• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.16-22
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• 2019

로봇을 적용한 자동화 생산 라인에서 로봇 셋업 시 시뮬레이션을 통한 Off-Line Programming(OLP)과 로봇 캘리브레이션은 작업 시간을 단축하고 양산 전부터 생산 품질을 관리하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 상용 3D 스캐너를 사용하여 생산 라인의 CAD 데이터와 현장의 3차원 측정 스캔 데이터를 정합하는 로봇 캘리브레이션 방법을 개발하였다. 제안한 방법은 Iterative Closest Point(ICP) 알고리즘을 통해 두 개의 3차원 점군 데이터를 정합하여 로봇을 교정한다. 정합은 3단계로 수행한다. 먼저 CAD 데이터로부터 3개의 평면으로 연결된 꼭짓점을 특징점으로 추출한다. 추출한 특징점 주변에 위치한 스캔 점군데이터로부터 평면을 재구성하여 대응하는 특징점을 생성한다. 마지막으로 ICP 알고리즘을 통해 추출한 특징점들 간의 거리를 최소화하여 위치 변환 행렬을 계산한다. 자동차 차체 조립라인의 스팟용접 로봇 설치에 제안한 방법을 적용한 결과 스팟용접에서 일반적으로 요구하는 정밀도 1.5mm 수준으로 로봇의 위치 및 자세를 캘리브레이션 할 수 있었으며, 기존에 레이저 트래커를 사용하면 로봇 한 대당 5시간 이상 소요되던 셋업 시간은 40분 이내로 단축할 수 있었다. 개발한 시스템을 사용하면 차체 스팟 용접에 필요한 정밀도를 유지하면서 자동차 차체 조립 라인의 OLP 작업시간을 단축하여, 로봇 정밀 티칭 시간을 단축하여, 생산제품의 품질 향상 및 불량률을 최소화할 수 있다.

• 대한치과교정학회지
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• 제37권6호
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• pp.407-420
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• 2007

교정 치료에서 발치공간 폐쇄는 치열을 이루는 모든 치아의 연속적인 이동으로 이루어지므로 그 기전은 복잡하다. 특히 전치부 치축을 적절히 유지하면서 구치부 고정원을 조절하는 과정은 정교함을 요하기 때문에 입체적 분석을 통한 치아이동 양상에 대한 이해가 필요하다. 지금까지의 유한요소 분석은 초기 응력분포를 관찰하여 치아 이동양상을 예측해 보는데 그쳤지만 이러한 양상만으로 정확한 치아이동 결과를 추정하는 데에는 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 3차원 유한요소 모델을 이용하여 상악 제1소구치 및 제2소구치 발치공간 폐쇄 시 전치부와 구치부의 입체적인 이동 양상을 단계별로 비교하여 그 기전을 규명하고자 하였다. 자연치의 크기 및 형태를 갖는 상악 치아들과 브라켓, 교정용 호선 및 치조골부를 3차원 레이저 스캐너로 스캐닝한 후 사면체 요소의 유한요소 모델을 제작하였다 $0.017"{\times}0.025"$ 스테인레스 강 호선에 제작된 bull 루프 후방에 $10^{\circ}$ gable bend를 부여하고 한 번에 2 mm씩 12회 활성화시켜 발치공간을 폐쇄시켰다. 그 결과 제1소구치를 발치한 경우 제2소구치 발치에 비해 전치부의 후방 이동량이 많았으며 구치부의 전방 이동량은 더 적게 나타났다. 전치부에서는 제f, 2소구치 발치 모두 비슷한 미약한 정출을 동반하였고 치축의 변화량은 제1소구치 발치에서 더 크게 나타났다. 또한 제2소구치 발치 시 고정원의 협측 이동량이 더 크게 나타났다

• 한국측량학회지
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• 제32권5호
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• pp.481-486
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• 2014

본 연구는 3차원 지상레이저스캐닝을 통해 취득된 대용량 3차원 포인트 클라우드를 효율적으로 탐색하기 위하여 Han(2014)이 제안한 파일 참조 옥트리의 성능을 개선하는 것을 목표로 한다. Han(2014)의 방식을 좁고 긴 형상의 비등축형 구조물인 장대터널에 적용한 결과 포인트 탐색 속도가 크게 저하되는 문제점이 발견되었다. 이에 옥트리의 형상이 포인트 클라우드의 탐색 효율에 미치는 영향을 분석하였으며, 대상물의 3차원 경계를 등축형 하위 영역으로 분할하고 각 영역에 독립적인 옥트리를 생성하는 방식을 제안하였다. 장대터널에서 취득된 약 3억 개의 포인트로부터 단일 옥트리를 생성하는 기존 방식과 다수의 독립적인 옥트리를 생성하는 방식으로 포인트 탐색 속도와 메인 메모리 사용량을 비교하였다. 결과로 다수 옥트리 방식이 유사한 크기의 메인 메모리를 사용면서도 약 2배의 탐색 속도를 나타내었다. 아울러 옥트리의 탐색 속도를 좌우하는 주요 요소는 목표 단계이나 같은 목표 단계에서는 옥트리의 형상이 등축형에 가까울수록 탐색 속도는 여전히 증가함을 확인하였다. 다만 옥트리의 형상이 각 축 방향으로 지나치게 불균형을 이룰 경우 탐색 속도는 크게 저하되며 이 경우 옥트리의 형상 개선이 목표 단계 증가보다 탐색 속도 향상에 효과가 큼을 확인하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제32권4호
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• pp.275-291
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• 2002

스트레이트 와이어 장치의 효율적 운영을 위해서 제시되어야 할 여러 사항 중 치관의 굴곡도에 대한 연구는 국내, 외에서 매우 미흡하다. 이에 본 연구는 한국인 영구치의 순, 협측 임상치관 굴곡도를 조사하기 위해 시행되었다 이를 위해 정상적인 해부학적 구조를 갖고있는 구강 석고모형 36쌍을 대상으로 3차원 레이저 스캐닝 하였다. Andrews plane 과 Facial axis of clinical crown(FACC)을 각각 수평 , 수직 기준선으로 설정하고, 이들로부터 상, 하 방향과 좌, 우 방향으로 각각 1m간격으로 2개 혹은 3개씩의 선을 그었다. 이들 선이 교차하는 점들에 대한 3차원적 점 좌표를 만들어 놓고 36쌍 구강 석고모형의 각각 좌표점들의 평균을 구하였다 3차원 좌표 점(x,y,z)을 이용해 곡면 방정식을 만들어 각 치아의 곡률을 구하였고, 가로, 세로 각 방향의 2차원 곡선으로 단순화시킨 곡선에서의 곡률을 구하여 치아 부위마다의 곡률 변화를 계측하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 한국인 영구치 치관의 순, 협면 굴곡도의 기초자료를 얻었다. 2. 남, 녀 간에 치관 굴곡도 차이는 없었다. 3. 개개 치아의 치관 굴곡에 대한 특성 1) 상악 중절치에서 치은쪽과 절단면쪽의 곡률 차이가 다른 치아에 비해 심하였으며, 치은쪽이 더욱 심한 곡률을 보였다. 2) 상악 견치의 치관 굴곡도는 근심-절단면쪽의 굴곡이 다른면에 비해 더 심하였다. 3) 상악 제 1소구치에서는 근심-교합면쪽과 원심-치은쪽에서의 굴곡이 더 심하여 치관 표면의 굴곡이 대각선 방향으로 서로 뒤틀린 반면, 상악 제 2소구치에서는 근심 끝과 원심 끝의 치관 표면 굴곡이 비슷하여 서로 평행하게 나타났다. 4) 하악 중절치와 하악 측절치의 치관 굴곡도에는 유의한 차이가 없었다. 5) 하악 제 2소구치의 교합면-치은쪽으로의 굴곡이 하악 제 1소구치나 상악 제 2소구치에 비하여 더 둥근 것으로 나타났다. 이상의 결과로 볼 때, 하악 중절치와 측절치는 브라켓 베이스를 같게 해도 무방하다. 그러나 상악 제 1소구치와 제 2소구치, 그리고, 하악 제 1소구치와 제 2소구치는 치관 굴곡도에 차이가 있으므로 브라켓 제작시 베이스의 굴곡을 다르게 하여야 한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.109-116
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• 2021

목 적: 본 연구는 표면유도환자셋업(Surface-Guided Patient Setup, SGPS)을 활용한 Markerless환자(피부에 표시를 시행하지 않은 환자)와 레이저기반환자셋업(Laser-Based Patient Setup, LBPS)을 활용한 Marker환자(피부에 표시를 시행한 환자)를 영상유도방사선치료(Image Guided Radiotherapy, IGRT)로 시행했을 때 환자 위치 정확도를 비교하여 SGPS의 유용성을 평가하는데 목적이 있다. 대상 및 방법: 3개의 카메라를 이용한 광학 표면 스캐닝시스템을 사용하여 SGPS로 초기 셋업한 Markerless 환자와 환자 피부에 그려진 Marker와 레이저를 정렬하는 LBPS로 초기 셋업한 Marker환자의 IGRT시 위치 오차를 비교하였다. SGPS,LBPS 모두 각각 전립선암 환자 20명, 뇌정위적방사선수술(Stereotactic Radiation Surgery, SRS) 환자 10명을 대상으로 시행하였고 SGPS의 경우는 추가로 유방암 환자 60명을 대상으로 시행하였다. 모두 CBCT 또는 OBI를 사용하여 IGRT를 시행하였다. 자동위치교정시스템(Auto-Matching System)을 이용하여 6방향(6 Degree Of Freedom, 6 DoF)의 위치 오차를 획득하였고 치료계획시스템에서 Offline-Review를 이용하여 비교, 분석하였다. 결 과 : 전립선암환자의 SGPS와 LBPS의 RMS(Root Mean Square) 차이는 Vrt -0.02cm, Log -0.02cm, Lat -0.01cm, Pit -0.01°, Rol -0.01°, Rtn -0.01°이였고 SRS 환자는 Vrt 0.02cm, Log -0.05cm, Lat 0.00cm, Pit -0.30°, Rol -0.15°, Rtn -0.33°으로 두 부위 모두 큰 차이가 없었다. 유방암환자의 IGRT기준 RMS는 Vrt 0.26, Log 0.21, Lat 0.15, Pit 0.81, Rol 0.49, Rtn 0.59으로 나타났다. 결 론 : 본 연구의 결과 LBPS 대비 SGPS의 위치 오차 값은 전립선암 환자와 SRS 환자의 경우 큰 차이를 보이지 않았다. 추가로 실시한 SGPS의 유방암 환자의 경우에도 IGRT기준으로 위치 오차 값이 크지 않았다. 따라서 환자 피부 표시를 필요로 하지 않는 큰 장점을 가진 SGPS로 LBPS를 대체하기에 유용할 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제52권2호
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• pp.169-188
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• 2019

이 연구에서는 계족산성 원형성벽의 디지털 데이터베이스 구축을 위해 무인항공사진촬영 및 지상레이저스캐닝을 수행하였고, 모니터링의 연속성을 위해 지상기준점을 측량하였다. 또한 원형성벽의 구조적 안정성 검토를 위해 육안 정밀조사, 무인항공사진측량, 내시경 촬영, 토털스테이션 및 수동 계측을 진행하였다. 남쪽 원형성벽의 우측구간은 드론으로 항공사진측량하고 3차원 디지털모델의 편차분석을 통해 단기간 모니터링하였다. 이 결과, 두 성벽은 5mm 이내의 범위에서 거의 일치하였고 부분적 편차는 있으나 성돌의 변위와 변형을 지시할만한 차이는 없었다. 정밀 육안조사와 고해상도 영상자료를 이용하여 배부름, 약선대, 균열대 등 구조적 변형이 발생한 지점을 주기적으로 모니터링한 결과, 뚜렷한 변화는 관찰되지 않았다. 내시경을 통해 본 내부의 적심상태는 원형성벽의 채움석이 잘 남아 있었으나, 채움토는 대부분 유실되었다. 원형성벽에서 구조적 변형이 발생한 지점을 중심으로 토털스테이션 측정 결과, 북쪽 원형성벽의 최대 변위량은 6.6mm, 남쪽 원형성벽의 최대 변위량은 3.8mm로 다소 높았으나, 최종 변위량은 각각 2.9mm와 1.4mm 이하로 나타났다. 간이계측 역시 모든 지점에서 0.82mm 이하의 변위가 발생하여 뚜렷한 구조적 변형은 확인되지 않았다. 원형성벽의 변위 모니터링 결과가 양호하게 나타났다 하더라도 갑작스런 취성파괴가 발생하는 성벽의 특성상 구조적 안정성을 담보하기 어렵다. 따라서 이 연구에서 취득한 3차원 형상정보를 바탕으로 보존과학적 진단과 정밀 모니터링 및 구조해석이 요구된다.