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공면 점을 포함한 원형 특징의 3차원 자세 및 위치 추정
김헌희(Heon-Hui Kim),박광현(Kwang-Hyun Park),하윤수(Yun-Su Ha) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.48 No.5
본 논문은 3차원 공간의 원형 물체에 대한 자세 및 위치 추정 문제를 다룬다. 원형 특징은 실세계의 다양한 물체들로부터 관찰될 수 있으며, 비전 기반의 물체 식별 및 위치 인식을 위한 주요한 단서를 제공한다. 일반적으로 3차원 공간상의 원형 특징은 카메라에 의해 투영될 때 원근 변화에 따라 투영된 곡선 정보로부터 원형 특징에 대한 완전한 3차원 자세 및 위치 파라미터를 결정하는 것이 어렵다. 따라서 본 논문은 공면 점(共面鮎)을 활용한 원형 특징의 3차원 자세/위치 추정 방법을 제안한다. 본 논문은 우선 원형 특징과 공면 점에 대한 기하학적 변환 관계를 사영 공간 및 3차원 공간에서 해석하고, 이를 토대로 3차원 자세 및 위치 파라미터의 추정 절차를 기술한다. 제안된 방법은 수치 예제를 통해 검증되고, 정확도 및 민감도 분석을 위한 실험을 통해 평가된다. This paper deals with a 3D-pose (orientation and position) estimation problem of a circular object in 3D-space. Circular features can be found with many objects in real world, and provide crucial cues in vision-based object recognition and location. In general, as a circular feature in 3D space is perspectively projected when imaged by a camera, it is difficult to recover fully three-dimensional orientation and position parameters from the projected curve information. This paper therefore proposes a 3D pose estimation method of a circular feature using a coplanar point. We first interpret a circular feature with a coplanar point in both the projective space and 3D space. A procedure for estimating 3D orientation/position parameters is then described. The proposed method is verified by a numerical example, and evaluated by a series of experiments for analyzing accuracy and sensitivity.
김헌희(Heon-Hui Kim),하윤수(Yun-Su Ha),김환성(Hwan-Sung Kim),민경식(Kyeng-Sik Min),문제은(Je-Eun Moon),최문성(Moon-Sung Choi),김대현(Dae-Hyun Kim),강군호(Goon-Ho Kang),고운용(Woon-Yong Koh) 한국마린엔지니어링학회 2003 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2003 No.-
It is very important to monitor the spread of spilled oil for effective response planning. However, the use of traditional response ship or other response equipment for this purpose under wild sea condition such as high wave, fast tide and wind is limited because of physical fatigue and stress of crews. Therefore, the development of an unmanned pollution response vehicle which can monitor the spread of spilled oil under wild sea condition is needed. In this paper, we report the construction of remote control system for super mini-size unmanned pollution response vehicles which consists of RF controller and a GUI-based control consol.<br/> <br/>
인간-로봇 대화적 상호작용을 위한 텍스트-제스처 변환 시스템
김헌희(Heon-Hui Kim),박광현(Kwang-Hyun Park) 한국HCI학회 2012 한국HCI학회 학술대회 Vol.2012 No.1
본 논문은 한국어 텍스트 기반의 로봇 제스처 자동 생성 기법을 다룬다. 기존의 텍스트-스피치 변환기술과 연동하여 인간-로봇 상호작용 시 로봇 스스로 적절한 제스처를 선택하여 음성과 동기화된 동작을 생성하기 위하여 본 논문은 텍스트-제스처 변환 기법을 제안한다. 제안된 시스템은 형태소 분석, 제스처 선택, 동작 스케줄을 위한 3개의 모듈들로 구성되며, 입력되는 텍스트에 대하여 로봇 팔 구동을 위한 제어명령 시퀀스를 생성한다. 제안된 방법은 로봇 아바타의 스토리텔링 사례에 적용되고, 설문조사를 통해 유효성이 평가된다. This paper presents a method for automatic generation of robot gestures driven by Korean text. To select proper gestures by a robot itself for a given text and to reproduce human-like gestures synchronized with speech, this paper proposes a text-to-gesture system that can be linked with a text-to-speech process. The proposed system consists of morphological analysis, gesture selection, and gesture scheduling modules, and outputs a sequence of motion control commands that enable a robot to reproduce gestural motions for a given text input. We apply the proposed method to some storytelling tasks for a robotic avatar, and evaluate it through a series of questionnaire surveys
김헌희(Heon-Hui Kim),박현(Hyun Park),박광현(Kwang-Hyun Park) 한국HCI학회 2014 한국HCI학회 학술대회 Vol.2014 No.2
본 논문은 두 개의 타원에 대한 기하학적 해석을 토대로 3차원 공간상에 존재하는 안경에 대한 3차원 자세 추정 문제를 다룬다. 기하학적인 관점에서 하나의 안경은 두 개의 볼록다각형으로 간주될 수 있으며, 이는 다시 하나의 코닉쌍 (A pair of two conics)으로 수학적인 근사가 가능하다. 이에 본 논문은 코닉쌍 특징으로부터 3차원 자세를 결정하기 위하여 우선 코닉쌍에 대한 기하학적 불변속성을 정의하고, 이로부터 자세추정 해법을 유도한다. 제안된 방법의 유효성 검증을 위하여, 본 논문은 이미 성능이 검증된 3점기반 및 4점기반 자세추정 기법들을 도입하고, 다양한 위치 및 방향에서 수집된 샘플 영상들을 이용하여 정확도 및 정밀도 측면에서 자세추정 성능을 비교 분석한다. This paper deals with a 3D pose estimation problem with respect to a eyeglass frame in 3D space based on the geometric interpretation of a pair of two conics. From the geometric perspective of view, an eyeglass frame can be first regarded as two convex polygons, then approximated mathematically to a pair of two conics. In this paper, we define a geometric invariant of a pair of two conics to help retrieve its pose parameters, and then derive the solution of the problem. In order to verify the effectiveness of the proposed method, this paper especially employs the traditional solutions for P3P(Perspective-3-Points) and P4P(Perspective-4-Points) problems, which are compared with our solution. All the solutions are evaluated through a series of experiments to analyze the estimation performance in view of pose accuracy and precision.
김진만,김헌희,남택근,Kim, Jin-Man,Kim, Heon-Hui,Nam, Taek-Kun 해양환경안전학회 2015 海洋環境安全學會誌 Vol.21 No.6
In this paper, development of mobile robot for the inspection of hull surface was mentioned. In the sea, it is difficult to proceed with the visual inspection of hull side and thus mobile robot for checking the status could be run with strap-on its surface. To do this, permanent magnet module to generate magnetic force between hull surface and mobile robot, and structure to minimize variance of the force under curvature circumstance were considered on the design. Based on the design, mobile robot with four NdFeB, four driving wheels and image aquisition module was applied. Load experiment to check the adhesive force, slip test during stop state and driving test to measure driving speed were executed. From the experiments 13 Kgf adhesive force was obtained and slip was not happened until 8 Kgf load on the inclined plate. Driving speed of mobile robot was measured at 0.82 m/s corresponding to 6.5 ampere. We confirmed the effectiveness of developed mobile robot by experiments to check its characteristics. 본 연구에서는 해상에서 선박의 외측 표면 검사를 위한 모바일 로봇의 개발에 대해 언급하였다. 해상에서 선체 측면에 대한 검사를 육안으로 진행하기 어려우며 이러한 검사를 효과적으로 수행하기 위해 모바일 로봇은 선체 측면에 부착되어 주행할 수 있는 기능을 갖추어야 한다. 이를 위해 선체 측면과의 부착력을 발생시키기 위해 영구 자석 모듈을 도입하였고, 곡면 주행 시 자기력의 변화를 최소화하는 구조로 설계를 하였다. 이러한 설계를 바탕으로 4개의 네오디움 자석, 4개의 구동바퀴, 영상 획득 모듈로 구성되는 모바일 로봇을 제작하였다. 제작된 로봇에 대해 선체와의 부착력을 확인하기 위한 하중 실험을 실시하였고, 주행이후 정지 시 측면 미끄럼 실험과 주행 속도 측정 실험을 실시하였다. 실험 결과 13 [Kgf]까지 선체와의 부착력을 유지할 수 있었고, 미끄러짐이 없는 하중은 8 [Kgf]까지였다. 주행 실험에서는 6.5 [A]의 전류에 대해 0.82 [m/s]의 속도로 주행할 수 있는 것을 확인하였다. 선박의 표면 검사를 위해 개발한 모바일 로봇의 특성 실험을 통해 로봇의 유용성을 확인할 수 있었다.