For the accurate estimation of the position and orientation of a UUV (unmanned underwater vehicle), a low-cost AHRS (attitude heading reference system) was developed using a low-cost IMU (inertial measurement unit) sensor which provides information on the 3D acceleration, 3D turning rate and 3D earth-magnetic field data in the object coordinate system. The main hardware system is composed of an IMU sensor (ADIS16405) and TMS320F28335, which is coded with an extended kalman filter algorithm with a 50-Hz sampling frequency. Through an experimental gimbal device, good estimation performance for the pitch, roll, and yaw angles of the developed AHRS was verified by comparing to those of a commercial AHRS called the MTi system. The experimental results are here presented and analyzed.
Stereoscopic PTV and Stereoscopic-PIV measurements have been carried out for the studies of the wake of a ship's propeller. Stereoscopic photogrammetry based on a 3D-PTV principle was introduced using two high-definition cameras(1k x 1k, 30Hz). The arrangement of the two cameras was based on angular position. The pair-matching of the three-dimensional velocity vectors were based on Genetic Algorithm based 3D-PTV technique. The results obtained by both measurement systems have been compared at the advance ratio J=0.88(290 rpm, d=54 mm). Turbulent properties have also been compared each other at the same condition.
Introduction: With the development of dose calculation algorithms for electron beams, 3D RTP systerns are available for electron beam dose distribution commercially. However, no studies evaluated the accuracy of dose calculation with ADAC Pinnacle system for electron beams. So, the accuracy of the ADAC system is investigated by comparing electron dose distributions from ADAC system against the BEAMnrc/DOSXYZnrc. Methods: A total of 33 breast cancer patients treated with 6, 9, and 12MeV electrons in our institution was selected for this study. The first part of this study is to compare the dose distributions of measurement, TPS and the BEAMnrc/DOSXYZnrc code in flat water phantom at gantry zero position and for a 10 ${\times}$ 10 $\textrm{cm}^2$ field. The second part is to evaluate the monitor unit obtained from measurement and TPS. Adding actual breast patient's irregular blocks to the first part, monitor units to deliver 100 cGy to the dose maximum (dmax) were calculated from measurement and 3D RTP system. In addition, the dose distributions using blocks were compared between TPS and the BEAMnrc/DOSXYZnrc code. Finally, the effects of tissue inhomogeneities were studied by comparing dose distributions from Pinnacle and Monte Carlo method on CT data sets. Results: The dose distributions calculated using water phantom by the TPS and the BEAMnrc/ DOSXYZnrc code agreed well with measured data within 2% of the maximum dose. The maximum differences of monitor unit between measured and Pinnacle TPS in flat water phantom at gantry zero position were 4% for 6 MeV and 2% for 9 and 12 MeV electrons. In real-patient cases, comparison of depth doses and lateral dose profiles calculated by the Pinnacle TPS, with BEAMnrc/DOSXYZnrc code has generally shown good agreement with relative difference less than +/-3%. Discussion: For comparisons of real-patient cases, the maximum differences between the TPS and BEAMnrc/DOSXYZnrc on CT data were 10%. These discrepancies were due in part to the inaccurate dose calculation of the TPS, so that it needs to be improved properly. Conclusions: On the basis of the results presented in this study, we can conclude that the ADAC Pinnacle system for electron beams is capable of giving results absolutely comparable to those of a Monte Carlo calculation.
본고는 로보트 팔의 선단에 부착된 카메라에 의하여 촬영된 일련의 스테레오 영상을 이용하여 운동물체의 3차원 자세 (위치와 방향)를 정확히 추정하는 방법을 다룬다. 본고는 이미 발표된 바 있는 연구결과를 확장한 것으로서[1], 2차원 영상의 측정잡음 뿐만아니라[1], 또한 로보트 팔의 죠인트 각도의 랜덤잡음이 함께 존재할 경우 world 좌표계 (또는 로보트 기지좌표계)를 기준으로 한 운동물체의 3차원 자세의 추정에 중점을 둔다. 이를 위하여, 다음 사항에 근거하여 선형 Kalman 필터를 유도한다. (1) 2차원 영상의 측정잡음이 3차원 공간으로 전파되는 것을 분석함으로써, 이에 기인한 물체좌표계의 방향오차를 카메라 좌표계를 기준으로 하여 모델링한다; (2) 죠인트 각도 오차에 의한 로보트 선단좌표계의 방향오차를 (1)의 결과와 결합하여 extended Jacobian matrix를 유도한다; 그리고 (3) 본질적으로 비선형인 물체의 회전운동을 quaternion을 도입함으로써 선형화 한다. 운동 파라메터는 추정된 quaternion으로부터 반복 최소자승 방법을 이용하여 계산된다. 모의실험 결과, 추정오차가 상당히 감소되고, 실제의 운동 파라메터가 참 값으로 정확히 수렴함을 알 수 있다.
산림지역의 경우 도심지에 비해 무인항공사진측량 작업과정 중 하나인 지상기준점(ground control point, GCP) 측량이 제한적이며, 높은 산림 때문에 비가시권 비행으로 인해 안전문제가 발생한다. 이를 보완하기 위해 드론의 위치를 실시간으로 보정하는 RTK(real time kinematic) 드론과 지형정보를 기반으로 비행하는 3차원 비행 방식이 개발되고 있다. 본 연구는 산림지역에서 재난피해조사를 위한 드론의 활용방안을 제시하기 위해 1) GCP 측량을 통한 드론 맵핑(normal drone mapping), 2) 지형정보를 기반으로 비행하는 드론 맵핑(3D flight drone mapping), 3) RTK 드론을 이용한 드론 맵핑(RTK drone mapping) 3가지 방법을 통해 위치정확도를 평가하였으며, 그 결과 평면 위치오차는 2 cm, 높이오차는 13 cm 이내로 나타났다. 위치정확도 평가 후, 산사태 발생 면적을 계산하여 체적 값을 비교했을 때 세 가지 방법 모두 유사한 결과를 보였다. 본 연구에서는 3D flight drone mapping, RTK drone mapping을 통해 산림지역에서 드론 맵핑이 가지는 한계를 극복하고 재난피해조사의 활용 가능성을 확인하였다. 향후 다양하게 발생하는 재난상황을 감안하였을 때 재난지역의 여건에 따라 3가지 방법을 적절히 활용하면 보다 효과적인 피해조사를 수행할 수 있을 것으로 기대된다.
Park, Jae-Hyun;Choi, Jin-Young;Kim, Seong-Hun;Kim, Su-Jung;Lee, Kee-Joon;Nelson, Gerald
대한치과교정학회지
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제51권6호
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pp.375-386
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2021
Objective: To evaluate the accuracy of a one-piece bracket jig system fabricated using computer-aided design and manufacturing (CAD/CAM) by employing three-dimensional (3D) digital superimposition. Methods: This in vitro study included 226 anterior teeth selected from 20 patients undergoing orthodontic treatment. Bracket position errors from each of the 40 arches were analyzed quantitatively via 3D digital superimposition (best-fit algorithm) of the virtual bracket and actual bracket after indirect bonding, after accounting for possible variables that may affect accuracy, such as crowding and presence of the resin base. Results: The device could transfer the bracket accurately to the desired position of the patient's dentition within a clinically acceptable range of ± 0.05 mm and 2.0° for linear and angular measurements, respectively. The average linear measurements ranged from 0.029 to 0.101 mm. Among the angular measurements, rotation values showed the least deviation and ranged from 0.396° to 0.623°. Directional bias was pronounced in the vertical direction, and many brackets were bonded toward the occlusal surface. However, no statistical difference was found for the three angular measurement values (torque, angulation, and rotation) in any of the groups classified according to crowding. When the teeth were moderately crowded, the mesio-distal, bucco-lingual, and rotation measurement values were affected by the presence of the resin base. Conclusions: The characteristics of the CAD/CAM one-piece jig system were demonstrated according to the influencing factors, and the transfer accuracy was verified to be within a clinically acceptable level for the indirect bracket bonding of anterior teeth.
본 논문에서는 플라스틱 Scintillator와 NaI(TI) 검출기를 이용하여 움직이는 차량 적재물에 존재하는 다수의 방사선원 위치를 3차원으로 판별하는 측정시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 방사선량 측정용 플라스틱 Scintillator, 2채널 펄스 카운터, 핵종 분석용 NaI(TI) 검출기 및 1채널 MCA Board 등으로 구성된다. 방사선원 위치판별 알고리즘은 방사선량의 거리의 자승에 반비례한 특성($1/r^2$)과 장치와의 각도(${\theta}$)에 따른 보상을 통해 계산된 방사선원의 CPS 값의 비율을 SVM 분류를 통하여 방사선원의 위치(X, Y)를 구할 수 있다. (Z) 좌표 값은 단위 시간당 움직이는 대상체의 속도에 따라 정해지게 되며 이는 단위주기당 백그라운드 스펙트럼을 제외한 순수 핵종의 스펙트럼을 분석한 후 핵종 유무 판별을 진행한 뒤 해당 핵종의 위치를 판별하게 된다. 본 논문에서 제안한 시스템의 위치 판별 실험 결과 ${\pm}1m$ 이내의 국제표준오차를 나타내었다. 따라서 본 논문에서 제안한 시스템의 유효성이 입증되었다.
본 논문에서는 움직이는 배경에서 이동물체를 추적하는 모델 기반 이동물체 추적 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 물체의 이동시 발생하는 형태 변화에 적응하기 위하여 영상 사이의 유사도 이용과 Hausdorff 거리 모델을 사용하였으며, 이동 물체의 위치 탐색 시간을 줄이기 위하여 2D-Logarithmic 탐색 기법을 사용하였다. 도로에 운행중인 모터사이클을 실험영상으로 하였으며 실험 결과 실제 위치와 추적 결과에 대한 평균자승 오차는 1.845로써 비교적 우수한 추적 정합 결과를 얻었다.
본 논문에서는 배경이 움직이는 자연환경에서 모델기반 이동물체 추적 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 이동물체의 형태변화에 적응하기 위하여 Hausdorff 거리를 모델과 영상사이의 유사도로 사용하였으며, 이동물체의 위치 탐색시간을 줄이기 위하여 2D-Logarithmic 탐색기법을 사용하였다 이동물체 추적실험은 도로에서 주행하는 차량을 대상으로 수행하였다. 그 결과 자동차 영상과 오토바이 영상에서 실제위치와 추적결과에 대한 평균자승오차는 각각 1.15와 1.845로 이동물체의 정확한 추적이 가능함을 알 수 있었다. 그리고 추적 정합 시도 회수는 제안한 알고리즘이 기존알고리즘 보다 자동차 영상에서는 평균 1125회, 오토바이 영상에서는 평균 523회 적게 시도하여 추적시간을 단축할 수 있음을 알 수 있었다.
본 논문에서는, Glass 안테나의 특성과 휴대성 및 제작상의 장점이 있는 다이폴 형태의 Flexible T-DMB 안테나를 제안하였다. 차량의 전면 유리 최외각에 위치하는 안테나를 구현하기 위하여 차체의 영향에 따른 안테나의 특성과 안테나의 부착 위치에 따라 달라지는 안테나 특성을 고려하여 급전 선로 사이에 매칭 회로를 추가하여 안테나의 입력 정합 특성을 높였다. 차량의 전면 유리에서의 실험 결과, T-DMB(174~216 MHz) 대역에서 안테나의 입력 반사 손실은 -6 dB 이하를 기준으로 모두 만족하였으며, 위치 변화에도 T-DMB 대역을 만족하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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