한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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pp.103-107
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2006
At present, most efforts tend to develop a INS which is only based linear accelerometers, because of the low cost micro-machining gyroscopes lack of the accuracy needed for precise navigation application and possible achieving the required levels of precise for micro-machining accelerometer. Although it was known in theory that a minimum of six accelerometers are required for a complete description of a rigid body motion, and any configuration of six accelerometers (except for a "measure zero " set of six-accelerometer schemes) will work. Studies on the feasible configuration of GF-INS indicate that the errors of angular velocity resolved from the six accelerometers scheme are diverged with time or have multi solutions. The angular velocity errors are induced by the biases together with the position vectors of the accelerometers, therefore, in order to treat with the problem just mentioned, researchers have been doing many efforts, such as the extra three accelerometers or the magnetometers may be taken as the reference information, the extended Kalman filter (EKF) involved to make the angular velocity errors bound and be estimated, and so on. In this paper, the typical configurations of GF-INS are introduced; for each type GF-INS described, the solutions to the angular velocity and the specific force are derived and the characteristic is indicated; one of the corresponding extend Kalman filters are introduced to estimate the angular errors; parts of the simulation results are presented to verify the validity of the equations of angular velocity and specific force and the performance of extend Kalman filter.
본 연구의 목적은 인지 수준에 따른 고등학생들의 지구와 달의 운동에 대한 생각을 알아보는 데 있다. 연구를 수행하기 위하여 경기도 수원시에 소재한 일반계 고등학교 10학년 학생 73명을 선정하여, 인지 사고 수준이 상, 중, 하인 학생 5명을 표집, 질적 분석의 대상으로 삼았다. 연구 결과, 학생의 인지 수준이 높을수록 지구와 달의 공전과 자전에 대한 개념이 비교적 논리적이고 과학적으로 정립되어 있었다. 인지 수준이 중간인 학생의 경우, 보편적으로 수업 시간에 학습한 내용을 비판 없이 무조건 수용하고 암기하려는 수동적인 학습 태도를 가지고 있었으며 파지된 개념이 확장되지 못하고 쉽게 망각되었다. 또한, 지구와 달의 운동을 설명하는 과정에서 유년적 개념 및 직관과 오인이 나타났으며 논리적 오류를 범하는 경우도 있었다. 특히 달의 위상 및 계절 변화의 원인에 대한 설명에서 학생들의 오개념이 심한 것으로 나타났다. 인지 수준이 낮은 학생들은 대체로 과학을 비롯한 학업 성취도가 낮음을 이유로 의욕적인 논리적 사고를 하려고 하지 않았으며, 개념을 인지하고자 하는 태도에서도 소극적이었고, 수동적인 ‘학습된 무기력’이 나타났다.
웨이블릿 기반 비디오는 DCT 기반 비디오에 비해 전송오류에 더 민감하다. 즉, 어떤 프레임의 부대역에 오류가 발생하면 같은 프레임의 다른 부대역뿐 아니라 그 프레임을 참조하는 이후 프레임의 복원에도 영향을 주어 비디오의 화질이 감소하게 된다. 본 논문에서는 프레임 간 참조를 수행하는 웨이블릿 비디오의 오류 전파를 줄이기 위해 프레임 내 참조 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 LL 부대역을 제외한 나머지 부대역에서 같은 프레임의 하위 부대역을 참조하여 다른 프레임으로의 오류전파를 줄인다. 무선 채널에서의 비트 에러 패턴을 이용하여 모의실험을 수행한 결과 화면의 움직임이 빠른 비디오에서는 제안된 기법의 성능이 압축율에 관계없이 우수하였으며 화면의 움직임이 거의 없는 비디오에서는 비트율이 높은 경우에 성능이 높은 것으로 나타났다.
본 논문에서는 스테레오 동영상의 객체기반 부호화 기법을 제안하였다. 스테레오 영상열의 정보량을 줄이면서 블록화 현상이나 모스키토 현상과 같은 블록정합 기반 방법의 예측오차를 줄이기 위해서는 객체기반 부호화 기법이 필요하다. 객체기반 방법에서는 부호화에 적절한 객체를 추출하기가 어렵고, 추출된 객체에 대해서 프레임이 지남에 따라 갱신해 주어야 하는 문제점이 발생한다. 이를 개선하기 위해서 제안된 방법에서는 전처리, 객체추출, 객체갱신 과정을 사용하였다. 전처리 과정에서는 움직임과 변이 예측의 신뢰성이 낮은 영역을 비객체영역으로 분할하여 부정확한 객체의 추출을 방지하였다. 객체추출 과정에서는 좌영상의 예측을 향상시키기 위해 기존의 움직임과 밝기값을 고려하는 영상분할법에 변이를 추가함으로서 객체기반 부호화에 적합한 객체를 추출하였다. 그리고 객체갱신 과정에서는 새로운 객체의 추출, 객체분할, 객체 병합을 적용하여 누적 오차를 줄였다.
본 논문은 MAP (maximum a posterior) 예측기에 기반하여 움직임 보상 예측 오차를 보정해주는 방식의 순차주사화 (de-interlacing) 알고리즘을 제안한다. 먼저, 현재 필드와 인접한 필드 간의 적절한 정합 (registration)을 수행 한 후, 계산된 정합 정보에 기반한 MAP 예측기를 통해 현재 필드에 대응하는 순차 주사 (progressive) 프레임을 찾아낸다. 안정적인 결과를 얻기 위하여 잘 알려진 BTV (bilateral total variation) 기반의 평활화 (regularization) 과정이 추가된다. 한편, 잘못된 정합 정보로 인한 소위 깃털 현상 (feathering artifact)을 억제하기 위하여 블록 단위로 깃털 현상 발생 여부를 판단하여 발생되었다고 판단된 블록 영역에 대해서는 앞서 설명한 MAP기반 순차주사화 대신 에지 방향성에 기반한 공간적 순차주사화를 적용한다. 실험 결과에 따르면, 제안된 기법은 종래 기법들에 비하여 평균 약 4dB의 PSNR 성능 개선을 보이고 있으며, 우수한 주관적 화질을 보여주고 있다.
천정주행 크레인의 고속 권상작업 및 흔들림 억제 궤적추종을 위한 비선형 적응제어 방법을 제시한다. 천정주행 크레인의 흔들림 운동은 트롤리의 가속도. 권상로프의 길이 및 권상속도와 강하게 결합되어 있다. 이는 비간섭 제어 기반의 흔들림 억제 궤적추종 제어법칙을 설계하는데 있어 장애요인으로 작용한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 트롤리의 가속도와 권상속도의 영향을 최소화하는 방법으로 불확실성이 존재하는 경우에도 흔들림 운동의 궁극적 균일 유계성을 보장하는 퍼지 비선형 적응형 흔들림 억제 궤적추종제어법칙을 제안한다. 특히, 제안한 방법은 파라미터 변화. 외란 등을 포함한 시스템 불확실성을 퍼지 불확실성 관측기를 이용하여 보상한다. 따라서, 퍼지관측기의 근사화 오차가 영으로 수렴할 때 추종오차 및 흔들림 각도의 궁극적 한계치는 영으로 감소한다. 끝으로 제안한 방법의 성능검증을 위한 모의실험 견과를 제시한다.
평판 디스플레이 제조 공정에서 대상물의 위치 결정을 위해 고정밀 평면 모션 스테이지를 사용한다. 이 유형의 스테이지는 일반적으로 마찰이 없는 선형 모터와 에어 베어링을 사용하며, 고정밀 위치 센서로 레이저 간섭계를 사용한다. 스테이지의 불가피한 기생 운동에 의해 야기되는 요 모션 오차는 위치 결정 대상체의 향 변화를 의미하므로, 스테이지의 성능과 공정 정밀도 향상을 위해 요 모션 오차의 실시간 동적 보정은 매우 중요하다. 요 모션 오차 보상에는 갠트리 제어가 일반적이며, 이 방법을 공기베어링 가이드를 사용하는 스테이지에 적용하기 위해서 회전 모션을 허용하는 유연기구가 스테이지에 적용된다. 본 논문은 공기베어링과 유연기구를 갖춘 H형 XY 스테이지의 정속 구동 성능을 개선하는 방법을 제안한다. 유연기구를 포함한 스테이지의 갠트리 제어 시 선형 모터로부터 발생하는 상호 리플의 발생 원인을 분석하고, 이러한 상호 리플을 보상하는 방안으로 적응 학습 제어를 제시한다. 제시 방안의 검증을 위해 시뮬레이션을 수행하여, 보상 제어를 통해 속도 리플이 약 22 % 수준으로 감소함을 확인하였다. 그리고 요 모션 오차가 발생하는 스테이지 상태를 가정하여 리플 저감 효과를 검증하였다.
파티클시스템은 비정형적 물체를 표현하기 위해 모인 기본 파티클들의 집합으로 정의된다. 파티클시스템은 시간에 대해 동적인 성질을 가지므로 연기, 구름, 폭포, 폭발 등과 같이 비정형적이고 시간의 흐름에 따라 변화하는 물체를 표현하기 적합한 모델링방법이다. 그러나 표현하고자하는 물체의 모양이나 변화의 양상이 복잡한 경우 이를 조정하기 위하여 많은 수의 파라미터가 필요하게 되고, 이들 파라미터들의 상호영향을 고려하며 적절히 조절하기가 매우 어려워지게 된다. 또한 파티클의 움직임과 변화를 계산하기 위하여 운동방정식 및 변화함수를 근사화하여 사용하는데 이는 근원적인 부정확성(inaccuracy)을 내포하므로 이런 부정확성을 포함하고 있는 다수의 요인이 결합되었을 때 나타나는 궁극적 결과를 파악하기 어렵다. 본 논문에서는 이런 문제를 해결하기 위하여 기존의 파티클시스템에서의 파티클의 운동 및 변화를 제어하는 데에 퍼지제어기법을 도입하는 새로운 접근방식을 제안하고, 시스템을 구현하여 폭발장면 등을 대상으로 하여 실험한다.
저속 이동 통신 채널과 같은 저속 통신망에서 비디오 전송을 위해서는 시스템에서 요구하는 비디오 전송율을 보장하기 위하여 높은 압축율을 갖는 부호화 방법들이 사용된다. 이러한 부호화 방법들에 의하여 부호화된 비디오가 오류율이 높은 이동 채널로 전송될 때, 비트열에 오류가 발생하면 복호되기 어려울 뿐 아니라 비트열의 다른 부분에도 치명적인 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 비디오 전송 중에 비트열이 손상되어 복호가 불가능한 블록을 복구하기 위한 오류 은폐 알고리듬을 제안한다. 제안하는 오류 은폐 알고리듬은 정상적으로 복호된 주변 블록들의 정보를 이용하여 손실된 블록을 복구한다. 즉, 공간적으로 이웃하는 블록과 손실된 블록간에는 높은 움직임 벡터의 상관성이 있다는 성질을 바탕으로, 중복 블록 움직임 보상(overlapped block motion compensation: OBMC)과 블록 경계 정합(block boundary matching : BBM)을 통하여 손상된 블록의 움직임 벡터를 정확히 추정하는 알고리듬이다. 제안하는 알고리듬은 기존의 오류 은폐 방법들에 비하여 복구된 영상의 PSNR과 시각적인 면에서 우수한 성능을 보임을 실험을 통하여 확인하였다.
목적: 시각적 공간감각인 물체의 거리감과 움직임에 대하여 시력측정이 가능한 격자시표를 제안하고자 한다. 방법: 주기성을 갖는 한 쌍의 격자를 제작하여 이를 렌즈로 결상하고 그 상을 시력표에 투영하여 도형모양의 시표를 형성한다. 이 격자를 회전 또는 선형 이동하여 도형모양의 시표에 거리감과 움직임을 주는 형식으로 피검사자가 공간감각을 인지할 때 격자의 위치변위를 알 수 있도록 한다. 결과: 격자를 회전하여 거리감의 정도를 나타내는 측정값은 이론식에 의한 값과 비교하여 평균 2.98%의 오차를 나타냈고 선형이동에 따른 움직임을 인식하는 결과는 격자가 $\theta=15^{\circ}$ 회전된 상태에서 평균 1.73%의 오차를 나타냈다. 결론: 본 실험에서 제시한 무아레 무늬의 시표는 시각적 공간감각에서 피검사자의 거리감과 물체의 움직임을 측정하는 시표로서 그 활용이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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