• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1959-1964
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• 2015

본 논문은 미국정부의 SA정책 및 GPS 현대화 정책 추진으로 진화 해 온 민간용 GPS 수신신호의 항법파라미터 분석에 중점을 둔 연구로서, 향후 GPS 신호를 포함하거나 또는 포함하지 않는 복합 위성항법시스템에 대한 종합분석을 하기 위한 연구이다. 특히, 본 논문에서는 위성의 기하학적 행렬을 기초로 한 GDOP 이론에 대한 체계적 정립과, 위성배열의 변화 및 반송파대 잡음비의 변화에 따른 L1, C/A 수신 신호를 수집하여 통계적 분석을 하였다. HDOP 0.5, PDOP 1.2, VDOP 1.1의 GDOP 편차에 대응하는 항법 정밀도에 대하여 회전타원체 및 ECEF 좌표계를 기준하여 분석하였다. 본 연구에서 얻은 항법 파라미터의 정보들은 향후 다국적 및 다중위성항법에 대한 종합분석에 활용될 것으로 예상한다.

• 방송공학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.87-102
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• 1999

가상의 삼 차원 컴퓨터 그래픽 영상을 실제 비디오 영상과 합성하는 증강현실을 구현하기 위해서는 카메라의 초점거리 같은 내부변수와 카메라가 어떻게 움직였는지를 나타내는 회전 및 직선 운동에 대한 이동정보가 반드시 필요하다. 따라서, 기존의 방법들은 미리 카메라의 내부변수를 계산해 둔 다음, 실제 영상에서 얻어지는 정보를 이용하여 카메라의 이동정보를 계산하거나, 실제 영상에 카메라 보정을 위한 삼 차원 보정 패턴이 보이도록 한다음 영상에서 그 패턴의 형태를 분석하여 카메라의 내부변수와 운동정보를 동시에 계산하는 방법을 사용하였다. 이 논문에서는 실제 영상에서 얻어지는 정합점들로부터 카메라 조정없이 구할 수 있는 투영기하공간 카메라 이동정보를 이용하여 증강현실을 구현하는 방법을 제안한다. 실제 카메라의 내부변수와 유클리드공간 이동정보를 대신하기 위하여 가상카메라를 정의하며, 가상카메라는 실제공간과 가상 그래픽 공간의 연결을 위하여 두 장의 영상에 사용자가 삽입하는 가상공간 좌표계의 기준점들의 영상좌표로부터 구해진다. 제안하는 방법은 카메라의 내부변수에 대한 정보를 따로 구할 필요가 없으며 컴퓨터 그래픽이 지원하는 모든 기능을 비유클리드공간의 정보로도 구현이 가능하다는 것을 보여준다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.225-231
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• 2012

본 논문에서는 접근 각도 개념을 이용하여 과소작동기 형태의 무인 수중 잠수정의 경로 추적 제어기 설계 방법을 제안한 다. 과소 작동기 형태를 가지는 무인 수중 잠수정은 종 방향 추진력과 회전력에 의해 속도와 방향을 조절하나, 횡 방향 추 진기가 없기 때문에 횡 방향에 대한 움직임을 제어 할 수 없다. 이러한 무인 수중 잠수정의 과소 작동기 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 기준 경로에 대한 접근 각도 개념을 제안하고, 제안한 접근 각도를 이용하여 경로 추적 제어기를 설 계한다. 이를 위해 동체 고정 좌표계에서 새로운 오차 방정식을 구하고, 리아푸노프 방법을 기반으로 경로 추적 제어기를 설계한다. 본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션 통해 제안한 방법에 의해 설계된 제어기의 성능을 검증한다.

• 한국측량학회지
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• 제38권3호
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• pp.175-185
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• 2020

3차원 등록은 서로 다른 좌표계를 갖거나 좌표계가 없는 데이터를 기준 좌표계로 일치시키는 과정으로 사진측량의 절대표정, 정밀도로지도 제작을 위한 데이터 결합 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 3차원 등록은 점을 이용하는 방법과 선형을 이용하는 방법으로 구분이 된다. 점을 이용할 경우 서로 다른 공간해상도를 갖는 경우 동일한 공액점을 찾기 어려운 문제가 있다. 이에 반해 선형을 이용할 경우 공간해상도가 다른 경우 뿐만 아니라 점군 형태의 데이터에서 시작점과 끝점이 같지 않은 공액의 선형을 이용하여 3차원 등록이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 선형을 이용하여 3차원 등록을 수행하기 위해서 쿼터니언을 이용하여 두 데이터 간의 3차원 회전각을 결정한 후 축척과 3차원 이동량을 결정하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 검증을 위해 실내에서 구축한 선형과 실외 환경의 지상 모바일매핑시스템을 통해 취득한 선형을 이용하여 3차원 등록을 각각 수행하였다. 실험결과, 실내 데이터를 이용한 경우 축척을 고정한 경우와 고정하지 않은 경우 평균제곱근오차는 각각 0.001054m와 0.000936m로 나타났다. 실외 데이터를 이용하여 500m 구간에서 3차원 변환을 수행한 결과 6개의 선형을 이용하였을 경우 평균 제곱근오차는 0.09412m로 나타났으며 정밀도로지도 제작을 위한 정확도를 만족하는 것을 알 수 있었다. 또한, 선형의 개수를 변화시킨 실험에서 9개 이상의 선형을 이용할 경우도 평균제곱근오차의 변화가 크지 않은 것을 통해 높은 정확도의 3차원 변환을 위해 9개의 선형으로도 충분한 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4587-4592
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• 2013

GPS는 측량, 지도제작 및 항법 이외에도 고정밀 측위에 의한 세계기준좌표계 설정, 지구 자전축의 회전계수 결정, 지진 및 지각변동 감지 등과 같은 지구과학 분야의 필수적인 방법으로 인식되고 있다. 그러나 정밀 해석결과를 얻기 위해서는 자료처리를 위한 전문지식과 비용 투자가 필요하므로, 사용자들이 손쉽게 결과를 획득할 수 있는 방안이 필요하다. 이에 본 연구에서는 비전문가도 정밀절대측위 방법으로 GPS 자료처리가 가능한 정밀절대측위 솔루션을 개발하고자 하였다. 연구를 통해 자료처리에 필요한 최소 정보만을 입력함으로써 사용자의 편의성을 크게 향상시킨 솔루션을 개발하였다. 또한 국토지리정보원에서 제공하는 위성기준점의 관측자료를 정밀절대측위로 처리하여, 지각변동 속도를 산출하고, ITRF에서 제공하는 지각변동 속도와 비교를 통해 정밀절대측위 솔루션을 이용한 지진 및 지각변동 감지가 가능함을 제시하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.459-468
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• 2001

Average Coordinate Reference System (ACRS) 방법은 인체 보행 분석 시 발생하는 실험오타를 줄이기 위해서 개발되었다. 실험적으로 측정되어지는 운동학 데이터가 인체 모델링 분석을 수행하기 위해서 사용되어지며. 그 모델의 정확성은 그 측정된 데이터에 직접적인 연관 관계가 있다. 그러나, 인체가 보행하는 동안에 피부의 움직임과 골격구조의 변형이 발생하고 또한 운동 분석 실험장비 자체가 가지고 있는 여러 가지의 한계 때문에. 그 실험 데이터에 정확도는 의문시되어 진다 개발된 ACRS 방법은. 인체 운동분석을 수행하는 여러 종류의 시스템에 적용할 수 있는데. 본 연구에서는 ACRS 방법을 광학적으로 추적이 되는 표적을 인체의 각 세그멘트에 붙인 시스템에 적용하였다 ACRS 방법에서는. 각 세그멘트에 붙어있는 각각의 표적들이 독립적으로 그 세그멘트 안에서 국부좌표계의 원점으로 취급되어질 수 있다. 실험 과정에서 발생하는 본래부터의 오타 때문에. 각 원점에서 계산된 Euler angle은 서로 상이한 값을 갖는다 실험 초기에 측정한 보정 세그멘트 기준 프레임의 지식을 이용하면, 각 표적 위치에서 계산된 Euler angles들의 평균값을 계산할수 있고, 그 평균값은 피부의 확장과 회전의 영향을 최소화한 값이다. 운동분석에 일반적으로 적응되는 Euler angle 방법과 개발된 ACRS 방법을 비교하여 보면. ACRS 방법을 사용하였을 때 오차가 줄어들었다 만약에, 보행 실험 데이터에 오타가 존재하지 않는다면, 절대좌표계를 사용한 무릎 관절의 분리와 관통된 거리는 일회 보행구간 동안에 제로가 될 것으로 생각된다. 일반적으로 적용되는 Euler angle 방법을 적용하였을 때, 분리와 관통된 거리는 약 18 mm 가지 분포가 되었고, 개발된 ACRS 방법을 사용하였을 시에는 약 12 mm 까지 분포가 되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권2호
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• pp.128-133
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• 2015

원격진료를 요하는 응급현장에서 사용을 위하여 1차원 배열 탐촉자를 손으로 조작하는 동안 변하는 방사빔의 위치를 추적하여 정적인 3차원 초음파영상을 구성하였다. 탐촉자에 고정된 모션센서의 병진운동 및 회전운동에 대한 정보를 기준직교좌표계로 변환하는 이론적 모델을 제시하였으며, 신호 증폭과 시리얼 통신을 위한 인터페이스 용도의 모듈을 상용의 센서를 사용하여 제작하였다. 실리콘 퍼티로 제작된 시험용 팬텀에 대한 B-모드의 동영상과 센서의 신호를 동기화하여 기록하였다. 동영상으로부터 주기적으로 추출한 B-모드 영상과 각 영상내의 픽셀 각각의 그레이 레벨을 이용하여 3차원 복셀의 그레이 레벨을 재구성하였다. 이 복셀의 데이터를 이용하여 3차원 영상과 임의단면의 B-모드 방식의 2차원 영상을 구성하였으며, 이 영상들은 시험용 팬텀의 형상과 잘 일치하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제16권1호
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• pp.67-75
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• 2012

목적 : 뇌에 분포하는 동맥혈관을 관찰할 때 흔히 자기공명 뇌혈관 데이터(Magnetic Resonance Angiography, MRA)를 이용한다. 하지만 뇌혈관 데이터의 경우 관찰하고자 하는 부위의 혈관을 직접적으로 관찰하기 어렵다. 이러한 3차원 데이터를 2차원 디스플레이 장치에 나타내기 위해 최대강도투사(Maximum Intensity Projection, MIP) 영상이 흔히 이용된다. 데이터의 투사방향에 위치한 복셀들 중 최대값을 가지는 복셀을 투사하여 최대강도투사 영상을 얻게 된다. 혈관의 경우 큰 복셀값을 가지기 때문에 영상에서 밝게 나타난다. 하지만 투사방향에 중첩되어 있는 일부 혈관들이 투사하는 과정에서 최대값을 가지는 혈관들에 가려져 나타나지 않게 되기 때문에 깊이 정보를 잃게 된다. 또한 정해진 위치에서의 투사영상 밖에 얻을 수 없다는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존의 최대강도투사 영상이 가지는 이러한 단점들을 개선하여 뇌혈관의 분포를 3차원 공간상에서 최적화 된 입체영상으로 보는 새로운 방법을 제안하였다. 대상 및 방법 : 우리는 4개의 채널 코일과 3.0T 자기공명영상장치 (Siemens Tim Trio MRI scanner)를 이용하여 피험자의 머리를 고정시키고 3차원 위상대조 (Phase-Contrast, PC) 시퀀스를 적용하여 3차원 뇌혈관 데이터를 얻었다. 얻어진뇌혈관 데이터의 중심점을 기준으로 3차원 공간 회전 알고리즘을 적용하여 회전된 새로운 데이터를 얻은 다음 이 데이터를 기준 수평면상에 투사하여 뇌혈관에 대한 2차원 최대강도투사 영상을 구한다. 이 때 입체영상 구현을 위해 두 눈과 데이터의 중심이 이루는 수렴각에 맞게 뇌혈관 데이터를 각각 공간 회전시킨 후 투사하여 각각의 눈에 적합한 영상들을 구하고 이를 적청안경방식 (anaglyph)을 이용하여 관찰함으로써 최적의 입체감을 가지는 최대강도투사 영상을 얻는다. 결과 : 결과 영상을 살펴보면 우선 기존의 방법들에서는 불가능했던 뇌혈관 데이터의 다양한 위치에서의 최대강도투사 영상이 가능해졌다는 것을 알 수 있다. 또한 관찰자와 데이터 사이의 거리와 두 눈 사이의 거리를 고려하여 보다 사실적인 입체감을 가지는 입체 최대강도투사 영상을 얻었다. 결론적으로 관찰자가 바라보는 방향과 관찰자와 데이터 사이의 거리에 따른 최적의 입체영상을 얻을 수 있었다. 결론 : 제안하는 방법은 단일 최대강도투사 영상을 관찰자의 위치를 고려하여 입체영상으로 변환시킴으로써 최적의 입체감을 가지는 입체 투사 영상을 구하였다. 그리고 구면좌표계 상에서 뇌혈관 데이터의 다양한 투사방향에서의 최대강도투사 영상을 나타낼 수 있었다. 추후 알고리즘 최적화와 병렬연산 프로세스가 적용된다면 진단과 수술 계획에 필요한 뇌혈관의 입체 정보들을 실시간으로 제공해 줄 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권2호
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• pp.63-71
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• 1999

입체조형 치료와 전신 방사선 수술에의 이용을 목적으로 3차원 전신 정위 방사선 치료 장치를 개발하였다. Couch 위에 놓을 수 있는 전신 정위 치료판을 제작하여 방사선 비투과성 카테타 선을 이용하여 치료판 위에 좌표계를 설치하고, MeV-Green(전성 물산, 한국)으로 고정틀을 만들어 환자 자세를 고정시키고, 플라스틱 봉과 봉 지지판을 이용하여 고정틀을 고정하였다. 이러한 설계, 제작으로 입체 조형 치료 등에서 갠트리 회전에 의한 기하학적 제약을 최소화하고 방사선 조사 투과율 이 특정한 방향에서 영향을 받는 문제점을 해소하였다. CT 영상을 통해 치료 표적의 위치를 파악하고 치료판 기준점에 대하여 좌표화하여 모의 치료시와 방사선 치료시의 환자 자세 변화 오차를 줄였다. 3대의 CCTV 카메라를 사용하여 환자 자세 변화를 감지, 수정함으로써 체표변의 외곽선으로 부터 setup 오차를 최소화 할 수 있었다. 치료 효용성을 높이기 위해 이러한 과정을 모니터를 보면서 실시간으로 처리 할 수 있도록 하였고, IDL(Interactive Data Language, RSI, U.S.A.)을 사용하여 image subtraction 방식으로 환자 자세 변화를 가시화하여 오차를 줄이도록 하였다. 내부 장기 움직임에 따른 표적의 움직임을 추적할 목적으로 rotating X-ray 장치를 제작하였다. Landmark 나사를 표적주위 뼈나 표적중심에 삽입하여 이 rotating X-ray 장치를 이용해서 anterior, lateral 두 방향에서 얻은 영상 정보로부터 marker 에 대한 표적의 위치 변화를 가시화 하여 내부 표적의 움직임에 따른 setup 오차를 줄였다. CT 모의치료를 할 수 있도록 IDL 을 이용하여 PC용 모의치료 프로그램을 GUI 환경에서 구현하였고 이 프로그램을 통해서 치료 계획을 위해 CT 에서 수집된 영상정 보를 이용하여 표적을 포함한 장기들의 그래픽 처리, 편집, 전송 등의 작업을 수행하도록 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.991-998
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• 2010

소듐냉각 고속로 내부기기 배치 변경에 의한 초기냉각 성능변화를 검토하기 위하여 중간열교환기의 수직배치가 다른 3개의 원자로를 대상으로 COMMIX-1AR/P 코드를 활용한 다차원 해석을 수행하였다. 원통좌표계의 중심축을 기준으로 원주방향의 1/4 부분만을 모델링하고 정상상태 및 과도상태 분석을 수행하여 IHX 수직배치 변화가 초기 냉각 특성에 미치는 영향을 분석하였고, DHX를 통한 후기 냉각 모드 개시 시점에 미치는 영향도 분석하였다. 분석 결과 IHX 수직배치 상승은 원자로 풀내부 자연 순환 유량을 증가시켜 초기 냉각과정에서 노심 최고 온도의 급격한 상승을 방지할 수 있으며, 초기냉각 성능을 향상시키기 위한 관성회전차의 가용설계재원의 범위도 확대시킨다. 또한 IHX 수직배치 상승은 후기냉각모드에 큰 영향을 주지 않으면서 초기냉각성능의 향상에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.