• 재활복지공학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.87-93
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• 2011

본 논문에서는 EOG(Electrooculography) 신호를 이용하여 디스플레이상 응시하는 좌표를 산출 하는 방법을 제안하였다. 선형적인 특성을 가지는 EOG 신호를 기반으로 하여, 디스플레이와 EOG 신호의 2차원 좌표계 사이에 존재하는 회전, 스케일링, 원점의 차이를 머리의 움직임 대신에 보정 작업으로 일치시켰다. 1680*1050 해상도를 가지는 모니터에서 출력한 원의 좌표와 이를 응시 할 때 발생되는 EOG 신호에 보정 방법을 적용하여 산출된 좌표와의 비교로 성능을 평가하였다. 실험 결과에서 x, y좌표는 평균적으로 각각 56픽셀(3%), 47픽셀(4%)의 오차를 보여주고 있다. 이 연구는 전신 마비 환자를 위한 포인팅 장치나 가상현실 게임과 같은 애플리케이션을 위한 HCI(Human Computer Interface)로 활용이 가능하다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권11호
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• pp.502-510
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• 2006

In this paper, we describe implementation of a computer access device for the severly motor-disability. Many people with severe motor disabilities need an augmentative communication technology. Those who are totally paralyzed, or 'locked-in' cannot use conventional augmentative technologies, all of which require some measure of muscle control. The forehead is often the last site to suffer degradation in cases of severe disability and degenerative disease. For example, In ALS(Amyotrophic Lateral Sclerosis) and MD(Muscular dystrophy) the ocular motorneurons and ocular muscles are usually spared permitting at least gross eye movements, but not precise eye pointing. We use brain and body forehead bio-potentials in a novel way to generate multiple signals for computer control inputs. A bio-amplifier within this device separates the forehead signal into three frequency channels. The lowest channel is responsive to bio-potentials resulting from an eye motion, and second channel is the band pass derived between 0.5 and 45Hz, falling within the accepted Electroencephalographic(EEG) range. A digital processing station subdivides this region into eleven components frequency bands using FFT algorithm. The third channel is defined as an Electromyographic(EMG) signal. It responds to contractions of facial muscles and is well suited to discrete on/off switch closures, keyboard commands. These signals are transmitted to a PC that analyzes in a time series and a frequency region and discriminates user's intentions. That software graphically displays user's bio-potential signals in the real time, therefore user can see their own bio-potentials and control their physiological signals little by little after some training sessions. As a result, we confirmed the performance and availability of the developed system with experimental user's bio-potentials.

• 정보처리학회논문지B
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• 제15B권5호
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• pp.421-434
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• 2008

컴퓨터 그래픽스, 가상현실 및 증강현실 기술이 발전됨에 따라, 이들 기술을 기반으로 하는 다양한 응용 분야에서 3차원 공간에서의 객체 선택 및 조작 등의 3차원 인터랙션 기능들이 요구되고 있다. 본 논문은 고가의 데스크탑용 3차원 마우스 기능을 시뮬레이션 할 수 있는 비전 기반의 3차원 인터랙션 프레임워크를 제안한다. 제안 프레임워크는 3색 LED를 이용하여 특수하게 제작된 인터랙션 도구를 포함하며, 비디오 시퀀스로부터 LED의 위치 및 색상을 인식하여 다양한 마우스 이벤트와 6 자유도(Degree Of Freedom)의 인터랙션을 지원한다. 제안 도구는 고가이며 숙련된 조작을 필요로 하는 기존의 3차원 마우스에 비하여 직관적이고 편리하여 별도의 학습이나 훈련 없이 사용될 수 있다. 본 논문에서는 제안 프레임워크를 구성하는 3색 LED를 이용한 포인터 제작 방법, 포인터의 3차원 위치 및 방향 계산법, 비디오 영상에서의 LED 색상분석 기법에 대하여 설명한다. 또한, 계산된 3차원 위치 및 방향에 대한 오차 측정 결과를 보임으로써 제안 도구의 정확성 및 유용성을 검증한다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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• pp.993-994
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• 2008

Electrochromic (EC) devices are capable of reversibly changing their optical properties upon charge injection and extraction induced by the external voltage. The characteristics of the EC device, such as low power consumption, high coloration efficiency, and memory effects under open circuit status, make them suitable for use in a variety of applications including smart windows and electronic papers. Coloration due to reduction or oxidation of redox chromophores can be used for EC devices (e-paper), but the switching time is slow (second level). Recently, with increasing demand for the low cost, lightweight flat panel display with paper-like readability (electronic paper), an EC display technology based on dye-modified $TiO_2$ nanoparticle electrode was developed. A well known organic dye molecule, viologen, was adsorbed on the surface of a mesoporous $TiO_2$ nanoparticle film to form the EC electrode. On the other hand, ZnO is a wide bandgap II-VI semiconductor which has been applied in many fields such as UV lasers, field effect transistors and transparent conductors. The bandgap of the bulk ZnO is about 3.37 eV, which is close to that of the $TiO_2$ (3.4 eV). As a traditional transparent conductor, ZnO has excellent electron transport properties, even in ZnO nanoparticle films. In the past few years, one-dimension (1D) nanostructures of ZnO have attracted extensive research interest. In particular, 1D ZnO nanowires renders much better electron transportation capability by providing a direct conduction path for electron transport and greatly reducing the number of grain boundaries. These unique advantages make ZnO nanowires a promising matrix electrode for EC dye molecule loading. ZnO nanowires grow vertically from the substrate and form a dense array (Fig. 1). The ZnO nanowires show regular hexagonal cross section and the average diameter of the ZnO nanowires is about 100 nm. The cross-section image of the ZnO nanowires array (Fig. 1) indicates that the length of the ZnO nanowires is about $6\;{\mu}m$. From one on/off cycle of the ZnO EC cell (Fig. 2). We can see that, the switching time of a ZnO nanowire electrode EC cell with an active area of $1\;{\times}\;1\;cm^2$ is 170 ms and 142 ms for coloration and bleaching, respectively. The coloration and bleaching time is faster compared to the $TiO_2$ mesoporous EC devices with both coloration and bleaching time of about 250 ms for a device with an active area of $2.5\;cm^2$. With further optimization, it is possible that the response time can reach ten(s) of millisecond, i.e. capable of displaying video. Fig. 3 shows a prototype with two different transmittance states. It can be seen that good contrast was obtained. The retention was at least a few hours for these prototypes. Being an oxide, ZnO is oxidation resistant, i.e. it is more durable for field emission cathode. ZnO nanotetropods were also applied to realize the first prototype triode field emission device, making use of scattered surface-conduction electrons for field emission (Fig. 4). The device has a high efficiency (field emitted electron to total electron ratio) of about 60%. With this high efficiency, we were able to fabricate some prototype displays (Fig. 5 showing some alphanumerical symbols). ZnO tetrapods have four legs, which guarantees that there is one leg always pointing upward, even using screen printing method to fabricate the cathode.

• 한국광학회지
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• 제20권2호
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• pp.128-133
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• 2009

본 연구에서는 광원을 내장하고 있는 포인팅 펜(pointing pen)의 출력광과 광 도파로 배열 사이의 광 결합을 이용하여 펜의 접촉여부와 접촉 위치를 검출하는 광학식 터치 패널 장치를 제안한다. 펜의 출력광과 광 도파로 배열 간의 광 결합을 최대화하고, 동시에 특정 광 도파로로 결합된 광속이 적은 손실로 전파할 수 있도록 하기 위해 광 도파로의 교차점 마다 부가적인 피라미드 구조를 삽입하였다. 광 도파로 단면의 크기가 $50{\times}50{\mu}m^2$인 경우 광선 추적법을 통해 결정된 피라미드의 최적 구조는 밑변의 폭, 높이, 경사각이 각각 $50{\mu}m$, $22.5{\mu}m$, $42^{\circ}$이었다. 이때 광 결합 효율은 97.8%이었으며, 전파손실은 평균적으로 0.3 dB/mm이었다. 그리고 펜의 기울어짐에 대한 허용 각도는 ${\pm}12^{\circ}$임을 확인하였다.

• 스마트미디어저널
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• 제10권1호
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• pp.9-15
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• 2021

본 논문에서 고안된 시선추적 시스템은 루게릭(Lou Gehrig's)이나 각종 근육 관련 질환으로 신체가 부자연스러운 분들을 위해 쉽게 접근할 수 있도록 고안된 안구기반 컴퓨터 입력 장치로, 약 1,700명 정도로 추산되는 국내 루게릭 환자 수와 각종사고나 질환에 의해 몸을 움직이기 힘든 환자의 수를 합쳐 잠재적 수요만 국내 3만 명에 이르는 사용자를 위한 안구입력 장치이다. 이 안구 입력 장치는 소수의 사용자를 위한 장치이기 때문에 시중에서는 수많은 종류의 상용기기가 제공되고 있어, 이 잠재적 사용자들이 사용하기에는 가격도 비싸고 사용방법도 어려워, 접근성이 많이 떨어지고 있다. 그 이유로는, 각 개인의 경제사정과 스마트 디바이스에 대한 개별 사용 경험도 조금씩 달라 시중 시선추적 시스템을 사용해보기에는 비용 면이나 사용성 면에서 접근하기가 어려운 경우가 대부분이라 할 수 있다. 이에 따라, 저가의 기기지만 엄선된 부품과 사용하기 편리한 기술을 통해 IT 기기로의 접근성을 개선하여 사용자들에게 쉬운 접근이 가능하도록 하는 시도는 반드시 필요하다. 이에, 본 논문에서는 여러 종류의 시선추적 시스템을 사용했던 사용자들의 자발적 VoC(Voice of Customer)를 통해 기존 시스템의 부족한 점을 개선하고, 사용성 테스트를 통해 이를 만족하는 시스템을 보완/설계함으로써 훨씬 더 많은 사람 및 환자들이 편리하게 사용할 수 있게하고, 기존 PCCR 시스템 대비 계산량을 15배 이상 줄이는 동시에, 시선 오차도 0.5~1도 이내로 보완된 우수한 성능의 시선추적 시스템을 제안한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.584-589
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• 2008

터치스크린 입력 방식은 키보드나 마우스 등의 다른 주변 장치의 도움 없이 손이나 펜 등을 이용해 직접 화면에 접촉을 통한 입력을 수행한다. 이러한 입력 방식은 키보드, 마우스 등의 조작을 통해 포인팅 커서를 움직이거나 입력하는 방식에 비해 비교적 유연한 손가락을 이용한다는 점에서 입력의 유연성과 직관성을 극대화 시키는 장점을 가진다. 그러나, 손가락을 이용한 조작에 의해 야기되는 조작의 부정확성과 터치스크린을 활용한 새로운 인터페이스의 부재는 터치스크린 입력 방식의 큰 단점으로 지목되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 터치스크린을 사용하는 이동 단말기의 효율적인 입력을 위한 다이얼 메뉴 유저 인터페이스를 제안한다. 본 기법은 사용자의 명령을 받기 위해 작은 아이콘 형태로 대기하고 있는 비활성화 상대, 사용자의 터치 명령을 받은 후 다이얼 형태로 인터페이스가 전개된 활성화 상태, 활성화 상태에서 원하는 명령을 찾고 실행하기 위한 네 가기 동작인 회전, 확대, 축소, 그리고 클릭으로 구성되어 있다. 본 기법을 통한 직관적인 조작은 터치스크린의 단점인 부정확한 포인팅을 극복하고, 터치스크린이 가지는 드래그 기능을 활용하여 메뉴 검색에 신속성을 부여한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.314-318
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• 2008

본 논문은 증강/혼합현실 기반 서적 제작을 위한 3 차원 객체 속성 저작을 위한 저작인터페이스를 제안한다. 특히, 프로그래밍에 대한 전문적인 지식이 없는 사용자도 손쉽게 증강현실 기반 서적을 제작할 수 있도록 하는 것에 목표를 두고 있다. 제안된 3D 객체 속성 저작 인터페이스는 입력 장치인 조작도구 (Manipulator) 와 3D 컨텐츠 조작 부분을 포함한다. 조작 도구는 저작 인터페이스에 필요한 이산/연속 적인 입력신호를 생성한다. 컨텐츠 조작부분은 조작도구의 입력신호를 이용하여 가상객체를 선택, 위치, 회전, 크기, 색상, 복사등의 기능을 수행한다. 또한 사용자는 조작도구를 이용하여 기존 GUI 인터페이스 방식의 포인팅, 클릭, 드래그엔드롭, 복사 기법을 그대로 사용함으로, 신속하고 직관적으로 가상객체의 속성을 변경이 가능할 것으로 평가된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권7호
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• pp.702-708
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• 2010

반작용휠의 경우 위성 탑재체에 영향을 미치는 가장 큰 고주파수 교란 중 하나로 평가되고 있다. 위성의 높은 지향-안정성 보장과 영상품질 향상을 위해서 이러한 진동원들에 대한 진동저감장치의 적용이 요구되고 있다. 따라서 효과적 진동저감장치 개발을 위해서는 반작용휠의 정확한 휠/교란 모델링이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 반작용휠 구조모델과 교란에 대한 모델링 기법에 대해서 기술하였다. 해석적 휠 및 교란모델을 이용하여 플라이휠의 구동에 의해 발생하는 교란력을 계산하였다. 휠의 교란력에 대한 주파수 특성을 이용하여 휠/교란 모델 변수들의 추정기법을 제시하였으며, 모델링 기법의 정확성을 해석적으로 검증하였다. 또한, 다양한 교란력 계수 추정법을 비교하여 본 연구에서 제시한 휠 및 교란 모델링 기법의 필요성을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시한 휠 및 교란 모델링 기법은 휠 진동저감 장치의 개발에 유용한 모델로 활용될 것으로 판단된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.49-57
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• 2004

본 논문에서는 이동체간의 Data Link를 위해 임베디드 리눅스가 탑재된 임베디드 제어 시스템을 이용하였고 이동체를 추적하여 데이터 통신을 할 수 있는 안테나 시스템에 관하여 연구하였다. 안테나를 구동하기 위한 임베디드 제어 시스템은 SA-1110을 탑재한 마이크로프로세서를 기반으로 하였고, 이 임베디드 제어기가 두개의 스텝 모터를 구동하여 안테나의 방위각과 고도각을 제어한다. 그리고 GPS로부터 이동체의 위치정보를 수신 받아 이로부터 이동체간의 상대적인 위치와 방향을 산출하여 안테나가 대상 이동체를 지향할 수 있도록 하였다. 설계한 임베디드 제어기와 안테나 시스템의 검증을 위해, 아리랑 위성의 한반도상공 궤적정보를 바탕으로 추적시험을 실시하여 그 성능을 분석하였다.