Mobile HealthCare 기반의 향상된 운동거리 측정 알고리즘 설계 및 평가

임수봉 가천대학교 일반대학원 2016 국내석사

최근 급격한 인구 고령화 및 스마트 디바이스의 확산으로 인해 시간과 장소에 구애받지 않고 지속적으로 건강을 관리 할 수 있는 모바일 헬스케어 기술이 증대되고 있다. 건강관리를 위해 제공되는 정보들 중 중요시 되는 요소 중 하나는 정확한 운동 거리 측정으로 기존의 운동량 측정 시스템들의 경우 운동거리 측정 시 고도 정보를 아예 제외하거나 오차를 보정하지 않은 알고리즘을 사용하여 정확도가 낮은 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 위와 같은 문제점을 개선하기 위해 칼만 필터를 통해 GPS의 고도 값을 기압계 센서의 고도 값으로 보정한 모바일 헬스 케어 기반의 향상된 운동거리 측정 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘을 설계하기 위해 GPS와 기압계 센서를 통해 위도, 경도, 고도 값을 수집하고, 칼만 필터 알고리즘을 사용하여 GPS와 기압계센서의 고도 값 오차를 보정한다. 마지막으로 보정된 고도 데이터를 적용하여 평면상 거리 계산 알고리즘을 통해 단순 거리를 측정하여 이동한 거리를 측정하는 알고리즘을 설계하였다. 제안하는 알고리즘의 시스템을 구축하기 위하여 Android v5.0.1 Lollipop의 클라이언트에서 제안 알고리즘을 적용하였고, 클라이언트에서 측정된 샘플링 구간 의 거리 측정 결과 값을 서버에 전달하여 최종 결과 값을 분석하는 테스트 환경을 구현하였다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘을 테스트 및 평가하기 위해 지도 상 혼합, 산악 지형에서 운동 루트를 설정하였으며, 운동 루트를 줄자를 통해 실제 측정을 한다. 그리고 실제 측정과 동시에 스마트 디바이스를 이용하여 위도, 경도, 고도 값을 수집해 DMACA알고리즘과 제안하는 알고리즘을 적용해 이동 거리를 측정하였다. 제안하는 알고리즘과 기존 알고리즘을 동일한 조건에서 테스트 한 결과 설정된 운동 루트 상 실제 측정된 이동거리를 기준으로 기존의 DMACA 알고리즘 보다 제안하는 알고리즘이 실제 지형대비 혼합 지형에서는 30%, 산악지형에서는 26%로 정확도가 향상되었음을 확인하였다.

GIS기반의 묘지관리시스템

임수봉 연세대학교 공학대학원 2007 국내석사

The cemetery areas which are occupied more than 1.0 percent of whole land of Korea have widened gradually in spite of the rapid increase of cremation. To minimize the further cemetery increase, the Korean government declared the newly revised law for funeral process in 2000. The law provides the establishment of cemetery registration system for all of existing tombs, the reinforcement of declaration and approval system for new cemetery and the restoration for existing tombs expired. However, due to deficiencies for budget and manpower of the provincial government, even the reconnaissance is not being conducted for the cemetery investigation. The aim of this study is to find a method to establish the lower cost GIS-based cemetery management system using hand-held DGPS receiver and Mobile GIS software system for easy cemetery management.From the research it can be concluded :Firstly, with the integration of hand-held DGPS receiver and Mobile GIS software, it can be obtained high accurate positioning data. This hand-held GIS surveying and mapping system is very compact and portable and it allows fast surveying for wide area with a minimized manpower.Secondly, as it is very easy to learn how to operate the hand-held DGPS system with little knowledge for surveying technology, government officers can obtain positioning data for new tombs and update them on the Cemetery Management System easily by themselves.Finally, this is an another advantage that the government always can provide the latest cemetery data newly updated without any of additional expenses.Since the cemetery management system shows every tomb's position on the high resolution satellite's image with a cadastral data, the map helps anybody to find his interesting places very easily. Therefore the system data can be used for various purposes such as planning for land development, dealing with real estate and visits to ancestor's graves as well as cemetery management. 우리나라 전체면적의 약 1% 이상을 점유하고 있는 묘지는 최근 급격한 화장률의 증가에도 불구하고 지속적인 증가추세를 보이고 있다. 묘지증가의 최소화를 위해 정부에서는 2000년 장사등에관한법률을 전면 개정하여 묘지의 일제 조사를 통해 묘적부를 작성하도록 하고, 신설 묘지는 설치 시에 신고와 허가절차를 강화하며, 기존 묘지는 일정기간 후 자연으로 복원하도록 하는 등의 정책을 수립하였다. 그러나 현재로서는 각 지자체의 예산 및 행정력 부족으로 묘지의 현황파악을 위한 현지답사조차 제대로 이루어지지 못하고 있는 실정이다.본 연구의 목적은 저가의 휴대용DGPS(Differential Global Positiong System)와 모바일GIS(Geospatial Information System)소프트웨어를 사용하여 시간과 비용을 크게 절감할 수 있는 GIS기반의 묘지관리시스템 구축 방안을 제시하는데 있다.휴대용DGPS와 모바일GIS소프트웨어를 연계시키면 높은 정확도의 위치자료 취득과 현지에서의 실시간 GIS데이터구축이 가능하고, 산악지에서의 이동성과 휴대성이 뛰어나 소수의 인원으로 넓은 지역에 대한 묘지측량을 신속하게 수행할 수 있다. 또한 휴대용DGPS시스템은 측량지식이 없는 일반인이라도 쉽게 작동법을 익힐 수 있으므로, 담당공무원에 의한 직접적인 DB갱신을 용이하게 하여 향후 별도의 비용없이도 데이터의 최신성을 항시 유지시킬 수 있는 장점이 있다.본 연구에서 제시한 묘지관리시스템에서는 묘지위치도가 고해상도 위성영상에서 지적도와 중첩되어 표현되므로, 일반인에 의한 자료의 직관적 해석이 가능하여 담당 공무원의 묘지관리업무뿐만 아니라 각종 국토개발계획, 부동산거래, 조상묘 성묘 등 여러 분야에서 다양하게 활용할 수 있다.

Jacobi 적분에 관하여 : On Jacobi integrals

임수봉 포항공과대학교 대학원 2012 국내박사

In his last letter to Hardy, Ramanujan defined mock theta functions and gave $17$ examples. Zwegers found that mock theta functions are essentially holomorphic parts of nonholomorphic modular forms. Zwegers' work is based on computations of Jacobi integrals and their period functions such as Lerch sums, real analytic $R$-functions and Mordell integrals. Although there was no definition of Jacobi integrals, Jacobi integrals are used by many researchers. Study of higher-level Appell functions and real analytic Jacobi Eisenstein series are related with Jacobi integrals. This work is motivated by the theory of Eichler integrals. The concept of Eichler integrals was introduced by Eichler and more general automorphic integrals were studied further by many researchers. Period polynomials or period functions associated with automorphic integrals satisfy two functional equations and are explained in terms of parabolic cohomology. This cohomology group is called Eichler cohomology group and is isomorphic to the space of modular forms. The coefficients of period polynomials of Eichler integrals have played an important role to understand arithmetics of modular forms. The connection between periods and Maass wave forms was studied by Lewis and Zagier. We introduce Jacobi integrals associated with Jacobi forms. We define cohomology group. We prove that we can find Jacobi integrals for given set of functions satisfying the cocycle condition. This is needed to prove the isomorphism theorem between the cohomology group and the space of Jacobi forms. We find a map between Jacobi integrals and Jacobi forms and period relations which characterizes period functions in Jacobi integrals. We explain various functions in terms of Jacobi integrals. We define mock Jacobi forms as a special type of Jacobi integrals. Mock Jacobi forms are Jacobi integrals with dual forms. Lerch sum is given as an example of mock Jacobi forms.

무인항공사진측량을 이용한 공간정보 생성 및 정확도 평가

임수봉 忠南大學校 大學院 2016 국내박사

Recently, demand for updated digital maps is significantly increasing in accordance with use of the location based service(LBS) is getting more popular through mobile phones, internet and wireless communication systems. Therefore, Korea National Geographic Information Institute(NGII) has performed rapid updating the national digital topographic maps more frequently using aerial photogrammetry since 2013. However, it is not efficient to update maps for all areas using traditional aerial photogrammetric method because of processing time requirement and high cost. On the other hand, unmanned aerial photogrammetry is economical technology because of rapid processing time and low-cost on-board non-metric camera. In consequence, unmanned aerial photogrammetry is expected to be alternative technology for generating and timely updating geospatial information data including digital maps, DEMs(Digital Elevation Models), and orthoimages. In this dissertation, methods for generating accurate orthoimages by processing unmanned aerial images and data obtained from on-board MEMS GNSS/IMU(Micro Electro Mechanical System Global Navigation Satellite System/Inertial Measurement Unit) sensors and non-metric camera are introduced. Especially, this dissertation focuses on the method to extract model key points from unmanned aerial images with large variations in contrast, scale, and tilt angles. The model key points were utilized for automatic image matching that is based on SIFT(Scale Invariant Feature Transform) method. Furthermore, 3D point clouds were created by SfM(Structure-from-Motion) algorithm to reconstruct geometric relationship between images and object space through bundle aerial triangulation using matched images. To achieve objectives of this study, true orthoimages were generated for urban and mountainous areas and digital topographic maps were produced by digitizing orthoimages. The images were taken with more than 80% overlap to reduce effect of the large geometric distortion of the non-metric camera lens and consequently only central portions of the images were used. To obtain high spatial resolution images, the flying height was set between 150m and 200m. To produce accurate orthoimages and digital maps, at least 10 GCPs(Ground Control Points) per 1㎢ were utilized. The accuracies of the orthoimages and digital maps were evaluated at the check points using network Real Time kinematic(RTK) GPS. The planimetric accuracy of the digital topographic maps was RMSE of 0.038m. The results demonstrated feasibility of the unmanned aerial photogrammetry for digital topographic mapping. In addition, orthoimage generation and 3D modeling were performed for various geographic features and objects such as rivers, coastal areas, important facilities, and cultural properties. Therefore, unmanned aerial photogrammetry could be applicable to various fields such as land development planning, construction, facility management, and reverse engineering of the cultural heritage. 최근 휴대전화, 인터넷, 무선통신망 등을 이용한 위치기반서비스 이용이 대중화됨에 따라 그 기반이 되는 수치지도의 최신성 확보에 대한 요구가 크게 높아지고 있다. 이에 대응하기 위해 국토지리정보원에서는 2013년부터 수치지형도 수정 체계를 주기 수정에서 수시 수정 체계로 전환하여 항공사진측량 방법으로 지형도를 상시 수정하고 있다. 그러나 건설공사 등으로 인해 전국에 걸쳐 발생되는 모든 지형변화 지역의 지도를 기존의 항공사진측량 방법으로 수정하는 것은 시간과 비용 면에서 매우 비효율적이다. 이에 비해 무인항공사진측량은 저가의 모형 항공기와 일반 카메라로 획득한 영상을 신속히 처리하여 단시간 내에 DEM과 정사영상을 생성하는 경제적인 기술로 향후 수치지도를 적기에 갱신하기 위한 대안이 될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 MEMS GNSS/IMU센서와 일반 카메라를 이용하여 취득한 무인항공 영상을 처리하여 높은 정확도의 정사영상을 생성하는 방법에 관하여 체계적으로 정리하였다. 특히 명암과 축척 그리고 촬영 시 회전각의 변화가 큰 무인항공 영상에서 특징점을 추출하여 영상을 자동으로 정합하는 SIFT기술과 정합된 영상에 번들 항공삼각측량을 적용하여 대상물과 카메라 간의 영상기하를 재구성함으로써 3차원 점 군집(point clouds)을 생성하는 SfM기술 등 무인항공사진측량의 기본 이론을 정리하였다. 본 연구의 목적을 달성하고자 도심지와 산악지 등의 지형에 대하여 무인항공사진측량 방법으로 정사영상을 생성한 후, 이를 기반으로 수치지형도를 제작하였다. 렌즈왜곡이 큰 일반카메라의 단점을 보완하여 정확도를 향상시키기 위해 렌즈중심부의 영상만을 사용하고자 80% 이상의 중복도로 촬영하였으며, 높은 해상도의 영상 취득을 위해 비행고도를 150~200m 이내로 제한하여 저고도 근접촬영을 수행하였다. 성과의 정확도를 확보하기 위하여 1㎢ 당 최소 10점 이상의 지상기준점을 사용하여 정사영상과 수치지도를 제작하고 네트워크 RTK에 의한 지상측량 방법으로 검사점을 확인한 결과, 도심지의 경우 평면에서 RMSE 0.038m의 정확도를 갖는 수치지형도를 제작할 수 있었다. 본 연구를 통해 무인항공사진측량의 적용성을 확대하기 위하여 수치지도를 제작 하는 것 이외에도 하천, 해안선, 중요 시설물 및 문화재 등에 대한 정사영상 제작과 3D 모델링을 수행한 결과, 국토계획, 건설공사, 시설물 유지관리 및 문화재 역설계 등에도 무인항공사진측량이 광범위하게 적용될 수 있음을 알 수 있었다.