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뉴로내비게이션 시스템 표면정합에 대한 병변 정합 오차의 회전적 특성 분석: 팬텀 연구
박현준,문정환,유학제,신기영,심태용,Park, Hyun-Joon,Mun, Joung Hwan,Yoo, Hakje,Shin, Ki-Young,Sim, Taeyong 대한의용생체공학회 2016 의공학회지 Vol.37 No.2
In this study, we investigated the rotational characteristics which were comprised of directionality and linearity of target registration error (TRE) as a study in advance to enhance the accuracy of contour-based registration in neuronavigation. For the experiment, two rigid head phantoms that have different faces with specially designed target frame fixed inside of the phantoms were used. Three-dimensional coordinates of facial surface point cloud and target point of the phantoms were acquired using computed tomography (CT) and 3D scanner. Iterative closest point (ICP) method was used for registration of two different point cloud and the directionality and linearity of TRE in overall head were calculated by using 3D position of targets after registration. As a result, it was represented that TRE had consistent direction in overall head region and was increased in linear fashion as distance from facial surface, but did not show high linearity. These results indicated that it is possible for decrease TRE by controlling orientation of facial surface point cloud acquired from scanner, and the prediction of TRE from surface registration error can decrease the registration accuracy in lesion. In the further studies, we have to develop the contour-based registration method for improvement of accuracy by considering rotational characteristics of TRE.
콤바인 예취부 고장진단을 위한 예취 칼날부의 진단 시스템 개발(I) - 진동 및 부하 신호 분석 -
최창현,김용주,김종혁,문정환,Choi, Chang-Hyun,Kim, Yong-Joo,Kim, Jong-Hyuck,Mun, Joung-Hwan 한국농업기계학회 2007 바이오시스템공학 Vol.32 No.3
The purpose of this study is to develop a measurement system of cutter conditions for combine header diagnosis during rice harvesting. A load cell was installed at the locker-arm to measure load fluctuation and an acceleration senor was used to monitor vibration signal of cutter bar. The data were collected from a paddy field during harvesting. The tests were conducted with a normal cutter, a loosened cutter, a broken cutter, and a worn-out connecter pin at the field. The vibration signals converted by FFT (Fast Fourier Transformation), filtered, and normalized. The load data and peak values of vibration signals in four different frequency ranges were used to determine the cutting operation and the cutter conditions of combine. The multiple comparison tests showed that the load data and peak values of vibration signals were important to monitor the cutting operation and cutter conditions of combine header.
주수빈(Subin Joo),문정환(Joung-Hwan Mun),신기영(Ki-Young Shin) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.1
본 논문에서는 얼굴 영역 수술용 네비게이션을 위한 스테레오 비전과 CT 영상을 이용하여 환자-영상 간 정합(Image to patient registration) 알고리즘의 성능을 평가한다. 환자 영상 간 정합은 스테레오 비전 영상의 특징점 추출과 이를 통한 3차원 좌표 계산, 3차원 좌표와 3차원 CT 영상과의 정합 과정을 거친다. 스테레오 비전 영상에서 3가지 얼굴 특징점 추출 방법과 3가지 정합 방법을 사용하여 생성될 수 있는 5가지 조합 중 정합 정확도가 가장 높은 방법을 평가한다. 또한 머리의 회전에 따라 환자 영상 간 정합의 정확도를 비교한다. 실험을 통해 머리의 회전 각도가 약 20도의 범위 내에서 Active Appearance Model과 Pseudo Inverse Matching을 사용한 정합의 정확도가 가장 높았으며, 각도가 20도 이상일 경우 Speeded Up Robust Features와 Iterative Closest Point를 사용하였을 때 정합 정확도가 높았다. 이 결과를 통해 회전각도가 20도 범위 내에서는 Active Appearance Model과 Pseudo Inverse Matching 방법을 사용하고, 20도 이상의 경우 Speeded Up Robust Features와 Iterative Closest Point를 이용하는 것이 정합의 오차를 줄일 수 있다. This study evaluates the performance of image to patient registration algorithm by using stereo vision and CT image for facial region surgical navigation. For the process of image to patient registration, feature extraction and 3D coordinate calculation are conducted, and then 3D CT image to 3D coordinate registration is conducted. Of the five combinations that can be generated by using three facial feature extraction methods and three registration methods on stereo vision image, this study evaluates the one with the highest registration accuracy. In addition, image to patient registration accuracy was compared by changing the facial rotation angle. As a result of the experiment, it turned out that when the facial rotation angle is within 20 degrees, registration using Active Appearance Model and Pseudo Inverse Matching has the highest accuracy, and when the facial rotation angle is over 20 degrees, registration using Speeded Up Robust Features and Iterative Closest Point has the highest accuracy. These results indicate that, Active Appearance Model and Pseudo Inverse Matching methods should be used in order to reduce registration error when the facial rotation angle is within 20 degrees, and Speeded Up Robust Features and Iterative Closest Point methods should be used when the facial rotation angle is over 20 degrees.
인공지능 및 인솔형 센싱 장치를 활용한 인체 중력중심 추정
문호세(Jose Moon),허현무,최안렬(Ahnryul Choi),문정환(Joung Hwan Mun) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6
본 논문은 스마트 깔창을 활용한 보행 중 인체 중력중심 예측 알고리즘 개발을 목표로 한다. 스마트 깔창에 부착된 압력센서의 값을 입력으로 하여 구성된 인공지능 알고리즘에 의해 보행 시 인체의 중력중심을 예측한다. 인공지능 알고리즘은 상관계수 0.9 이상, RMSE 95mm 이하의 결과를 보였다. 예측된 인체의 중력중심을 기반으로 깔창 사용자의 병리학적 보행 메커니즘을 간편하게 분석할 수 있는데 도움을 줄 수 있다.
중량물 들고 내리기 농작업 자세의 에너지 소모량 평가 시스템 개발
심태용 ( Taeyong Sim ),김보리 ( Bori Kim ),윤수현 ( Su Hyun Youn ),문정환 ( Joung Hwan Mun ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
농작업 자세 중에서 중량물을 반복적으로 들고 내리는 자세는 요통과 같은 근골격계 질환의 유발행위로 분류된다. 이는 인간공학적 유해요인 평가도구에 의해 위험도 별로 정량화 할 수 있다. 이러한 평가방법은 농작업 자세를 개선하여 근골격계 질환을 예방할 수 있다는 측면에서 매우 중요하다. 그러나 기존의 작업자세 부하 평가방법들은 동적 자세를 평가하는데 있어 어려움이 있을 뿐 만 아니라 평가 과정에서 관찰자의 주관성이 개입 될 수 있다는 한계점을 갖고 있다. 이에 본 연구에서는 중량물을 들고 내리는 동적 자세에서 발생하는 부하를 Energy expenditure를 이용하여 평가할 수 있는 시스템을 개발하는 것이다. Energy expenditure는 체중, 성별 등과 같은 작업자 관련 변수와 중량물의 무게, 들어 올리는 높이, 빈도수등과 같은 작업환경 관련 변수를 이용하여 최대 산소소비량을 예측하는 방법이다. 본 연구에서 제안하는 작업자 및 작업환경 관련 변수를 자동 측정하는 시스템은 초음파 거리측정 센서와 깔창 형태의 센서를 이용하여 구성하였다. 이를 통해 남성(6명), 여성(6명)을 대상으로 20kg의 중량물을 들고 내리는 동작에서 발생하는 Energy expenditure 값을 산출하였고, 산소소비량 측정 장비를 통해 획득된 최대 산소소비량(VO2)과 비교하여 검증하였다. 여성을 대상으로 한 Energy expenditure 값과 최대 산소소비량 간 상관관계는 0.984로 나타났으며, 남성의 경우에는 0.998로 높은 상관관계를 보였다. 이와 같은 에너지 대사율 평가시스템은 연속적이고 반복적인 실제 농작업 자세 부하를 동적인 상태에서 평가할 수 있을 뿐 만 아니라 산소소비량 측정기와 같은 추가적인 장비가 필요하지 않아 현장 적용성이 뛰어 날 것으로 기대된다.