• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1069-1077
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• 2008

레이저와 카메라를 이용한 레일 마모도 측정 시스템은 정확한 마모도 측정을 위하여 레일에 조사된 레이저의 영역을 왜곡 없이 획득하고 이를 레일 단면과 정밀하게 일치시키는 과정이 매우 중요하다. 그러나 기존의 레일 마모도 측정 시스템은 빗물 등의 레일 위에 이물질이 있을 경우와 온도와 같은 측정 환경에 민감하게 반응하는 레이저의 특성으로 인하여 오차가 발생할 수 있으며 특히 외부에서 유입되는 태양광, 등과 같이 레일에 조사된 레이저와 같은 파장을 가지는 빛의 간섭에 의하여 레일에 조사된 레이저 영역 추출에 한계를 가진다. 또한, 2차원 상의 좌표 값으로 표현되는 추출된 레이저 영역을 레일단면에 맵핑시키는 과정에서 발생하는 기하학적 왜곡과 변형으로 측정 정밀도에 대한 한계가 발생하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 레일 마모도 측정을 위하여 카메라로부터 입력되는 1메가급 해상도의 영상을 초당 480 프레임의 속도로 실시간 처리할 수 있는 DSP와 FPGA가 탑재된 고성능 영상처리보드를 개발하고 이를 기반으로 각 프레임에 대한 2D 영상 데이터를 3차원 상의 데이터로 맵핑함으로써 정밀한 레일 마모도 측정 방법을 제안하고자 한다. 획득한 영상으로부터 레일에 조사된 레이저의 영역을 정확하게 추출하기 위하여 웨이브렛 기반의 영상 알고리즘을 적용하고 2차원 상의 좌표값으로 표현된 레이저 영역을 카메라 모델과 투시 변환을 이용하여 레일의 단면에 정확하게 위치시킴으로서 ${\pm}0.5mm$ 이하의 오차범위를 가지는 고정밀 레일 마모도 측정 시스템을 개발하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.120-120
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• 2013

본 발표에서는 최근 무인전투기 및 무인자율주행차량 등의 어플리케이션에 응용되고 있는 삼차원 영상 센서 시스템 기술에 관한 소개와 더불어 한국전자통신연구원에서 독자적인 구도를 기반으로 최근 시연에 성공한 스터드(STUD) 레이저 레이다의 동작원리 및 구현결과를 소개하고자 한다. 최근 전세계의 삼차원 레이저 영상 센서 시스템은 1) 한 관측점을 회전을 통해 스캔하는 2D 스캔 방식에서 벗어나, 2) 일차원 배열 형태로 구현된 관측점을 센서가 회전하면서 얻어지는 3D 스캔 방식과 3) 이차원 어레이 형태의 검출기로 삼차원 영상을 검출하는 방식으로 삼차원 영상을 확보하는 노력으로 구분되어 진행되어 왔다. 이번 시연에 성공한 제안된 방법은, 기존의구도와는 다른 독자적인 방식으로, 대면적 검출기를 기반으로 센서부가 회전하지 않으면서, 하나로 통합된 검출기 출력을 이용할 수 있는 구도인 스터드(STUD: STatic and Unitary Detector)기반의 삼차원 레이저 레이다 시스템이다. 최근 구현 결과는 수평해상도 320, 수직해상도 240인 QVGA 영상 수준으로, 이는 지금까지 세계 최고해상도인 ASC사의 128x128 해상도를 뛰어 넘는 우수한 결과이다. 제안된독자적인 구도의 삼차원 레이저 영상 시스템은 다양한 관련 기술들과의 접목하여 향후 군수용 뿐만아니라 민수용 시장의 기술발전에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.533-539
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• 2010

2차원 카메라와 라인 레이저를 이용한 비접촉식 레일 마모도 측정 시스템은 레일의 정확한 마모도 측정을 위하여 레일에 조사된 레이저 영역을 왜곡 없이 획득하고 이를 레일 단면과 정확하게 일치시켜야 한다. 그러나 일반적인 비접촉식 레일 마모도 측정 시스템의 카메라는 레일의 측면에서 비스듬하게 레일을 촬영하여 사선방향(Oblique Viewpoint)의 원시영상을 획득하는 방식을 취하기 때문에 카메라 모델(Camera Model)과 투시 변환(Perspective Transform)을 이용하여 카메라로부터 획득한 원시영상이나 영상으로부터 추출된 레이저 영역의 좌표 데이터를 레일의 단면과 일치시키기 위한 영상 후처리 작업을 수행하게 된다. 이때 라인 레이저가 조사된 지점에서 획득한 레일 프로파일 데이터는 전체 측정 구간에 대하여 일정한 간격으로 측정된 불연속 데이터의 특성을 가지므로 측정된 각 레일 프로파일 데이터 사이의 영역에서는 정확한 레일의 마모도를 측정할 수 없는 한계를 가진다. 본 논문에서는 레일의 양방향에서 획득한 영상에 대하여 3차원 레일 프로파일 생성을 위한 변형된 카메라 모델과 투시 변환을 적용함으로서 레일 마모도의 측정 정밀도를 향상하기 위한 3차원 레일 프로파일 재구성 기법을 제안하고자 한다. 제안된 3차원 레일 프로파일 재구성 기법을 통하여 전체 측정 구간내에 포함된 레일 마모도 측정 데이터의 불연속성을 효과적으로 제거하여 연속적인 측정면(Measurement Surface)을 생성함으로서 측정하고자 하는 전체 레일에 대한 향상된 측정 정밀도를 제공하고자 한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권5호
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• pp.687-698
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• 2012

LADAR systems can rapidly acquire 3D point clouds by sampling the target surfaces using laser pulses. Such point clouds are widely used for diverse applications such as DSM/DTM generation, forest biomass estimation, target detection, wire avoidance and so on. Many kinds of LADAR systems have been developed with their respective purposes and applications. Particularly, Geiger mode imaging LADAR systems are increasingly utilized since they are energy efficient thank to extremely sensitive detectors incorporated into the systems. The purpose of this research is the performance assessment of a Geiger mode imaging LADAR system based on simulation with the real system parameters. We thus developed a simulation method of such a LADAR system by modeling its geometric, radiometric, optic and electronic aspects. Based on the simulation, we performed the performance assessment of a newly designed system to derive the outlier ratio and false alarm rate expected during its operation in almost real environment with reasonable system parameters. The proposed simulation and performance assessment method will be effectively utilized for system design and optimization, and test data generation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2351-2353
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• 2005

본 논문은 포장도로의 표면 상태를 고성능의 레이저 변위 센서를 사용하여 정밀하게 측정하고, GPS(Global Positioning System)를 사용하여 측정 위치 데이터를 획득하는 도로 표면 측정 장비 개발에 관한 논문이다. 본 연구에서는 전체 시스템을 설계하고, 차량 주행을 모사한 실험 모형을 제작하여 실내 실험을 실시하였으며, GPS 단말기로부터 실시간으로 위치 신호를 수신하여 도로면 데이터와 연동할 수 있도록 하였다. 그리고 평가 차량의 전면에 레일(rail)을 장착하여 레이저 변위 센서가 좌우로 왕복운동이 가능하도록 하였으며, 레일을 작동시킨 상태에서 도로면을 측정해 보았다. 실험 모형의 측정 곁과는 차량이 80km/h로 주행할 때 도로 표지 타이닝(tinning)의 폭 오차 3.24%, 깊이 오차 5%였다. 차량이 정지된 상태에서 레일을 작동시켜 요철을 측정하였을 경우 레일 방향에 대한 폭 오차는 0.07%였다.

• 기계저널
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• 제34권7호
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• pp.539-545
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• 1994

레이저 가공은 60년대 초기 레이저가 기술적으로 가능해진 후 기초 연구단계를 거쳐 산업에 활 용되면서 활기를 띄기 시작하였다. 레이저 가공의 대표적인 것으로 절단을 꼽을 수 있으며 박 판절단의 경우 레이저는 이미 산업현장에서 굳건히 그 자리를 차지하고 있다. 레이저 용접의 경우에는 절단과 달리 기술적 문제점 등으로 인해 활용도가 낮은 편이나 점차 그 중요성이 인 식되고 있고 따라서 용접이 안고 있는 기술적 문제점을 해결하려는 연구개발과 기술적 시도가 활발히 추진되고 있다. 레이저 용접은 무엇보다도 자동화를 통해서만 활용이 가능하고 또한 이 로써 타 용접방법보다 경제적 우위를 점하게 된다. 따라서 용접을 이용한 대량생산품의 대표격인 자동차 제조에 레이저 용접을 활용하고자 하는 노력은 레이저 개발 이후 끊임없이 계속되었다. 레이저 용접의 활용이유는 이미 언급된 경제성외에도 경량화를 꼽을 수 있다. 본고에서는 레 이저 가공중 용접을 중심으로 구조물의 경량화 실례를 들어 방법을 제시하고, 이를 바탕으로 향후 폭넓게 적용될 수 있다는 가능성을 제시하고자 한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.91-99
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• 1994

Tunable KrF Excimer Laser is used here for measuring OH and $O_2$ density distribustion in an open $H_2$/air premixed flame and in a combustion bomb. Laser Rayleigh Scattering(LRS) and Planar Laser Induced Predissociative Fluorescence(PLIPF) methods are used to obtain two-dimensional images of total and specific densities. Laser Excitation wavelengths are calibrated via flame images and combustion bomb images show good qualitative a greement with theoretical calculation. Furthermore images in a combustion bomb can be developed to study real Spark-Ignition engine combustions. Our experimental images show that there are no more collisional quenching problem at high pressure environment(including atmospheric pressure) using predissociative fluorescence technique. Further development to obtain two-dimensional temperature dustribution is ready to use eventhough it is not reported in this paper.

• 기계와재료
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• 제22권1호
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• pp.14-21
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• 2010

초미세 레이저 가공기술은 미세화, 대면적화, 고속화의 방향으로 발전되고 있다. 이에 따라 이를 대응한 레이저의 사양도 파장의 단파장화 또는 펄스폭의 극초단화, 펄스 반복률의 고반복률화, 출력의 고출력화가 요구되고 있다. 극초단 펄스레이저는 사용자 편의성, 안정성 측면에서 산업체의 요구에 미흡하다. 이에 따라 산업용 초미세 레이저 가공을 위한 광원으로 고품질, 고출력의 단파장 자외선 레이저 활용에 집중하고 있다. 현재 고품질 자외선 레이지는 DPSSL 형태로 구성되어 출시되고 있고, 거의 대부분 수입에 의존하고 있다. 국내외 자외선 UV 현황을 간단히 기술하고, 광주과기원 고등광기술연구소에서 산업원천기술개발사업의 일환으로 개발중인 복합형 자외선 DPSSL에 대한 개발 계획 레이저 특성과 현재의 개발 진행 상황을 소개한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.815-816
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• 2007

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권1호
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• pp.90-95
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• 2014

The system design and the system performance analysis of 3D imaging laser radar system for the mapping purpose is addressed in this article. For the mapping, a push-bloom scanning method is utilized. The pulsed fiber laser with high pulse energy and high pulse repetition rate is used for the light source of laser radar system. The high sensitive linear mode InGaAs avalanche photo-diode is used for the laser receiver module. The time-of-flight of laser pulse from the laser to the receiver is calculated by using high speed FPGA based signal processing board. To reduce the walk error of laser pulse regardless of the intensity differences between pulses, the time of flight is measured from peak to peak of laser pulses. To get 3D image with a single pixel detector, Risley scanner which stirs the laser beam in an ellipsoidal pattern is used. The system laser energy budget characteristics is modeled using LADAR equation, from which the system performances such as the pulse detection probability, false alarm and etc. are analyzed and predicted. The test results of the system performances are acquired and compared with the predicted system performance. According to test results, all the system requirements are satisfied. The 3D image which was acquired by using the laser radar system is also presented in this article.