• 한국항행학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.749-756
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• 2013

본 논문은 레이저 고도계와 초음파 거리계를 이용한 무인항공기의 지면고도측정에 대한 알고리즘에 대하여 제시하였다. 무인항공기의 저고도 거리 측정시에 사용하는 레이저 고도계와 초음파 거리계를 이용하여 간단한 지상시험을 하였고, 각 센서들의 특징을 확인할 수 있었다. 특히, 레이저 고도계의 단점을 확인하여 초음파 거리계로 보완하는 알고리즘을 설계하였고, 실험을 진행하였다. 레이저 고도계와 초음파 거리계는 칼만필터를 이용하여 약결합 방식으로 융합하였으며, 실험결과 레이저 고도계의 단점을 초음파 거리계로 보완하여 안정적인 고도값이 측정될 수 있음을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.187-193
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• 2009

렌즈는 고정밀 레이저 거리 측정기에서 중요한 핵심 부품의 하나이다. 렌즈는 레이저 다이오드로부터 나온 광을 렌즈를 통하여 목표물로 보내고 또한 표적을 통하여 반사된 레이저 광을 다시 수신하여 그 위상 변위를 측정함으로서 거리를 계산하는데 이용한다. 본 논문에서는 렌즈의 곡률이 일정하기 않음으로서 발생하는 문제를 해결하기 위하여, 광을 일정하게 모아, 송수신이 가능한 새로운 연마기법의 레이저 거리 계측기용 렌즈를 설계하고 이를 기반으로 한 레이저 거리계를 구현한다. 구현한 레이저 거리계는 기존의 방법에 비해 오차가 적어 보다 정밀한 거리 계측에 적용 가능할 것으로 예상하고 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.134-141
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• 2014

이동로봇의 주행에는 주로 바퀴 엔코더, 비전, 초음파, 레이저 센서가 많이 사용된다. 바퀴의 엔코더는 추측항법으로 시간에 따라 오차가 누적되기 때문에 단독 사용으로는 정확한 로봇의 위치를 계산할 수가 없다. 비전 센서는 풍부한 정보를 제공하지만 정보추출에 시간이 많이 소요되고, 초음파 센서는 거리정보의 정확도가 떨어지기 때문에 항행에 사용하기에는 어려움이 있다. 반면 레이저 센서는 비교적 정확한 거리정보를 제공하여 주므로 주행 센서로 사용하기 적합하다. 본 논문에서는 레이저 거리계에서 각도를 추출하는 방법을 제안하고 칼만 필터를 사용하여 레이저 거리계에서 추출한 거리 및 각도와 바퀴 엔코더에서 추출한 거리 및 각도에 대한 정합을 수행한다. 일반적으로 레이저 거리계 사용시 특징점 하나를 사용한 경우에 그 특징점이 변하거나 새로운 특징점으로 이동할 때 오차가 커질 수가 있다. 이를 보완하기 위해 이동 로봇의 주행 시 레이저 스캐너에서 두 개의 특징점들을 사용하는 방법을 사용하여 이동 로봇의 항법 성능이 향상됨을 보인다.

• 한국광학회지
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• 제32권2호
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• pp.79-85
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• 2021

본 논문에서는 빔 확산각 최소화를 통해 장거리에서 측정이 가능하도록 한 ToF 레이저 거리센서 광학계 설계에 대한 연구를 진행하였다. 거리센서는 장거리 측정 시 거리가 멀어질수록 레이저 빔의 확산각으로 인해 물체 표면에 도달하는 빔의 광량이 급격히 저하되며, 이로 인해 센서에 수신되는 광량도 감소되어 측정이 되지 않거나 측정 오차가 발생하게 된다. 일반적으로 빔 확산각을 최소화하는 광학계로 실린더 렌즈가 사용된다. 그러나 실린더 렌즈를 이용한 광학계는 광학계 크기가 커지는 문제뿐만 아니라 조립 공차의 어려움으로 인해 성능이 저하된다는 문제점이 있어 최근 비구면 렌즈를 사용하는 추세가 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 실린더 렌즈를 이용한 광학계와 비구면 렌즈를 이용한 광학계의 광효율과 조립공차를 비교 분석하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권11호
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• pp.1136-1143
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• 2010

NASA가 발사한 LRO 달 탐사선의 정밀궤도 결정을 위해서 지상에서 발사한 레이저를 이용하여 단방향 거리측정 기술이 적용되었는데, 이는 실제 탐사선의 임무에 활용되는 첫번째 시도라고 할 수 있다. 본 연구에서는 LRO 달 탐사선의 레이저 거리측정을 수행하는 탑재체 및 지상 시스템, 레이저 비행시간 및 망원경 지향 오차 요소들을 분석하였다. 또한, 지상에서 발사한 레이저 펄스가 earth window내에 검출되기 위한 기술들을 분석하였다. 이러한 기술들을 적용하여 실제 LRO 달 탐사선의 레이저 추적을 통해서 관측한 데이터를 분석하고 이를 통해 성공적인 단방향 거리측정 기술이 구현될 수 있음을 확인하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.92-93
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• 2003

간섭계의 광원으로 현재 레이저를 주로 사용하고 있다. 이러한 간섭계용 레이저의 조건은 선폭(linewidth) 이 좁아야 하고, 중심 주파수가 안정화 되어야 한다. 특히 거리용 간섭계의 경우, 주파수 안정화되어 있는 레이저가 사용되어 측정 불확도를 낮춘다. 그러나 점차 다축을 측정하기 위한, 또는 보다 넓은 영역을 측정하기 위해서는 보다 높은 출력의 레이저를 요하고 있다. 그러나 현재의 간섭계용 레이저는 헬륨네온 레이저로서 단일 모드 기준으로 2 mW 이하의 출력을 보이고 있어서 응용 면에 있어서 제약을 받는다. (중략)

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1023-1030
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• 2023

본 논문은 눈, 비, 안개 등 열악한 운용환경에도 강건한 표적검출 특성을 가지는 FMCW LiDAR에 대해서 기술하고 있다. 특히 FMCW LiDAR의 거리 해상도, 가간섭거리 및 최대측정거리 성능에 직접적으로 영향을 미치는 주파수변조레이저의 성능개선에 대해 기술하고 있다. 불평형 Mach-Zehnder 레이저간섭계를 활용하여, 레이저의 발진주파수의 변화율을 실시간 측정하고, 주파수변조 오차를 보정하는 광학식 위상동기루프 기술을 이용한 주파수변조 방법에 대해 기술하였다. 가간섭거리가 긴 레이저 광원을 발진하기 위해 확장공진기형 레이저다이오드를 적용하였으며, 레이저에서 발진되는 주파수 측정을 위해 광집적회로 구조의 레이저간섭계를 적용하였다. 개발된 FMCW LiDAR의 대역폭과 거리해상도는 각각 10.045GHz와 0.84mm로 측정되었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제15권1호
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• pp.66-76
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• 2016

차량의 차종 분류는 요금소에서의 요금 징수, 교통 통계의 수집, 교통 예측 등의 다양한 분야에 쓰이고 있다. 대부분의 차종 분류 기준이 직간접적으로 차량의 전장에 그 기능의 일부를 의존하고 있어 신뢰성이 높은 차량의 전장 자동 측정 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구는 고가의 측정 장비를 대신할 수 있도록 상대적으로 저렴한 레이저 거리계와 이를 회전시켜 측정 대상 차량을 여러 방면으로 측정할 수 있는 회전 구동부를 제작하여 차량의 전장 측정 장치를 구성하였다. 구현된 시스템은 공간상의 한 점과 레이저 거리계 사이의 거리를 구면좌표계 상의 좌표로 나타내며 레이저 거리계의 거리 측정 값과 회전 구동부의 회전량을 이용하여, 구면좌표계 상의 좌표를 얻는다. 얻은 좌표를 이용하여 측정하는 물체의 수평 단면 윤곽선을 얻은 후, 수평 방향 회전각에 대한 변화율을 구하고, 그 부호를 저장한 후, 제곱을 취하여 레이더 타겟 검지에 쓰이는 일정오경보율 쓰레시홀딩 기법을 사용하여 배경과 물체 사이의 경계를 구했다. 구한 경계를 이용하여 삼각비 측량 방법을 통해 차량의 전장을 산출하였고 그 결과가 실제 전장과 크게 다르지 않음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제27권1호
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• pp.32-40
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• 2016

광학계의 특성은 파장과 온도에 따라 변화한다. 이 연구에서는 얇은 렌즈 근사를 이용하여 특정한 기준파장과 기준온도에서 파장과 온도변화에 안정한 광학계를 설계하는 방법에 대하여 연구하고, 이를 기반으로 2매의 렌즈로 구성된 레이저 주사광학계를 설계하였다. 설계된 레이저 주사광학계는 기대한 바와 같이 파장과 온도 변화에 따른 유효초점거리의 변화가 매우 적음을 확인 할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제22권4호
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• pp.367-374
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• 2004

대형 구조물의 측량에 널리 사용되는EDM(Electro-optical distance meter,광파 거리 측정기)의 측정값이 신뢰성을 가지기 위해서는 반드시 EDM의 교정이 필요하다. 본 연구에서는 EDM의 교정을 위한 소급체계를 확립하였는데, 이는EDM이 미터 정의로 부터의 소급성을 가지게 하는 것을 의미한다. 미터 정의에 따라 길이 표준기로 사용되는 요오드 안정화 헬륨­네온 레이저로 레이저 간섭계를 교정하고, 이 레이저 간섭계로 기준 EDM을 교정한 후, 기준 EDM과 기선장에 의해 교정 대상 EDM이 교정됨으로써 미터 정의로의 소급성을 유지한다. 레이저 간섭계를 이용한 EDM의 배율과 길이 측정값에 대한 교정 불확도는 각각 6$\times$$10^{-6}$과 0.2 mm이다. 기선장을 이용한 교정법과 EDM의 변조 주파수를 교정하는 교정법을 병행하여 그 결과를 비교하였다.