• 한국항공우주학회지
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• 제37권5호
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• pp.470-475
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• 2009

본 논문은 헤드 트랙커(Head Tracker) 시스템에 패턴 매칭을 적용한 연구이다. 제안하는 알고리즘은 패턴을 통하여 헤드 트랙커의 초기자세를 빠르고 쉽게 획득하는 것이다. 광학 방식 헤드 트랙커는 적외선 LED(특징점)를 헬멧에 부착하고, 스테레오 카메라로 영상을 획득한다. 영상 분석시 발생하는 특징점간 거리 오차율을 바탕으로 패턴을 이루며 특징점을 부착한다. 특징점간 거리를 이용해 패턴 분석을 하고, 획득된 패턴을 바탕으로 특징점에 고유 번호를 부여한다. 맵 데이터와 특징점 고유 번호를 비교함으로써 헤드 트랙커의 초기자세를 추정한다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제34권1호
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• pp.41-52
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• 2012

Purpose: Triangulation is the process of determining the location of a point by measuring angles to it from known points at either end of a fixed baseline. This point can be fixed as the third point of a triangle with one known side and two known angles. The aim of this study was to find a clinically adaptable method for applying an optical tracking navigation system to orthognathic surgery and to estimate its accuracy of measuring the bone displacement by use of triangulation methods. Methods: In orthognathic surgery, the head position is not fixed as in neurosurgery, so that a head tracker is needed to establish the reference point on the head surface byusing an optical tracking system. However, the operation field is interfered by its bulkiness that makes its clinical use difficult. To solve this problem, we designed a method using an Aquaplast splinting material and a mini-screw in applying a head tracker on a patient's forehead. After that, we estimated the accuracy of measuring displacements of the ball marker by an optical tracking system with a conventional head tracker (Group A) and with a newly designed head tracker (Group B). Measured values of ball markers' displacements by each optical tracking system were compared with values obtained from fusion CT images for an estimation of accuracy. Results: The accuracy of the optical tracking system with a conventional head tracker (Group A) is not suitable for clinical usage. Measured and predictable errors are larger than 10 mm. The optical tracking system with a newly designed head tracker (Group B) shows 1.59 mm, 6.34 mm, and 9.52 mm errorsin threeclinical cases. Conclusion: Most errors were brought on mainly from a lack of reproducibility of the head tracker position. The accuracy of the optical tracking system with a newly designed head tracker can be a useful method in further orthognathic navigation surgery even though the average error is higher than 2.0 mm.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권3호
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• pp.243-249
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• 2021

별추적기는 우주공간에서 미세한 별 빛을 감지한 후 저장된 별 목록과 비교하여 관성좌표계상에서 위성의 자세 정보를 제공한다. 별 이외에 태양이나 지구와 같은 다른 빛이 광학계(OH : Optical Head)로 들어가게 될 경우 별을 인식할 수 없음으로 별추적기를 운영할 수 없다. 특히, 태양과 같은 강한 빛이 들어올 경우 별추적기 운영뿐 아니라 성능에도 영향을 미친다. 별추적기의 태양 차폐각(SEA : Sun Exclusion Angle)은 별추적기의 성능을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 별추적기의 태양 차폐각에 대한 검증을 수행하였다. 태양 차폐각 검증을 위해서 별추적기의 태양 차폐 시간을 예측하였으며 실제 천리안 2A호 별 추적기에서 발생한 태양 차폐 시간과 비교하였다. 또한, 광학계에 태양에 의한 차폐가 발생할 경우 별추적기가 정상적으로 동작하는지에 대한 분석을 수행하였다. 분석 결과 별추적기는 성능 요구사항인 26° 이내에서 태양 차폐가 발생하였으며 태양 차폐가 발생할 경우에도 정상 동작함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권7호
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• pp.680-687
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• 2008

본 논문에서는 광학방식 헤드 트랙커를 위한 맵 생성 알고리즘과 초기자세 추정기법을 제안한다. 제안한 광학방식 헤드 트랙커는 적외선 스테레오 카메라와 특징점으로 사용되는 적외선 다이오드가 부착된 헬멧으로 구성된다. 광학방식 헤드 트랙커의 경우 발광된 특징점의 중심점을 추적하여 조종사 머리의 자세 및 위치를 추정하기 때문에 이를 고려한 특징점의 정확한 위치정보가 요구된다. 제안한 맵 생성 알고리즘은 적외선 다이오드의 방사 형태를 고려하여 정밀한 특징점의 위치 정보가 포함된 맵 데이터와 머리 좌표계를 생성한다. 또한 초기자세 추정 기법은 헬멧에 부착된 특징점의 패턴을 이용하여 카메라와 머리 사이의 초기 자세와 위치를 빠르게 추정하며 이를 바탕으로 동체인 전투기를 기준으로 하는 머리 움직임을 정확하게 추정할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권5호
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• pp.81-87
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• 2006

본 논문에서는 전투기 조종석과 같은 제한된 공간에서 사용 가능한 광학 방식의 헤드 트랙커 시스템을 설계하고 그 성능을 시험하였다. 이 시스템은 다른 빛의 간섭을 차단하기 위해 적외선 발광다이오드와 두 대의 적외선 CCD 카메라를 사용하였다. 그리고 광학 방식의 헤드 트랙커 알고리즘은 특징점 추출 알고리즘과 3차원 움직임 추정 알고리즘으로 구성하였다. 카메라 이미지 평면 위에서 특징점의 2차원 위치 좌표를 획득하기 위한 특징점 추출 알고리즘은 디지털 영상 처리 기술인 문턱치 (thresholding)와 마스킹 (masking) 기법을 사용하였다. 특징점의 위치 변화로부터 조종사의 머리 움직임을 추정하는 3차원 움직임 추정 알고리즘은 확장 칼만 필터 (EKF)를 사용하였다. 또한, 정밀한 레이트 테이블을 사용하여 시스템 성능을 검증하고 회전 성능에 대해 관성 센서와 비교하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2007년도 한국우주과학회보 제16권2호
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• pp.112-112
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• 2007

• Journal of Information Display
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• 제11권2호
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• pp.76-83
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• 2010

This paper presents the multi-user autostereoscopic 3D display system constructed and operated by the authors using the time-multiplexing approach. This prototype has three main advantages over the previous versions developed by the authors: its hardware was simplified as only one optical array is used to create viewing regions in space, a lenticular multiplexing screen is not necessary as images can be produced sequentially on a fast 120Hz LCD with full resolution, and the holographic projector was replaced with a high-frame-rate digital micromirror device (DMD) projector. The whole system in this prototype consists of four major parts: a 120Hz high-frame-rate DMD projector, a 49-element optical array, a 120Hz screen assembly, and a multi-user head tracker. The display images for the left/right eyes are produced alternatively on a 120Hz direct-view LCD and are synchronized with the output of the projector, which acts as a backlight of the LCD. The novel steering optics controlled by the multiuser head tracker system directs the projector output to regions referred to as exit pupils, which are located in the viewers’eyes. The display can be developed in the "hang-on-the-wall"form.

• 항공우주기술
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• 제11권2호
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• pp.87-95
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• 2012

본 기술논문에서는 고기동 고정밀 위성의 별 추적기 초기 점검 원격측정 데이터가 분석되었다. 최근에 발사된 위성은 고기동 고정밀 위성이므로 고도의 요구조건을 만족하기 위해 광학계, 전자부, 배플이 분리된 형태로 광학계 부분의 온도를 20 degC 근처로 유지하면서 저주파 오차 성능을 향상 시킨 프랑스 SODERN사의 SED36을 사용하였다. 본 논문에서는 위성으로부터 내려 받은 원격측정 데이터의 처리를 통해 초기 점검 상태, 요구 조건 만족 여부, 이상 현상 및 주요 임무 기동에서의 별 추적기 잡음각 성능 분석 결과를 제시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.529-535
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• 2020

적군의 화력에 대비하여 사방이 철갑으로 둘러싸인 장갑차에서 조종수의 외부시야 확보가 필수적이다. 이를 위하여 차량에 360도 회전 가능한 감시카메라를 장착한다. 이 때 헬멧을 착용한 조종수의 머리 방향을 인식하여 외부의 카메라도 정확하게 같은 방향으로 회전하도록 하는 것이 관건이다. 본 논문에서는 MEMS 기반의 AHRS 센서와 조도 센서를 사용하여 기존의 광학적 방식이 가지고 있는 단점을 보완하고, 저렴하게 구현하는 방안을 소개한다. 핵심 아이디어는 카메라의 위치에 장착된 센서와 헬멧에 장착된 센서가 검출하는 오일러 각의 차이를 이용하여 카메라의 방향을 설정하고, 센서의 드리프트 오차를 제거하기 위해 수시로 조도 센서로 보정하는 것이다. 구현된 시작품 통하여 조종수가 바라보는 방향으로 카메라의 방향이 정확하게 일치되는 것을 보여줄 것이다.