• 제목/요약/키워드: Video Image

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복강경 수술로봇을 위한 실시간 운영체제 기반 제어 시스템의 개발 (Development of a Real-time OS Based Control System for Laparoscopic Surgery Robot)

  • 송승준;박준우;신정욱;김윤호;이덕희;조영호;최재순;선경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.32-39
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    • 2008
  • This paper reports on a realtime OS based master-slave configuration robot control system for laparoscopic surgery robot which enables telesurgery and overcomes shortcomings with conventional laparoscopic surgery. Surgery robot system requires control system that can process large volume information such as medical image data and video signal from endoscope in real-time manner, as well as precisely control the robot with high reliability. To meet the complex requirements, the use of high-level real-time OS (Operating System) in surgery robot controller is a must, which is as common as in many of modem robot controllers that adopt real-time OS as a base system software on which specific functional modules are implemened for more reliable and stable system. The control system consists of joint controllers, host controllers, and user interface units. The robot features a compact slave robot with 5 DOF (Degree-Of-Freedom) expanding the workspace of each tool and increasing the number of tools operating simultaneously. Each master, slave and Gill (Graphical User Interface) host runs a dedicated RTOS (Real-time OS), RTLinux-Pro (FSMLabs Inc., U.S.A.) on which functional modules such as motion control, communication, video signal integration and etc, are implemented, and all the hosts are in a gigabit Ethernet network for inter-host communication. Each master and slave controller set has a dedicated CAN (Controller Area Network) channel for control and monitoring signal communication with the joint controllers. Total 4 pairs of the master/slave manipulators as current are controlled by one host controller. The system showed satisfactory performance in both position control precision and master-slave motion synchronization in both bench test and animal experiment, and is now under further development for better safety and control fidelity for clinically applicable prototype.

광패턴을 이용한 능동형 수위 및 거리 측정 기법 (Active Water-Level and Distance Measurement Algorithm using Light Beam Pattern)

  • 김낙우;손승철;이문섭;민기현;이병탁
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권4호
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    • pp.156-163
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    • 2015
  • 본 논문은 광패턴 조사를 통한 능동형 수위 및 거리 측정 기법을 제안한다. 기존 압력식, 부자식, 초음파식, 레이더식 등의 수위측정기법과 달리 최근에는 수위측정의 정확성과 모니터링 편리성을 강조한 영상기반 수위측정기법이 활용되고 있다. 본 논문에서는 참조용 광패턴을 교각이나 제방 등에 동적으로 조사(照射)하고, 카메라 장치로부터 조사된 광패턴 영상을 실시간 분석 처리하여 자동 수위측정 및 조사(照射) 대상물까지의 거리측정을 위한 새로운 방법을 제시한다. 기존 방법이 교각에 기(旣) 부착된 수위표나 마커 인식을 위해 수동적으로 영상데이터를 분석하는 것이었다면, 본 기법은 교각 설치 환경에 대응하여 능동적으로 참조 광패턴을 생성하여 사용함으로써, 난시야(難視野) 환경 및 잡음 대응에 효과적이고, 포터블 형태로 주야간 이용이 가능하며, 별도 조명 설치를 요구하지 않는 등의 강건한 수위 측정을 지원한다. 본 실험은 실내 시험 환경을 구성하여 시뮬레이션 하였으며, 0.4-1.4m 거리 13.5-32.5cm 높이에서 수위 및 거리 측정을 수행하였다.

고속 해상 객체 분류를 위한 양자화 적용 기반 CNN 딥러닝 모델 성능 비교 분석 (Comparative Analysis of CNN Deep Learning Model Performance Based on Quantification Application for High-Speed Marine Object Classification)

  • 이성주;이효찬;송현학;전호석;임태호
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.59-68
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    • 2021
  • 최근 급속도로 성장하고 있는 인공지능 기술이 자율운항선박과 같은 해상 환경에서도 적용되기 시작하면서 디지털 영상에 특화된 CNN 기반의 모델을 적용하는 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 해상 서비스의 경우 인적 과실을 줄이기 위해 충돌 위험이 있는 부유물을 감지하거나 선박 내부의 화재 등 여러 가지 기술이 접목되기에 실시간 처리가 매우 중요하다. 그러나 기능이 추가될수록 프로세서의 제품 가격이 증가하는 문제가 존재해 소형 선박의 선주들에게는 비용적인 측면에서 부담이 된다. 또한 대형 선박의 경우 자율운항선박의 시스템을 감안할 때, 연산 속도의 성능 향상을 위해 복잡도가 높은 딥러닝 모델의 성능을 개선하는 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 딥러닝 모델에 경량화 기법을 적용해 정확도를 유지하면서 고속으로 처리할 수 있는 방법에 대해 제안한다. 먼저 해상 부유물 검출에 적합한 영상 전처리를 진행하여 효율적으로 CNN 기반 신경망 모델 입력에 영상 데이터가 전달될 수 있도록 하였다. 또한, 신경망 모델의 알고리즘 경량화 기법 중 하나인 학습 후 파라미터 양자화 기법을 적용하여 모델의 메모리 용량을 줄이면서 추론 부분의 처리 속도를 증가시켰다. 양자화 기법이 적용된 모델을 저전력 임베디드 보드에 적용시켜 정확도와 처리 속도를 사용하는 임베디드 성능을 고려하여 설계하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법 중 정확도 손실이 제일 최소화되는 모델을 활용해 저전력 임베디드 보드에 비교하여 기존보다 최대 4~5배 처리 속도를 개선할 수 있었다.

유출유 모니터링을 위한 해경 항공 영상의 개별정사보정 (Individual Ortho-rectification of Coast Guard Aerial Images for Oil Spill Monitoring)

  • 오연곤;배억안;최경아;이임평
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1479-1488
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    • 2022
  • 해양에서는 선박충돌, 침몰 등으로 인하여 기름이 유출되는 사고가 간헐적으로 일어난다. 이러한 사고가 발생하였을 때 신속한 대책 마련을 위해 유출유 현황을 정확히 파악해야 한다. 이를 위해 해양경찰은 고정익비행기 또는 헬기로 대상 지역을 순찰하며 육안이나 영상 촬영을 통해 확인하는데, 유출유로 오염된 면적과 지도 상의 정확한 위치를 파악하는데 어려움이 있었다. 이에 본 연구는 유출유 현황 파악을 위해 해경에서 수집한 항공 영상을 개별적으로 지상기준점 없이 자동으로 직접 지오레퍼런싱(georeferencing)하여 정사보정하는 기술을 개발한다. 먼저, 영상 등 센서 정보를 가시화한 화면에서 지오레퍼런싱에 필요한 메타정보를 문자인식기술을 통해 추출한다. 추출된 정보를 바탕으로 영상의 외부표정요소를 결정한다. 결정된 외부표정요소를 이용해서 영상을 개별적으로 정사보정한다. 이러한 방법으로 통해 생성한 개별정사영상의 정확도는 수십 미터에서 최대 100 m 정도로 평가되었다. 지상기준점을 사용하지 않았고, 위치와 자세 센서의 관측 오차, 카메라 초점거리 등 내부표정요소의 오차를 고려할 때 상당히 양호한 수준이었다. 해양에서 유출유 오염 지역에 대한 현황 파악을 위해 적절한 수준으로 판단된다. 향후 비행 중 촬영 영상에 대한 실시간 전송이 가능해지면, 제안된 개별정사보정 기술을 통해 실시간으로 개별 정사영상을 생성할 수 있게 된다. 이를 기반으로 유출유 오염 현황에 대한 신속한 파악과 대책 수립에 효과적으로 활용할 수 있다.

<인생나눔교실> 사업의 효과 검증을 위한 추적 조사 방법론 연구 - 2017~2018년도 영상추적조사를 중심으로 - (A Study on Follow-up Survey Methodology to Verify the Effectiveness of )

  • 이동은
    • 예술경영연구
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    • 제53호
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    • pp.207-247
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    • 2020
  • <인생나눔교실>은 인문학적 소양을 갖춘 은퇴세대가 멘토가 되어 후속 세대인 멘티에게 삶의 지혜와 방향을 제시하고 소통의 장을 만들어가는 사업이다. 이와 같은 사업의 평가들은 사업이 진행되는 단기간을 기준으로 하여 정량적, 정성적 평가를 수행하는 것이 일반적이다. 그러나 단기간의 평가는 실제 의미있는 효과를 예측하고 판단하기 어렵다는 한계를 가지고 있다. 이에 <인생나눔교실>에서는 2017년과 2018년 영상추적조사를 통해 본 사업의 핵심 참여자의 질적 변화 추이를 살펴보고자 했다. 이를 위해 연구주제에 적합한 조사방법으로 인터뷰 영상 촬영, 촬영 현장 관찰, 가치부호화를 통한 질적연구방법론을 채택하였다. 결과 분석을 위해서는 인터뷰 내용에서 키워드를 추출, 가치부호화 작업을 진행한다. 이후 인문정신가치를 매칭시켜 변화양상을 확인하고 그 의미를 도출하는 이론적 방법을 활용하였다. 실질적으로 본 연구에서 진행한 연구가 추적조사임에도 불구하고 2년이라는 다소 짧은 시간 동안 변화된 양상을 분석했다는 점이 여전히 한계로 남는다. 하지만 국내외 문화예술교육 사업 분야의 추적조사를 위한 모형을 거의 찾아볼 수 없는 현 시점에 추적조사를 위해서 연구자들이 진행해야하는 방법론을 체계화하고 구체적인 적용 사례를 함께 제시했다는 점에서 유의미성을 찾을 수 있다.

Ukrainian Students' Analysis of Abuse Treatment by Parents: Retrospective and Perspective in Virtual and Real Environments

  • Stoliarchuk, Olesia;Kokhanova, Olena;Prorok, Nataliia;Khrypko, Svitlana;Shevtsova, Olena;Tkachyshyna, Oksana;Lobanchuk, Olena
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권8호
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    • pp.197-207
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    • 2022
  • Given the prevalence of violence in Ukrainian families, measures to prevent parental abusive treatment against children are urgent. It is important to study today's youth awareness about violence within families in order to enhance a culture of engagement with spouses and children in future. The aim of the study is to examine students' reflective experiences and their attitudes towards forms, frequency, causes and effects of parental abusive treatment. During the research the following methods were used step-by-step: theoretical analyses of scientific resources, anonymous questionnaire, quantitative and correlation analyses. According to result of survey 98 students who were interviewed, none of them fell victim of sexual abuse in their families. However, more than a half (51%) of the students surveyed experienced some forms of parental physical punishment. All the interviewed students encountered psychological cases of parental violence. The mostprevalent forms of parental abuse among the interviewees are criticism, negative comparison, emotional detachment, arrogance, intimidation, blackmail and humiliation. The most prevalent consequences of parental abuse among students are anxiety, low self-esteem, insecurity, impatience, suspiciousness, constraint in communication. Students agree that budget limitations, forced labor, criticism, spanking, emotional detachment, ignoring type of communication, reproach, blackmail are acceptable methods of punishment to use when raising their own children. These results clearly demonstrate the problem of the impact of parental abuse on children and its consequences in the future. A virtual dimension of the actualized problem is considered, namely: - virtualization of aggression and cruelty in the postmodern world. - the level of determining the factor of cruelty from the space of virtual culture. - the mirror image of everyday cruelty in the virtual environment; - the phenomenon of video games as a source and context of representation of the factor of cruelty in behavioral realities; - cybercrime as a virtualized result of cruelty in family and everyday realities. - futurological perspectives of virtualization of cruelty in communicative culture in general and in family relations in particular. The postmodern world is fundamentally different from the traditions and culture of the past, primarily due to the development of computer technologies and the virtualization of life in general. So, for example, virtual communities have become, in a certain way, another world, a second reality of life in general. And certain behavioral factors, in particular cruelty in the private environment, became a projection of such a phenomenon as cybercrime. Video games are a unique modern phenomenon, which multipolarly absorb all facets of human potential, communicative tendencies, behavioral and characterological factors, from the warmth of interpersonal relationships to the extreme degree of cruelty.

열화상 사진기로 열전도 현상을 시각화한 자료가 소집단 활동에서 초등학생에게 미치는 교육적 효과 - 금속이 차갑게 느껴지는 이유에 대한 정신모형 변화를 중심으로 - (The Educational Effect of the Visualization of Heat Conduction with a Thermal Imaging Camera on Elementary School Students in Small Group Activity - Focusing on the Change of the Mental Model of Why Metal Feels Cold -)

  • 이가람;주은정;박일우
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제41권3호
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    • pp.569-591
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    • 2022
  • 본 연구는 '금속이 차갑게 느껴지는 이유'를 설명하는 소집단 활동 과정에서 열화상 사진기로 열전도 현상을 시각화한 자료가 초등학생에게 미치는 교육적 효과에 대해서 알아보고자 하였다. 연구를 위해 초등 5학년 4명을 대상으로 '온도와 열' 단원 학습 전후에 사전 사후 심층면담을 진행하였다. 또한 '금속이 차갑게 느껴지는 이유'를 설명하는 추가 차시 수업의 소집단 활동 과정에서 녹화 및 녹음 자료, 학생들의 활동지, 연구자의 연구일지 등을 수집하여, 비교⋅검토하였다. 연구 결과 열화상 사진기로 열전도 현상을 시각화한 자료는 호기심을 유발하고 정교한 관찰 및 통합적 사고의 기회를 제공하였다. 또한 열전도 현상을 시각화한 자료는 학생들의 소집단 활동 과정에서 활발한 의사소통을 위한 해석과 반박의 근거자료로 사용되었다. 학생들은 열화상 동영상 자료를 바탕으로 하는 소집단 토론 과정을 통해 비과학적 신념을 변화시키고 지식을 정교화하였으며 이를 바탕으로 각자의 정신모형을 발달시켰다.

AWS 기반 행위와 객체 인식을 통한 위협 상황 판단 시스템 (Threat Situation Determination System Through AWS-Based Behavior and Object Recognition)

  • 김예영;정수현;박소현;박영호
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제12권4호
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    • pp.189-198
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    • 2023
  • 길거리에서 묻지마 범죄가 자주 발생함에 따라 CCTV의 보급이 증가하고 있다. 그러나 수동적으로 작동되는 CCTV의 단점 때문에 지능형 CCTV의 필요성이 주목 받고 있다. 이러한 지능형 CCTV의 무거운 시스템 때문에, 높은 성능의 기기들이 필요해 일반 CCTV를 대체하는데 비용적 측면에서 부담이 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해 낮은 품질의 영상도 인식하며 높지 않은 성능의 기기에서도 시스템이 구동되는 지능형 CCTV 시스템이 필요하다. 따라서 본 논문은 AWS 기반 플랫폼을 활용하여 시스템을 경량화하고 영상을 텍스트화하여 실시간으로 위협을 감지할 수 있는 Saying CCTV 시스템을 제안한다. 이는 YOLO v4와 OpenPose를 사용해 추출한 데이터를 바탕으로 위험 객체와 위협 행동 그리고 위협 상황을 판단하며, 위험도를 머신러닝으로 계산하도록 구현하였다. 이를 통해, 언제 어디서나 네트워크만 연결되면 시스템을 동작시킬 수 있으며, 영상 촬영과 이미지 업로드가 최소한의 성능의 기기에서도 시스템 사용이 가능하다. 나아가 영상을 분석하여 텍스트로 저장되는 데이터들로 하여금 범죄의 유의미한 통계를 자동화하여 신속한 범죄 예방이 가능하다.

차량 적재함의 높이 변화 감지를 이용한 고속도로 톨게이트 과적차량 검출에 관한 연구 (A Study on Detection of Overloaded Vehicles at Highway Toll Gates Using Detection of Height Changes in Vehicle Cargo Boxes)

  • 이광;김봉근
    • 실천공학교육논문지
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    • 제16권3_spc호
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    • pp.391-399
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    • 2024
  • 우리나라의 모든 고속도로 톨게이트에서는 저속 축중기를 사용해 과적 화물 차량의 고속도로 본선 진입을 차단하고 있으나, 일부 화물 차량은 가변축을 조작할 수 있도록 불법으로 개조하고 축조작을 통해 단속을 회피하고 있다. 기존에 수행된 연구들에서는 주행중인 차량의 타이어들을 검출해 축조작의 여부를 판별하고 있지만, 고속도로 톨게이트 검문소의 차량 진입부가 매우 좁기 때문에 하나의 영상 프레임에 차량의 모든 타이어를 촬영하는 것이 현실적으로 어렵다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 타이어의 검출이 아닌 화물 차량 적재함의 상하 높이 변화를 감지하는 방법으로 축조작 시도 여부를 판단할 수 있는 시스템을 제안하였다. 화물 차량의 적재함 높이 변화를 검출하는 방법으로 허프 변환을 이용해 차량 적재함의 대표선을 추출하고 대표선의 높이 변화를 측정하여 적재함의 수직 높이 변화를 감지하는 방법과 광류를 이용해 영상의 일정 영역 내의 픽셀들에 대한 모션 백터를 구하고 이를 누적하여 적재함의 수직 높이 변화를 감지하는 방법을 사용하였으며 두 방법을 비교 분석하고 장단점을 제시하였다.

COMBUSTION VISUALIZATION AND EMISSIONS OF A DIRECT INJECTION COMPRESSION IGNITION ENGINE FUELED WITH BIO-DIESOHOL

  • LU X.;HUANG Z.;ZHANG W.;LI D.
    • International Journal of Automotive Technology
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    • 제6권1호
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    • pp.15-21
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    • 2005
  • The purpose of this paper is to experimentally investigate the engine pollutant emissions and combustion characteristics of diesel engine fueled with ethanol-diesel blended fuel (bio-diesohol). The experiments were performed on a single-cylinder DI diesel engine. Two blend fuels were consisted of $15\%$ ethanol, $83.5\%$ diesel and $1.5\%$ solublizer (by volume) were evaluated: one without cetane improver (E15-D) and one with a cetane improver (E15-D+CN improver). The engine performance parameters and emissions including fuel consumption, exhaust temperature, lubricating oil temperature, Bosch smoke number, CO, NOx, and THC were measured, and compared to the baseline diesel fuel. In order to gain insight into the combustion characteristics of bio-diesohol blends, the engine combustion processes for blended fuels and diesel fuel were observed using an Engine Video System (AVL 513). The results showed that the brake specific fuel consumption (BSFC) increased at overall engine operating conditions, but it is worth noting that the brake thermal efficiency (BTE) increased by up to $1-2.3\%$ with two blends when compared to diesel fuel. It is found that the engine fueled with ethanol-diesel blend fuels has higher emissions of THC, lower emissions of CO, NOx, and smoke. And the results also indicated that the cetane improver has positive effects on CO and NOx emissions, but negative effect on THC emission. Based on engine combustion visualization, it is found that ignition delay increased, combustion duration and the luminosity of flame decreased for the diesohol blends. The combustion is improved when the CN improver was added to the blend fuel.