초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목표는 복수의 초소형 MEMS (Micro electro mechanical system) 기반 관성센서 (IMU: inertial measurement unit)의 출력 값을 기반으로 대상 물체의 위치 및 동작을 추적할 수 있는 불확실성에 강건한 기계학습 기반 소프트웨어 알고리즘을 개발하는 것이다.
관성 센서의 출력 값은 각속도, 가속도, 자기장 필드이다. 해당 값들은 다양하게 응용되어 활용될 수 있다. 본 연구에선 물체의 위치 및 동작추적을 위해 활용한다.
(1) 관성센서 기반 위치추적 알

□ 연구개요
본 연구의 목표는 복수의 초소형 MEMS (Micro electro mechanical system) 기반 관성센서 (IMU: inertial measurement unit)의 출력 값을 기반으로 대상 물체의 위치 및 동작을 추적할 수 있는 불확실성에 강건한 기계학습 기반 소프트웨어 알고리즘을 개발하는 것이다.
관성 센서의 출력 값은 각속도, 가속도, 자기장 필드이다. 해당 값들은 다양하게 응용되어 활용될 수 있다. 본 연구에선 물체의 위치 및 동작추적을 위해 활용한다.
(1) 관성센서 기반 위치추적 알고리즘 : 위치 추적의 결과 값은 센서의 최초 위치와 측정 시 위치의 차이만큼의 삼차원 벡터를 의미한다.
(2) 관성센서 기반 동작추적 알고리즘 : 동작 추적의 결과 값은 센서가 부착된 다관절 모델의 각도 및 비틀어짐의 쿼터니언(Quaternion) 값을 의미한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 단일 관성센서 기반 동작 및 위치 추적 알고리즘 연구 및 연구 플랫폼 구축 완료
2. 기본 관성센서 기반 위치 및 동작추적 결과의 Open loop 특성 분석 완료
3. 5개의 관성센서들을 이용한 기계학습 기반 위치 및 동작추적 알고리즘 연구 완료
4. 기계학습 기반 다관절 물체의 동작 추적을 위한 Open loop 제약 기법(Loop closure) 연구 완료
5. 관성센서 융합 완료, 기계학습 기반 Loop closure 알고리즘 연구 완료
7. 물리기반 애니메이션을 사용한 Loop closure 알고리즘 연구 완료
8. MEMS 관성센서 기반 프로토타입 제작 완료
9. 26개, 5G , 450 deg/sec, wireless imu 정확도 완료

□ 연구개발결과의 중요성
광범위한 활용분야
1. 게임의 컨트롤러로 활용 가능 : 가상현실의 경우 실제 자신의 몸 움직임을 가상공간에 투영하기 위해선 동작추적 알고리즘이 필수적이다. 기존 광학 기반 동작추적의 경우 장소 및 차폐물 등에 의한 간섭이 크나 관성센서 기반의 알고리즘은 거의 제약사항 없이 활용이 가능하다.
2. 모션캡쳐 알고리즘 : 기존 마커 기반의 모션캡쳐 알고리즘의 경우 가려진 영역이나 손가락과 같은 작은 부위의 추적이 굉장히 어려우나 제안된 관성센서 기반 알고리즘은 추적이 용이하여 활용도가 높다.
활용분야의 중요성
1. 가상현실에서의 컨트롤러 : 최근 가상현실 분야가 크게 확장이 되고 있으며 이에 따른 컨트롤러 분야 또한 확장이 되고 있다. 아직 국내 기술로 개발된 위치 및 동작추적이 가능한 상용화된 제품은 없는 것으로 알려져 있다. 대중화 되고 있는 가상현실 컨트롤러의 국산화는 굉장히 중요한 과제이다.
2. 불확실한 환경에서의 위치 및 동작추적 : 건물 내부, 터널, 및 심해에서의 재난상황에 대비한 강건한 위치추적 알고리즘은 끊임없이 요구되고 있다.
3. 보행 로봇의 자세제어 : 외골격(EXO-Skeleton) 보조기구와 같은 신체를 강화하기 위한 목적의 로봇 제어의 핵심 입력 값 중 하나가 동작 및 위치추적 값이다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 16
• 끝페이지 ... 24