Helmet Mounted Display(HMD) has great advantages on the navigation and mission symbologies for the pilot's forward looking display and, therefore, has been remarkably drawing attention as the up coming display of the next generation aircraft. The essential technology to process the Line of Sight-Foward(LOS-F) data in real-time is to estimate exact helmet situation and position. In this paper, we research a acoustic helmet tracking technique. For the reason that mechanical acoustic noises might interfere with Helmet Tracking System(HTS) and unnecessary acoustic noises are inevitable when using acoustic technique, this approach has not been adapted. In order to overcome this problem. We propose that acoustic wave of which the wave length is longer than audio frequency and, especially, we used beating signal envelope which is composed of two close high frequency.
최근 전동 킥보드, 전동휠, 전기 자전거 등 개인형 이동수단(Personal Mobility)의 보급이 늘면서 관련 인명 교통사고가 급증하고 있다. 본 논문에서는 개인형 이동수단의 사용위험 및 사고 감소를 목적으로, 딥러닝 객체탐지 기술을 적용하여 다양한 위험요소를 증강현실 기술을 기반으로 한 HMD(Helmet mounted display)에 표시하는 '딥러닝 객체 인식과 증강현실을 적용한 개인 이동장치를 위한 HMD(Helmet Mounted Display) 어플리케이션'을 설계한다. 제시하는 방법은 실시간으로 수집된 전방의 실시간 영상 정보를 객체 탐지 알고리즘을 통해 위험요소 및 안전한 주행을 보조하는 객체를 감지하고 증강현실을 적용해 사용자에게 적절한 운전 보조장치 및 기능을 제공한다.
본 논문에서는 항공기 조종사 헬멧에 장착된 HMD(헬멧시현기, Helmet Mounted Display)에 비행정보 및 임무정보를 조종사의 시선(Line of Sight)과 일치시켜 시현하기 위한 헬멧자세 추적시스템(HTS, Helmet Tracking System)을 설계 및 구현했다. HMD 시스템의 기능과 성능은 HTS의 성능에 기반하므로 이를 고려하여 동작의 실시간을 보장하고 정확도를 높이기 위해 관성센서와 광학식센서의 데이타를 융합처리하여 다양한 운용 환경에서도 강건한 성능을 제공할 수 있는 HTS를 설계 및 구현 했다. 구현된 HTS의 효용성을 검증하기 위하여 테스트 베드 환경에서 오차 발생시 동작의 정확도 및 실시간성등을 검증하였다.
실시간 렌더링 시스템에서 시야를 변경하는 속도가 증가할수록 FPS(Frame Per Second)가 감소하는 문제가 발생한다. 이에 따라 시야 변경이 증가할수록 감소하는 FPS를 향상하기 위한 렌더링 최적화 기술이 요구되며, 본 논문에서는 동적 LOD(Level of Detail)와 컬링 기술을 적용하여 실시간 렌더링 과정에서 렌더링 데이터를 감소함으로써 저하되는 FPS를 증가시키기 위한 렌더링 최적화 기법과 HMD(Helmet Mounted Display)의 움직임에 따라 변경된 시야각을 적용한 OSG(Open Scene Graph) 기반 실시간 렌더링 시스템을 제시한다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제11권1호
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pp.31-40
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2010
For weapon cueing and Head-Mounted Display (HMD), it is essential to continuously estimate the motion of the helmet. The problem of estimating and predicting the position and orientation of the helmet is approached by fusing measurements from inertial sensors and stereo vision system. The sensor fusion approach in this paper is based on nonlinear filtering, especially expended Kalman filter(EKF). To reduce the computation time and improve the performance in vision processing, we separate the structure estimation and motion estimation. The structure estimation tracks the features which are the part of helmet model structure in the scene and the motion estimation filter estimates the position and orientation of the helmet. This algorithm is tested with using synthetic and real data. And the results show that the result of sensor fusion is successful.
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.
무장 전투기와 같은 공격용 항공기는 정밀한 공대공 또는 공대지 공격을 위해 표적의 정확한 위치 정보를 필요로 한다. 본 논문에서는 레이더나 FLIR과 같은 표적추적센서 없이 공대공 유도탄의 seeker head를 조종사의 머리가 가리키는 방향으로 유도하는 장비인 HMD만을 사용하여 공대지 표적의 위치정보를 획득하는 방법을 제시한다. 시뮬레이션 실험을 행한 결과 HMD를 수동 센서로 사용할 경우 다른 표적추적센서와의 연동 없이 HMD 만으로도 높은 정밀도의 표적 위치 정보를 획득할 수 있음을 발견하였다.
In this paper, we propose an improved algorithm for rendering method to guarantee frame rates based on HMD (Head Mounted Display) motion in an avionics simulator. One of important issues in HMD simulators is to guarantee frame rates despite fast motion of HMD which is more rapid than the aircraft's moving speed to maintain a quality of images. Therefore, we propose an algorithm considering the moving speed of a pilot's head: Improved Speed-Based LOD (Level-Of-Detail) Control (ISBLC). In the proposed algorithm, frame rates are improved by changing dynamic LOD which determines details of objects for rendering images. Throughout the experiments, we show the average frame rates are achieved up to 60 and minimum frame rates are guaranteed up to 40. The proposed algorithms will be used HMD simulation in avionics simulators.
3D virual reality technique develop rapidly such as parts of education, health, national defense, etc. This paper implements an education contents utilizing 3D virtual reality based on HMD. In this paper, contents make up Changdeokgung Palace using to 3Dmax and Unity program, it shows on implemented Helmet Mounted Display. HMD obtain dynamic image from the target source of smart phone. Also, contents consist of service senerio through divided palace position and King's a day's journey especially. Above all, this paper indicate improving performance according to reduced cybersickness and immersion enlargement. And memory capacity reduced by various technique such that file type, compressed file, minimized resource. Proposed technique can obtain dynamic 3D image by HMD implementation at real time basis so that it is possible to use simultaneously multi-source. From the various and practical experiment, it is confirm that proposed 3D VR education system is useful for experience of virtual reality practically.
최근 가상현실 기술이 발전하면서 몰입적인 상호작용을 위한 사용자 인터페이스가 활발히 연구되고 있다. 몰입형 사용자 인터페이스는 다양한 서비스를 제공하는 가상환경에서 사용자의 작업 효율성이나 정보처리능력을 향상시킬 뿐만 아니라 유비쿼터스나 모바일 컴퓨팅 등 다양한 응용 분야에서 효과적인 상호작용을 제공한다. 본 논문에서는 몰입형 사용자 인터페이스를 이용하여 3차원의 확장된 가상 작업 공간을 제공하는 가상현실 플랫폼인 "MyWorkspace"를 제안한다. 광학 투시 HMD, Wii 리모트 컨트롤러와 적외선 LED가 부착된 헬멧을 통합하여 몰입형 사용자 인터페이스를 개발하고 사용자 머리의 움직임 모형을 설계하여 시선의 상하 각도와 좌우 각도를 계산한다. MyWorkspace는 모니터 기반의 기존 2차원 작업 공간을 레이어 기반 3차원 작업 공간으로 확장하고, 사용자가 바라보는 3차원 가상 작업 공간의 부분을 렌더링하여 HMD를 통해 사용자에게 출력한다. 사용자는 가상 작업 공간에서 여러 작업을 배치하고 머리를 움직임으로써 작업을 전환할 수 있다. 본 논문에서는 개발된 몰입형 사용자 인터페이스의 동작성능을 분석하고 사용성 평가를 통해 MyWorkspace의 유용성을 평가하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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