• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.41 no.3
• /
• pp.213-218
• /
• 2017

In this study, a reverse design of the F-theta lens was proposed for a 2D scanner in remote welding applications. The curvature and distance of the lens were set as variables, and the focal length of the lens was set as the marginal ray height. The ZEMAX commercial software was used to perform a simulation with unlimited iterations for the optimization process. The target value was optimized using the internal Merit function with the weight factors of focal length and spot diameter. The number of lenses was four, and the focal length obtained from the results was 135mm that is slightly less than that of the commercial lens, which is set with a focal length of 185 mm. The calculated spot diameters are $1.3{\mu}m$, $6.2{\mu}m$, and $16.1{\mu}m$ for $0^{\circ}$, $12.5^{\circ}$ and $23^{\circ}$ of incident laser beam, respectively. It is expected that an optimized lens design is possible by performing the reverse design of a lens by the ray tracing method.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
• /
• v.37 no.2
• /
• pp.164.2-164.2
• /
• 2012

인공위성레이저추적(SLR, Satellite Laser Ranging) 시스템은 인공위성까지 레이저를 발사하여 되돌아오는 시간간격을 측정함으로서 위성까지의 거리를 측정하는 시스템으로 현존하는 인공위성 궤도결정 시스템으로는 가장 정밀하다. 한국천문연구원은 우주추적 및 감시의 필요성이 증가함에 따라 2008년부터 40cm급 이동형 인공위성레이저추적 시스템을 개발을 시작하였고, 현재 개발을 완료하여 시험운영 중에 있다. 시스템 개발 과정 중에 발생할 수 있는 문제점들을 최소화하기 위해, 설계 단계에서 부품을 포함한 광기계 구조물에 대한 구조해석과, 실험실 프로토타입 구성 등을 실시하였다. 제작된 각 서브시스템별 조립 및 평가는 한국천문연구원이 보유한 광학계 조립 및 평가 시설을 이용하였다. 개발된 이동형 레이저 추적 시스템의 광학부는 추적마운트에 장착되었고, 현장 시험관측을 통해 수신광학계 및 광신호유도계의 정렬 및 제어항목 교정 등을 실시하였으며, 성공적으로 시험 영상 관측을 완료하였다. 이 발표에서는 이동형 레이저 추적 시스템 광학계의 개발 과정과 그 결과에 대해 보고한다.

• KIPS Transactions on Software and Data Engineering
• /
• v.4 no.4
• /
• pp.177-186
• /
• 2015

For data fusion of laser range finder (LRF) and vision camera, accurate calibration of external parameters which describe relative pose between two sensors is necessary. This paper proposes a new calibration method which can acquires more accurate external parameters between a LRF and a vision camera compared to other existing methods. The main motivation of the proposed method is that any corner data of a known 3D structure which is acquired by the LRF should be projected on a straight line in the camera image. To satisfy such constraint, we propose a 3D geometric model and a numerical solution to minimize the energy function of the model. In addition, we describe the implementation steps of the data acquisition of LRF and camera images which are necessary in accurate calibration results. In the experiment results, it is shown that the performance of the proposed method are better in terms of accuracy compared to other conventional methods.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.12 no.8
• /
• pp.73-85
• /
• 1995

The sensor system to measure the distance precisely from the center of the sensor system to the obstacle is needed to recognize the surrounding environments, and the sensor system is to be calibrated thoroughly to get the range information exactly. This study covers the calibration of the active range sensor which consists of camera and laser slit emitting device, and provides the equations to get the 3D range data. This can be possible by obtaining the extrinsic parameters of laser slit emitting device through image processing the slits measured during the constant distance intervals and the intrinsic parameters from the calibration of camera. The 3D range data equation derived from the simple geometric assumptions is proved to be applicable to the general cases using the calibration parameters. Also the exact 3D range data were obtained to the object from the real experiment.

• The Journal of the Korean dental association
• /
• v.36 no.8 s.351
• /
• pp.559-562
• /
• 1998

레이저는 우리의 일상생활에서 알게 모르게 많이 활용되고 있다. 레이저를 이용하여 PCS를 연결하고 레이저를 투사해 혈중 성분을 분석하며 레이저로 심장이식을 대체하는 신임상기술이 선보이기도 했다. 또한 레이저 광선을 이용하여 지구와 달 사이의 거리를 확인하고 레이저를 이용한 군사무기가 선보이는 등 레이저는 다양한 사용을 보이고 있다. 의학분야에서 레이저는 진료를 할 수 없을 정도의 필수품이 돼버렸다. 특히나 점점 더 영악(?)해지는 환자가 늘어남에 따라 어떤 레이저를 구비하느냐에 따라 희비가 엇갈리기도 한다. 이에 반해 치과에서는 레이저 치료가 아직 보편적인 진료로 자리잡지는 않았다. 그러나 '무통!, 무마취!'라는 슬로건을 내세우며 어떤 병원들은 레이저를 마케팅의 한 수단으로 삼기도 해 환자의 귀를 솔깃하게 한다. 치과계에서 레이저가 사용되지는 얼마나 될까, 그리고 레이저에는 어떤 종류가 있는지, 레이저 적용의 장점과 단점에서 레이저 기기의 국산화에 이르기까지 살펴본다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
• /
• v.11 no.3
• /
• pp.232-237
• /
• 2010

In this paper, a slit light laser range finding method using perspective warping calibration is proposed. This approach has an advantage to acquire relatively high accuracy, although the optical system is nonlinear. In the calibration, we detect the calibration points which are marked on the calibration panel and acquire the center position of the slit light laser in the image, which are used for computing the real positions of the slit light by using perspective warping. A calibration file is obtained by integrating the calibration data with the transition of the panel. The range data is acquired by interpolating the center position of the slit light laser to the calibration coordinates. Experimental results show that the proposed method provides the accuracy of 0.08mm error in depth range of 130mm with the low cost optical system.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
• /
• 2002.07a
• /
• pp.210-211
• /
• 2002

산업의 발전과 급속한 대도시화는 환경오염이라는 새로운 사회적 이슈를 발생시켰다. 시정(Visual Range)이란 대기의 혼탁도를 나타내는 기상요소로서, 정상적인 시각을 가진 사람이 목표를 식별할 수 있는 최대거리를 의미한다 시정은 대기오염을 판단할 수 있는 척도이며, 항만 및 공항 등에서는 인명 및 재산과 직접적인 관계를 갖고 있어, 최근 시정 측정에 대한 중요성이 높아지고 있다. 본 논문에서는 배경 잡음에 좋은 특성을 가지며, 보디- 정확한 시정 측정을 위하여 905nm 펄스 모드 반도체 레이저 다이오드를 이용한 시정계 센서를 제작하여 실험하였다. (중략)

• Proceedings of the KSRS Conference
• /
• 2007.03a
• /
• pp.105-108
• /
• 2007

차량에 부착된 회전식 레이저 스캐너는 360도로 회전하면서 데이터를 취득하기 때문에 고정식 레이저 스캐너에 비해 더 광범위하고 정확한 3차원 데이터를 획득하고 생성할 수 있다. 그러나 레이저 데이터 자료는 표적까지의 거리와 취득 당시의 스캐너의 각도로만 구성되어있기 때문에 이를 사용하기 위해서 이 데이터들을 일련의 좌표변환과정을 거쳐서 3차원 직교좌표계로 변환시킨다. 이 논문의 목적은 회전식 레이저에서 획득된 데이터를 DEM화하고，DEM영상의 밝기값， 즉 높이값을 이용하여 도로변을 주위의 사물과 분리하여 추출하는 것에 있다. 도로면은 일반적으로 주위의 사물에 비해 그 높이가 낮고 고르게 분포되어 있다고 가정한다. 그렇기 때문에 이 도로면의 높이를 대표할 수 있는 적절한 임계값을 찾을 수 있다면 도로면의 분리 또한 가능하다. 도로면의 추출을 위해 제안된 방법은 취득된 레이저 데이터를 일정 간격의 높이로 나누고 그에 대한 히스토그램을 구한 후, 가장 많은 빈도수를 나타낸 지역의 값을 염계치로 설정하는 방법과，레이저 스캐너가 지표면을 향할 때의 각도，즉 270도 일 때 취득된 거리의 값들을 수집한 후, 그 평균값을 임계치로 설정하는 방법이다. 이렇게 구해진 임계치를 이용 그 값보다 작은 지역을 도로로 인식하였으며，실험 결과 레이저 스캐너의 각도를 이용한 방법이 더욱 효과적으로 도로를 추출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
• /
• v.45 no.6
• /
• pp.26-34
• /
• 2008

The information of traversability and path planning is essential for UGV(Unmanned Ground Vehicle) navigation. Such information can be obtained by analyzing 3D terrain. In this paper, we present the method of 3D terrain modeling with color information from a camera, precise distance information from a 2D Laser Range Finder(LRF) and wheel encoder information from mobile robot with less data. And also we present the method of 3B terrain modeling with the information from GPS/IMU and 2D LRF with less data. To fuse the color information from camera and distance information from 2D LRF, we obtain extrinsic parameters between a camera and LRF using planar pattern. We set up such a fused system on a mobile robot and make an experiment on indoor environment. And we make an experiment on outdoor environment to reconstruction 3D terrain with 2D LRF and GPS/IMU(Inertial Measurement Unit). The obtained 3D terrain model is based on points and requires large amount of data. To reduce the amount of data, we use cubic grid-based model instead of point-based model.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.19 no.4
• /
• pp.887-895
• /
• 1995

Considering that the laser range finder has the excellent resolution with respect to angular and distance measurements, a sophisticated local path planning algorithm is achieved by subgoal and sub-subgoal searching methods. The subgoal searching finds the passable ways between obstacles and selects the optimal pathway in order to reduce the moving distanced from start point to given to given goal. On the other hand, the sub-subgoal searching corrects the path given in subgoal searching in the case of which the mobile robot will collide with obstacles. Also, the effectiveness of the established local path planning and local minimum avoiding algorithm are estimated by computer simulation and experimentation in complex environment.