More than 6,000 power tiller accidents occurred in 2015, accounting for 50% of all agricultural machinery accidents. Despite this, educational institutions for farmers are only conducting theoretical education due to lack of training systems with guaranteed safety. This study developed an object motion tracking algorithm enabling trainees to control a power tiller driving simulator while wearing a HMD(head mounted display) in order to provide safe hands-on training equipment. A power tiller driving simulator was built using encoders, proximity sensors and displacement sensors to detect the locations of various operating devices such as steering clutch, and a computer model for this simulator was designed. Center coordinate synchronization of the driving simulator and the computer model was achieved with a tracker, and the motion of the power tiller driving simulator was tracked by computing position coordinates and rotation angles of the simulator. The maximum distance error was 23mm, and there was no difficulty maneuvering the driving simulator while wearing an HMD, even at maximum distance error. This motion tracking algorithm is expected to be applicable to the development of mixed reality based power tiller driving simulators for training, contributing to the reduction of power tiller accidents.

For several years, keyboard and mouse have been used as the main interacting devices between users and computer games, but they are becoming outdated. Gesture-based human-computer interaction systems are becoming more popular owing to the emergence of virtual reality and augmented reality technologies. Therefore research on these systems has attracted a significant attention. The researches focus on designing the interactive interfaces between users and computers. Human-computer interaction is an important factor in computer games because it affects not only the experience of the users, but also the design of the entire game. In this research, we develop an particle filter-based face tracking method using color distributions as features, for the purpose of applying to gesture-based human-computer interaction systems for computer games. The experimental results proved the efficiency of particle filter and color features in face tracking, showing its potential in designing human-computer interactive games.

본 논문에서는 동적계획법과 계층적 변이추적을 이용한 새로운 스테레오 정합 알고리즘을 제안 한다. 기존 동적계획법을 이용한 정합 알고리즘에서는 밝기 변화가 적거나 폐색영역과 같은 정합 화소 의 부재 등으로 인하여 정합 오류를 동반하므로 생성된 변이 맵을 신뢰할 수 없는 문제를 갖는다. 그러 므로 제안한 방법에서는 계층간의 변이 추적기법을 도입하여 이러한 정합 오류를 복원할 수 있도록 알 고리즘을 구성하였다. 입력된 스테레오 영상을 부 표본화를 통해 계층화 하고 동적계획법을 이용하여 생성된 각 계층의 변이 맵으로부터 계층사이의 변이 이동오차와 밝기에 기반한 정합오차를 계산하여 정합 오류를 줄임으로써 보다 정확한 변이를 선택하도록 하였다. 실험 결과에서 보듯이 밝기 변화가 적은 영역과 폐색영역 등에서 기존의 동적계획법방법 보다 개선된 성능을 보였다.

국제해사기구(IMO)는 해상인명안전협약(SOLAS)에 2002년 7월 1일부터 신조되는 총톤수 500톤 이상의 모든 선박에 자동선박추적장치(ATA)를 탑재시키도록 규정하였으나, 이SOLAS 협약에 적용되지 않는 현재 운항중인 10,000톤 미만의 현존선은 ATA의 비탑재로 인하여 충돌사고가 빈발하고 있다. 본 논문에서는 ATA의 일부 요소기술이 국산화되어 있으나 가장 핵심적인 자동추적 알고리즘 개발은 아직 미비한 실정에 있으므로 자동추적 알고리즘의 핵심요소기술의 연구개발을 통하여 ATA를 국산화하여 연안에서 항해하는 중소형 선박에 보급함으로서 충돌사고 둥을 미연에 방지하고자 한다.

본 논문은 광선 추적법 텍스쳐 매핑에서 MIP-Map 알고리즘 사용 시 텍스쳐 이미지들의 MIP-Map 수준을 선택하는 효과적인 방식을 제안한다. 이는 렌더링 시 물체와 교차하는 광선의 길이만을 사용하여 해당 물체의 텍스쳐 MIP-Map 수준을 선택하는 방법이다. 본 방식은 MIP-Map을 지원하지 않는 방식에 비하여 텍스쳐 알리아싱 면에서 우수하고 성능 저하는 미비하다.

본 논문은 대화형 광선 추적법에서 사용 가능한 새로운 그림자 컬링 알고리즘을 제안한다. 본 접근 방법은 그림자 자료 구조의 구축에 의한 전처리 방법 대신 프레임 간의 일관성을 이용하므로 동적 장면 상에서의 광선 추적법 처리에 적합하다. 본 알고리즘에서 그림자 계산 결과는 각각의 프리미티브 상에 저장이 되며 이 결과는 다음 프레임에 다시 사용된다. 또한 본 논문은 새로운 차폐 검사 방법을 제안한다. 이는 본 컬링 알고리즘에서 생길 수 있는 그림자 오류를 보정하며, 낮은 추가 비용을 요구한다. 실험 결과, 본 그림자 컬링 알고리즘은 7-19%의 탐색 비용 감소와 9-24%의 교차 비용 감소를 가져오는 것으로 나타났다.

워터젯이 탑재된 RIB(Rigid Inflatable Boat)형태의 무인수상선을 인한 경유점 추적 제어 알고리즘을 설계하였고, 성능 검증을 위해 실해역 시험을 수행하였다. 본 연구에서 사용된 RIB형 무인수상선의 경유점 추적제어를 위해서는 방향제어를 위해 버킷각을 제어하여야 한다. 우선, 육상 관제소에 미리 입력된 경유점들의 위경도 등의 위치정보들을 바탕으로, 목표 방향각을 실시간 계산한다. 그리고, 무인수상선에 탑재된 마그네틱 콤파스 등의 센서로부터 받은 선수각 및 선수각속도의 값과 PD 제어기법을 이용하여, 버킷각 명령을 실시간 계산한다. 본 연구에서는, 바람 등의 외력으로 인한 표류각을 보정하기 위해 일정속도 이상에서는 실침로(Course Of Ground, COG)를 사용하였다. 또한, 설계된 경유점 추적 제어 알고리즘을 검증하기 위해 부산 광안대교 근처 해역에서 육상관제소를 설치하고, 실선 시험을 수행하였다. 본 논문에서는, 설계된 무인 경유점 추적 제어 알고리즘의 시험결과를, 유인으로 제어한 결과 및 상용추적제어기로 제어한 결과들과 비교 분석하였다.

현재 육상에서의 GPS는 자동차 항법체계(Car Navigation System)와 개인휴대용 단말기를 이용한 위치정보체계 등이 활발히 활용되고 계속 연구되고 있는 추세에 있지만 해양에서는 그렇지 못한 실정으로 원래 GPS는 선박의 항해용 목적으로 개발된 것이지만, 해상에서 선박의 운항에 정확도는 크게 어려움을 주지 않는다는 이유로 선박의 항로확인을 위한 근사적인 위치의 표현만을 수행해왔다. 최근 항만이 복잡해지고 선박의 증가로 해양에서도 선박의 정밀한 유도가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 GPS에서 사용하고 있는 타원체인 WGS84 타원체의 자리좌표를 우리나라에서 사용하고 있는 타원체인 BESSEL 타원체의 지리좌표로 변환하는 요소인 3-parameter에 의한 타원체변환알고리즘 및 육도와 해도에서 사용하고 있는 평면 직교좌표계인 TM투영과 UTM투영의 알고리즘제작 하였다. 또한, 현재 항법용 GPS 센서가 가지고 있는 정확도를 검증하기 위해 GPS의 정적측량, 동적측량에 의한 오차량을 비교검토하였으며, 선박의 항로추적을 위해서 선박에서 수신된 위치 정보의 편차량을 분석하였다. 이렇게 검토된 자료를 기본으로 하여 실시간 선박항로를 추적할 수 있는 저가의 항로추적시스템 개발을 본 연구의 최종목표로 연구를 수행하였다.