• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제13권2호
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• pp.187-195
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• 2024

Objective: Physical activity can promote physical and mental well-being. University students are more sedentary recently due to the increased use of computers and other technology. The aim of this study was to investigate differences between immersive 360-degree virtual cycling (IVC) and virtual cycling with head-mounted display (VCHMD) on aerobic capacity and usability in young adults. Design: A crossover study. Methods: Twenty-five university students (13 male, 12 female) participated in this study and completed 2 separate 30 min cycling sessions, such as IVC and VCHMD. In the IVC, participants rode on a stationary cycle while watching curved TV where recorded video was played. To enhance the sense of realism, auditory stimulation was given to the headset, and the gyroscope sensor was used to track the screen as the head moved. In the VCHMD, participants rode on the stationary cycle with head-mounted display, and other conditions were the same as IVC. Participants were assessed the aerobic capacity which included gas analyzer and portable near-infrared spectroscopy, and usability which included simulator sickness questionnaire and system usability scale. Results: Aerobic capacity was significantly difference in the IVC compared with the VCHMD except for the total hemoglobin of right and left rectus femoris and muslce oxygen saturation of left rectus femoris (p<0.05). Cybersickness was less in the IVC than VCHMD and usability was high in the IVC than VCHMD (p<0.05). Conclusions: The findings suggested that IVC might be beneficial exericse to improve aerobic capacity and has lower cybersickness and higher usability than VCHMD.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.200-205
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• 2017

현대의 스포츠는 과학이 접목된 스포츠 과학으로 발전하고 있으며 기록 향상을 위한 각종 분석 시뮬레이션 시스템들도 많이 개발되고 있고, 실제 경기 기록 향상에 상당한 도움을 주고 있다. 이에 다양한 스포츠 종목중 하나인 골프는 동호인과 일반인들에게 대중화 되면서 본인의 운동자세를 교정하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구에 따라 골프스윙 자세를 분석하고 교정 받을 수 있는 시스템들이 많이 개발되고 있다. 골프스윙 정확도 분석시스템은 육안으로 볼 수 없는 순간의 동작들을 분석하여 이해하기 쉽도록 지도하는 것으로 시각적 효과로 인한 즉각적인 피드백을 통해 골프스윙동작을 개선할 수 있으며, 피드백을 주기 위한 정보는 프로 골퍼와 골프스윙 동영상 등에서 수집한 골프스윙 동작에 대한 지식을 활용하여 신뢰도를 향상시켰다. 또한 자신의 골프스윙 동영상을 육안으로 확인하고 분석할 수 있는 기능을 제공함으로써 다양한 골프 스윙 분류 방법을 기반으로 각 구간에 대한 분석이 가능하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.567-568
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• 2018

최근 빈번히 발생하고 있는 지진, 건축물의 노후화에 따라 건축물 붕괴 및 기울어짐 사고 등이 자주 발생하고 있는 실정이다. 이런 건축물에 대한 재난을 방지하기 위하여 다양한 방법이 제시되고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 IoT(Internet of Things)기반의 건축물 이상 유무를 실시간으로 모니터링 하여 건축물의 붕괴, 기울어짐 등에 대한 이상 징후현상을 사전에 제공하는 시스템을 제시한다. 다중첨단센서는 기울기 센서, 가속도 센서를 기반으로 센서별 검출된 데이터를 서버로 실시간 전송, 데이터를 축적하며, 설정된 임계치를 상위할 경우 대응할 수 있는 서비스를 제공 한다. 건축물의 붕괴, 기울어짐 등 현상에 대한 임계치 상위 이벤트 발생시 경고를 함으로, 건축물의 붕괴 및 기울어짐 현상에 대한 대피, 보수가 가능하여, 건축물에서 발생할 수 있는 재난에 대응할 수 있을 것이라고 사료된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.1307-1313
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• 2018

최근 빈번히 발생하고 있는 지진, 구조물의 노후화에 따라 구조물 붕괴 및 기울어짐 사고 등이 자주 발생하고 있으며, 이런 구조물에 대한 재난을 방지하기 위하여 다양한 방법이 제시되고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 IoT(Internet of Things) 기반의 구조물 이상 유무를 실시간으로 모니터링 하여 구조물의 붕괴, 기울어짐, 화재 등에 대한 이상 징후현상을 사전에 제공하는 시스템을 제시한다. MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 센서(Sensor)기반의 기울기 센서, 가속도 센서를 이용, 센서별 검출된 데이터를 서버로 실시간 전송, 데이터를 축적하며, 설정된 임계치를 상위할 경우 대응할 수 있는 서비스를 제공 한다. 구조물의 붕괴, 기울어짐, 화재 등의 현상에 대한 임계치 상위 이벤트 발생 시 경고를 함으로, 구조물의 붕괴 및 기울어짐 현상에 대한 대피, 보수가 가능하여, 구조물에서 발생할 수 있는 재난에 대응할 수 있을 것이라고 사료된다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.137-144
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• 2015

본 논문은 하지의 움직임을 측정하고 분석할 수 있는 관성센서 기반 보행분석 시스템에 관한 것이다. 본 시스템 구현을 위해 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 신호를 이용한 자세 방위 측정장치 모듈을 일체형으로 개발하였으며, 다수의 모듈을 환자의 분절에 부착하여 공간상에서 각 분절의 방위각을 제공할 수 있도록 하였다. 또한 재활과 관련된 많은 응용에 있어 중요한 생체역학 측정값인 신체 분절간의 관절각을 추출하는 알고리즘을 제안하였다. 개발한 자세 방위 측정장치 모듈의 성능을 평가하기 위하여 3차원 공간상의 변위 및 방위를 밀리미터 해상도로 제공할 수 있는 Vicon을 참조 측정 시스템으로 이용하였으며, yaw와 pitch에서 1.08, 1.72도의 평균 제곱근 오차를 얻을 수 있었다. 보행 분석 시스템의 성능 검증을 위하여 7개의 AHRS 모듈을 하지에 부착하고 고관절, 무릎, 발목에 대한 관절각을 계산하여, Vicon과의 비교 실험을 수행하였다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 시스템은 뇌졸중 후 회복단계 동안 사지 및 보행 동작을 실시간으로 분석, 제공함으로서 재활의 효과, 난이도 조절 및 피드백 요소를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제31권3호
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• pp.215-226
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• 2015

일반적으로 UAV를 이용한 항공촬영은 약 430 MHz 대역폭의 radio frequency (RF) 모뎀을 이용하여 UAV와 지상관제시스템간의 연결을 통해 UAV의 통제 및 원격 조종을 한다. 기존의 방법을 이용한 경우 1~2 km 정도의 통신 범위를 가지고 있으며 잦은 혼선이 일어나고, 무선통신은 전파를 매개로 정보를 전달하기 때문에 신호세기를 10 mW로 제한을 두고 있어 장거리 통신을 하는데 제약이 있었다. 본 연구에서는 스마트 카메라의 long-term evolution (LTE), 블루투스, WiFi와 같은 무선 데이터 통신 기술을 이용하여 데이터 송수신이 가능한 통신 모듈 시스템과 카메라를 이용하여 영상 획득이 필요한 지역에서 UAV에 영상을 획득하는 자동촬영 시스템을 설계하고 개발하는데 그 목적은 둔다. 본 연구에서 제안한 안드로이드 기반의 UAV 촬영 및 통신모듈시스템은 스마트 카메라 하나로 영상 획득뿐만 아니라 UAV 시스템과 지상관제 시스템을 연결해주며, UAV 시스템의 GPS와 자이로스코프, 가속도계, 자기 계측 센서 등의 센서로 부터 획득된 3차원 위치정보와 3차원 자세정보를 실시간으로 제공받을 수 있어서 항공삼각측량을 통한 UAV의 위치 및 보정 작업에 실시간으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.247-258
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• 2003

본 논문에서는 사용자가 2차원 또는 3차원 상에서 필기를 하는 경우의 관성치를 측정할 수 있는 가속도계와 각속도계를 장착한 펜형 입력 장치를 소개한다. 각속도계의 측정치를 한 번 적분해 시스템의 자세를 구하며 이는 가속도에 포함되어 있는 중력 가속도 성분을 제거하는 데 사용된다. 시스템의 위치는 보정된 가속도를 두 번 적분해 구한다. 이러한 원리는 관성 항법 시스템에서 보편적으로 사용되는 것이다. 그러나 필기 궤적을 복원하기 위해 사용되는 이중 적분 과정으로 인해 위치 측정치의 정확도는 시간이 지남에 따라 심각하게 떨어진다. 이러한 문제는 관성 항법 시스템에 있어 일반적인 경우이며 통상 외부의 기준 신호나 기타 정보를 이용한 주기적 또는 비주기적인 시스템의 교정을 통해 해결된다. 본 논문에서는 위치 및 속도의 보정은 온라인과 오프라인 교정 과정을 통해 이루어진다. 온라인 교정 과정에서는 칼만 필터를 이용한 보상 필터 기법을 사용한다. 오프라인 교정 과정에서는 최종적인 시스템의 항법 오차의 상수 성분을 속도 정보와 움직임 검지 알고리듬을 통해 제거한다. 실제 실험을 통해 제안된 시스템의 유용성과 효용성을 보인다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.161-168
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• 2015

본 논문은 자체 개발한 관성측정장치의 가속도, 각속도, 지자기계 데이터를 이용하여 보행거리를 측정하는 시스템 개발에 관한 것이다. 관성센서들의 오프셋 및 이득 오차를 최소화하기 위하여 9축의 자유도를 갖는 지그를 제작하였으며, 이를 이용하여 캘리브레이션을 수행하였다. 보행거리의 정확한 측정을 위하여, 기울기 하강법을 이용하여 가속도계의 중력성분 제거 및 보행패턴 분석을 통한 드리프트 성분을 제거하였다. 최종적으로 보정된 가속도 데이터의 이중적분을 통하여 보행거리를 측정하였다. 시스템의 성능 평가를 위하여, 실내 직선 10m 직선 보행에 대하여 캘리브레이션 전, 후 오차 개선 비율를 비교하였으며, 간단한 보행에 대해 Vicon과의 비교 실험을 수행하였다. 직선 보행에 대해서는 x, y, z축 각각에 대하여 $31.4{\pm}14.38%$(mean${\pm}$S.D.), $78.64{\pm}10.84%$ 및 $69.71{\pm}26.25%$ 개선이 되었음을 확인하였으며, Vicon과의 비교 실험 결과 x, y, z축 각각에 대하여 0.1m, 0.16m, 0.12m의 오차를 얻을 수 있었다.

• Journal of Information Technology Applications and Management
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• 제28권3호
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• pp.59-75
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• 2021

This study aims to establish a foundation for autonomous driving on campus and communication of abundant university information in the HCI environment in a VR environment where college freshmen can freely travel around campus facilities. The purpose of this study is to develop a three-dimensional VR-style campus tour system to establish a media environment to provide abundant university information guidance services to freshmen in non-face-to-face situations. This study designed a three-dimensional virtual reality campus tour system to solve the problem of discontinuity in which VR360 filming space does not lead to space like reality, and to solve many problems of expertise in VR technology by constructing an integrated production environment of tour system. We aim to solve the problem of inefficiency, which requires a large amount of momentum in virtual space, by constructing a GUI that utilizes the motion of the field of view focus. The campus environment was designed as a three-dimensional virtual reality using a three-dimensional graphic design. In non-face-to-face situations, college freshmen freely transformed the HMD VR device, smartphone, FPS operation mode of the gyroscope sensor. The design elements of the three-dimensional virtual reality campus tour system were classified as ①Visualization of factual experiences, ②Continuity of space movement, ③Operation, automatic operation mode, ④Natural landscape animation, ⑤Animation according to wind direction, ⑥Actual space movement mode, ⑦Informatization of spatial understanding, ⑧GUI by experience environment, ⑨Text GUI by building, ⑩VR360, 3D360 Studio Environment, ⑪Three-dimensional virtual space coupling block module, ⑫3D360-3D Virtual Space Transmedia Zone, ⑬Transformable GUI(VR Device Dual Viewer-Gyro Sensor Full Viewer-FPS Operation Viewer) and an integrated production environment was established with each element. It is launched online (http://vautu.com/u1) by constructing a GUI for free driving mode and college information screens to adapt to college life for freshmen, and designing an environment that can be used simultaneously by current media such as PCs, Android, and iPads. Therefore, it conducted user research, held a development presentation, a forum on excellence in university innovation support projects, and applied it as a system on the website of a particular university. College freshmen will be able to experience university information directly from the web and app to the virtual reality campus environment.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1067-1076
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• 2016

본 논문은 고령자를 위한 하이브리형 전동 휠체어의 개발에 대해서 서술하였다. 개발된 하이브리드형 휠체어는 기존 전동 휠체어에 비해 기구적 및 제어적 특징을 가지고 있다. 기구적 특징으로써 인체공학적 등받이 브레이크 메커니즘을 새롭게 고안하였고, 이로부터 고령자들이 몸동작을 이용하여 손쉽게 제동을 할 수 있도록 하였다. 제어적 특징으로써, 휠 토크 보조, 마찰/관성보상, 중력보상 및 한 손 구동과 같은 다양한 동력보조 기능을 융합하여 고령 탑승자의 근력 부담을 현격히 감소시켰다. 휠 토크의 보조를 위해 핸드림에 스트레인게이지를 부착하여 탑승자가 가하는 휠 토크를 측정하였으며, 마찰보상과 관성보상을 위해 바퀴와 시트에 각각 자이로스코프와 가속도센서를 부착하였다. 또한, 중력보상을 위해 기울기 센서를 추가적으로 부착하였으며, 편마비 환자들과 같이 한 손 만을 사용할 수 있는 사용자들 위해서 시트 밑면에 부착된 압력 센서로부터 휠체어의 주행 방향을 인식하고 자이로스코프를 이용하여 반대편 휠의 각속도를 제어하는 한 손 주행 알고리즘을 새롭게 고안하였다. 최종적으로 본 연구에서 고안한 운동 보조 알고리즘의 성능을 각종 실험으로부터 검증하였다.