• 제목/요약/키워드: 회전행렬

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Geometric Interpretation of the Unitary Jones Matrix and Its Vectorial Representation (유니타리 존즈행렬의 기하학적 해석과 벡터표현)

  • 노봉규;김진승
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.5 no.1
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    • pp.25-30
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    • 1994
  • We derive a set of formuale which show one-to-one correspondence between the the unitary Jones matrices of transparent anisotropic media and the rotational transformations on the Poincare sphere. By using the formuale one can determine the vectorial representation of the rotational transformation on the Poincare sphere which specifies the direction of the axis and the angle of the rotation in terms of the three parameters specific to the corresponding unitary Jones matrix, and conversely the the three parameters of the uniatry Jones matrix in terms of the vectorial representation of the corresponding rotational transformation on the Poincare sphere. To understand the polarization transmission characteristics of an optical system consisting of transparent linear anisotropic media, start with the Jones calculus to get the unitary Jones matrix for the whole system and then convert it to a rotational transformation on the Poincare sphere, from which we can intuitively understand the effect of the optical system on the polarization state of the light passing through the system.

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Vibration Analysis of Rotating Thin Shells of Revolution by Finite Element Method (유한요소법에 의한 회전하는 얇은 축대칭 셸의 진동에 관한 연구)

  • 김현실;이영환
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.4
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    • pp.487-496
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    • 1985
  • 회전하는 축대칭 얇은 셸구조물의 진동 특성을 유한요소법에 의하여 해석하였다. 2개의 절점을 가진 Conical Frustrm 형태의 축대칭 요소를 사용하였으며 원주방향의 변위는 Fourier Series로 분해하여서 방정식의 수를 상당히 줄일 수 있었다. Sanders-Koiter의 셸이론을 사용하였으며 진 동 모우드는 회전의 영향을 설명하기 위하여 대칭 및 비대칭 모우드를 모두 고려하였다. Coriolis 행렬을 포함하는 운동방정식에서 고유 진동수를 계산하기 위해서 질량, 강성 및 Coriolis 행렬로 이루어지는 Hermitian 행렬의 Sturm Sequence Property를 이용하였으며, 좁은 밴드를 갖는 대형 행렬에 알맞는 Determinant Search 방법을 확장하여 고유진동수 및 벡터를 구하였다. 원통형 셸에 대하여 정지한 경우 계산한 고유진동수를 실험치 및 이론치와 비교한 결과 잘 일치됨을 알 수 있었다. 여러 가지 회전 속도에 대해서 얻어진 고유진동스를 이론치와 비교한 결과 잘 일치 됨을 알 수 있어\ulcorner며 회전의 영향으로 traveling wave진동의 현상이 나타남을 알 수 있었다.

A calibration algorism for the bias of sensor axis in pedestrian dead reckoning system (보행자 관성 항법시스템에서의 센서 축 편향 보정 알고리즘)

  • Kim, Yun-Su;Park, Gun-Gu;Jo, Chan-Woong;Kim, Han-Bin;Lee, Chae-Woo
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2015.10a
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    • pp.493-495
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    • 2015
  • PDR은 일반적으로 IMU센서로 부터의 가속도와 각속도를 측정하여 보행자의 위치를 추적하는 시스템이다. IMU센서로부터 측정된 가속도와 각속도 값은 센서를 기준으로 하기 때문에 보행자가 인지하는 고정 좌표계와는 차이가 있다. 이를 해결하기 위해 회전행렬을 사용하며 이후 계속해서 측정되는 각속도를 통해 회전행렬을 업데이트 한다. 업데이트된 회전행렬을 통해 좌표계를 환산하고 환산된 좌표계의 가속도 값으로부터 보행자는 고정좌표계 기준으로 위치 추적이 가능하다. 하지만 회전행렬을 업데이트 하는 과정에서 센서의 세 축이 이상적으로 수직이 아니라면 업데이트 과정에서 각속도의 오차가 누적되고 이는 좌표계를 환산에 영향을 끼쳐 위치 및 속도 추적 정확성을 낮춘다. 물리적인 Bias가 PDR 시스템에 누적오차를 발생시킨다. 이에 제안하는 센서 축 편향 보정 알고리즘은 IMU 센서의 물리적 축 오차를 보정해주어 더 정확한 위치 추적을 가능하게 한다. 또한 Matlab을 통해 데이터를 분석하고 알고리즘의 필요성을 보인다.

Feature-Based High Speed Image Registration With Rotation and Scale Change (크기와 회전 변화를 고려한 특징 기반 고속 영상 정합 기법)

  • Bae, Ki-Tae;Kim, Song-Gook;Lee, Chil-Woo
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 2006.02a
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    • pp.1361-1366
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    • 2006
  • 본 논문에서는 제약되지 않은 카메라에서 얻어진 회전과 크기 변화를 가진 영상들을 특징 기반의 보로노이 거리 매칭 방법을 이용하여 고속으로 합성 하는 기법에 관해 기술한다. 기존의 특징점 기반 매칭 기법들이 사람의 개입에 의해 영상을 정합하거나, 크기나 회전 변화를 고려하지 않은 형태의 영상들을 처리하는 것과 달리 회전이나 크기변화요소가 포함된 입력영상들을 사람의 개입이 없이 자동으로 정확한 중첩영역을 빠르게 검색하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 우선 영상내의 특징 점들의 위상 정보와 특징 점들 사이의 거리 정보를 가지는 보로노이 거리 정합법을 통해 대응점을 구하고, 찾아진 대응 쌍들을 이용하여 2차원 투영의 초기 변환행렬을 구한다. 다음으로 비선형 이승오차 최적화 알고리즘을 이용하여 최적의 변환 행렬을 구한 후, 마지막으로 구해진 변환 행렬을 이용하여 영상을 합성한다. 실험결과를 통해 본 논문에서 제안한 방법의 효율성을 보인다.

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Self-Calibration of a Rotating and Zooming Camera (회전과 줌을 하는 카메라의 Self-Calibration)

  • 서용덕;홍기상
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 1998.10c
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    • pp.405-407
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    • 1998
  • 이 논문에서는 회전과 줌을 하는 카메라의 내부변수를 3차원 패턴 없이 주어진 영상만을 이용하여 구하는 방법을 제안한다. 먼저, 카메라의 skew를 0으로 가정하면 카메라의 내부변수가 매 영상취득 시점마다 바뀌어도 그 값들을 구할 수 있다는 것을 이론적으로 보인다. 이때 구해지는 회전 행렬을 기준 좌표계를 설정하는데 따라 달라질 뿐이다. 카메라 보정은 획득되어진 영상 사이의 투영변환행렬을 분석하여 얻어지며, 이는 회전하는 카메라에서 얻어진 두 영상 사이에는 투영변환행렬이 존재한다는 것을 이용한 것이다. 가장 일반적인 경우, 즉 카메라의 skew를 0으로 가정하면, 카메라 내부변수를 계산하기 위하여 모두 네 개의 투영변환행렬이 필요하며, 가장 단순한 카메라 모델의 경우 principal point와 aspect ratio 가 변화하지 않으면 단지 한 개의 투영거리변환이 필요하다. 합성 데이터와 실제 영상 데이터를 이용하여 제안하는 알고리듬을 시험하였다.

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Mathematical Expression of Eye Movement Using Rotation Matrix (Rotation Matrix를 이용한 안구운동의 수학적 표현)

  • Kim, YongGeun
    • Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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    • v.4 no.2
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    • pp.51-55
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    • 1999
  • The eye movement of the eyeball's center of a rotation can represent with the rotation matrix $R_x$, $R_y$, $R_z$ due to a coordinate axis rotation transformation of Cartesian coordinate, and describes of an abduction, an adduction, an elevation, a depression, an intorsion, an extorsion in principle rotation six forms of the eye. The eye movement from primary eye position to tertiary eye position could be composed with the rotation matrix combination, and by the primary rotation of six and the secondary rotation of eight, could be represented with the extrocular muscle of six. The position of the cornea vertex point or pupil point due to the eye movement can describe to transform the rotation matrix of the cartesian coordinate to spherical coordinate$(r,{\theta},{\phi})$.

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Polarity Verification of Direction Cosine Matrix of Gyro Sensor Using The Earth Rotational Rate (지구 회전 각속도를 이용한 자이로센서의 방향코사인행렬 극성검증)

  • Oh, Shi-Hwan;Kim, Jin-Hee
    • Aerospace Engineering and Technology
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    • v.10 no.2
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    • pp.49-55
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    • 2011
  • A Direction Cosine Matrix (DCM) of each satellites sensor/actuator which contains an directional information of sensor/actuator is implemented in the on-board flight software. In order to verify the polarity of direction cosine matrix, it is mostly used that an actual sensor/actuator output is compared with the expected output value which responses to the pre-defined external stimulus to the sensor/actuator. For the gyro sensors, the Earth rotational rate can be used as an external input for the polarity verification of DCM, without using an artificial stimulus. In this study, the polarity of gyro DCM is checked and verified using the several test data which have been acquired during the different system level test phases. Finally the polarity of DCM was successfully verified using the Earth rotational rate.

Tutorial on the Coordinate Transforms in Applied Geophysics (물리탐사에 유용한 좌표계 회전 정리)

  • Song, Yoonho
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.23 no.2
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    • pp.89-96
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    • 2020
  • This tutorial summarizes the coordinate transforms for formulating geophysical problems. To ensure mathematical consistency, this discussion begins with the right-hand rule. Further, the concepts of active and passive transforms are introduced. By extending these concepts, the coordinate transform and its inverse between two coordinates are related to the matrix transpose. The yaw-pitch-roll rotation and the azimuth-deviation-tool face rotation transforms are described as the most frequently used schemes, and the relation between the Rodrigues' rotation formula and these two transforms are mathematically explained. The "Gimbal Lock" problem inherent in yaw-pitch-roll rotation is schematically presented and mathematically derived. As a useful tool overcome this problem, the principle and usage of the quaternion is also described.

Study on Determination Principal Direction for Composite Rotor Blades (복합재료회전익의 주축계 결정화에 관한 연구)

  • 유용석;이종범;정경렬
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.354-359
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    • 1995
  • 회전익의 소재로 복합재료를 선택하게 됨에 따라 헬리콥터의 유지, 보수 및 성능에서 유리하게 되었지만 허브 형태의 간소화로 인하여 해석상의 어려움은 확대 되었다고 할 수 있을 것이다. 따라서 회전익의 단면특성은 더욱 중요한 의미를 갖게 되었다. 회전익의 단면특성을 결정하기 위해서 우선적으로 각 방향운동의 연성항을 소거하는 것이 계산상 유리하고 따라서 관성주축방향을 결정하는 것이 중요하다. 그러나 회전익의 익형이 대칭형이 아니고 복합한 재료로 구성되어 있을 뿐 아니라 효율의 극대화를 위하여 축방향을 따라 비틀림을 부여하고 있기 때문에 관성주축의 방향을 결정하는데 많은 어려움이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 실제 회전익을 그 연구 대상으로 회전익 단면의 등가강성행렬을 추출하고 외팔보의 공학이론과 회전행렬을 이용하는 방법으로 관성주축방향을 결정하는 방법을 제시하였다. 해석방법의 타당성을 확보하기 위하여 엄밀해를 알고 있는 간단해 단면을 갖는 외팔보를 이용하여 검증하였다. 이러한 방법은 관성주축방향을 결정하는 새로운 프로그램의 개발이라는 부담을 최소화 하였을 뿐 아니라, 해석방법 자체가 가지는 간편성으로 인하여 많은 시간과 노력을 줄일수 있을 것으로 기대된다.

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Extracting Duplication for panoramic mosaics (파노라믹 모자이크를 위한 중복 정보 추출)

  • Lee, Ji-Hyun;Song, Bok-Deuk;Yun, Tae-Soo;Yang, Hwang-Kyu
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.571-574
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    • 2003
  • 본 논문은 수평 이동 정보와 회전 정보가 있는 비디오 영상을 Mellin Transform 을 이용하여 이미지를 모자이킹하는 방법을 제안한다. Mellin Transform 후 나타나는 이미지의 이동 정보와 회전정보를 이용하여 각 이미지들을 접합하기 위한 투영 행렬을 계산한다. 그리고 모자이크 생성시 나타날 수 있는 각 이미지간의 오차가 누적되는 현상을 줄이기 위한 전체적인 접합으로 투영 행렬을 추출하여 적용함으로써 누적되는 오차를 줄여 정확한 모자이크를 얻을 수 있다. 지금까지 제안된 모자이킹 기법들은 중복성 계산에 시간이 많이 소모되고 수평이동 시켜 얻어진 영상만을 다루어 이미지가 회전되었을 정확한 모자이크 결과를 얻을 수 없었다. 따라서 본 논문에서는 Mellin Transform에 기반한 투영 행렬을 이용하여 이미지가 이동하거나 회전하였을 경우에도 빠른 시간에 이미지의 중복 정보를 찾아 정확한 모자이크를 생성할 수 있는 방법을 제안한다.

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