• 한국정밀공학회지
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• 제33권8호
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• pp.669-681
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• 2016

Mechanical designers often make mistakes that result in unwanted over-constraints, causing difficulty in assembly operations and residual stress due to interference among parts. This study is concerned with detection and elimination of over-constraints. Screw theory is a general method that is used for constraint analysis of an assembly and motion analysis of a mechanism. Mechanical assemblies with plane-plane, pin-hole, and pin-slot constraint pairs are analyzed using screw theory to illustrate its utility. As a real-world problem, a ball valve design is analyzed using the same method, and several unwanted over-constraints are detected. Elimination measures are proposed. Nominal dimensions of some parts are adjusted, and dimensions and tolerances of the pins and holes are modified using the virtual condition boundary concept. The revised design is free of over-constraints. General procedure for applying screw theory to constraint analysis is established and demonstrated; it will contribute to improving quality of assembly designs.

• 대한인간공학회:학술대회논문집
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• 대한인간공학회 1992년도 추계학술대회논문집
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• pp.46-53
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• 1992

Finger movements in the sagittal plane mainly consist of flexion and extension about the metacarpophalangeal(MCP) and proximal interphalangeal(PIP) joints. A kinematic finger model was developed with the assumption of constant tendon moment arms. Equations of static equilibrium were derived for the finger model using the principle of virtual work. Equations of static equilibrium for the finger model were indeterminate since only three equations were available for five unknown variables(forces). The number of variables was reduced based on information on muscular activities in finger movements. Then the amounts of forces which muscles exerted to maintain static equilibrium against external loads were computed from the equilibrium equations. The muscular forces were expressed mathematically as functions of finger positions, tendon moment arms, lengths of phalanges, and the magnitude and direction of external load. The external finger strength were computed using the equations of muscular forces and anatomical data. Experiments were performed to measure finger strengths. Measurements were taken in combinations of four finger positions and four directions of force exertions. Validation of the finger models and of procedure to estimate finger strengths was done by comparing the results of computations and experiments. Significang differences were found between the predicted and measured finger strengths. However, the trends of finger strengths with respect to finger positions were similar inboth the predicted and measured. These findings indicate that the finger model and the procedure to predict finger strengths were correctly developed.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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• pp.57-59
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• 1998

For medical students and doctors, knowledge of the three-dimensional (3D) structure of brain is very important in diagnosis and treatment of brain diseases. Two-dimensional (2D) tools (ex: anatomy book) or traditional 3D tools (ex: plastic model) are not sufficient to understand the complex structures of the brain. However, it is not always guaranteed to dissect the brain of cadaver when it is necessary. To overcome this problem, the virtual dissection programs of the brain have been developed. However, most programs include only 2D images that do not permit free dissection and free rotation. Many programs are made of radiographs that are not as realistic as sectioned cadaver because radiographs do not reveal true color and have limited resolution. It is also necessary to make the virtual dissection programs of each race and ethnic group. We attempted to make a virtual dissection program using a 3D image of the brain from a Korean cadaver. The purpose of this study is to present an educational tool for those interested in the anatomy of the brain. The procedures to make this program were as follows. A brain extracted from a 58-years old male Korean cadaver was embedded with gelatin solution, and serially sectioned into 1.4 mm-thickness using a meat slicer. 130 sectioned specimens were inputted to the computer using a scanner ($420\times456$ resolution, true color), and the 2D images were aligned on the alignment program composed using IDL language. Outlines of the brain components (cerebrum, cerebellum, brain stem, lentiform nucleus, caudate nucleus, thalamus, optic nerve, fornix, cerebral artery, and ventricle) were manually drawn from the 2D images on the CorelDRAW program. Multimedia data, including text and voice comments, were inputted to help the user to learn about the brain components. 3D images of the brain were reconstructed through the volume-based rendering of the 2D images. Using the 3D image of the brain as the main feature, virtual dissection program was composed using IDL language. Various dissection functions, such as dissecting 3D image of the brain at free angle to show its plane, presenting multimedia data of brain components, and rotating 3D image of the whole brain or selected brain components at free angle were established. This virtual dissection program is expected to become more advanced, and to be used widely through Internet or CD-title as an educational tool for medical students and doctors.

• 방송공학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.601-615
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• 2009

본 논문에서는 3D-Video에서 가상시점 영상을 생성하는데 필요한 깊이정보 맵의 효율적인 부호화 방법을 제안한다. 가상시점 영상은 실사 영상의 깊이정보 맵을 이용한 시점보간(View Interpolation) 방법으로 생성된다. 일반적으로 깊이정보 맵의 부호화에는 H.264 등의 자연영상에 대한 동영상 부호화 방법을 그대로 적용하고 있는데, 이러한 부호화 방법은 깊이정보 맵의 특성을 고려하지 않은 방법이다. 따라서 본 논문에서는 깊이정보 맵의 영상특성을 고려하여, 맵 정보를 그레이 코드로 변환한 후 비트평면 단위로 부호화하는 방법과, H.264 부호화 방법을 블록단위로 적응적으로 선택하여 부호화하는 방법을 제안하였다. 실험결과로서 제안하는 방법의 성능은 H.264 부호화 방법에 비하여, BD-PSNR이 평균 0.5dB 향상되고, BD-rate는 평균 7.43% 감소되어 부호화효율이 우수함을 확인할 수 있었다. 또한 복원된 깊이정보 맵을 이용하여 생성된 가상시점 영상 간의 비교에서 제안하는 방법이 H.264 부호화 방법에 비해 주관적 화질이 크게 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Korean Dental Science
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• 제7권2호
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• pp.66-79
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• 2014

Purpose: To analyze the amount and pattern of tooth movement and the changes in arch dimension of mandibular dentition after orthodontic treatment using a new three-dimensional (3D)-indirect superimposition method. Materials and Methods: The samples consisted of fifteen adult patients with class I bialveolar protrusion and minimal anterior crowding, treated by extraction of four first premolars with conventional sliding mechanics. After superimposition of 3D-virtual maxillary models before and after treatment using best-fit method, 3D-virtual mandibular model at each stage was placed into a common coordinate of superimposition using 3D-bite information, which resulted in 3D-indirect superimposition for mandibular dentition. The changes in mandibular dental and arch dimensional variables were measured with Rapidform 2006 (INUS Technology). Paired t-test was used for statistical analysis. Result: The anterior teeth moved backward, displaced laterally, and inclined lingually. The posterior teeth showed statistically significant contraction toward midsagittal plane. The amounts of backward movement of anterior teeth and forward movement of posterior teeth showed a ratio of 6 : 1. Although the inter-canine width increased slightly (0.8 mm, P<0.05), the inter-second premolar, inter-first molar, and inter-second molar widths decreased significantly with similar amounts (2.2 mm, P<0.05; 2.3 mm, P<0.01; 2.3 mm, P<0.001). The molar depth decreased (6.7 mm, P<0.001) but canine depth did not change. Conclusion: A new 3D-indirect superimposition of the mandibular dentitions using best-fit method and 3D-bite information can present a guideline for virtual treatment planning in terms of tooth position and arch dimension.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.1671-1680
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• 2014

원자력 발전소에서 예기치 못한 사고가 발생하거나 발전소를 해체하는 작업을 수행하는 과정에서는 방사선 물질의 유출에 대한 우려가 항상 존재한다. 유출된 방사선 물질을 제거하기위해서는 방사선의 분포에 대한 정확한 정보를 획득할 수 있는 기술이 필요하다. 그러나 방사선 물질의 직접적 취급은 매우 제한적이기 때문에 방사선과 관련된 기술의 개발은 미리 시뮬레이션을 통하여 그 가능성을 검토하여야 한다. 본 논문에서는 방사선 물질의 분포에 대한 3차원 정보를 획득할 수 있는 방사선 영상화 기술을 시뮬레이션하였다. 두 개의 가상의 1차원 방사선 센서를 이용하여 스테레오 방사선 영상을 획득하고, 스테레오 시차를 이용하여 가상의 방사선 물질에 대한 3차원 거리 정보를 획득하였다. 점과 면으로 구성된 가상의 방사선 물질에 대하여 스테레오 방사선 영상 및 3차원 정보의 획득이 가능함을 시뮬레이션하였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제12B권2호
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• pp.157-166
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• 2005

3차원 가상현실 내에서 캐릭터 움직임 동작의 기술은 기존 방식인 키프레임 기법에 의존하던 것이 점차 동작 제어 기법을 활용하고, 보다 사실적이고 자연스러운 움직임을 생성해 내고자 하는 방향으로 발전해 가고 있다. 그러나 이러한 동작 제어 기법을 통해 가상현실의 지형 성질에 따라 적응적인 캐릭터의 동작을 표현하는데 한계가 있다. 즉, 대부분의 가상환경에서 캐릭터의 걷는 움직임은 일정하고 단조로운 동작만을 반복하여 표현하고 있어 관찰자로 하여금 지루함을 느끼게 하고, 지형의 조건이나 형태에 맞지않게 캐릭터의 발끝이 지면에 스며들거나 떠있는 등의 부자연스러운 동작으로 인해 사실감을 저하시킨다. 본 논문에서는 적은 매개변수들과 역운동학 방법을 적용하여 기본 걷기 동작을 표현하고, 지면의 성질을 마찰계수로 대표시켜 지면에 적응적인 걷기 동작의 생성 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 구심력과 마찰계수를 결합한 후, 이를 근거로하여 한 주기 동안의 걷는 동작을 분석하고 이를 기반으로 동작에 필요한 매개변수를 조정하여 지질에 따른 적응적인 캐릭터의 걷기 동작을 생성한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제43권6호
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• pp.85-96
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• 2006

본 논문은 2차원 형태의 가상 라벨을 시계 평면(view plane)상에 효율적으로 배치하기 위한 방법에 대해 다룬다. 제안하는 방식은 실시간 처리에 적합한 연산량을 가지면서, 기존의 자동 라벨 배치 알고리즘들이 완전하게 해결하지 못했던 국부 최소문제를 중첩 자유 영역을 이용해 극복하였다. 또한, 시계 평면에서 혼잡이 적은 영역에 라벨을 배치함으로써 배치된 라벨의 가독력을 향상 시켰다. 라벨의 배치에 있어서 배경 성분의 고려는 필수적이다. 하지만 기존의 논문들은 이러한 문제에 큰 관심을 기울이지 않았고, 자동 라벨 배치 알고리즘과 배경 분석 알고리즘은 개별적으로 연구가 진행되어왔다 본 논문은 가독력의 향상을 위해서 배경의 컬러와 텍스처 성분을 이용한 배경 분석 방식을 제안하였으며, 컬러 영상의 배경을 분석하여 자동 라벨배치 분야에 처음으로 적용하였다. 본 논문은 자동 라벨 배치 알고리즘과 배경 분석 알고리즘이 유기적으로 결합함으로써 이전의 논문에서 볼 수 없었던 배치 성능을 보여주며, 다양한 실험을 통해 이를 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.13-24
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• 1988

본(本) 논문(論文)은 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)의 동적(動的) 후좌굴(後座屈) 거동(擧動)을 파악(把握)하기 위하여 기하적(幾何的)인 비선형(非線型) 유한요소법(有限要素法)을 제시(提示)한다. 이를 위하여 3차원(次元) 연속체(連續體)에 대한 가상(假想)일의 원리(原理)에 배루누이-오일러 가정을 도입하므로서, 평면(平面)뼈대에 대한 탄성강도(彈性剛度)매트릭스, 기하적(幾何的)인 강도(剛度)매트릭스 그리고 질량(質量)매트릭스들을 유도한다. circulatory force를 받는 경우에는 circulatory discrete joint load와 circulatory distributed load에 대한 load correction stiffness matrix를 유도하므로써 이러한 하중을 받는 구조물(構造物)의 접선강도(接線剛度)매트릭스는 비대칭 행렬임을 보인다. 유도된 비선형(非線型) 운동방정식(運動方程式)의 해(解)는 Newton-Raphson 방법(方法) 및 Newmark 방법(方法)을 사용(便用)하여 구한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.57-67
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• 1997

가상공간 탐색은 근본적으로 가상카메라의 조작으로 귀결된다. 이때 가상카메라는 자유도 6을 가지고 움직인다. 그러나 우리가 주로 사용하는 마우스나 조이스틱 등의 입력장치는 2D 장치이다. 따라서 입력장치의 운동에 대응되는 카메라의 운동은 어느 한 순간에는 2D운동이다. 그러므로 카메라의 6DOF(degrees of freedom) 운동은 2D 또는 1D 운동들의 결합으로 표현할 수밖에 없다. 많은 가상공간 탐색 브라우저에서는 이 문제를 해결하기 위해 여러 가지 탐색 모드를 사용한다. 그러나 다수의 모드를 설정하는데 사용된 기준이 분명하지 않고 각 모드에서 가능한 조작들이 서로 중복되는 경향이 있을 뿐만 아니라 입력장치의 감각 대응성(kinesthetic correspondence)이 미흡하기 때문에 사용자가 공간을 탐색할 때 상황을 장악하고 있다는 느낌을 가지기 힘들다. 이 문제를 해결하기 위해서는 일관적이면서도 포괄적인 단일 탐색 메타포어가 필요한데 본 논문에서는 이를 위해 헬리콥터 조종사 메타포어를 제안한다. 헬리콥터 조종사 메타포어를 이용한다는 것은 조종장치들에 의해 사용자가 공간에서 날고있는 가상 헬리콥터의 조종사가 되어 공간 영상을 탐색 한다는 의미이다. 본 논문에서는 헬리콥터의 6DOF 운동을 직관적으로 조작하기 위해서 이를 6개의 2D 운동공간, 즉, (1) 평면상의 이동, (2) 수직면상의 이동, (3) 현위치중심의 피치, 요회전, (4) 현위치중심의 롤, 피치회전, (5) 좌우상하 선회, (6) 물체중심회전, 으로 분할하고, 각 2D 운동공간을 가시화 시켜 그 공간 자체를 메뉴화 하였다. 이렇게하면 사용자로 하여금 의식적으로 특정 모드를 선택하는 부담없이 단지 필요에 의해 적절한 2D 운동공간을 시각적으로 판단할 수 있도록 해준다. 각 운동공간에서의 헬리콥터 운동은 조이스틱의 2D 조작으로 제어한다.