• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.1-7
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• 2000

가상세계를 저작하기 위한 일반적인 방법은 3차원 모델을 사용하여 객체를 만들고, 그 3차원 객체들을 조직하기 위하여 "장면 그래프(scene graph)"라는 자료구조를 사용하는 것이다. 최근 가상현실의 또 다른 플랫폼으로 이미지 기반 렌더링이 대두되고 있는데, 이 것은 사진과 같은 사실감을 줄 수 있다는 큰 장점을 가진 반면 상호작용의 한계로 인하여 아직까지는 간단한 항해 시스템 등에서만 사용하고 있다. 이 논문은 객체/장면 표현에 대한 위의 두 접근방법의 장점 병합하여, 3차원 모델과 다양한 이미지 기반 객체/장면을 정의하고 이 것들을 함께 렌더링 할 수 있는 장면 그래프 구조를 제안하였다. 또한 Shade등 [1]이 이미 제안한 것처럼, 한 객체에 대한 여러 단계의 LOD(level of detail)를 표현하기 위하여, 서로 다른 다양한 표현방법을 사용하였다. 예를 들면, 동일한 객체지만 가까운 거리에 위치할 때는 3차원 모델을 보여주고, 중간정도 떨어져 있는 경우 빌보드(billboard)의 형태로 보여주며, 아주 멀리 있을 때는 환경 맵(environment map)의 한 부분으로 보여줄 수 있다. 이러한 혼합된 플랫폼을 사용하는 가장 큰 목적은 이미지 기반의 가상환경에 3차원 모델을 포함시킴으로써 상호작용의 한계를 극복하는 것이다. 이러한 플랫폼을 만들기 위하여 몇 가지 선행해야 할 기술적인 과제들이 있다. 다양한 이미지 기반 기술을 유지할 수 있는 장면 그래프의 노드를 디자인하고, 적절한 LOD나 표현을 선택할 수 있는 기준을 정립하며, 그들 사이의 전환을 처리해야 함은 물론, 적절한 상호작용 방법을 구현하고, 전체적인 장면을 올바르게 렌더링 하는 것을 보장할 수 있어야 한다. 현재 우리는 Sense8사의 WorldToolKit 의 장면 그래프 구조에 환경 맵, 빌보드, 움직이는 텍스쳐(moving textures)와 스프라이트(sprites), 그림 속으로의 여행(Tour-into-the-Picture)", view interpolated 객체를 위한 새로운 노드를 추가하였다. 시점으로부터의 거리나 이미지 공간상의 척도를 사용하여 적절한 LOD를 선택하였으며, 사용자가 객체의 내부깊이를 인지하는 거리를 기준으로 객체를 3차원 모델로 보여줄 것인지 이미지로 보여줄 것인지 결정하였다. 또한 상호작용 중에는 객체가 얼마나 떨어져 있는지에 관계없이 3차원 모델이 있다면 그것을 사용하도록 하였다. 마지막으로, 이론적으로 유도한 스위칭 규칙이 유효한지 실험을 하였으며, 긍정적인 결과를 얻었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.147-161
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• 2021

기존 연구는 대부분 사진측량(Photogrammetry)기술을 이용해 물체의 투박한 3D메시와 컬러 맵을 획득하였을 뿐, 실제로 사용 가능한 사실적인 3D 에셋을 제작하는 방법은 제시하지 못했다. 본 연구의 목적은 새로운 방법을 제시하여 가시화 애플리케이션 분야에 사용 가능한 사실적인 3D 에셋(Asset)을 구축 가능하게 하는 데 있다. 여기에서 언급한 새로운 방법이란 사진 측량과 컴퓨터 그래픽(Computer Graphics)의 모델링 과정을 결합하는 것이다. 현실 세계의 세 물체 '탄알상자', '총', '금속 음료수병'을 가상 세계에서 사실적인 3D에셋으로 제작하는 과정을 통해 오브젝트 촬영, 화이트 밸런스, 재건, 정리 재건, 리토폴로지, UV 언래핑, 프로젝션 및 텍스처 베이킹, 디라이팅, 재질 맵 제작 등 절차의 정의, 역할, 조작방법과 사용된 소프트웨어 패키지(Software Package)를 상세히 소개하였다. 제작 방법의 유연성을 높이기 위해 각 단계별로 소개된 소프트웨어 패키지외의 대안도 제시하였다. 본 연구는 형태와 색상이 정확하고, 텍스처가 동적광원(Dynamic Lighting)과 물리적 인터랙션이 가능하며, 렌더링이 용이한 3D 에셋을 획득함으로써 새로운 방법을 통해 더 빠른 속도로 더 실감나는 시각효과를 실현할 수 있다는 것을 보여주고 있다. 대규모 팀, 값비싼 설비와 소프트웨어 패키지가 필요 없기 때문에 소형스튜디오에서 독립적 아티스트의 창작과 교육으로 구성된 수업에 적용하기 적합하다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.239-244
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• 2010

This paper is to present map building of mobile robot using RFID (Radio Frequency Identification) technology and ultrasonic sensor. For mobile robot to perform map building, the mobile robot needs its localization and accurate driving in space. In this reason, firstly, kinematic modeling of mobile robot under non-holonomic constrains is introduced. Secondly, based on this modeling, a tracking controller is designed for tracking a given path based on backstepping method using Lyapunov function. The Lyapunov function is also introduced for proving the stability of the designed tracking controller. Thirdly, 2D map building is performed by RFID system, mobile robot system and ultrasonic sensors. The RFID mobile robot system is composed of DC motor, encoder, ultra sonic sensor, digital compass, RFID receiver and RFID antenna. Finally, the path tracking simulation results and map building experimental results are presented to show the effectiveness of the designed controller.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-5
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• 2022

This paper describes an algorithm for generating a terrain using a noise function and a height map as one of the procedural terrain generation methods. The polygon mesh data structure to represent the generated terrain concisely and render it is also described. The Perlin noise function is used as the noise technique for terrain mesh, and the height data of the terrain is generated by combining the four noise waves. In addition, the terrain height information can be also obtained from actual image data taken from the satellite. The algorithm presented in this paper generates the geometry part of the polygon topography from the height data obtained, and generated a material for texture mapping with two textures, that is, a diffuse texture and a normal texture. The validity of the terrain method proposed in this paper is verified through application examples, and its possibility can be confirmed through performance verification.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.2251-2259
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• 2009

네트워크를 기반으로 하나의 클러스터가 4개의 카메라로 구성된 4개의 다중 클러스터로부터 2D 영상을 조합하여 3D 입체 영상을 생성하는 알고리즘 및 시스템을 제안한다. 제안하는 기법은 다중 클러스터 환경에서 동작하고 실시간 대용량의 데이터 처리로 인한 시스템의 부하를 분산시키기 위해 네트워크를 이용한 서버-클라이언트 구조를 가진다. 아울러 성능 향상을 고려해 JPEG 압축과 램 디스크 방식을 적용한다. 4채널 16개의 카메라로부터 입력되는 입력 영상에 대해서 이진화 영상을 구하고, Sobel 및 Prewitt 등의 에지 검출 알고리즘을 적용시킨 후 영상들 간의 시차를 구한 후에 3D 입체 영상을 생성한다. 성능 분석 결과, 클라이언트에서 서버로 전송하는 전송시간은 약 0.05초가 소요되며, 4채널 16개의 카메라로부터 2D 영상을 조합하여 3D 입체 영상을 생성하는 알고리즘에 소요되는 시간은 약 0.84초가 소요된다. 이를 통해 실시간으로 다시점 및 다중 클러스터 환경에서 3D 입체 영상을 생성하는 효율적인 시스템임을 확인할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.162-170
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• 2004

In these days, a vehicle simulator is developed by using a VR(Virtual Reality) system. A VR system must provide a vehicle simulator with a natural interaction, a sufficient immersion and realistic images. To achieve this, it is important to provide a fast and uniform rendering performance regardless of the complexity of virtual worlds or the level of simulation. In this paper, modeling methods which offer an improved rendering performance for complex VR applications as 3D road model have been implemented and verified. The key idea of the methods is to reduce a load of VR system by means of LOD(Level of Detail), alpha blending texture mapping, texture mip-mapping and bilboard. Hence, in 3D road model where a simulation is complex or a scene is very large, the methods can provide uniform and acceptable frame rates. The VR system which is constructed with the methods has been experimented under the various application environments. It is confirmed that the proposed methods are effective and adequate to the VR system which associates with a vehicle simulator.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5D호
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• pp.869-876
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• 2006

파편형태로 출토되는 토기 문화재의 경우 신속하고 정확한 복원이 중요한 과제이다. 기존의 방법은 시행착오법으로 조합하므로 정확하지 않을 뿐만 아니라 많은 시간이 소요되어 왔다. 이를 3차원스캐닝방법으로 쉽게 모델링 할 수 있다면 조각끼리의 조합작업도 매우 효율적으로 할 수 있다. 본 연구에서는 원형(原形)의 토기를 3차원 패턴스캐닝 방법과 사진측량방법으로 모델링하였으며 파손으로 인한 각각의 토기조각을 스캐닝하고 모델링하였다. 사진측량의 영상획득을 위해 Canon EOS 1DS real size 디지털사진기를 검정하여 사용하였다. 형성된 모델의 단면간의 상관성을 분석하여 효율적으로 조합하였으며 잔차와 칼라오차맵을 통해 오차를 분석하였다. 또한 가상박물관을 위한 사용자 중심의 웹기반 3차원 시뮬레이션환경을 구축하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.28-34
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• 2020

본 논문에서는 라이다(LIDAR) 센서와 일반 카메라 (RGB 센서)가 획득한 영상들을 정합하고, 일반 카메라가 획득한 컬러 영상에 해당하는 깊이맵을 생성하는 방법을 제시한다. 본 연구에서는 Slamtec사의 RPLIDAR A3 와 일반 디지털 카메라를 활용하고, 두 종류의 센서가 획득 및 제공하는 정보의 특징 및 형태는 서로 다르다. 라이다 센서가 제공하는 정보는 라이다부터 객체 또는 주변 물체들까지의 거리이고, 디지털 카메라가 제공하는 정보는 2차원 영상의 Red, Green, Blue 값이다. 두 개의 서로 다른 종류의 센서를 활용하여 정보를 정합할 경우 객체 검출 및 추적에서 더 좋은 성능을 보일 수 있는 가능성이 있고, 자율주행 자동차, 로봇 등 시각정보처리 기술이 필요한 영역에서 활용도가 높은 것으로 기대한다. 두 종류의 센서가 제공하는 정보들을 정합하기 위해서는 각 센서가 획득한 정보를 가공하고, 정합에 적합하도록 처리하는 과정이 필요하다. 본 논문에서는 두 센서가 획득하는 정보들을 정합한 결과를 제공할 수 있는 전처리 방법을 실험 결과와 함께 제시한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.816-817
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• 2011

최근 화석 연료 사용으로 인한 대기 오염과 자원 고갈이 심각한 사회적 문제로 대두되면서 엔진 구동 시스템에서 전동기 구동 시스템으로의 차량의 패러다임 변화가 급격히 요구되고 있으며, 이런 추세는 고성능 군용 차량도 예외는 아니다. 그 안에 포함되는 핵심 부품인 견인용 전동기는 고토크, 고출력, 전 운전 범위의 고효율화 등의 운전 특성을 만족시키기 위해 IPMSM을 사용하는 것이 가장 적합하나, 마그네틱 토크뿐 아니라 릴럭턴스 토크까지 사용하며 파라미터의 비선형적 특성 등으로 인해 설계에 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 IPMSM의 2D-인덕턴스, 3D-철손, 4D-전압의 비선형 데이터 세트를 이용한 운전시뮬레이션을 통해 제어시 필요한 전류-토크 테이블 및 정확도 높은 효율맵을 구성하였으며, 시작품을 통해 결과의 타당성을 검증한다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제10권6호
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• pp.157-168
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• 2010

게임 캐릭터와 객체들이 상호작용하는 지형은 가상세계를 구성하기 위한 필수 요소이다. 지형을 제작할 때 많은 갱신 작업과 시간이 들어가는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 실제 지형을 촬영한 데이터로부터 가상 공간의 3D 지형을 생성하기 위한 3D 지형 재구축 시스템을 제안한다. 제안시스템에서는 스테레오 카메라로 촬영하고, 레이져 스캐너로 실측한 3차원 지형 데이터를 기반으로 생성된 그리드 기반의 높이 맵(Height Map)과 로봇의 항법정보 중 z축과 x축 방향 벡터를 이용해 가상공간의 중심인 월드좌표계에 맞게 로테이션을 수행하여 축의 방향을 일치시키고, 로봇 중심의 좌표계에서 월드 좌표계로의 이동 벡터를 각 포인트에 더하여 최종적으로 월드좌표계에 맞게 변환한다. 이후 무방향성 그래프를 사용하여 지형 데이터를 관리하면서 가상공간에서 필요한 부분에만 동적으로 지형 메쉬를 생성한다. 이때 지형 데이터의 오류를 보정하여 메쉬를 올바르게 갱신한다. 실험에서는 제안 시스템이 지형 재구축을 완료할 때까지 일정한 주기로 FPS를 확인하고, 완성된 지형을 가시화하여 품질을 검토하였다. 지형의 전체 크기를 알 수 없거나, 실시간으로 지형의 크기가 변화하는 환경에서는, 제안된 시스템이 쿼드트리를 사용한 지형 관리보다 지형 크기가 작을 때 3배정도의 높은 FPS를 보이나, 지형이 아주 클 때는 평균 40% 정도 나은 실행 성능을 가진다. 최종적으로는, 실측한 지형의 모양을 그대로 유지하면서 가시화하고 있다. 본 연구에서 제안한 시스템을 이용하여 게임에 이용할 지형 데이터를 실시간으로 자동 생성하여 게임에 이용하거나, 실제 지형을 배경으로 필요한 영화의 CG 작업에 활용하는 등의 응용 방안을 고려해 볼 수 있다.