초록 ▼

IV. 연구개발결과
실시간 영상합성처리
■ IBL기법 적용을 위한 실린더 환경맵 추출 프로그램 개발 완료
■ 증강현실 환경에서의 Position Estimation of Multiple Light Sources 알고리즘 개발 완료

위치추적센서 및 융합처리
■ 센서 기반 신호 및 융합처리 프로그램 개발 완료
■ 위치추적 오차 보정 프로그램 개발 완료
■ 위치추적선서 및 융합처리 보고서

자세추적센서 및 융합처리
■ 관성 센서 raw data의 센서 융합 및 방향 추정 프로그

IV. 연구개발결과
실시간 영상합성처리
■ IBL기법 적용을 위한 실린더 환경맵 추출 프로그램 개발 완료
■ 증강현실 환경에서의 Position Estimation of Multiple Light Sources 알고리즘 개발 완료

위치추적센서 및 융합처리
■ 센서 기반 신호 및 융합처리 프로그램 개발 완료
■ 위치추적 오차 보정 프로그램 개발 완료
■ 위치추적선서 및 융합처리 보고서

자세추적센서 및 융합처리
■ 관성 센서 raw data의 센서 융합 및 방향 추정 프로그램 개발 완료
■ IMU 센서와 Vision 센서를 결합한 Pose Estimation 기술 개발 완료
■ 가상 군사훈련 시스템에서의 visual signals and firing positions 인식 기술 개발 완료
■ 관성센서와 가상 캐릭터의 매핑을 통한 휴먼 자세 추정 및 제스처 인식 기술 개발 완료
■ 확장 칼만 필터 및 Exponential smoothing 기법을 이용한 노이즈 제거 기술 개발 완료
■ 동적 자이로스코프 바이어스 제거 및 훈련 자세를 통한 오차 보정 프로그램 개발 완료

모의환경 및 모의논리처리
■ 가상군 모의기술 보고서

모의총기
■ 소총 5정, 권총 5정 제작
■ 모의 수류탄 및 모의 크레모어 제작

HMD
■ 프리즘과 곡면경을 이용한 FOV 60도 이상의 See-through 방식 광학계 개발
■ 편광 필름 및 /4 필름을 이용하여 광학계 밝기 최대화
■ 색수차 및 왜곡 수차를 줄인 비구면 렌즈 설계
■ DTM 장비를 이용한 비구면 렌즈 제작
■ 인체공학적 관점에서 외관 디자인 적용
■ 광학계 설계 (영상 크기, Eye-relief등)를 만족하는 영상을 만족할 수 있도록 하는 기구 3D 모델링 상세 설계 진행
■ 3D 모델링 데이터를 기반으로 하여 시제품 제작
■ 두상에 튼튼히 고정할 수 있도록 하기 위하여 HMD 다리 부분에 벨크로즈 장착
■ Full HD (1920x1080) Microdisplay 적용
■ FPGA를 이용한 Microdisplay 구동 가능 Driving Board 개발
■ HDMI 영상 신호 전송 가능
■ PC USB를 통한 전원 공급 가능
■ 720P (1280x720), 30fps 이상 구동 가능 카메라 동작 가능
■ 9축 무선 관성 센서 구동 가능

시간차 정합처리
■ 실사와 가상 객체 정합용 프로그램 개발 완료
■ 시간차 정합처리 보고서

체계통합 및 시험
■ 실내용 3D 전장환경 (74Mx45M〉제작 완료
■ 실외용 3D 전장환경(103Mx154M) 제작 완료
■ 운용개념 정립 및 운용개념 작성
■ 체계 요구규격 분석 및 작성
■ 운용개념 기반 훈련 시나리오 개발 (실외용 훈련 시나리오 포함)
■ 민수용 시제품 1식 제작 완료
■ 군수용 시제품 1식 제작 완료
■ 민수용/군수용 구성품 시험
■ 민수용/군수용 시제품 체계통합
■ 민수용/군수용 시제품 운용시험

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

IV. Results

Real-time image registration
■ Environment map extraction for image based lighting
■ Position estimation of multiple light sources in augmented reality

Location Tracking Sensor and Convergence Process
■ Development of sensor based signal and convergence process pro

IV. Results

Real-time image registration
■ Environment map extraction for image based lighting
■ Position estimation of multiple light sources in augmented reality

Location Tracking Sensor and Convergence Process
■ Development of sensor based signal and convergence process program
■ Development of location tracking error calibration program
■ Report of location tracking sensor and convergence process

Human pose tracking using sensor fusion and gesture recognition
■ Magnetic adaptive orientation estimation based on Madgwick sensor fusion algorithm
■ Human pose estimation combining inertial and visual sensing
■ Recognition of visual signals and firing positions for virtual military training systems
■ Human pose estimation and gesture recognition using IMU via virtual character mapping
■ Noise reduction extended Kalman filter and exponential smoothing
■ Cumulative error compensation of inertial measurement unit using heuristic drift reduction and human pose constraints

Virtual Environment and logic control
■ Report of CGF simulation technology

Simulated guns
■ rifle 5 EA, gun 5 EA
■ simulated hand grenades and fougasses

HMD
■ Development of a See-through type HMD optical system capable of presenting 60 degress FOV using prisms and curved mirrors.
■ Application of polarization film and /4 film to maximize optics brightness.
■ Design and production of aspheric lens to minimize color aberration and distortion.
■ Manufacture of aspheric optics using DTM equipment.
■ Application of ergonomic external housing.
■ Detailed 3D model ling for an optical systems design satisfying the display specifications (image size, eye-relief).
■ Prototype manufacture based on the 3D modelling data.
■ Velcro strap attached to HMD glasses legs to allow solid fixation.
■ Application of full HD (1920x1080) Microdisplay technology.
■ Development of microdisplay driver board development using FPGA technology.
■ HDMI signal processing and transmission possible.
■ Power input through PC USB possible.
■ Internal camera specification equal or better than 720P (1280x720), 30fps.
■ Internal 9-axis wireless inertia sensor

registration process in time interval
■ Registration program between real-image and virtual 3D objects
■ Report of registration process in time interval

System Integration & Test
■ Indoor 3D military contents(74Mx45M)
■ Outdoor 3D military contents(103Mx154M)
■ Operation concept development and documentation
■ System requirement analysis and development
■ Training Scenario development based on operation concept (include Field training scenario)
■ Public prototype 1 set
■ Military prototype 1 set
■ Public/Military component product test
■ Public/Military prototype system integration
■ Public/Military prototype operation test

(출처 : SUMMARY 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 14
• 표목차 ... 15
• 그림목차 ... 16
• 제1장 서론 ... 20
• 제1절 연구개발 개요 ... 20
• 제2절 연구개발 필요성 ... 21
• 제3절 연구개발 범위 ... 23
• 1. 연구개발 최종 목표 및 내용 ... 23
• 2. 연차별 개발 목표/내용 및 평가 ... 25
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 28
• 제1절 국내 기술현황 ... 28
• 제2절 국외 기술현황 ... 29
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 제1절 실시간 영상합성 처리 ... 32
• 1. IBL(Image Based Lighting) 기법을 이용한 광원 모델 추정 기술 개발 ... 32
• 2. 실제 환경과 가상 환경과의 자연스러운 광원 모델 적용 기술 ... 33
• 제2절 위치추적센서 및 융합처리 ... 36
• 1. 다중 사용자 지원을 위한 센서기반 신호처리 및 융합처리 기술 ... 36
• 2. 인공지능을 포함한 가상군과 훈련자간의 위치추적 보정 기술 ... 38
• 제3절 자세추적센서 및 융합처리 ... 43
• 1. 관성 센서를 이용한 훈련자 관절의 방향 추정 기술 개발 ... 43
• 2. 관성 센서의 데이터 변화량을 이용한 훈련자 관절의 위치 추정 기술 개발 ... 44
• 3. 관성 센서 기반의 제스처 인식 기술 개발 ... 45
• 4. 확장 칼만 필터를 이용한 관성 노이즈 제거 기술 ... 47
• 5. 관성 데이터의 누적 오차 보정 기술 개발 ... 47
• 제4절 모의환경 및 모의논리처리 ... 49
• 1. 컴퓨터생성가상군(CGF) 생성을 위한 에이전트 학습 기술 ... 49
• 2. 컴퓨터 생성 가상군(CGF) 인공지능 임베디드 기술 ... 50
• 제5절 모의화기 ... 54
• 1. 실외 환경에 적합한 집단훈련용 모의화기 설계 및 제작 ... 54
• 제6절 HMD ... 63
• 1. See-through 방식 HMD 광학시스템 개발 ... 63
• 2. 기구디자인 및 기구설계 ... 66
• 3. HMD Controller 개발 ... 68
• 제7절 시간차 정합처리 ... 72
• 1. 3차원 합성전장 구축을 위한 소프트웨어 프레임워크 ... 72
• 2. 분산 실시간 처리를 위한 시간차 정합처리 저작도구 개발 ... 73
• 제8절 체계통합 및 시험 ... 75
• 1. 시험용 군사지역에 대한 3D 합성전장 콘텐츠 제작 ... 75
• 2. 민수용 시제품 제작 ... 76
• 3. 군수용 시제품 제작 ... 83
• 4. 체계 요구규격 성능요소 분석 및 실외용 훈련 시나리오 개발 ... 87
• 5. 체계통합 및 시제품 시험평가 ... 90
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 94
• 제1절 목표 달성도 ... 94
• 1. 정량적 목표 달성도 ... 94
• 2. 세부 성능 달성도 ... 95
• 3. 기관별 목표 달성도 ... 97
• 제2절 연구개발 성과 ... 100
• 1. 연구개발 성과 및 제출된 산출물의 적절성 ... 100
• 2. 기타 연구 결과물 ... 104
• 제3절 시작품 성능시험 평가내용(자체시험 결과) ... 107
• 1. 단위 기능시험 ... 107
• 2. 통합 기능시험 ... 109
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 110
• 제1절 군수 실용화 방안 ... 110
• 1. 군수 실용화 분야 ... 110
• 2. 차기 모의전투훈련용 훈련체계 실용화 ... 111
• 제2절 민수 실용화 방안 ... 113
• 1. 민수 실용화 분야 ... 113
• 2. 실용화 성과 및 기대효과 ... 115
• 3. 실용화 추진계획 ... 117
• 제3절 추가연구의 필요성 ... 118
• 1. 동작인식 센서 ... 118
• 2. 센서 기술의 미성숙 ... 118
• 3. ST-HMD 기술 미성숙 및 가격 문제 ... 118
• 4. 훈련자의 정밀한 자세 및 위치 추정을 위한 추가 연구 ... 118
• 제6장 참고문헌 ... 120
• 끝페이지 ... 122