• 제목/요약/키워드: 3D Navigation

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3차원 공간 탐색을 위한 헬리콥터 조종사 메타포어와 그 구현 (Helicopter Pilot Metaphor for 3D Space Navigation and its implementation using a Joystick)

  • 김영경;정문렬;백두원;김동현
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.57-67
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    • 1997
  • 가상공간 탐색은 근본적으로 가상카메라의 조작으로 귀결된다. 이때 가상카메라는 자유도 6을 가지고 움직인다. 그러나 우리가 주로 사용하는 마우스나 조이스틱 등의 입력장치는 2D 장치이다. 따라서 입력장치의 운동에 대응되는 카메라의 운동은 어느 한 순간에는 2D운동이다. 그러므로 카메라의 6DOF(degrees of freedom) 운동은 2D 또는 1D 운동들의 결합으로 표현할 수밖에 없다. 많은 가상공간 탐색 브라우저에서는 이 문제를 해결하기 위해 여러 가지 탐색 모드를 사용한다. 그러나 다수의 모드를 설정하는데 사용된 기준이 분명하지 않고 각 모드에서 가능한 조작들이 서로 중복되는 경향이 있을 뿐만 아니라 입력장치의 감각 대응성(kinesthetic correspondence)이 미흡하기 때문에 사용자가 공간을 탐색할 때 상황을 장악하고 있다는 느낌을 가지기 힘들다. 이 문제를 해결하기 위해서는 일관적이면서도 포괄적인 단일 탐색 메타포어가 필요한데 본 논문에서는 이를 위해 헬리콥터 조종사 메타포어를 제안한다. 헬리콥터 조종사 메타포어를 이용한다는 것은 조종장치들에 의해 사용자가 공간에서 날고있는 가상 헬리콥터의 조종사가 되어 공간 영상을 탐색 한다는 의미이다. 본 논문에서는 헬리콥터의 6DOF 운동을 직관적으로 조작하기 위해서 이를 6개의 2D 운동공간, 즉, (1) 평면상의 이동, (2) 수직면상의 이동, (3) 현위치중심의 피치, 요회전, (4) 현위치중심의 롤, 피치회전, (5) 좌우상하 선회, (6) 물체중심회전, 으로 분할하고, 각 2D 운동공간을 가시화 시켜 그 공간 자체를 메뉴화 하였다. 이렇게하면 사용자로 하여금 의식적으로 특정 모드를 선택하는 부담없이 단지 필요에 의해 적절한 2D 운동공간을 시각적으로 판단할 수 있도록 해준다. 각 운동공간에서의 헬리콥터 운동은 조이스틱의 2D 조작으로 제어한다.

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광학식 3차원 좌표측정장치를 이용한 관성항법센서와 기체의 정렬기법 (Alignment of Inertial Navigation Sensor and Aircraft Fuselage Using an optical 3D Coordinate Measuring Device)

  • 김정호;이대우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.41-48
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    • 2019
  • 본 논문은 광학적인 방법을 통해 얻은 3차원 좌표들을 이용하여 항공기 동체와 관성항법센서를 정렬하는 방법에 대하여 다루고 있다. 기존에 가공되어 있는 마운트 홀의 제작 정확도를 신뢰하고 장착하던 관행에서 나아가 관성항법센서의 좌표계와 항공기 동체의 기준좌표계를 보다 정확하게 정렬하기 위한 방법에 대해 소개하고 있으며, 실현가능성을 검증하기 위해 실제 3차원 좌표측정장치의 오차 수준을 반영한 시뮬레이션을 통해 정렬 성능을 검증하였다. 또한 광학센서와 관성항법센서의 최적화 기법 기반 정렬 방법을 기술하였다.

Joint Localization and Velocity Estimation for Pulse Radar in the Near-field Environments

  • Nakyung Lee;Hyunwoo Park;Daesung Park;Bukeun Byeon;Sunwoo Kim
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제12권3호
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    • pp.315-321
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    • 2023
  • In this paper, we propose an algorithm that jointly estimates the location and velocity of a near-field moving target in a pulse radar system. The proposed algorithm estimates the location and velocity corresponding to the outcome of orthogonal matching pursuit (OMP) in a 4-dimensional (4D) location-velocity space. To address the high computational complexity of 4D parameter joint estimation, we propose an algorithm that iteratively estimates the target's 2D location and velocity sequentially. Through simulations, we analyze the estimation performance and verify the computational efficiency of the proposed algorithm.

무인수상선의 디지털 트윈 공간 재구성을 위한 이미지 보정 및 점군데이터 간의 매핑 프레임워크 설계 (Design of a Mapping Framework on Image Correction and Point Cloud Data for Spatial Reconstruction of Digital Twin with an Autonomous Surface Vehicle)

  • 허수현;강민주;최진우;박정홍
    • 대한조선학회논문집
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    • 제61권3호
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    • pp.143-151
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    • 2024
  • In this study, we present a mapping framework for 3D spatial reconstruction of digital twin model using navigation and perception sensors mounted on an Autonomous Surface Vehicle (ASV). For improving the level of realism of digital twin models, 3D spatial information should be reconstructed as a digitalized spatial model and integrated with the components and system models of the ASV. In particular, for the 3D spatial reconstruction, color and 3D point cloud data which acquired from a camera and a LiDAR sensors corresponding to the navigation information at the specific time are required to map without minimizing the noise. To ensure clear and accurate reconstruction of the acquired data in the proposed mapping framework, a image preprocessing was designed to enhance the brightness of low-light images, and a preprocessing for 3D point cloud data was included to filter out unnecessary data. Subsequently, a point matching process between consecutive 3D point cloud data was conducted using the Generalized Iterative Closest Point (G-ICP) approach, and the color information was mapped with the matched 3D point cloud data. The feasibility of the proposed mapping framework was validated through a field data set acquired from field experiments in a inland water environment, and its results were described.

일본의 MSAS 특성 분석 (An Analysis of the Signal Properties of Japanese MSAS)

  • 최창묵;고광섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.946-947
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    • 2016
  • 본 논문은 일본의 MSAS(Multi-functional Satellite Augmentation System) DGNSS(Differential Global Navigation Satellite System) 항법신호 및 항법파라미터 분석에 초점을 맞추었다. MSAS의 지상감시국과 한반도 수신점에서 3차원 위치결정에 필요한 충분한 수의 항법위성이 동시에 관측되었으며, 수신점에서 MSAS 위성의 신호가 안정적으로 유지됨을 확인하였다.

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PC 기반 가상현실 선박조종 시뮬레이터 (PC Based Virtual Reality Ship Handling Simulator)

  • 이규동;임정빈;정중식;박성현;김창경;심영호;최기영
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.53-57
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    • 2003
  • 이 연구의 최종 목적은 PC를 이용하여 저가이면서 작동이 용이한 가상현실기반 선박조종 시뮬레이터를 개발하는데 있다. 이 논문에서는 가상 항해공간에 구축한 3차원 선박 객체를 선박조종계수로 제어하는 절차와 방법을 기술했다. 가상 항해세계 창출, 선박조종의 수학적 배경, 시스템 구성 둥에 대해서도 검토하였다.

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유도형 활공 탄약 비행제어시스템 개발 Part I : 운용 개념 및 항법 (Development of Flight Control System for Gliding Guided Artillery Munition - Part I : Operational Concept and Navigation)

  • 임승한;박장호;조창연;방효충
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.221-228
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    • 2014
  • 본 논문은 유도형 활공 탄약의 운용 개념을 소개하고, 이를 위한 항법 알고리듬을 제안하였다. 유도형 활공 탄약은 기존의 유도형 탄약과는 다르게 사거리 증가를 위한 날개를 장착하고 활공하며, 이를 위해 날개 전개 전 탄체의 회전은 제거된다. 따라서 일정한 회전속도를 고려한 기존 유도형 탄약 항법 알고리듬은 활공 중에는 사용할 수 없다. 또한 탄체의 회전이 제거되면 회전 관성이 작아져 횡축이 불안정해져 횡축 가속도를 제어해야 하고, 이로 인해 롤 자세에 의한 횡축 중력 가속도 성분을 알 수 없다. 따라서 횡축 중력 가속도 성분을 기반으로 롤 자세를 추정하는 등속 수평 비행 상태를 가정한 기존 항법 알고리듬은 사용할 수 없다. 본 논문에서는 유도형 활공 탄약의 회전 중 상태 추정을 위해서는 Lucia가 제안한 알고리듬을 사용하였고, 활공 중 상태 추정을 위해서는 새로운 항법 알고리듬을 제안하였다.

광대역 이동통신 시스템을 위한 LTE/LTE-A용 이중대역 안테나 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Dual Band Antenna for LTE / LTE-A for Broadband Mobile Communication System)

  • 강성운;오말근;김갑기
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.442-448
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    • 2018
  • 본 논문에서는 광대역 이동통신 시스템을 위한 LTE/LTE-A용 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나의 기판은 FR-4(er = 4.3)이고 크기는 $40mm{\times}50mm$이며 LTE/LTE-A 주파수대역인 2.3 GHz와 2.5 GHz의 대역에서 사용할 수 있는 특성을 갖도록 설계하였다 시뮬레이션은 CST Microwave Studio 2014을 사용하였으며 시뮬레이션 결과 이득은 2.3 GHz일 때 2.391 dBi, 2.5 GHz일 때 2.566 dBi이다. S-Parameter 또한 원하는 주파수 대역에서 -10 dB (VSWR 2:1) 이하의 결과를 볼 수 있었다. 광대역 이동통신 안테나는 소형화, 고성능, 초경량화 등이 되어 우수하고 저가의 시스템이 계속해서 개발되고 있으며 광대역 이동통신 시스템은 많은 사람들이 사용하고 있다. 시스템의 발달과 수요 증가에 따른 LTE/LTE-A 기술이 제안되고 있기 때문에 위의 조건에 만족하는 안테나 설계 및 제작하여 해당 시스템을 적용한 기술을 많은 이용자가 사용할 것으로 보인다.

무인자동차의 안정성 기반 자율주행 알고리즘 및 3차원 그래픽 시뮬레이션 연구 (A Study on algorithm for autonomous navigation of unmanned ground vehicle and its 3D graphical simulation)

  • 조영완
    • 전기전자학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.324-331
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    • 2010
  • 본 논문에서는 무인자동차의 자율주행을 위한 알고리즘을 제시하고 3차원 그래픽 시뮬레이션을 통하여 안정성 기반 자율주행 알고리즘의 성능을 검증하고자 한다. 제안된 자율주행 알고리즘은 주변 인접 차량의 위치, 속도, 가속도, 주행 차로 정보를 바탕으로 자율주행 차량과의 충돌가능성 및 충돌예측시간을 계산하여 최적의 안정 주로를 선택하고 이러한 주행 차로에 대한 주행 궤적을 생성하여 추종토록 함으로써 자율주행이 이루어지도록 한다. 본 논문에서는 제안된 자율주행 알고리즘을 검증하기 위하여 3차원 그래픽 시뮬레이션 환경을 구축하였으며 다차로, 다차량 주행 환경에서 몇 가지 가상 도로 환경을 구축하여 시뮬레이션 하였고 자율주행 차량의주행 궤적을 인접 주행차량의 주행 궤적과 비교 확인함으로써 알고리즘의 타당성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과 제시된 안정성 기반 자율주행 알고리즘은 다차로, 다차량 주행 환경에서 주변 차량과 충돌 없이 안정적인주행 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있었다.