이동하고자 하는 경로에 자석 마커를 설치하고 마커의 자계를 인식하여 경로를 추종하는 이동 로봇의 경로 제어시스템이다. 자석마커 간격 확장과 여러 환경에 따른 자계를 분석하기 위해 자동 자계 측정 장치를 제작하였고, 이를 이용한 실측을 통하여 지자기 제거를 확인하였다. 지자기가 제거된 마커 자기장 값의 정규화와 선형화를 통하여 이동 경로 상에서 위치 인식이 수월하도록 하였으며, 인식된 경로 정보로 이동 로봇의 경로 제어가 가능하도록 하였다.
도로의 중앙에 일정한 간격으로 마그네틱 마커를 설치하고 차량에 자기 센서를 장착하여 차량의 이동에 따른 자기장의 변화를 측정하여 차량의 주행 경로를 인식하는 시스템의 성능을 개선하는 방법을 제안한다. 도로에 설치하는 마그네틱 마커들의 설치비를 절감하기 위하여 마커들 간의 설치간격을 기존의 경우보다 넓혔다. 이를 위하여 마커들의 간격에 따른 자계의 분석을 행하여 적절한 마커들의 간격을 알아내고, 6개 센서들의 배치방법과 신경회로망을 이용한 제어방법을 제안하였다. 자기장 분석, 지자기 소거. 학습패턴 획득, 신경망 학습에 의해 조향 제어기를 구성하고 컴퓨터 주행 시뮬레이션을 통해 제안된 방법에 의한 자율주행 차량의 성능이 개선될 수 있음을 확인하였다.
공항은 다양한 시설들이 혼재되어 있는 복합 공간으로 원하는 장소로 이동하기 위해서는 지도나 표지판뿐만 아니라 유·무인 안내 서비스를 이용하는 것이 필수적이다. 그러나 이러한 시설 안내 서비스는 이용객의 대다수를 차지하는 비장애인을 기준으로 설계되어 있는 것이 대부분이며, 특히 청각장애인은 음성 언어인 한국어를 통한 의사소통이 어려워 이러한 안내 서비스의 사각 지대에 놓여있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 청각장애인을 대상으로 공항 내 시설 위치 안내 서비스를 제공하는 키오스크를 구현하기 위해 마커리스(makerless) 한국 수어 인식 기술을 적용하는 방법을 제안한다. 기존의 알고리즘들이 수어를 인식하기 위해 사용자의 신체에 마커(marker)를 부착하거나 사용에 제약이 있는 깊이, 자기장 센서 등을 활용한 데 반해, 특징점 기반의 인식 기술은 별도의 마커 없이 RGB 영상만을 활용하여 수어를 인식하기 때문에 사용자의 편의성을 극대화할 수 있는 방법이다. 영상 기반의 마커리스 수어 인식 기술을 위치 안내 키오스크에 적용함으로써 청각장애인이 다른 사람의 도움 없이 공항 시설을 쉽고 안전하게 이용할 수 있도록 지원할 수 있으며, 나아가 배리어프리 (barrier-free) 공항을 구현하는 데에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
실내에서 자동 감시 시스템의 상업적 활용을 위하여 이동 로봇의 자기 위치 추정 능력과 더불어 주변 환경 인지 능력 향상의 필요성이 대두되고 있으며, 기존 이동 로봇의 위치 추정 및 주변 물체 인식 방법은 일반적으로 로봇 자체의 다종 센서들을 적극 활용하고 있다. 그러나 로봇의 센서만으로 이동 로봇의 실내에서 자기 위치 추정 문제 해결에 어려움이 있기에 본 논문에서는 건물에 이미 설치되어 구동되고 있는 CCTV 영상과 마커를 활용한 이동 로봇의 효과적이고 향상된 자기 위치 추정 기법을 제안하고자 한다. 보다 구체적으로 설명하면 먼저 마커 인식을 수행하는데 이는 입력 영상에서 물체 혹은 이동 로봇을 사각형으로 인지하고 이들의 꼭지점을 확인한 후 마커의 특징점을 찾아내고 이후 찾아낸 특징점에 대하여 실제 마커와 영상 관계식을 이용하여 좌표변환을 수행하고 이를 기반으로 이동 로봇의 자기 위치 추정을 수행한다. 특히, 로봇 및 장애물 등의 정보를 CCTV를 기준으로 절대 좌표값으로 환산하기에 본 연구 결과는 실내에서 로봇의 자기 위치 추정에 매우 유용하게 활용할 수 있을 것으로 사료되고 제안한 이동 로봇의 자기 위치 추정 기법을 검증하기 위해 실 로봇 시스템을 기반으로 동작 실험을 실시하였다.
영구자석을 사용한 마커가 설치된 자기장 이동 경로에서 이동 로봇의 경로 인식을 위한 위치인식 시스템이다. 저가의 홀센서를 일정 간격의 열로 배치한 센서를 설계 제작하고, 그 센서를 이용하여 측정된 마커의 자계 값을 이용하여 경로상의 위치를 인식할 수 있도록 하였다. 마커의 극성을 인식하는 새로운 방법을 제시하고, 인식된 극성을 코드화하여 경로상의 특이점들에 배치함으로써 경로 이동 중에 그 점들의 위치를 인식하도록 하였으며, 로봇은 그 위치에서 미리 정해진 행동을 하도록 프로그램 하였다. 센서들 간의 통신 방법을 논하였고, 각 센서들에서 얻어진 정보로부터 이동 로봇의 경로상의 위치인 측방향 변위 오차와 방향각 오차를 기하학적으로 산출한다.
본 논문에서는 모션 캡쳐 시스템을 위한 센서 퓨전 방법을 제안한다. 제안된 시스템에서는 두가지 종류의 센서가 상호보완적으로 사용된다. 연기자의 팔에 부착된 12개의 광학식마커를 보조하기 위해서 4개의 자기식 센서(마커)가 팔 상박과 손등에 부착된다. 광학식 마커는 장애물에 의하여 가려질 수 있기 때문에 광학식 센서의 정보는 불완전할 수 있으며 이 경우 자기식 센서 정보가 불연속인 광학식 센서의 정보를 이어주는데 사용된다. 센서 신호간의 관계를 모델링하기 위해 시스템 동정화 방법을 사용한다. 입 출력 데이터로부터 동적 시스템들을 구성하고 시스템 동정화 방법을 사용하여 후보 모델들로부터 가장 좋은 모델을 결정한다. 제안된 방법은 현재 간단한 신호처리 기법을 사용하고 있는데, 추후 연구에선 Wiener나 Kalman 필터를 사용한 새로운 방법을 제안하고자 한다.
이동 에이전트는 플랫폼 간을 이주하며 자기 복제를 통한 작업 분배가 가능하다. 이러한 점에 의해 최근 이동 에이전트는 분산 처리 기반 기술로 각광 받고 있다. 그러나 이러한 에이전트의 이주, 복제능력은 악의적인 플랫폼과 이동 에이전트의 공격에 대한 약점이 되고 있다. 그 중 재실행 공격은 에이전트의 반복 수행을 통해 에이전트를 공격하는 기법이다. 이에 대한 방지 기법으로 트립 마커를 이용하여 동적인 수행 결정이 가능한 연구가 있다. 그러나 이 기법은 이동 에이전트가 위치한 플랫폼에 따라 이동 에이전트의 복제가 제한 받는다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이동 에이전트의 복제가 가능한 외적 재실행 방지 기법을 제안한다. 본 기법은 트립 마커 생성을 담당하는 트립 마커 서버를 두어 플랫폼에 상관없이 유연한 이동 에이전트의 복제가 가능하다. 또한 비대칭키 기법을 이용한 비밀 통신을 통해 재실행 공격으로부터 이동 에이전트를 방어한다.
자기공명영상은 뛰어난 해상도의 해부학적 구조 정보를 제공하여 임상적인 외과수술에 매우 유용하게 적용되고 있다. 영상처리 기법과 MRI 영상유도기법을 이용한 뇌수술은 외과 전문의에게 많은 도움을 줄 수 있다. 본 논문에서는 스테레오 매칭 기법을 이용하여 중재적 시술이 가능한 유도영상시술 시스템의 개발에 관하여 소개하였다. 생검을 수행하기 위하여, MRI 마커, 카메라 마커, 탐침 프로브 마커를 정밀하게 제작하였고 시스템의 정확성을 입증하기 위하여 팬텀을 제작하였다. 제작된 마커와 팬텀을 이용하여 1.5 Tesla MRI 시스템으로 실험을 수행하였다. 구현된 시스템의 오차범위는 팬텀 실험에서 약 1.5%였고, 동물실험에서는 오차가 3mm 이내로 임상적용이 가능한 수준임을 착인하였다. 본 연구에서 제시한 스테레오 매칭기법을 이용한 유도영상시술 시스템은 기존의 방법보다 우수한 성능을 보여주었다.
최근 효율적인 지하시설물 관리를 위하여 관로 공사시 자기마커나 RFID 태그 등을 지중에 설치하는 사례가 급증하고 있다. 그러나 이들 센서는 되메우기시 다짐과정에서 자세변동이나 파손 등의 원인으로 인해 리더기에서의 인식률이 현저하게 떨어질 뿐 아니라 단일 주파수로만 되어 있으므로 복합관로 매설지역 일지라도 단 한 개의 관로에만 적용할 수 밖에 없는 문제가 있다. 또한 정확도가 낮은 내비게이션용 GPS 수신기를 이용하여 현장 조사를 하는 경우, 목표점까지의 도달시간이 과다 소요되며 DB갱신에 필요한 추가정보나 오류정보 등을 수작업으로 기록해야 하는 어려움이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 되메우기시 자세변동에 영향을 받지 않으며 여러 종류의 관로에 동시 설치가 가능하도록 다양한 주파수로 제작되는 볼타입의 자동수평마커를 실험에 적용하였다. 또한 현장용 GIS프로그램이 내장되는 PDA 기반의 고정밀 DGPS 수신기와 RFID 리더기를 융합한 측량 시스템을 이용하여 목표지점을 신속히 찾아가고, 리더기로 검색된 시설물 정보를 DGPS 단말기상에서 직접확인하며, 파악된 신규정보를 현장에서 DB에 자동입력할 수 있는 효율적인 지하시설물 관리시스템을 개발하였다.
As increasing underground facilities, more effective management is needed nowadays. It is important to get an accurate information of underground facilities to manage that, so some methods of detecting location - electromagnetic induction method, ground penetration radar method, sonic method - are used to obtain the information of underground facilities. In this study, a magnetic method to detect underground facilities was developed. In the magnetic method, underground facilities are detected by a detector and the magnetic marker which is a permanent magnet and used to marking the location by attaching underground facilities. A proper characteristic of the magnetic marker was optimized by maxwell 20 magnetic field analysis tool, a test field was constructed with the magnetic marker, PVC pipe, and steel pipe under ground 1.5m, and the detector was made by modifying a common ferromagnetic detector. Magnetic strengths of the magnetic marker were measured by the detector at each location in the test field, and analyzed by magnetic field analysis tool in the same condition. In the result, the underground pipes were detectable within the deviation ${\pm}20cm$ at PVC pipe and ${\pm}10cm$ at steel pipe respectively. The steel pipe was more detectable by ferromagnetism. The developed magnetic method can be applied to maintain and manage underground facilities.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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