• 한국운동역학회지
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• 제22권3호
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• pp.315-324
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• 2012

The purpose of current study was to investigate the effects of the heights on the lower extremities, torso and neck segments for energy dissipation during single-leg drop landing from different heights. Twenty eight young healthy male subjects(age: $23.21{\pm}1.66yr$, height: $176.03{\pm}4.22cm$, weight: $68.93{\pm}5.36kg$) were participated in this study. The subjects performed the single-leg drop landing from the various height(30, 45 & 60 cm). Force plates and motion-capture system were used to capture ground reaction force and kinematics data, respectively. The results were as follows. First, the ROM at the ankle, knee, hip and trunk was increased with the increased heights but the ROM at the neck was increased in the 60cm. Second, the angular velocity, moment and eccentric work at the ankle, knee, hip, trunk, and neck was increased with the increased heights. Third, the contribution to total work at the knee joint was not significantly different, while the ankle joint rate was decreased and hip and neck rate was increased in the 60cm, and trunk rate was increased with the increased heights. Lastly, the increase in landing height was able to augment the level of energy dissipation not only at the lower extremities but also at the trunk and neck. The findings showed that drop landing affect trunk and neck with lower extremity joints. Therefore, we need to consider that trunk and neck strengthening including stability should be added to reduce sports injury during prevention training.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제31권6호
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• pp.438-448
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• 2010

The social activities of the elderly have been increasing as our society progresses toward an aging society. As their activities are increased, the occurrence of falls that could lead to fractures are increased. Falls are serious health hazards to the elderly and we need more thorough understanding of falls including the progress of falls and the impact area in various fall directions. Many of the traditional methods of falls research dealt with voluntary falls by younger subject since older subject can easily get fracture from voluntary falls. So, it has been difficult to get exact data about falls of the elderly. Here, we tried to capture the characteristics of the movements of major joints using three dimensional motion capture system during falls experiments using a moving mattress that can safely induce unexpected falls. Healthy younger subjects participated in the actual falls experiment and the moving mattress was actuated by a pneumatic system. The kinematic parameters such as velocities of major segments were imported to a computer simulation environment and falls to hard surfaces were simulated in a computational environment using a realistic human model of aged persons. The simulation was able to give approximations to contact forces which can occur during actual falls. And we designed impact absorption system to reduce the impact during falls. We can adapt this system to fracture prevention system that we are going to study.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.73-81
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• 2018

본 논문은 다중의 플레이어들이 단합된 동작을 통해 노를 저어 보트를 이동시키도록 하기 위해 동작에 의해 구동되는 조정(rowing) 시뮬레이션 프레임워크를 제안한다. 실제 조정 경기에서 보트를 가속하기 위해서는 선수들이 시간과 자세에 대해 노 젓는 동작을 동기화 시키는 것이 매우 중요하다. 조정의 이러한 흥미로운 특징을 이용하여, 본 논문에서는 다중 플레이어들이 노 젓는 동작을 수행하는 동안 그들 사이의 동작 유사도를 실시간으로 측정하고 그 유사도에 기반하여 가상 환경에서 보트의 속도를 제어한다. 또한 제안된 프레임워크에 아이템 획득과 같은 게임적인 요소들을 추가하여 플레이어들의 조화된 행동에 의해 아이템을 획득한 경우 아이템 종류에 따라 배의 속도가 증가하거나 감소하도록 한다. 이러한 게임적인 요소들은 플레이어들이 단합된 조정 동작을 생성하기 위한 좋은 팀워크를 훈련할 때 좀더 적극적으로 참여하도록 장려한다. 노 젓는 동작과 아이템을 획득하는 동작을 인식하기 위해 본 논문에서 제안하는 방법은 머리와 양손에 대한 추적 데이터만을 필요로 하며 실시간에 동작할 정도로 충분히 빠르다. 몰입감을 높이기 위해 조정 시뮬레이션 결과를 대형 곡면 스크린에 프로젝션 한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.117-124
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• 2007

본 논문은 얼굴 모션 캡쳐 데이터를 재사용하여 실시간 표정 제어 및 표정 애니메이션을 생성하기 위한 방법론을 기술한다. 이 방법의 핵심요소는 얼굴 표정들을 정의할 수 있는 표정상태 표현법을 정하고, 이를 LLE 알고리즘에 적용하여 표정들을 적당한 공간에 분포시키는 방법론과, 이 공간을 사용하여 실시간 표정 애니메이션 생성 및 표정제어를 수행하기 위한 사용자 인터페이스 기법이다. 본 논문에서는 약 2400개의 얼굴 표정 프레임 데이터를 이용하여 공간을 생성하고, 애니메이터가 이 공간을 자유롭게 항해할 때, 항해경로 상에 위치한 얼굴 표정 프레임 데이터들이 연속적으로 선택되어 하나의 애니메이션이 생성되거나 표정제어가 가능하도록 하였다. 약 2400개의 얼굴 표정 프레임 데이터들을 직관적인 공간상에 분포하기 위해서는 얼굴 표정 프레임 데이터로부터 얼굴 표정상태를 표현할 필요가 있고, 이를 위해서는 임의의 두 마커 사이의 거리들로 구성된 거리행렬 벡터를 이용한다. 직관적인 공간에서의 데이터 배치는 얼굴 표정상태벡터들의 집합을 LLE 알고리즘에 적용하고, 이로부터 2차원 평면에 균일하게 분포하였다. 본 논문에서는 애니메이터로 하여금 사용자 인터페이스를 사용하여 실시간으로 표정 애니메이션을 생성하거나 표정제어를 수행하도록 하였으며, 그 결과를 평가한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제35권12호
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• pp.780-788
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• 2008

손 포즈 모델링 및 추적은 컴퓨터 시각 분야에서 어려운 문제로 알려져 있다. 손 포즈 3차원 복원을 위한 방법에는 사용되는 카메라의 수에 따라 다중 카메라 또는 스테레오 카메라 기반 방식과 단일카메라 기반 방식이 있다. 다중 카메라의 경우 여러 대의 카메라를 설치하거나 동기화를 시키는 등에 대한 제약사항이 따른다. 본 논문에서는 확률 그래프 모델에서 신뢰 전파 (Belief Propagation) 알고리즘을 이용하여 단안 카메라에서 획득된 2차원 입력 영상으로부터 3차원 손 포즈를 추정하는 방법을 제안한다. 또한, 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model)을 인식기로 하여 손가락 클릭 동작을 인식한다. 은닉 노드로 손가락의 관절 정보를 표현하고, 2차원 입력 영상에서 추출된 특징을 관측 노드로 표현한 확률 그래프 모델을 정의한다. 3차원 손 포즈 추적을 위해 그래프 모델에서의 신뢰 전파 알고리즘을 이용한다. 신뢰 전파 알고리즘을 통해 3차원 손 포즈를 추정 및 복원하고, 복원된 포즈로부터 손가락의 움직임에 대한 특징을 추출한다. 추출된 정보는 은닉 마르코프 모델의 입력값이 된다. 손가락의 자연스러운 동작을 위해 본 논문에서는 한 손가락의 클릭 동작 인식에 여러 손가락의 움직임을 함께 고려한다. 제안한 방법을 가상 키패드 시스템에 적응한 결과 300개의 동영상 테스트 데이타에 대해 94.66%의 높은 인식률을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1925-1928
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• 2005

In recent years, the importance of the characterization of fall for a fracture prevention system keeps increasing since fracture from a fall can lead to serious health problems. Fall is one of the major sources which increase morbidity in elderly people. In terms of the cost and the influence to the quality of life, the most serious injury with hip fractures is caused by falls. The traditional methods in characterizing fall patterns have been mainly by the epidemiological surveys. With surveys, the exact data of fall patterns can not been acquired. In this paper, we measured and analyzed with the parameters related to fall pattern such as velocities and accelerations during the motion of falls using 3D motion capture program. We acquired the parameters of the fall pattern of intentional and unexpected fall. The result showed that the variation of velocity and acceleration during fall was very important in characterizing fall pattern, which of vital importance for the development of a fracture prevention system and for the safety of the elderly

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제7권10호
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• pp.1478-1484
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• 2004

본 논문은 사용자로 하여금 얼굴표정들의 공간으로부터 일련의 표정을 실시간적으로 선택하게 함으로써 3차원 아바타의 실시간적 얼굴 표정을 제어하는 기법을 기술한다. 본 시스템에서는 약 2400여개의 얼굴 표정 프레임을 이용하여 표정공간을 구성하였다. 본 기법에서는 한 표정을 표시하는 상태표현으로 얼굴특징점들 간의 상호거리를 표시하는 거리행렬을 사용한다. 이 거리행렬의 집합을 표정공간으로 한다. 3차원 아바타의 얼굴 표정은 사용자가 표정공간을 항해하면서 실시간적으로 제어한다. 이를 도와주기 위해 표정공간을 PCA투영 기법을 이용하여 2차원 공간으로 가시화했다. 본 시스템이 어떤 효과가 있는지를 알기 위해 사용자들로 하여금 본 시스템을 사용하여 3차원 아바타의 얼굴 표정을 제어하게 했는데, 본 논문은 그 결과를 평가한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.875-881
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• 2014

The redundancy resolution of the seven DOF (Degree of Freedom) upper limb exoskeleton is key to the synchronous motion between a robot and a human user. According to the seven DOF human arm model, positioning and orientating the wrist can be completed by multiple arm configurations that results in the non-unique solution to the inverse kinematics. This paper presents analysis on the kinematic and dynamic aspect of the human arm movement and its effect on the redundancy resolution of the seven DOF human arm model. The redundancy of the arm is expressed mathematically by defining the swivel angle. The final form of swivel angle can be represented as a linear combination of two different swivel angles achieved by optimizing two cost functions based on kinematic and dynamic criteria. The kinematic criterion is to maximize the projection of the longest principal axis of the manipulability ellipsoid of the human arm on the vector connecting the wrist and the virtual target on the head region. The dynamic criterion is to minimize the mechanical work done in the joint space for each of two consecutive points along the task space trajectory. The contribution of each criterion on the redundancy was verified by the post processing of experimental data collected with a motion capture system. Results indicate that the bimodal redundancy resolution approach improved the accuracy of the predicted swivel angle. Statistical testing of the dynamic constraint contribution shows that under moderate speeds and no load, the dynamic component of the human arm is not dominant, and it is enough to resolve the redundancy without dynamic constraint for the realtime application.

• 전자공학회논문지CI
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• 제43권4호
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• pp.103-112
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• 2006

본 논문에서는 방대한 계산량으로 인해 슈퍼컴퓨터나 특수하게 제작된 컴퓨팅 시스템에서만 수행될 수 있었던 기존의 볼입 형 가상 환경(IVE) 시스템과는 달리 확장성과 호환성을 갖는 PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템(PIVE)을 제안한다. 이러한 개인용 혹은 가정용 컴퓨터 기반의 어플리케이션은 두 가지 장점을 가진다. 첫 번째로 사용할 수 있는 리소스가 다양하다는 것이고, 두 번째로 사용자에게 친근한 인터페이스를 갖는다는 것이다. PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템은 단순한 인터페이스와 호환성으로 일반 사용자가 IVE 시스템에 쉽고 편리하게 접근할 수 있게 해 준다. 또한 PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템은 다양한 사용자로 하여금 많은 종류의 주제를 다룰 수 있게 하며, 기존의 복잡한 구조로 되어 있는 햄틱 장치를 PC 기반으로 제작하여 PC와의 호환성을 높여 인터페이스를 보다 쉽게 구현할 수 있게 해준다. 또한 제안된 PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템은 물리적인 현상들을 계산하고, 시각화하는 시간을 단축시키기 위해서 기하학적인 방법들이 적용함으로써 일반 보급형 PC에서도 구현이 용이하다. 본 논문에서 제안된 PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템을 사용자가 실내 환경에서 데이터 글러브와 행동 인식 장치, HMD를 착용하고 움직이는 예제에 적용해 보았다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.1106-1114
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• 2012

To achieve synchronized motion between a wearable robot and a human user, the redundancy must be resolved in the same manner by both systems. According to the seven DOF (Degrees of Freedom) human arm model composed of the shoulder, elbow, and wrist joints, positioning and orientating the wrist in space is a task requiring only six DOFs. Due to this redundancy, a given task can be completed by multiple arm configurations, and thus there exists no unique mathematical solution to the inverse kinematics. This paper presents analysis on the kinematic and dynamic aspect of the human arm movement and their effect on the redundancy resolution of the human arm based on a seven DOF manipulator model. The redundancy of the arm is expressed mathematically by defining the swivel angle. The final form of swivel angle can be represented as a linear combination of two different swivel angles achieved by optimizing different cost functions based on kinematic and dynamic criteria. The kinematic criterion is to maximize the projection of the longest principal axis of the manipulability ellipsoid for the human arm on the vector connecting the wrist and the virtual target on the head region. The dynamic criterion is to minimize the mechanical work done in the joint space for each two consecutive points along the task space trajectory. As a first step, the redundancy based on the kinematic criterion will be thoroughly studied based on the motion capture data analysis. Experimental results indicate that by using the proposed redundancy resolution criterion in the kinematic level, error between the predicted and the actual swivel angle acquired from the motor control system is less than five degrees.