In this study the theoretical minimum resolution analysis of an active vision system using laser range finder is performed for surrounding recognition and 3D data acquisition in unknown environment. The laser range finder consists of a slitted laser beam generator, a scanning mechanism, CCD camera, and a signal processing unit. A laser beam from laser source is slitted by a set of cylindrical lenses and the slitted laser beam is emitted up and down and rotates by the scanning mechanism. The image of laser beam reflected on the surface of an object is engraved on the CCD array. In the result, the resolution of range data in laser range finder is depend on distance between lens center of CCD camera and light emitter, view and beam angles, and parameters of CCD camera.
This paper describes the mechanism, guidance, sensor system, and navigation algorithm of METRO, a free ranging mobile robot. METRO is designed for use in structured surroundings or factory environments rather than unstructured natural environments. An overview of the physical configuration of the mobile robot is presented as well as a description of its sensor system, an omnidirectional laser range finder. Except for the global path planning algorithm, a guidance and a navigation algorithm with a local path planning algorithm are used to navigate the mobile robot. In METRO the computer support is divided into a supervisor with image processing and local path planning and a slave with motor control. The free ranging mobile robot is self-controlled and all processing being performed on board.
In this study, the theoretical resolution analysis of an active vision system using laser range finder is performed for surrounding recognition and 3D data acquisition in unknown environment. In the result, the resolution of range data in laser range finder is depend on the distance between lens center of CCD camera and light emitter, view angle, beam angle, and parameters of CCD camera. The theoretical resolutions of the laser range finders of various types which are based on parameters effected resolution are calculated and experimental results are obtained in real system.
We implemented a real-time servo system for a manipulator based on Laser Range Finder (LRF). and established algorithms for grasping a moving cylinder. We devised a manipulator mechanism and driving hardware based on a system board equipped with Xscale Processor with real-time operating system RTAI on Linux. The manipulator motor driver is connected to the system board via CAN communication link, and LRF is connected via RS-232C. We implemented real-time software including CAN device driver, RS-232C device driver, manipulator trajectory generator, and LRF control software. A typical application experiment for grasping a cylinder with circle motion demonstrated our system's real-time performance.
A new local path planning algorithm for free-ranging robots is proposed. Considering that a laser range finder has the excellent resolution with respect to angular and distance measurements, a simple local path planning algorithm is achieved by a directional weighting method for obtaining a heading direction of nobile robot. The directional weighting method decides the heading direction of the mobile robot by estimating the attractive resultant force which is obtained by directional weighting function times range data, and testing whether the collision-free path and the copen parthway conditions are satisfied. Also, the effectiveness of the established local path planning algorithm is estimated by computer simulation in complex environment.
A path planning algorithm using a laser range finder are presented for real-tiem navigation of an autonomous guided vehicle. 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 using the human's heuristic method. In the case of which the man knows not rhe path, but the goal direction, the man forwards to the goal direction, avoids obstacle if it appears, and selects the best pathway when there are multi-passable ways between objects. These heuristic principles are applied to the path decision of autonomous guided vehicle such as forward open, side open and no way. Also, the effectiveness of the established path planning algorithm is estimated by computer simulation in complex environment.
기존의 위성-지상 간 정보 전달에 사용하던 전파 통신의 한계가 가시화됨에 따라, 이를 광학 레이저 통신으로 극복하고자 전세계에서 다양한 실험이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 인공위성에서 레이저 송출을 담당하는 광통신 터미널(optical communications terminal, OCT)과 지상에서 정보를 수신하는 광통신 지상국(optical ground station, OGS)을 자체 개발하고, 이를 이용한 자유공간 광통신(free-space optical communication, FSOC) 실험을 수행하였다. 30 mm 구경의 광통신 터미널과 250 mm 구경의 이동형 광통신 지상국 망원경, 상용 10 Gbps SFP+ 모듈과 미디어 컨버터를 이용하여, 4K HDMI(high-definition multimedia interface) 신호를 1,550 nm 파장의 레이저에 담아 송출하고 수신하는데 성공했다. 실험의 송수신거리는 각각 3, 9, 20 km이며, 각각의 거리에서 신호의 수신 세기는 +6.1, -2.8, -10.9 dBm이다. 4K HDMI 영상은 끊김 없이 10분 이상 지속됨을 확인하였다.
CNC 3축 파이프 형상절단기의 성능은 이송계의 위치결정 정밀도와 공작물의 가공 정밀도를 측정하고 검증함으로써 평가되었다. 위치결정 정밀도는 PLC의 모션 컨트롤러에 의하여 구동된 이송 거리와 레이저 간섭계를 이용 한 실제 이송 거리를 측정 비교하여 오차를 확인하였다. 그리고 가공 정밀도는 절단된 공작물을 스캐닝하고 3D 모델링하여 가공형상을 확보하고, 절단궤적에 해당하는 CL 데이터와 비교하여 오차를 확인하였다.
본 연구는 IKONOS-2 위성영상의 센서모델인 RPC 모델에 존재하는 편의들을 항공레이저측량 자료를 활용하여 보정하고 이를 통해 IKONOS-2 위성영상과 항공레이저측량 자료를 정합하기 위해 다양한 조정방정식을 적용하고 이를 검증하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 거리자료인 항공레이저측량 자료와 영상자료인 IKONOS-2 위성영상의 특성을 고려하여, 선형객체를 편의 수정을 위한 기하보정의 기본요소로 활용하였다. 이 때, IKONOS-2 위성영상의 RPC 모델에 존재하는 편의들은 항공레이저측량 자료로부터 추출된 선형객체들을 이용하여 영상좌표계 상에서 조정되게 된다. 특히, 본 연구에서는 IKONOS-2 위성영상의 RPC 모델의 편의보정을 위해 선행연구들에서 제시된 다양한 형태의 변환함수들에 대해 기하보정 방법론을 적용하고, 사용되는 변환함수에 따른 기하보정의 정확도 평가를 수행하였다. 또한, 기하보정에 사용되는 선형객체의 개수가 결과에 미치는 영향에 대한 평가도 동시에 수행하였다. 마지막으로 DGPS 측량을 통하여 획득된 검사점들을 활용하여 정확도 평가를 수행하고 연구결과의 효용성을 검증하였다.
중심거리측정법은 서로 붙어있는 두 입자 중심점간의 거리를 측정하여 입자의 지름을 구하는 방법이다. 표면장력에 의해 배열이 형성된 시편 입자들의 초점군을 투과식 광학현미경에 평행 레이저광을 입사시켜 얻어내고 CCD 카메라로 영상을 받아 전산 분석하였다. Global lab image라는 영상처리 프로그램으로 초점들의 중심점을 찾고 붙어있는 입자들의 중심점간 거리를 화소(CCD 카메라의 pixel)단위로 계산하였으며, 화소의 좌표는 레이저 간섭계로 변위를 읽는 이송대를 이용하여 교정하였다. 기존의 측정방법을 개선하여 빠른 시간에 간편하게 측정하면서도 표준입자의 배율고정에 충분한 불확도를 얻을 수 있었다. 본 실험에는 NIST 인증물질인 3$\mu\textrm{m}$와 10$\mu\textrm{m}$ 폴리스티렌구(NIST SRM 1962, 1960)를 측정하였으며, 1%이하의 불확도(신뢰도 99% 수준)로써 NIST 결과와비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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