• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권4호
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• pp.618-632
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• 2010

This paper presents a novel approach to control the augmented reality (AR) objects robustly in a marker-less AR system by fingertip tracking and hand pattern recognition. It is known that one of the promising ways to develop a marker-less AR system is using human's body such as hand or face for replacing traditional fiducial markers. This paper introduces a real-time method to manipulate the overlaid virtual objects dynamically in a marker-less AR system using both hands with a single camera. The left bare hand is considered as a virtual marker in the marker-less AR system and the right hand is used as a hand mouse. To build the marker-less system, we utilize a skin-color model for hand shape detection and curvature-based fingertip detection from an input video image. Using the detected fingertips the camera pose are estimated to overlay virtual objects on the hand coordinate system. In order to manipulate the virtual objects rendered on the marker-less AR system dynamically, a vision-based hand control interface, which exploits the fingertip tracking for the movement of the objects and pattern matching for the hand command initiation, is developed. From the experiments, we can prove that the proposed and developed system can control the objects dynamically in a convenient fashion.

• 한국HCI학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.39-45
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• 2016

증강현실을 구현하기 위해서는 카메라 포즈를 효율적, 효과적으로 계산할 수 있어야 하는데, 마커(marker)를 사용하는 방법(예, ARToolkit)이 널리 활용되고 있다. 그러나 마커를 사용하는 방법은 가려짐에 취약하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 파티클 집단 최적화를 사용하여 현재 프레임에서의 카메라 포즈를 반복적으로 추정하는 하향식 방법을 제안한다. 실험을 통해 제안된 방법을 사용함으로써 심하게 가려진 마커에 대해서도 효과적으로 증강현실 구현이 가능함을 확인하였다.

• 인지과학
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• 제15권4호
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• pp.49-59
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• 2004

한국어의 문법적 표지 중의성 해소 과정과, 한국어의 형태론적 정보 처리과정에 관한 길-혼동 의형과 제약-기반 모형의 예측을 비교 검토하기 위해 안구운동 추적 연구를 수행하였다. 최소부착원리에 따라 구문분석될 수 있는 복합 명사구 구조와, 첫 명사에 주격조사 (-가/이), 한정사(-만), 및 주제표지(-는/은)가 부착되는 삽입 관계절 구조를 비교하였다. 실험 결과, 한국어의 표지 중의성이 최소 부착의 원리에 따라 해소됨을 확인할 수 있었고, 주제표지는 재분석 과정에 영향을 끼침을 알 수 있었다. 안구 고정 시간의 양상은 길-혼동 모형과 더 일치했으며, 제약-기반 설명과는 일치하지 않았다. 추후 연구를 위한 제안을 논의하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권9호
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• pp.77-84
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• 2005

In most vision applications, we are frequently confronted with determining the position of object continuously. Generally, intertwined processes ire needed for target tracking, composed with tracking and control process. Each of these processes can be studied independently. In case of actual implementation we must consider the interaction between them to achieve robust performance. In this paper, the robust real time visual tracking in complex background is considered. A common approach to increase robustness of a tracking system is to use known geometric models (CAD model etc.) or to attach the marker. In case an object has arbitrary shape or it is difficult to attach the marker to object, we present a method to track the target easily as we set up the color and shape for a part of object previously. Robust detection can be achieved by integrating voting-based visual cues. Kalman filter is used to estimate the motion of moving object in 3D space, and this algorithm is tested in a pan/tilt robot system. Experimental results show that fusion of cues and motion estimation in a tracking system has a robust performance.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.125-132
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• 2014

본 논문에서는 저가의 웹 카메라를 사용하여 마커 없이 손끝과 붓을 트래킹 하는 시스템을 제시한다. 트래킹 시스템은 CUDA를 사용하여 병렬처리를 적용했다. 이 트래킹 시스템은 노트북이나 데스크탑과 같은 환경에서 수행이 가능하고, 실시간 애플리케이션에 사용 가능한 성능을 가진다. 또한 본 논문에서는 사적인 수성 사인펜 드로잉 모델을 제시하고 구현된 결과를 보여준다. 제안하는 시스템은 손끝과 붓을 트래킹 하는 저가의 실시간 트래킹 시스템으로 사실적 드로잉 애플리케이션과 연동하여 미래 최첨단 교육 환경 구축의 테스트베드로의 활용을 기대한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.119-129
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• 2011

비전기반 인간컴퓨터 상호작용은 컴퓨터와 인간의 상호소통을 자연스럽게 제공하는 측면에서 과학과 산업분야에서 주목받는 연구 분야이다. 특히 최근 모바일 증강현실의 활용에 대한 수요증대는 증강된 가상 객체와 사용자간의 효과적인 상호작용 기술 개발을 요구하고 있다. 본 논문에서는 안드로이드기반 모바일 플랫폼에서 비 마커기반의 새로운 모바일 증강현실 객체생성 및 제어 방법을 제시하였다. 전통적인 마커를 대신하여 비 마커기반 모바일 증강현실 시스템에서는 사용자에게 친숙한 손 인터페이스를 이용하였다. 기존의 데스크 탑 기반의 증강현실에 비하여 제한된 시스템 사양을 이용하는 비 마커기반 모바일 증강현실을 구현하기 위하여 마커의 역할을 수행할 손의 최적영역을 모바일 장치의 카메라로부터 실시간으로 검출 하여 객체를 증강시키는 방법을 제시하였다. 손의 최적영역의 추출은 YCbCr 스킨컬러 모델을 이용한 손영역 검출과 Rotating Calipers 알고리즘을 적용한 최적 사각형 추출에 의해 구현하였다. 이때 추출된 최적 사각형은 통상적인 마커기반 증강현실에서의 마커역할을 수행할 수 있도록 하였으며, 기존의 손끝추적에 의한 마커 생성 시 발생하는 손의 회전이나 가려짐에 의한 문제를 해결하였다. 실험을 통하여 제안된 방법이 비 마커기반 모바일 객체를 효과적으로 생성 제어할 수 있음을 입증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.444-450
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• 2015

소형 및 저가형 CCD 카메라의 성능은 소형 쿼드콥터의 정밀 추적기능을 구현하는데 있어서 충분한 성능을 갖추고 있지 못하는데 본 연구에서는 덜 정확한 GPS 보다 CCD 카메라를 이용한 보행자와 같은 대상물의 상공에서 강건한 호버링을 유지시키기 위한 방법을 제시하였다. 기존의 연구 대상이었던 고정된 물체가 아닌 보행자를 타깃으로 이용한 UAV의 절대 위치를 추정하는 방법을 제시하였다. 이는 UAV가 산악이나 사람들이 붐비는 공공지역에서 이동할 때 UAV의 절대위치를 인식할 수 있는 방법이 없을 경우 UAV 주변에서 움직이는 물체의 정보를 활용하여 UAV의 절대위치를 보정하는 방법으로 매우 유용하다. 연구를 위해서 보행자의 위치를 알고 있는 것으로 가정하나 실제적인 상황 속에서는 영상매칭을 통하여 그 정보를 수신하는 것으로 해석한다. 본 연구를 위하여 UAV의 위치 추정 불확실성을 정량적으로 나타내었으며, 좌표계 변환을 통한 영상기반의 기하학적 구속 식을 유도하여, 칼만 필터를 적용하여 로봇의 위치를 보정하여 위치 추정 불확실성을 줄일 수 있음을 보였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제13B권5호
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• pp.499-506
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• 2006

본 논문에서는 실시간 증강현실 시스템에서의 가상 객체 삽입을 위한 빠르고 안정된 카메라 자세 추정 방법을 제안한다. 단일 프레임에서 마커의 특징점 추출을 통해 카메라의 회전행렬과 이동벡터를 추정한다. 카메라 자세 추정을 위해 정사영 투영모델에서의 분해기법을 사용한다. 정사영 투영모델에서의 분해기법은 객체의 모든 특징점의 깊이좌표가 동일하다고 가정하기 때문에 깊이좌표의 기준이 되는 참조점의 설정과 점의 분포에 따라 카메라 자세 계산의 정확도가 달라진다. 본 논문에서는 실제 환경에서 일반적으로 잘 동작하고 융통성 있는 참조점 설정 방법과 이상점 제거 방법을 제안한다. 제안된 카메라 자세추정 방법에 기반하여 탐색된 마커 위치에 가상객체를 삽입하기 위한 비디오 증강 시스템을 구현하였다. 실 환경에서의 다양한 비디오에 대한 실험 결과, 제안된 카메라 자세 추정 기법은 기존의 자세추정 기법만큼 빠르고 기존의 방법보다 안정적이고 다양한 증강현실 시스템 응용에 적용될 수 있음을 보여주었다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제33권3호
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• pp.233-240
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• 2011

Purpose: To apply a computer assisted navigation system to orthognathic surgery, a simple and efficient measuring algorithm calculation based on affine transformation was designed. A method of improving accuracy and reducing errors in orthognathic surgery by use of an optical tracking camera was studied. Methods: A total of 5 points on one surgical splint were measured and tracked by the Polaris $Vicra^{(R)}$ (Northern Digital Inc Co., Ontario, Canada) optical tracking system in two cases. The first case was to apply the transformation matrix at pre- and postoperative situations, and the second case was to apply an affine transformation only after the postoperative situation. In each situation, the predictive measuring value was changed to the final measuring value via an affine transformation algorithm and the expected coordinates calculated from the model were compared with those of the patient in the operation room. Results: The mean measuring error was $1.027{\pm}0.587$ using the affine transformation at pre- and postoperative situations and the average value after the postoperative situation was $0.928{\pm}0.549$. The farther a coordinate region was from the reference coordinates which constitutes the transform matrixes, the bigger the measuring error was found which was calculated from an affine transformation algorithm. Conclusion: Most difference errors were brought from mainly measuring process and lack of reproducibility, the affine transformation algorithm formula from postoperative measuring values by using of optic tracking system between those of model surgery and those of patient surgery can be selected as minimizing the difference error. To reduce coordinate calculation errors, minimum transformation matrices must be used and reference points which determine an affine transformation must be close to the area where coordinates are measured and calculated, as well as the reference points need to be scattered.