있는 3D animatied Pre-visualization은 비주얼 스토리텔링의 막강한 수단으로써 현재 컴퓨터 그래픽을 광범위하게 사용하는 VFX 영화산업을 중심으로 활발히 사용되고 있고 프로덕션의 전반에 걸친 프리비즈의 역할도 과거에 비해 증대되었다. 그러나 그에 따른 프리비즈의 역할과 효용성에 관한 연구는 많지 않은 상태다. 이에 본 연구는 연구자가 제작에 참여한 3D animatied Pre-visualization의 제작사례를 중심으로 현재 VFX 영화 제작 시 활용되고 있는 프리비즈의 역할에 관해 연구를 진행하였다. 오늘날 세분화된 프리비즈의 역할을 스토리-비즈, 테크-비즈, 컨셉-비즈, 피칭-비즈, 포스트-비즈, 3D애니메틱스로 분류하고 각각의 역할에 관해 사례이미지와 함께 분석하였다. 이러한 역할에 관한 연구를 통해 프리비즈가 갖추어야하는 특성을 명확히 하였고 프로덕션에서 프리비즈의 활용이 불러오는 이점과 효용성에 관한 개념을 강화하였다. 본 연구는 국내 VFX영화 제작과정에서 프리비즈의 다양한 역할과 그에 따른 효용성에 대해 공감하여 프로덕션 전반에 걸친 활발한 사용을 유도하는 것에 의의가 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.93-98
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• 2012

미세단층촬영기법은 전임상 동물실험 분석시 고해상도의 혈관 영상화를 위한 중요한 수단이다. 이는 조직 분석과 같이 샘플 훼손이 예상되는 분석 작업 이전에 비파괴적인 방법으로 2차원 또는 3차원 이미지 재구성할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 생체 이식용 의료기기인 스텐트를 동물모델에서 전임상 분석을 하는데 있어 미세단층촬영기법의 활용방법을 제시하고 금속 스텐트(BMS)와 약물(paclitaxel)이 코팅된 스텐트(DES)의 스텐트 내 재협착정도(ISR)를 토끼 모델을 이용하여 평가하고자 하였다. BMS와 DES를 무작위적으로 토끼의 장골동맥에 식립하고 4주 후에 스텐트가 식립된 주위 혈관을 적출한 다음 스텐트 내강에 조영제를 투여하였다. 미세단층촬영기를 이용하여 50kV/200${\mu}A$의 X-ray 조사량으로 샘플을 스캔하였다. 정량적 분석을 위해 CTAN 소프트웨어를 이용하여 관심영역을 지정하여 정량적 분석을 수행하였다. 피폭 대상에 따라 각기 다른 CT값(Hounsfied Unit)을 획득할 수 있었으며(스텐트 영역; 약 1.2, 조영제 영역; 0.12~0.17, X-ray 비흡수 영역; 0~0.06), 이를 이용하여 2차원, 3차원적 영상을 획득하고 스텐트내 재협착 면적을 산출하였다. 조직병리학적 분석의 염증지수에 해당할 수 있는 확장된 스텐트의 크기를 측정하였을 때 BMS와 DES간의 유의한 차이가 나타나지 않았다. 또한 BMS 그룹의 ISR($1.52{\pm}0.48mm2$)이 DES의 ISR($0.94{\pm}0.42mm2$)에 비해 약 1.6배 높은 것으로 확인되었다. 이는 DES에 코팅된 paclitaxel이 세포 증식을 억제하여 스텐트 내강으로 증식하는 것을 저해하였기 때문으로 판단된다. 2차원적 분석 결과 BMS의 재협착 분포는 스텐트 중간 영역에서 전면부와 후면부에 비해 비교적 높은 것으로 확인되었다. 이러한 연구 결과로 볼 때 미세단층촬영기법은 비파괴적인 방법으로 분석이 가능하며 정량적 분석을 위한 기존의 복잡한 조직병리학적 분석법의 보조적인 수단으로 활용될 수 있을 것이다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권48호
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• pp.359-383
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• 2017

3000년 전 이집트에서 인류 최초의 포스터가 등장한 이후 인쇄술의 발명과 문명의 발전으로 포스터 제작기술이 가속화 되었다. 이에 발맞추어 포스터의 표현 또한 단순 문자 배열에서 예술적 감성을 함께 표현하려는 시도로 발전되었으며, 이제는 전문 디자이너의 영역으로 자리 잡은 하나의 예술 형식이 되었다. 하지만 포스터의 표현 방식에 대한 기술적 변화는 이차원적 발전에 머무르고 있으며, 현대의 멀티미디어를 기반으로 하는 ICT 환경변화와는 무관한 듯 인쇄에만 의존하고 있는 상황이다. 특히, 수많은 종류의 포스터 가운데 유일하게 영상물을 대상으로 하는 영화 포스터의 양식이 아직도 종이인쇄에 그치고 있고, 지금까지 여러 시도는 있어 왔지만 영화계는 여전히 ICT 접목에 대해서는 전혀 고려치 않는 듯 같다. 이 연구는 영화포스터의 대상이 영상물을 다루고 있다는 특징으로부터 시작하여 영화의 동적 이미지를 정적 포스터에 접목시키기 위해 증강현실을 도입하는 시도를 하였다. 국내 한 대학의 영상디자인전공 졸업작품에서 학생들의 영상작품홍보를 위한 각 작품들의 포스터를 일반 상업영화 포스터 형식으로 디자인하여 인쇄하였으며, 이 중 증강현실 적용에 적합하다고 판단되는 6작품을 선별하여 증강현실을 도입하고 전시하였다. 모바일 디바이스를 통해 포스터와 정합되어 나타나는 콘텐츠는 영상물의 한 장면이 포스터 위에서 재현되지만, 원래 포스터가 표현하고 있는 텍스트 정보 등은 그대로 유지되도록 하여, 마치 영화 "해리포터"에서 등장한 현상수배 포스터와 같이 움직이는 포스터를 구현할 수 있었다. 본 증강현실 포스터 제작을 위해 두 가지 다른 형식으로 제작된 기존 상업영화의 포스터에 증강현실을 도입해 봄으로써 AR 콘텐츠의 특징을 배가시킬 수 있는 방법을 찾아 본 작품에 적용할 수 있었다. 이를 통해 AR 표현이 적합한 포스터디자인을 알 수 있었으며, 증강현실 콘텐츠 제작의 정합과정에서 증강현실의 안정적 구동을 위한 기술적 표현에 대해 정리할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제31권6호
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• pp.531-548
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• 2015

위성영상을 이용하여 산출된 대기운동벡터(AMV)와 라디오존데 바람 관측 자료를 이용한 검증결과는 산출된 AMV가 지속적으로 관측 자료에 비해서 풍속이 약하게 나타나는 Slow Speed Bias(SSB)를 보여 주었다. 이러한 SSB는 표적추적, 표적선정, 그리고 고도할당 단계의 오차에 의해 야기될 수 있으며, 이 중 고도할당 단계의 오차는 SSB를 발생시키는 주된 요인으로 여겨진다. 그러나 최근 연구에서는 고도할당 단계의 개선만으로는 SSB 문제를 해결하는데 한계가 있음을 밝혔다. 그러므로 본 연구에서는 새로운 표적추적 알고리듬을 개발하여 SSB를 감소시킴으로서 기상청 현업 AMV 알고리듬의 성능을 개선하고자 하였다. 표적추적 단계의 오차는 표적 내에 다양한 시 공간 규모의 바람이 포함되어 벡터가 과도하게 평균된 움직임으로 계산되거나, 구름이 추적 시간동안 형태를 유지하지 못하고 변형되는 경우에 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 표적추적 알고리듬에서는 가우시안 군집분석(GMM)을 이용하여 변형이 적고 추적에 용이한 저온 군집을 표적으로 재선정하고, 이미지를 변형시켜 군집의 움직임을 보다 쉽게 추적할 수 있게 하였다. 또한 표적을 추적하기 위한 방법으로 거리제곱합 방법을 사용하였다. 개발된 알고리듬과 기존 COMS 알고리듬을 천리안 위성의 적외채널 영상에 적용하여 AMV를 산출하였으며, 이를 라디오존데 관측 자료와 비교 검증해 보았다. 제안된 알고리듬으로 산출된 AMV는 기존 알고리듬으로 산출된 AMV보다 평균 풍속이 $2.7ms^{-1}$증가함에 따라 SSB가 평균 29%까지 감소하는 개선된 결과를 보여주었다. 그러나 개발된 알고리듬으로 산출된 AMV는 중 하층의 정확도가 감소하였고, 기존 알고리듬에 비해 산출되는 AMV 벡터수가 약 40%까지 감소함을 보였다. 이에 따라 중 하층의 정확도 개선과 기존의 알고리듬과 비교하여 산출되는 벡터 개수가 감소하는 문제를 보완하기 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.