• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.55-62
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• 2021

목 적: 방사선 피부염은 유방암 방사선 치료로 인해 발생하는 가장 흔한 부작용 중 하나로 본 연구는 자세오차에 따른 피부선량 차이를 분석하여 방사선 치료 부작용을 줄이고자 한다. 대상 및 방법 : 3D 프린터를 이용하여 유방 모형을 제작하고, 그것을 팬텀에 적용하였으며, 컴퓨터단층촬영을 통해 영상을 획득하였다. 처방선량의 95%가 들어가는 치료계획용적이 체적의 95%이상이 될 수 있도록, Dmax가 처방선량의 107%넘지 않게 치료계획하였다. 자세오차는 X축, Y축, Z축으로 ±1mm/±3mm/±5mm를 동일하게 적용하여 비교평가하였다. 결 과 : 자세오차 시 피부선량의 변동성은 처방선량 대비 약 106%에서 약 123%였으며 가장 큰 피부선량의 증가는 X축의 바깥쪽(lateral) 방향 5mm 자세오차에서 49.24 Gy였다. 처방선량 대비 107%이상의 영역은 skin lateral에서 6.87 cc로 가장 넓게 나타났다. 결 론 : 좌측 유방암 용적 변조 회전 방사선 치료 시 자세오차가 일어났을 경우 X축의 바깥쪽 방향에서 처방선량 대비 가장 큰 피부선량의 차이가 나타났다. 이를 통해 치료실 CBCT 정합 시 치료받는 쪽 유방의 Y축, Z축을 정합하는 것도 물론 중요하지만 X축을 정합하는데 더 노력한다면 치료 간 피부선량의 변동성을 더 줄이기 위한 효과적인 방법으로 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.48-56
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• 2005

Predictive 필터는 Kalman 필터의 단점을 보완하고 모델 오차를 동시에 추정할수 있는 최근에 제시된 기법이다. 한 단계 앞의 추정 오차를 최소화하기 위한 최적화된 필터의 형태가 Predictive 필터이다. 본 필터의 주요 장점은 상태변수와 함께 모델오차를 파악할 수 있다는데 있다. 본 연구에서는 Predictive 필터를 이용한 인공위성의 자세추정 내용을 소개하도록 한다. 기존에 제시된 Predictive 필터 이론을 적용하여 자이로 바이어스 신호를 추정할수 있는 수식을 유도하고 또한 벡터 관측 정보를 이용한 자세추정 결과를 소개하도록 한다. 본 연구결과를 통해 향후 Predictive 필터의 확장 가능성을 예상할 수 있다.

• 우주기술과 응용
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• 제4권3호
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• pp.232-243
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• 2024

행성 탐사를 포함한 우주에서의 다양한 임무를 수행하기 위해 인공위성의 궤도상에서의 실시간 위치 추정은 임무 수행 성공률과 직결되기 때문에 매우 중요한 요소이다. 이러한 위성 자율항법을 위한 연구로써 본 논문에서는 별 추적기 2대를 기반으로 별센서 알고리즘을 활용하여 위성의 자세를 추정하고, 지구센서로 부터 획득한 위성의 고도 정보를 이용하여 ECI(earth-centered inertial) 좌표계 상에서의 위성 위치를 실시간으로 추정하는 기법을 연구하였다. 별센서 알고리즘을 구현을 위해 시뮬레이터를 구성하고 논문에서 제시한 기법을 통해 추정한 위성의 위치 오차를 분석하였다. 렌즈 왜곡, 중심점 찾기 알고리즘 오류 등으로 인해 자세 추정 오차의 평균은 롤방향으로 2.6 rad 수준이며, 위치 오차는 자세 오차의 반영에 따라 고도 방향으로 평균 516 m의 오차가 발생함을 확인하였다. 제시한 위성 자세 및 위치 추정 기법을 활용하여 별센서 성능 분석 및 위치 추정 정확도 향상에 기여할 것으로 기대된다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.114-121
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• 2005

다목적실용위성 2호 영상의 geo-location 정밀도 80 m (CE90) 요구사항을 만족시키기 위하여, 1개의 IRU 와 2개의 star tracker 들로부터 획득되는 데이터를 이용하여 지상에서 후처리 추정 과정을 거쳐 위성의 자세를 결정하는 정밀자세결정 시스템이 개발되었다. 정밀자세결정 시스템의 정밀도를 극대화하기 위해서는 우주 공간의 극심한 열적 환경으로 인해 발생하는 star tracker 정렬 오차를 효율적으로 보정하여야 한다. 정밀한 정렬 오차의 보정을 위해서는 영상 내에 촬영된 지상의 ground control point 데이터를 이용하여야 하는데, 현실적으로 한반도 모든 지역에 대해 ground control point 를 확보할 수 없다. 현재 항공우주연구원이 확보하고 있거나 이후 확보할 예정에 있는 고해상도 영상을 위한 ground control point 들은 대전지역에 국한될 예정이다. 이와 같은 상황에서 정밀자세결정 시스템의 성능을 높이기 위한 최적의 시스템 운용 개념을 본 연구에서 제시하였으며, 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 분석하였다.

• 핵의학기술
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• 제16권1호
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• pp.91-95
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• 2012

게이트심장혈액풀스캔(Gated Cardiac Blood Pool Scan, GBP)은 심박출계수(Ejection Fraction, EF)를 정확하게 구할 수 있어 항암 화학요법 시 약물에 의해 발생하는 심장손상을 확인할 수 있다. 심장을 촬영하는 검사의 특성상 환자가 왼쪽 팔을 머리 위로 올리고 바로 누운 자세로 검사가 진행된다. 하지만 부종, 관절염, 골절 등의 이유로 팔을 들지 못하는 환자는 검사를 진행하기에 어려움이 따르고 검사 자체를 하지 못하는 경우도 발생한다. 이에 본 연구에서는 환자가 팔을 올리지 않고 촬영하였을 때의 EF가 기존 자세와 비교해 어떤 변화가 있는지 알아보고자 하였다. 2011년 3월에서 9월까지 유방암 항암 화학요법 치료 중인 환자 80명(평균연령 $51.2{\pm}17.4$세)을 대상으로 하였고 40명씩 두 그룹으로 나누어 좌전사위상을 기존 자세와 팔을 바로 내린 자세, 기존 자세와 팔을 뒤로 돌린 자세로 각각 촬영하여 동일한 관심영역을 설정하고 EF를 비교하였다. 촬영장비는 INFINIA 감마카메라(General Electric Healthcare, Israel)를 사용하였으며 분석은 Xeleris (General Electric Healthcare, USA) 자동분석 프로그램을 사용하였다. 자동분석 오차인 3%를 기준으로 하여 EF 변동을 판단하였다. 첫 번째 그룹인 기존 자세와 팔을 바로 내린 자세와의 비교에서는 40명 중 29명(72%)이 자동분석 오차인 3% 이하의 변동 값을 보여주었다. 두 번째 그룹인 기존 자세와 팔을 뒤로 돌린 자세와의 비교에서는 40명 중 32명(79%)이 3%이하의 오차 값을 보였다. 환자의 비만도가 결과에 영향을 주었는지 판단하기 위해 환자의 체질량지수를 측정하고 EF 오차와의 상관관계를 살펴보았으나 유의미한 상관관계가 없었다. 자세 변경 시 기존 자세 대비 심박출 계수의 오차 7%였던 환자의 영상을 분석한 결과 확장기말 영상에서의 계수변화가 16.6%였던 반면, 수축기말에서는 32.3%의 계수변화를 보였다. 이러한 계수 변화 차는 왼쪽 팔의 상하 움직임에 의해 비교적 용적이 작은 수축기말의 영상이 심장을 둘러싸고 있는 늑골의 음영에 더 많은 영향을 받은 것으로 판단된다. GBP 촬영 이력이 있는 환자는 과거 검사와 동일 자세로 촬영함으로써 이전 검사조건을 유지할 수 있으며 환자가 부득이하게 팔을 못 올리는 경우 팔을 뒤로 내린 자세로 촬영함으로써 이전 촬영과의 EF 오차를 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.666-673
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• 2013

본 연구는 빠른 운항 속도와 짧은 운용 시간을 요구하는 임무에 활용될 저가 소형 자율 무인잠수정에 고가 대형 관성 측정 장치를 대신하여 사용할 수 있는 저가 소형 자세 측정 장치 개발 및 성능 검증을 수행하였다. 저가 소형 자세 측정 장치 개발을 위해서 MEMS 기술을 적용한 gyro, accelerometer 및 magnetometer 채택하여 MEMS 기반 하드웨어를 제작하였으며, 좌표 변환 공식과 칼만 필터를 적용하여 자세 계산 알고리즘을 구현하였다. 또한 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치에 대한 기본 성능 검증을 위한 지자기센서 검증 시험, 정적 자세 시험, 차량 시험, 운동 모사 장치 시험을 수행하였으며, 각각 시험 결과를 제시하였다. 지자기센서 검증 시험 결과 외부 자기장 보정을 통하면 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치의 측정 결과가 외부 자기장에 강인함을 확인하였으며, 정적 자세 시험 및 차량 시험을 통하여 자세 변화가 크지 않는 환경에서 자세 측정 오차가 $0.5^{\circ}/hr$ 임을 확인하였다. 운동 모사 장치 시험을 통하여 5분 내외 자세 변화가 큰 운동 중에도 자세 측정 오차가 발산하지 않고 $1^{\circ}/hr$ 이내임을 확인하였다. 상기 시험 결과로부터 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치가 목표 성능인 $1^{\circ}/hr$이내 roll, pitch, yaw 오차를 보여주고 있음 확인하였으며, 이로부터 20분 내외 운용 시간 동안 정확한 자세 정보 제공 가능성을 확인할 수 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권3호
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• pp.235-248
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• 2007

이 연구는 통신해양기상위성의 영상위치유지 (Image Navigation and Registration, INR) 시스템의 시뮬레이션을 위한 프로그램을 개발하고, 영상오차보상(Image Motion Compensation, IMC) 알고리즘의 성능을 비교분석 하였다. 통신해양기상위성 궤도와 자세 요소를 모델링 하고 궤도오차와 자세오차를 계산하여 이러한 궤도 및 자세오차가 영상왜곡에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 영상오차보상을 하지 않았을 경우와 GOES 위성의 영상오차보상 알고리즘을 적용하였을 경우, 그리고 선행 연구를 통해 개발되었던 개량된 영상오차보상 알고리즘을 적용하였을 경우의 영상들을 비교하여 각 알고리즘의 성능을 확인하였다. 개량된 영상오차보상 알고리즘은 GOES위성의 알고리즘보다 효율적으로 영상왜곡을 보상하였다. 이러한 연구는 통신해양기상위성의 INR시스템을 효과적으로 운용하고 그 성능을 향상시킬 수 있는 기술적 토대를 마련하는데 기여할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권3호
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• pp.196-202
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• 2003

3차원 입체조형방사선치료(3D conformal radiation therapy; 3D-CRT) 및 세기조절방사선치료(intensity modulated radiation therapy; IMRT) 에서와 같은 정밀 방사선 치료기술이 보다 효과적으로 이루어지기 위해서는 환자자세 오차를 최소화해야 한다. 치료계획용적(PTV)을 정할 때 필요한 마진을 최대한 줄여 줌으로써 치료 병변에 선량을 집중시키고, 정상조직의 선량은 감소시킬 수 있게 되기 때문이다. 이러한 목적 하에 조사문 사진(portal film)을 치료계획시 얻은 기준 영상에 정합시켜 환자자세 오차를 정량적으로 분석할 수 있는 프로그램 도구를 개발하고자 하였다. 현재 본원에서 치료 위치 확인을 위해서는 치료 계획 시행 중에 얻은 모의치료 사진과 치료시 EC-L 필름(KODAK사, 미국)을 사용하여 찍은 조사문 사진을 주로 사용하고 있다. 이 외에도, 모의치료시 영상을 디지털 캡춰한 영상이나, 치료계획으로부터 얻은 디지털화재구성영상(digitally reconstructed radiograph; DRR)도 기준 영상으로 이용할 수 있도록 하였다. 프로그램 제작 툴로는 IDL5.4 (RSI사, 미국)를 사용하였다. 조사문사진의 가장 큰 단점인 영상 대조도를 증가시키기 위해, histogram-equalization, adaptive histogram equalization, 특히 CLAHE (contrast limited adaptive histogram equalization) 등의 영상처리 기능을 구현하였다. 영상 정합 방법으로는 기준 영상에 골반입구(pelvic inlet) 와 같은 위치에 윤곽선을 그리고, 이를 조사문 사진 상에 중첩시킨 다음, 조사문 사진의 동일 해부학적 위치에 일치되도록 이동하여 그 오차를 수치화하였다. 조사문 사진에 CLAHE 필터를 적용한 결과, 치료면 확인을 위해 이중 조사된 영역의 대조도를 월등히 향상시킬 수 있었다. 전후면과 측면 영상을 위 과정을 사용하여 정합시킴으로, 전후, 좌우, 상하 방향으로의 환자자세 차이를 정량화 할 수 있었다. 또한, CLAHE 영상처리 기법을 이용하여 조사문 사진의 화질을 현저하게 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 'view-box' 방식과 비교하여 치료 환자자세의 정확도를 수치화 시킴으로써 계통오차(systemic error)와 임의오차(random error) 등의 정량적 분석이 가능해졌다. 더 나아가 환자자세오차를 교정하는 프로토콜을 도입한다면, 보다 정확한 치료에 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2019년도 춘계학술발표대회
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• pp.625-628
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• 2019

양돈 업계에서 돼지의 무게는 생산성 측면에서 매우 중요한 요인 중 하나이다. 탑뷰 카메라를 통해 획득된 이미지에서 돼지의 무게를 추정할 때 오차가 적고 신뢰도 있는 결과를 보이기 위해, 오차의 주요 원인인 돼지의 머리를 제거하여야 한다. 우선, 돼지의 머리를 제거하기 위해서는 귀를 탐지하여야 한다. 그러나 돼지의 자세가 바르지 못한 경우 겹침으로 인해 돼지의 귀와 머리가 구분되지 않는 경우가 발생하고, 귀 탐지 과정에서 고려해야 할 변수가 많아지므로 연산량과 수행 시간이 증가한다. 따라서 돼지의 무게 추정을 위해서 돼지의 머리를 제거할 때 돼지의 자세 판정은 필수적이다. 본 논문에서는 돼지의 중점으로부터 돼지의 경계선을 연결한 선분의 길이를 비교하여 돼지의 자세를 빠르게 결정하였다. 이를 통해 자세가 바른 돼지의 머리를 제거하여 돼지의 무게를 측정하는 방법을 제안한다. 실험 결과, 7.8 ms의 수행 시간과 0.97 이상의 정확도로 돼지머리 제거를 위한 자세를 결정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권4호
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• pp.342-351
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• 2010

UAV는 임무 수행을 위한 INS 장비와 광학 장비를 갖추고 있다. 이 논문에서는 UAV를 위한 알고리즘으로 칼만 필터와 광류를 이용하는 영상기반 자세추정 알고리즘을 제안한다. 광류는 UAV에 장착된 카메라의 영상으로부터 획득하며 UAV의 자세는 광류를 통해 측정된다. 이 논문에서 UAV 자세의 추정과 낮은 신뢰성을 보완하기위해 칼만 필터를 사용한다. 그리고 실험을 통해 알고리즘을 검증하였다. Rate table과 실제 비행영상을 이용하여 실험 하였으며, 본 논문에서 UAV의 자세 추정 알고리즘 검증 결과를 보였다. Rate table 실험에서 오차는 2도 이내였으며, AHRS를 통해 측정한 결과와 비슷한 경향을 보인다. 그러나 실제 비행 영상 실험에서 최대 Yaw 오차는 21도였으며, 최대 Pitch 오차는 7.8도로 나타났다.