• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.31-40
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• 2011

프로젝터 기반의 가시화 시스템은 가상현실 흑은 체험형 응용에서 널리 사용된다. 그러나 스크린 재질과 반사 성질에 따라 스크린 상의 투사 밝기의 불균일성이 때때로 체험자의 체험을 방해할 수 있다. 이러한 현상은 체험자의 위치를 추적하는 시스템인 CAVE 혹은 운동판 체험 시스템의 체험자가 시스템 안에서 계속적으로 움직일 경우에는 특별히 문제가 될 수 있다. 스크린 화상 상에 밝기의 불균일성을 만드는 이유 중에 하나는 참여자의 눈의 위치로의 프로젝터와 스크린의 스펙큘라 반사이며, 이에 대한 분석은 높은 계산 복잡도가 요구된다. 그래픽 프로세서의 프로그래머블 쉐이더를 이용하여 스펙큘라 라이팅 요소를 계산하는 것과 마찬가지로, 본 연구에서는 밝기의 불균일성을 줄이기 위하여 주어진 스크린 환경 3D 모델을 가지고 수행 시간에 모든 화소의 밝기를 조정하였다. 이러한 목적을 위하여 개개의 스크린 응용에 따른 각도 기반의 밝기 보정 함수를 고안하였으며, GPU 상에서 수행과 접근을 용이하도록 하였다. 두가지 기법이 구현되었는데, 각도 기반의 접근에서 프로덕트 기반의 접근으로 변환과 구간 선형 보간 근사 기법을 구현하였다.

• 한국측량학회지
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• 제31권2호
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• pp.159-164
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• 2013

움직이는 한 개의 카메라 동영상으로부터 개체의 3차원 위치를 추출할 수 있다고 알려져 있다. 이로부터 캠코더 측정시스템을 이용하여 부유체 모형에 대한 영상기반 모니터링을 수행하였다. 규칙파 및 비규칙파 실험조건에서의 디지털 캠코더 동영상으로부터 프레임 영상을 추출하고, 특징점을 정합하여, 상대적인 3차원 좌표를 획득하였다. 수정된 SURF 기반 정합의 영상 변환 정확도와 규칙파에서 부유체 모델의 영상기반 변위 관측 정확도를 평가하였다. 규칙파의 경우 조파기의 설정값은 3.0sec이고, 영상기반 변위에 의한 주기는 2.993sec이었다. 기계적 오차를 고려할 때 이 두 값은 유사한 결과로 여겨진다. 시각적으로도 X Y Z축으로의 1차원 투영결과나 3차원 공간에서의 결과에서 규칙파의 형상을 볼 수 있었다. 결과적으로 30fps의 일반 디지털 캠코더 동영상을 이용하여 근실시간으로 위치변동을 계산할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제35권6호
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• pp.553-562
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• 2017

무인항공기 (UAV, Unmanned Aerial Vehicle)에 탑재되는 다양한 센서들 중에서 GPS (Global Positioning System) 수신기는 GPS 신호를 기반으로 정지비행 (hovering flight), 경로비행 (waypoint flight) 등 다양한 임무의 수행을 돕는다. GPS신호가 원활하게 수신되는 환경에서는 GPS 수신기를 활용할 수 있지만, 최근에 무인항공기의 활용을 시설물 모니터링, 배송, 레저 등 다양한 분야로 용도가 확대하면서 무인항공기의 비행 장소가 다양해지고 있다. 이러한 원인으로 무인항공기가 GPS 신호의 제약을 받는 음영지역이나 고층 빌딩이 밀집한 지역 등을 비행하면서 신호가 단절되거나 멀티패스로 인해 신호 에 다양한 잡음이 포함될 수 있다. 이에 본 연구에서는 무인항공기의 3차원 위치 결정을 위하여 해석 사진 측량 기법과 오토트래킹 토탈스테이션 기법을 이용하였다. 해석 사진 측량 기법으로는 중심투영의 기하학적 원리인 공선조건식 (collinearity equation)을 이용한 광속조정법을 기반으로 하였으며, 오토 트래킹 토탈스테이션 기법은 360도 프리즘 타깃을 초단위 이하로 추적하는 원리를 기반으로 하였다. 두 가지 기법에서 무인항공기의 위치 결정을 위해 사용된 타깃은 무인항공기 상단에 각각 탑재하였으며, 타깃간에는 x, y, z방향으로 기하학적 이격이 존재한다. 무인항공기의 비행 속도에 따른 결과 확인을 위해 0.86m/s, 1.5m/s, 2.4m/s로 속도를 달리하여 데이터를 취득하였으며, 타깃의 기하학적 이격을 통해 정확도평가를 하였다. 그 결과 무인항공기의 이동 경로인 x, y 방향으로는 최소 1mm에서 최대 12.9cm까지 오차가 발생하였고 비교적 이동이 적은 z 방향으로는 비행 속도와 무관하게 동일하게 7cm 오차가 발생하였다.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제5권3호
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• pp.230-245
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• 2005

In this paper, we develop a gesture-based input device equipped with accelerometers and gyroscopes. The sensors measure the inertial measurements, i.e., accelerations and angular velocities produced by the movement of the system when a user is inputting gestures on a plane surface or in a 3D space. The gyroscope measurements are integrated to give orientation of the device and consequently used to compensate the accelerations. The compensated accelerations are doubly integrated to yield the position of the device. With this approach, a user's gesture input trajectories can be recovered without any external sensors. Three versions of motion tracking algorithms are provided to cope with wide spectrum of applications. Then, a Bayesian network based recognition system processes the recovered trajectories to identify the gesture class. Experimental results convincingly show the feasibility and effectiveness of the proposed gesture input device. In order to show practical use of the proposed input method, we implemented a prototype system, which is a gesture-based remote controller (Magic Wand).

• 한국항행학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.312-318
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• 2014

본 연구의 대상인 정지궤도위성은 GPS위성 궤도보다 높은 고도에 위치하기 때문에 지상 사용자에 비하여 GPS 신호의 가시성과 신호 세기 면에서 큰 차이가 있다. 본 연구에서는 이러한 정지궤도위성환경에 탑재되는 GPS 수신기에서의 GPS 위성 신호 가시성을 분석하고, 미약신호 획득 및 추적 알고리즘인 CCMDB 알고리즘을 적용하여 정지궤도위성 탑재 GPS 수신기에서 활용 가능한 소프트웨어 GPS 수신기를 개발하였다. 개발된 소프트웨어 GPS 수신기의 검증을 위하여 상용 하드웨어 시뮬레이터로 정지궤도위성 탑재 GPS 수신기에서 수신되는 GPS 신호를 생성하였고 이를 처리하여 성능을 분석하였다. 항법해 계산 결과 평균 3축 위치 및 속도 오차는 각각 165.636 m와 0.5081 m/s로 계산되었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.218-222
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• 2014

In this paper, we introduce an autonomous calibration method for a 2D laser displacement sensor (e.g. laser vision sensor and laser range finder) by matching a single point on a flat structure. Many arc welding robots install a 2D laser displacement sensor to expand their application by recognizing their environment (e.g. base metal and seam). In such systems, sensing data should be transformed to the robot's coordinates, and the geometric relation (i.e. rotation and translation) between the robot's coordinates and sensor coordinates should be known for the transformation. Calibration means the inference process of geometric relation between the sensor and robot. Generally, the matching of more than 3 points is required to infer the geometric relation. However, we introduce a novel method to calibrate using only 1 point matching and use a specific flat structure (i.e. circular hole) which enables us to find the geometric relation with a single point matching. We make the rotation component of the calibration results as a constant to use only a single point by moving a robot to a specific pose. The flat structure can be installed easily in a manufacturing site, because the structure does not have a volume (i.e. almost 2D structure). The calibration process is fully autonomous and does not need any manual operation. A robot which installed the sensor moves to the specific pose by sensing features of the circular hole such as length of chord and center position of the chord. We show the precision of the proposed method by performing repetitive experiments in various situations. Furthermore, we applied the result of the proposed method to sensor based seam tracking with a robot, and report the difference of the robot's TCP (Tool Center Point) trajectory. This experiment shows that the proposed method ensures precision.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.125-131
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• 2005

목 적 : 폐암 환자 중 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 감소시키는 방법으로 종양의 움직임이 적은 호흡 주기에서만 방사선을 조사할 수 있는 respiratory gating system을 사용함으로써 그 유용성에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 폐 하엽의 정위적 방사선 수술 환자 2명을 대상으로 하였으며, 환자의 복부에 maker block (sensor)을 부착하고 tracking camera와 Real Time Position Management (RPM)를 이용하여 호흡 주기를 측정하면서 1회 호흡주기에서 10 phases로 4D-CT를 촬영하였다. 종양의 위치 변화가 급격하지 않은 호흡주기 (%)의 phases를 치료 phases로 결정하였고, 치료 phases의 CT image를 Maximum Intensity Projection (MIP) 기법으로 재구성 후 volume contouring을 하였다. Set up의 재현성 및 GTV의 위치 변화를 확인하기 위해 치료 전과 치료 중 2회의 4D-CT 촬영을 하였다. 결 과 : GTV의 움직임이 가장 큰 Y(longitudinal)축에서 A환자는 전체 호흡주기($0{\sim}90%$)에서 9.4 mm가 치료 호흡 주기 범위 ($30{\sim}60%$)에서는 2.6 mm로, B환자는 전체 호흡주기 ($0{\sim}90%$)에서 11.7 mm가 치료 호흡주기의 범위($30{\sim}70%$)에서는 2.3 mm로 감소하였다. 2회의 4D-CT 비교 결과 set up의 X, Y, Z축 오차는 모두 3 mm이내였다. 결 론 : 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시행 시 respiratory gating system의 사용은 종양의 움직임을 5 mm이내로 감소시킬 수 있어 유용하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.149-156
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• 2003

This paper presents an underwater hybrid navigation system for a semi-autonomous underwater vehicle (SAUV). The navigation system consists of an inertial measurement unit (IMU), an ultra-short baseline (USBL) acoustic navigation sensor and a doppler velocity log (DVL) accompanying a magnetic compass. The errors of inertial measurement units increase with time due to the bias errors of gyros and accelerometers. A navigational system model is derived to include the error model of the USBL acoustic navigation sensor and the scale effect and bias errors of the DVL, of which the state equation composed of the navigation states and sensor parameters is 25 in the order. The conventional extended Kalman filter was used to propagate the error covariance, update the measurement errors and correct the state equation when the measurements are available. Simulation was performed with the 6-d.o.f. equations of motion of SAUV in a lawn-mowing survey mode. The hybrid underwater navigation system shows good tracking performance by updating the error covariance and correcting the system's states with the measurement errors from a DVL, a magnetic compass and a depth senor. The error of the estimated position still slowly drifts in horizontal plane about 3.5m for 500 seconds, which could be eliminated with the help of additional USBL information.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.327-332
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• 2017

IoT 기술이 발전함에 따라 사용자의 이동성 및 정체성을 확인하기 위한 위치 기반 서비스(Location Based Service)에 대한 수요가 증가되고 있다. 초기의 LBS 시스템은 GPS(Global Positioning System) 위성에서 보내오는 신호의 위상을 측정하거나 반송파 신호의 코드를 추적하여 위성까지의 거리를 측정함으로써 위치정보를 확인하는 기술이 주로 사용되었다. 그러나 GPS위성을 사용하는 방식은 실내에서는 위성 신호의 수신이 어렵기 때문에 그 효용성이 떨어진다. 따라서 실내 환경에서 활용할 수 있는 위치인식기술을 위해 UWB, RFID, Zigbee 등과 같은 무선 통신 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 저전력 기반의 위치 인식을 위한 IEEE 802.15.4a의 표준을 활용하여 CSS를 위한 2.45GHz 대역과 UWB를 위한 3.1~10.6GHz대역 및 250-750 MHz대역의 주파수 대역을 포함을 하는 LBS 시스템을 설계하였다. 그 결과로서 2.45GHz ISM RF 트랜시버와 Ranging 기능을 하드웨어로 구현하여 0dBm의 출력파워를 갖음을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권6호
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• pp.615-621
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• 2000

대인공포증은 사람과의 대면을 무서워하여 그 상황을 회피하는 증상을 말한다. 이 공포증을 치료하기 위해서는 약물치료방법과 인지·행동 치료방법이 주로 사용되었다. 이런 기존의 방법들은 치료 효율이 떨어지며, 치료시 어려움이 있다는 단점을 가지고 있다. 최근에는 기존의 치료방법의 단점을 극복하기 위해 많은 연구에서 가상현실을 정신치료에 적용하고 있다. 가상환경은 환자에게 적절한 자극을 제공하여 환자로 하여금 공포감을 느끼도록 하고, 환자는 이러한 공포상황에 체계적으로 노출됨으로써 공포증을 극복할 수 있게 된다. 본 연구에서는 개인용 컴퓨터를 기반으로 가상 연설 시뮬레이터를 개발하여 대인공포증 치료에 이용하고자 한다. 가상 연설 시뮬레이터를 구성하기 위해 위치센서, 머리 부착형 디스플레이장치와 사운드 시스템을 사용하였고, 치료를 위한 가상환경은 가상청중 8명이 있는 세미나실을 배경으로 구성하였다. 또한 가상현실 정신치료에서 중요한 요소로 작용하는 몰입감을 높이기 위해 머리 부착형 디스플레이 장치에 위치센서를 부착함으로써 환자의 머리이동이 가상환경에 적용되도록 하였고, 여기에 삼차원 사운드를 적용함으로써 목소리나 박수소리 등 여러 가지 소리들이 사실적으로 느껴지도록 하였다. 또한 가상청중이 환자의 발표내용에 맞게 여러 가지 행동과 표정을 변하게 하였다. 본 연구에서 개발한 가상연설 시뮬레이터는 경제적이고 안전한 정신치료에 이용되는 것에 목적이 있으며, 앞으로의 임상실험을 통한 몰입과 공포유발 인자 및 치료효과의 에 관한 정보를 얻고, 이를 시뮬레이터에 계속 적용하는 연구가 필요할 것이다.