• Current Optics and Photonics
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• 제7권1호
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• pp.54-64
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• 2023

This paper proposes dynamic viewing-zone switching for a binocular holographic three-dimensional display with low interpupil crosstalk and an extended eye-motion box. The optimal pupil geometry for reducing interpupil crosstalk is designed. It is shown that the eye-motion box can be extended by exploiting signal replication in the higher-order viewing zone. Design principles and numerical simulations for verification of the binocular holographic head-up display are presented.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.364-375
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• 2009

본 연구는 하지 저항운동 시 고령자 보행의 하지분절과 관절의 운동학적 차이를 분석하여 낙상예방을 위한 기초자료를 제공하는데 있다. 이를 위해 70대 이상 80세 이하의 여성 고령자 7명을 선정하여 3차원 영상분석을 실시하였다. 하지 분절과 관절의 3차원 위치좌표를 얻기 위해 ProReflex MCU(Qualisys, Sweden) 카메라를 사용하여, 100Hz/s로 촬영하였다. 촬영된 영상은 QTM(Qualisys, Sweden) 프로그램을 이용하여 위치좌표에 대한 원자료(raw data)를 얻었으며, Matlab 6.5 프로그램을 이용하여 3차원 각도를 산출한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 대퇴와 하퇴분절의 굴곡과 신전은 E5에서 운동 후 굴곡의 움직임이 크게 나타났으며, 발 분절은 E4에서 외번을 보이면서 통계적 차이를 나타냈다. 무릎관절은 운동 후 E4에서 굴곡을 보였고, 발목관절은 E3에서 내번, E4에서 외번의 움직임을 나타내면서 통계적인 차이(p<.05)를 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권6호
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• pp.1-7
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• 2003

본 연구에서는 3차원 대칭형 날개의 정상/비정상상대에서의 공기력 특성을 Vortex 패널법을 이용하여 수치적으로 연구했다. 이 프로그램은 날개 표면에 분포된 x, y 방향에 따라 선형적으로 변화는 와(Vortex)를 이용하는 프로그램을 기반으로 하여 3차원 날개 주위의 비압축성 포텐셜 흐름에 적용하였고 박리와 후류의 변형은 고려하지 않았다. NACA Airfoil 자료와 비교한 계산결과는 매우 만족스러운 일치를 보여주었다. 또한 갑작스러운 pitch-up운동과 일정한 각속도로 피칭운동을 하는 비정상 날개에 대해서도 본 방법을 적용하였다. 비정상 상태의 연구에서는 출발와류의 생성과 시간에 따른 위치를 고려함으로서 출발와류가 날개의 공기력 특성에 미치는 영향을 계산하였다. 본 방법은 피칭이나 플래핑, 회전익 해석등의 더 복잡한 경우에도 적용되어질 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.35-43
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• 2021

본 논문에서는 고속철도 교량-열차 상호작용 해석을 위한 단순 3 차원 상호작용 해석모델을 기반으로 하여 정식화한 부구조화 기법 적용 상호작용 해석모델을 제시한다. 부구조화 기법에서는 철도 교량의 상부 구조와 지지 구조를 각각 부구조로 모델링하고, 열차-교량 상호작용 해석을 효율적으로 수행할 수 있다. 열차 해석 모델로는 2차원 열차 모델을 사용하고, Lagrange 운동방정식을 적용하여 2차원 열차의 운동방정식을 유도한다. 부구조화 기법에서는 응축 방법을 사용하여 자유도(Degree of freedom)의 수를 줄일 수 있으므로 고유 값 및 고유 벡터 계산을 위한 소요 시간 및 비용과 후속 계산의 소요시간 및 비용이 줄어든다. 본 논문에서는 부구조화 기법으로 Guyan 감소 방법을 사용한다. 단순 3 차원 교량-열차 상호작용 해석과 Guyan 감소 방법을 결합하여 효율적이고 정확한 교량-열차 상호작용 해석을 수행할 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권1호
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• pp.242-259
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• 2015

Three-dimensional video coding is one of the main challenges restricting the widespread applications of 3D video and free viewpoint video. In this paper, a novel fractal coding algorithm with motion-vector-field-based motion estimation for depth map sequence is proposed. We firstly add pre-search restriction to rule the improper domain blocks out of the matching search process so that the number of blocks involved in the search process can be restricted to a smaller size. Some improvements for motion estimation including initial search point prediction, threshold transition condition and early termination condition are made based on the feature of fractal coding. The motion-vector-field-based adaptive hexagon search algorithm on the basis of center-biased distribution characteristics of depth motion vector is proposed to accelerate the search. Experimental results show that the proposed algorithm can reach optimum levels of quality and save the coding time. The PSNR of synthesized view is increased by 0.56 dB with 36.97% bit rate decrease on average compared with H.264 Full Search. And the depth encoding time is saved by up to 66.47%. Moreover, the proposed fractal depth map sequence codec outperforms the recent alternative codecs by improving the H.264/AVC, especially in much bitrate saving and encoding time reduction.

• 한국운동역학회지
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• 제21권1호
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• pp.85-95
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• 2011

Three-dimensional(3D) motion analysis is a useful tool for analyzing sports performance. During the last few decades, advances in motion analysis equipment have enabled us to perform more and more complicated biomechanical analyses. Nevertheless, considering the complexity of biomechanical models and the amount of data recorded from the motion analysis system, subsequent processing of these data is required for event-specific motion analysis. The purpose of this study was to develop a basic golf swing analysis algorithm using a state-of-the-art VICON motion analysis system. The algorithm was developed to facilitate golf swing analysis, with special emphasis on 3D motion analysis and high-speed motion capture, which are not easily available from typical video camera systems. Furthermore, the developed algorithm generates golf swing-specific kinematic and kinetic variables that can easily be used by golfers and coaches who do not have advanced biomechanical knowledge. We provide a basic algorithm to convert massive and complicated VICON data to common golf swing-related variables. Future development is necessary for more practical and efficient golf swing analysis.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1145-1151
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• 2013

Kinematic modeling is a prerequisite for motion planning and the control of mobile robots. In this paper, we proposed a new method of kinematic modeling for a type of mobile robot based on differential motion transformation. The differential motion implies a small translation and rotation in three-dimensional space in a small time interval. Thus, transformation of the differential motion gives the velocity relationship, i.e., Jacobian between two coordinate frames. Since the theory of the differential motion transformation is well-developed, it is useful for the systematic velocity kinematic modeling of mobile robots. In order to show the validity for application of the differential motion transformation, we obtained velocity kinematic models for a type of exemplar mobile robot including spherical ballbots.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.55-63
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• 1997

본 논문에서는 그룹 이론을 기반으로 3차원 공간상에서 두 물체의 모션으로부터 동량모션을 검출해내는 방법을 제안한다. 먼저 동량모션을 그룹 이론으로 개념적으로 정의하고 해결책으로는 물체의 모션에 따라 결정되는 새로운 개념의 좌표계를 이용한다. 이 좌표계는 물체의 모션을 양적으로 측정하기 위해 이용되며 본 논문에서 Motion Specific Coordinate System(MSCS) 으로 명명한다. 그리고, 이 좌표계를 이용하여 두 물체의 모션이 같은지를 검사하는 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘을 이용하면 3차원 좌표계에서 물체의 시작 위치나 물체의 모션의 방향과는 무관하게 두 물체의 모션을 비교하여 두 모션이 같은 모션인지를 알아낼 수 있다. 본 알고리즘은 물체가 여러 관절을 가진 경우에도 적용할 수 있다. 본 연구의 알고리즘에서 모션의 양적 측정은 MSCS 상에서의 이동 거리와 임의의 축을 중심으로 한 회전각을 이용하는 것으로 한정한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권3호
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• pp.273-291
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• 2024

This paper presents a three-dimensional displacement-based formulation to investigate the free vibration of functionally graded nanoplates resting on a Winkler-Pasternak foundation based on the nonlocal elasticity theory. The material properties of the FG nanoplate are considered to vary continuously through the thickness of the nanoplate according to the power-law distribution model. A general three-dimensional displacement field is considered for the plate, which takes into account the out-of-plane strains of the plate as well as the in-plane strains. Unlike the shear deformation theories, in the present formulation, no predetermined form for the distribution of displacements and transverse strains is considered. The equations of motion for functionally graded nanoplate are derived based on Hamilton's principle. The solution is obtained for simply-supported nanoplate, and the predicted results for natural frequencies are compared with the predictions of shear deformation theories which are available in the literature. The predictions of the present theory are discussed in detail to investigate the effects of power-law index, length-to-thickness ratio, mode numbers and the elastic foundation on the dynamic behavior of the functionally graded nanoplate. The present study presents a three-dimensional solution that is able to determine more accurate results in predicting of the natural frequencies of flexural and thickness modes of nanoplates. The effects of parameters that play a key role in the analysis and mechanical design of functionally graded nanoplates are investigated.

• 한국운동역학회지
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• 제12권2호
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• pp.331-344
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• 2002

본 연구는 볼링 투구동작의 성패는 스텝과 스윙이 결정한다는 가정 하에 어프로치에서의 동작에 주안점을 두고, 볼링선수를 대상으로 자유로이 투구를 하게 하고 피험자 본인이 잘되었다고 판단하는 동작과 잘못되었다고 판단하는 투구 동작을 비교 분석하는 것이 본 연구의 목적이다. 투구동작시 어드레스에서부터 릴리즈까지의 동작을 각 스텝별로 국면을 설정하고, 3차원영상분석을 실시하여 각 스텝별로 보폭, 신체중심의 위치, 볼의 위치를 성공과 실패동작으로 나누어서 비교 분석하였다. 보폭은 성공과 실패동작에서 큰 차이를 보이지 않았으며, 4국면과 5국면에서의 보폭이 실패동작에서 크게 나타났다. 신체중심의 위치에서도 큰 차이를 보이지 않았으나 성공시가 실패시보다 상하 이동폭이 작게 나타났다. 볼의 위치는 성공과 실패시 모두 스텝중에는 3국면이 가장 낮게 나타났으며, 상하 이동폭이 적은 안정적인 투구를 하는 것으로 나타났다.