• 제목/요약/키워드: Vertical Position Accuracy

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IMU-바로미터 기반의 수직변위 추정용 이단계 칼만/상보 필터 (A Two-step Kalman/Complementary Filter for Estimation of Vertical Position Using an IMU-Barometer System)

  • 이정근
    • 센서학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.202-207
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    • 2016
  • Estimation of vertical position is critical in applications of sports science and fall detection and also controls of unmanned aerial vehicles and motor boats. Due to low accuracy of GPS(global positioning system) in the vertical direction, the integration of IMU(inertial measurement unit) with the GPS is not suitable for the vertical position estimation. This paper investigates an IMU-barometer integration for estimation of vertical position (as well as vertical velocity). In particular, a new two-step Kalman/complementary filter is proposed for accurate and efficient estimation using 6-axis IMU and barometer signals. The two-step filter is composed of (i) a Kalman filter that estimates vertical acceleration via tilt orientation of the sensor using the IMU signals and (ii) a complementary filter that estimates vertical position using the barometer signal and the vertical acceleration from the first step. The estimation performance was evaluated against a reference optical motion capture system. In the experimental results, the averaged estimation error of the proposed method was 19.7 cm while that of the raw barometer signal was 43.4 cm.

Effect of slice inclination and object position within the field of view on the measurement accuracy of potential implant sites on cone-beam computed tomography

  • Saberi, Bardia Vadiati;Khosravifard, Negar;Nourzadeh, Alireza
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제50권1호
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    • pp.37-43
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    • 2020
  • Purpose: The purpose of this study was to evaluate the accuracy of linear measurements in the horizontal and vertical dimensions based on object position and slice inclination in cone-beam computed tomography (CBCT) images. Materials and Methods: Ten dry sheep hemi-mandibles, each with 4 sites (incisor, canine, premolar, and molar), were evaluated when either centrally or peripherally positioned within the field of view (FOV) with the image slices subjected to either oblique or orthogonal inclinations. Four types of images were created of each region: central/cross-sectional, central/coronal, peripheral/cross-sectional, and peripheral/coronal. The horizontal and vertical dimensions were measured for each region of each image type. Direct measurements of each region were obtained using a digital caliper in both horizontal and vertical dimensions. CBCT and direct measurements were compared using the Bland-Altman plot method. P values <0.05 were considered to indicate statistical significance. Results: The buccolingual dimension of the incisor and premolar areas and the height of the incisor, canine, and molar areas showed statistically significant differences on the peripheral/coronal images compared to the direct measurements (P<0.05). Molar area height in the central/coronal slices also differed significantly from the direct measurements (P<0.05). Cross-sectional images of either the central or peripheral position had no marked difference from the gold-standard values, indicating sufficient accuracy. Conclusion: Peripheral object positioning within the FOV in combination with applying an orthogonal inclination to the slices resulted in significant inaccuracies in the horizontal and vertical measurements. The most undesirable effect was observed in the molar area and the vertical dimension.

지상기준점 선점 위치에 따른 DSM 높이 정확도 분석 (Quality Assessment of Digital Surface Model Vertical Position Accuracies by Ground Control Point Location)

  • 이종필
    • 지적과 국토정보
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    • 제51권1호
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    • pp.125-136
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    • 2021
  • 최근 초경량무인비행장치(UAV)의 활용과 영상처리 기술 발달로 인해 정사영상과 수치모형 등을 활용한 응용 분야가 다양해지고 있다. 특히 토지측량분야에서도 이러한 결과물을 활용하여 위험지역분석과 같은 공간정보 활용이 활발해지고 있다. 본 연구에서는 UAV 고해상도 영상을 활용하여 고저차가 심한 경사지에서 정사영상의 위치정확도와 수치표면모델의 수직위치 정확도를 분석하고자 하였다. 연구 결과 대상지역 전역에 고르게 분포한 지상기준점(GCP)인 경우 2차원 정사영상에서 평면위치 오차는 크지 않았다. DSM의 수직위치의 경우 GCP의 선점위치를 점 간 고도차를 약 10m, 20m, 30m, 40m로 구분하여 전체를 포괄하는 각 8점의 GCP와 검사점을 대상으로 분석한 결과 비행코스별 고르게 분포되고 GCP 점 간 높이차가 30m일 경우(RMSEZ=0.07m) 가장 높은 정확도를 보였다. 본 연구지역과 유사한 대상지역을 UAV를 활용하여 수치모형을 제작할 경우 GCP 위치선정과 수직위치 정확도 향상에 도움이 될 수 있기를 기대한다.

인공치아 이식부위 분석을 위한 다기능 영상체계의 실험적 검사 (AN EXPERIMENTAL EXAMINATION OF MULTIMODAL IMAGING SYSTEM FOR IMPLANT SITE ASSESSMENT)

  • 박창서;김기덕
    • 치과방사선
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    • 제28권1호
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    • pp.7-16
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    • 1998
  • The Scanora/sup (R)/ X-ray unit uses the principles of narrow beam radiography and spiral tomography. Starting with a panoramic overview as a scout image. multiple tomographic projections could be selected. This study evaluated the accuracy of spiral tomography in comparison to routine panoramic radiography for dental implant treatment planning. An experimental study was performed on a cadaver mandible to assess the accuracy of panoramic radiography and spiral tomography film images for measurement of metallic spheres. After radiographic images of the metallic spheres on the surgical stent were measured and corrected for a fixed magnification of radiographic images. following results were obtained. 1. In the optimal position of the mandible. the minimal horizontal and vertical distortion was evident in the panoramic radiography images. The mean horizontal and vertical magnification error in anterior sites was 5.25% and 0.75%. respectively. The mean horizontal and vertical magnification error in posterior sites was 0.50% and 1.50%. respectively. 2. In the displaced forward or in an eccentric position of the mandible. the magnification error of the panoramic radiography images increased significantly over the optimal position. Overall, the mean horizontal magnification error of the anterior site in the different positions changed dramatically within a range of -17.25% to 39.00%, compared to the posterior range of -5.25% to 8.50%. However, the mean vertical magnification error stayed with the range of 0.5% to 3.75% for all the mandibular positions. 3. The magnification effects in the tomographic scans were nearly identical for the anterior and posterior with a range of 2.00% to 5.75% in the horizontal and 4.50% to 5.50% in the vertical dimension, respectively. 4. A statistically significant difference between the anterior and posterior measurements was found in the horizontal measurements of the panoramic radiography images of the displaced forward and backward position of the mandible(P<0.05). Also a significant difference between the optimal panoramic and tomographic projections was found only in the vertical measurement(P<0.05).

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천측 항법 시스템의 수직 방향 결정 (Determination of Local Vortical in Celestial Navigation Systems)

  • 석병석;유준
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.72-78
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    • 2007
  • Determination of the local vertical is not trivial for a moving vehicle and in general will require corrections for the Earth geophysical deflection. The vehicle's local vertical can be estimated by INS integration with initial alignment in SDINS(Strap Down INS) system. In general, the INS has drift error and it cause the performance degradation. In order to compensate the drift error, GPS/INS augmented system is widely used. And in the event that GPS is denied or unavailable, celestial navigation using star tracker can be a backup navigation system especially for the military purpose. In this celestial navigation system, the vehicle's position determination can be achieved using more than two star trackers, and the accuracy of position highly depends on accuracy of local vertical direction. Modern tilt sensors or accelerometers are sensitive to the direction of gravity to arc second(or better) precision. The local gravity provides the direction orthogonal to the geoid and, appropriately corrected, toward the center of the Earth. In this paper the relationship between direction of center of the Earth and actual gravity direction caused by geophysical deflection was analyzed by using precision orbit simulation program embedded the JGM-3 geoid model. And the result was verified and evaluated with mathematical gravity vector model derived from gravitational potential of the Earth. And also for application purpose, the performance variation of pure INS navigation system was analyzed by applying precise gravity model.

지하공간 건설시공현장에서의 작업자 안전관리를 위한 위치추적기술 정확도 분석 및 활용 연구 (A Study on Accuracy Analysis and Application of Postion Tracking Technique for Worker Safety Management in Underground Space Construction Field)

  • 설문형;장용구;손명찬;강인준
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제14권8호
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    • pp.45-51
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    • 2013
  • 분진, 소음, 진동 등 열악한 환경을 가진 지하구조물 건설현장에서는 작업자의 위치추적 및 원활한 감독자의 작업 전달과 함께 위험사고 발생 시 신속한 건설현장의 작업자 구출 등을 위한 기술개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 MEMS INS와 기압센서를 이용하여 지하공간 작업자들의 위치정보를 확보하기 위해 건설현장 테스트를 실시하였고, 검출된 결과를 바탕으로 위치 및 표고에 대한 정확도 분석을 수행하여 그 활용성에 대한 검증을 하였다. 연구수행결과 4km 구간에 대하여 작업자의 수평위치정확도는 10m 이내로 발생하였으며, 수직위치정확도의 경우 4m 이내로 층간 구분이 가능한 수준까지 위치정확도를 확보할 수 있어 지하구조물 건설현장에서의 활용성이 충분한 것으로 분석되었다.

중계 기반 항법시스템에서 위치정확도 향상을 위한 가상 기준점 활용 측위 알고리즘 (A Positioning Algorithm Using Virtual Reference for Accuracy Improvement in Relay-Based Navigation System)

  • 이규만;임재성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권10호
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    • pp.2102-2112
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    • 2015
  • 본 논문은 통신 중계를 활용한 항법시스템에서 위치정확도 향상을 위한 측위 알고리즘을 제안한다. 중계 기반 항법시스템은 측위의 기준점이 되는 구성요소들이 한쪽 방향으로 분포하며 삼각측량법에 의해 위치가 계산되므로 시스템의 구조적 특성에 의한 수직오차가 수평오차에 비해 상대적으로 크게 발생한다. 제안하는 가상 기준점을 활용한 측위 알고리즘에서는 항법메시지로부터 송신한 기준국의 위치와 기 추정된 사용자의 위치를 기준으로 새로운 가상의 기준점을 생성하고 이를 활용해 사용자의 위치를 재추정한다. 가상의 기준점은 기 추정된 사용자의 위치로부터 거리가 가장 인접한 기준국을 선택함으로써 기하학적 요인에 의한 영향을 최소화하도록 하였다. 이를 통해 기준점들의 방향을 공중 및 지상으로 다원화함으로써 기하학적 요인에 의한 수직오차를 감소시켰으며, 기존 중계 기반의 항법시스템보다 정확한 위치추정이 가능하다. 본 논문에서는 모의실험을 통해 사용자의 위치정확도가 향상됨을 확인하였다.

공공데이터를 활용한 3차원 공간정보 객체의 수직위치 정확도 분석 (An Analysis of Vertical Position Accuracy for the Three-Dimensional Spatial Data Object Utilizing the Public Information)

  • 김정택;이수현;김종일;배상원
    • 대한공간정보학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.137-143
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    • 2014
  • 최근 정부는 정부3.0이라는 새로운 정부운영의 패러다임으로 공공데이터를 적극적으로 개방하고 공유하는 정책을 펼치고 있다. 이와 함께 국토교통부에서는 국가공간정보 및 3차원건물, 영상지도를 포함한 다양한 콘텐츠를 일반인에게 제공하는 공간정보 오픈플랫폼 통합지도서비스(이하 브이월드)를 운영하고 있다. W3C재단의 오픈데이터 현황 보고서(2013)의 평가결과 우리나라는 정부의 정책적 지원 및 계획 부분에서는 긍정적인 결과를 나타낸 반면 데이터 관리 분야에서 취약하여 이에 대한 품질개선이 필요한 실정이다. 또한, 3차원 공간정보 객체 데이터(이하 3차원 모델)의 경우 데이터 구축에 활용한 디지털항공사진영상의 최신성이 부족하여 데이터의 현행화가 필요하다. 이에 본 논문에서는 3차원 모델의 품질요소인 수직위치 정확도에 대해 공공데이터이며, 실측 데이터인 건축물 대장의 높이 데이터를 기준으로 국내표준 품질평가 기법을 적용하여 데이터 품질을 측정하고, 측정오차에 대한 원인을 분석하여 공공데이터를 활용한 3차원 모델의 수직위치 정확도 향상 및 최신성의 유지 가능성을 제시하고자 한다. 연구 수행 결과 건축물대장의 높이 값을 품질평가 기준으로 적용하였을 경우 수직위치 정확도가 향상되는 것을 확인하였으며, 건축물 대장의 재건축, 증축 정보를 활용할 경우 3차원 모델의 최신성의 유지를 할 수 있음을 확인하였다.

준실시간 고정밀 GPS 자료처리 자동화 시스템 구축

  • 하지현;박관동;박필호;임형철
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2003년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.33-38
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    • 2003
  • We automated high-accuracy data processing routines for various near-real-time GPS applications. The automated system was based on UNIX, and it uses GIPSY-OASIS II and ultra-rapid orbits which is updated twice a day and provided online. The highest error in the estimated site position was 2 cm and 5 cm in the horizontal and vertical directions, respectively. The mean 3-D position error about 2 cm.

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Effect of object position in the field of view and application of a metal artifact reduction algorithm on the detection of vertical root fractures on cone-beam computed tomography scans: An in vitro study

  • Nikbin, Ava;Kajan, Zahra Dalili;Taramsari, Mehran;Khosravifard, Negar
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제48권4호
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    • pp.245-254
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    • 2018
  • Purpose: To assess the effects of object position in the field of view (FOV) and application of a metal artifact reduction (MAR) algorithm on the diagnostic accuracy of cone-beam computed tomography (CBCT) for the detection of vertical root fractures(VRFs). Materials and Methods: Sixty human single-canal premolars received root canal treatment. VRFs were induced in 30 endodontically treated teeth. The teeth were then divided into 4 groups, with 2 groups receiving metal posts and the remaining 2 only having an empty post space. The roots from different groups were mounted in a phantom made of cow rib bone, and CBCT scans were obtained for the 4 different groups. Three observers evaluated the images independently. Results: The highest frequency of correct diagnoses of VRFs was obtained with the object positioned centrally in the FOV, using the MAR algorithm. Peripheral positioning of the object without the MAR algorithm yielded the highest sensitivity for the first observer (66.7%). For the second and third observers, a central position improved sensitivity, with or without the MAR algorithm. In the presence of metal posts, central positioning of the object in the FOV significantly increased the diagnostic sensitivity and accuracy compared to peripheral positioning. Conclusion: Diagnostic accuracy was higher with central positioning than with peripheral positioning, irrespective of whether the MAR algorithm was applied. However, the effect of the MAR algorithm was more significant with central positioning than with peripheral positioning of the object in the FOV. The clinical experience and expertise of the observers may serve as a confounder in this respect.