• 한국항공우주학회지
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• 제35권7호
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• pp.627-632
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• 2007

근래에 들어 관성항법 알고리즘의 성능 향상에 이체 쿼터니언(dual quaternion)이 새로이 적용되기 시작하였다. 이체 쿼터니언은 선형 미분방정식으로 계산하는 쿼터니언을 회전운동과 병진운동을 동시에 취급하는 이체수(dual number) 체계로 확장한 형태이다. 본 논문에서는 기존의 관성항법 알고리즘과 근래에 소개된 이체 쿼터니언 알고리즘을 분석하여 두 알고리즘의 장점을 결합한 새로운 형태의 정밀 이체 쿼터니언 알고리즘을 제안하였다. 제안된 혼합 알고리즘은 기존 알고리즘과 유사한 수치적 연산량으로 이체 쿼터니언의 알고리즘과 유사한 정확도 향상을 얻을 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 혼합 알고리즘의 연산량 및 정확도를 평가하였다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 한국항공운항학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.132-135
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• 2005

이체 쿼터니언(dual quaternion)은 선형 미분방정식으로 계산하는 쿼터니언을 회전운동과 병진운동을 동시에 취급하는 이체수(dual numbers)체계로 표현한 형태이다. 성능향상을 위해 이체 쿼터니언을 관성항법 알고리즘에 적용시킨 논문이 새로이 소개되었다. 기존 알고리즘과 새로운 알고리즘을 MATLAB으로 시뮬레이터를 작성하였으며, 정확도와 실행 속도 측면에서 성능을 평가하고자 한다.

• 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.

• 한국측량학회지
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• 제36권4호
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• pp.255-262
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• 2018

사진측량에서 3차원 위치를 결정하기 위한 사전단계로 외부표정요소를 결정하는 공간후방교회법을 수행해야한다. 기존의 공선조건식 기반의 공간후방교회법은 비선형 방정식으로 외부표정요소의 초기값이 필요하며 짐벌락 현상이 나타날 수 있는 문제점이 있다. 이에 반해 쿼터니언 기반의 공간후방교회법은 외부표정요소의 초기값이 필요없고 짐벌락의 문제를 제거할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 쿼터니언기반의 공간후방교회법 안정성을 분석하기 위해 기준점의 배치를 달리하여 외부표정요소를 결정하고 이를 기존의 공선조건식 기반의 공간후방교회법을 적용한 것과 비교 하였다. 그 결과 비교적 쿼터니언 기반의 공간후방교회법은 기준점 배치에 따라 공간후방교회법의 정확도가 많은 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 따라서 외부표정요소의 초기값을 얻을 수 없다면 쿼터니언 기반의 공간후방교회법으로 초기값을 추정한 후 이를 공선조건식 기반의 공간후방교회법에 적용하는 것이 효과적으로 외부표정요소를 결정할 수 있는 방법으로 나타났다.

• 한국측량학회지
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• 제37권6호
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• pp.465-472
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• 2019

사진 촬영 당시의 외부표정요소 추정 방법에는 공선조건식 기반 후방교회법이 널리 사용되지만 초기값을 필요로 하고, 그 값에 민감하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 초기값을 필요로 하지 않는 외부표정요소 알고리즘인 쿼터니언 기반 공간후방교회법과 PnP (Perspective-n-Point algorithm)을 소개하고 그 결과를 비교하였다. 두 결과를 비교하기 위하여 일반 스마트폰으로 취득한 영상을 사용하였고, 지상기준점 취득은 본 연구진이 보유하고 있는 하이브리드 MMS (Mobile Mapping System) 점군 자료를 이용하였다. 그 결과, 공선조건식 기반 SPR (Single Photo Resection)을 참값으로 할 때, 쿼터니언 기반 SPR이 PnP 알고리즘에 비해 자세각 추정 정확도가 높았다. 카메라 위치추정의 경우에는 두 알고리즘 모두 지상기준점과 비교했을 때 0.8m 내의 정확도를 보임을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제20권6호
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• pp.778-784
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• 2011

This paper presents the study on orientations interpolation of 6-axis articulated robot using quaternion. In this paper, we propose a control algorithm between given two orientations of 6-axis articulated robot by using a quaternion with spherical linear interpolation. In order to study the quaternion interpolation, We created Inverse kinematics program and Interpolation program using LabVIE$^{(R)}$. The rotation angle of each axis were calculated using both euler orientations interpolation program and quaternion orientations interpolation program. The proposed control algorithm is shown to be effective in terms of motor angles and torques when compared to a conventional Euler angle interpolation, by using both LabVIEW$^{(R)}$ and RecurDyn$^{(R)}$.

• 한국측량학회지
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• 제36권2호
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• pp.43-50
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• 2018

영상을 기반으로 하는 3차원 위치결정에서 카메라는 핵심적인 요소이며 이러한 카메라의 내부적인 특성을 제대로 결정하는 카메라 캘리브레이션 작업은 대상물의 3차원 좌표를 결정하기 위해서 필수적으로 선행되어야 할 과정이다. 본 연구에서는 캘리브레이션을 위한 체크보드의 크기와 형태에 영향을 받지 않고 반자동으로 카메라의 내부표정요소를 결정하는 방법론을 제안하였다. 제안한 방법론은 쿼터니언을 이용한 외부표정요소 추정, 캘리브레이션 타겟의 인식, 번들블록조정을 통한 내부표정요소 매개변수 결정으로 구성되어 있다. 체스보드 형태의 캘리브레이션 타겟을 이용하여 내부표정요소를 결정한 후 소규모 3차원 모형에 대한 3차원 위치를 결정하였으며 검사점을 이용한 정확도 평가를 통해서 수평위치와 수직위치 오차는 각각 약 ${\pm}0.006m$와 ${\pm}0.007m$를 얻을 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.85-86
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• 2006

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.321-322
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• 2011

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.36-48
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• 2007

본 논문에서는 방향 보간기를 이용한 3D 키프레임 애니메이션 워터마킹을 제안하였다. 3D키프레임 애니메이션은 여러 개의 변환 노드들로 구성되어 있으며, 각 변환 노드에는 초기 모델의 기하학 노드와 운동정보를 나타내는 여러 개의 보간기 노드들로 이루어져 있다. 제안한 방법에서는 방향 보간기 노드를 가지는 임의의 변환 노드를 선택한 후, 일정한 단위의 키 타임이 되도록 쿼터니언 성분들을 재배열한다. 그리고 각 키 타임 동안의 회전 방향이 큰 쿼터니언 성분에 워터마크를 삽입한다. 실험 결과로부터 제안한 방법에 의하여 삽입된 워터마크가 각종 기하학적 공격 및 타임라인 공격에 대하여 우수한 견고성을 가지며, 방향보간기 노드 내에 키값에 대한 PSNR이 약 42dB 이상임을 확인하였다.