• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.1267-1271
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• 2014

There have been many autonomous robot calibration methods which form closed loop structures through the various attached sensors and mechanical fixtures. Single point calibration among them has been used for on-site calibration due to its convenience of implementation. The robot can reach a single point with infinitely many configurations so that single point calibration algorithm can be set up and easily implemented relative to the other methods. However, it is not still easy to drive the robots' sharp edge to its corresponding edge of the fixture. This is error-prone process. In this paper, we propose a 3 dimensional small displacement measuring sensor and a robot calibration algorithm based on this sensor. This method relieves the difficulty of matching two edges in the single point calibration and improves the resulting robot accuracy. Simulated study is carried out on a Hyundai HA06 robot to show the effectiveness of the proposed method over the single point calibration. And also, the resulting robot accuracy is compared with that from 3D laser tracker based calibration to show the dependency of robot accuracy on range of the workspace where the measurement data are collected.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3600-3607
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• 2009

본 논문에서는 300~3800MHz 주파수 대역에서 150mW~150W의 평균전력과 피크 전력을 검출할 수 있는 무선전력 검출센서의 개발에 대하여 기술하고 있다. 제안된 무선전력 센서는 기본적으로 전력의 크기를 검출하는 기능 외에 입력 신호의 주파수를 알아낼 수 있는 기능과 VSWR 측정 기능을 가지고 있다. 본 논문의 검출 센서는 듀얼 방향성 결합기의 설계, 입력 전력을 검출하여 DC 데이터로 분석할 수 있는 전력 검출부의 설계, 정확한 캘리브레이션 데이터 추출 방법 등의 세부 과정을 통하여 개발이 완성된다. 개발된 듀얼 방향성 결합기는 300~3800MHz 대역에서 0.085dB의 삽입손실과 3.8GHz에서 최소 30dB의 directivity 성능을 가지고 있다. 개발된 무선전력 센서는 주파수 결정능력과 함께 순방향 입력전력의 크기를 0.25dB 이내의 오차로 분석할 수 있고, 300~3800MHz의 주파수에서 150W의 고출력 동작에서도 1.17~1.96의 VSWR을 측정할 수 있는 성능을 지닌다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.161-168
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• 2015

본 논문은 자체 개발한 관성측정장치의 가속도, 각속도, 지자기계 데이터를 이용하여 보행거리를 측정하는 시스템 개발에 관한 것이다. 관성센서들의 오프셋 및 이득 오차를 최소화하기 위하여 9축의 자유도를 갖는 지그를 제작하였으며, 이를 이용하여 캘리브레이션을 수행하였다. 보행거리의 정확한 측정을 위하여, 기울기 하강법을 이용하여 가속도계의 중력성분 제거 및 보행패턴 분석을 통한 드리프트 성분을 제거하였다. 최종적으로 보정된 가속도 데이터의 이중적분을 통하여 보행거리를 측정하였다. 시스템의 성능 평가를 위하여, 실내 직선 10m 직선 보행에 대하여 캘리브레이션 전, 후 오차 개선 비율를 비교하였으며, 간단한 보행에 대해 Vicon과의 비교 실험을 수행하였다. 직선 보행에 대해서는 x, y, z축 각각에 대하여 $31.4{\pm}14.38%$(mean${\pm}$S.D.), $78.64{\pm}10.84%$ 및 $69.71{\pm}26.25%$ 개선이 되었음을 확인하였으며, Vicon과의 비교 실험 결과 x, y, z축 각각에 대하여 0.1m, 0.16m, 0.12m의 오차를 얻을 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.23-31
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• 2010

180도 이상의 영역을 획득하는 어안렌즈(fisheye lens)는 최소의 카메라로 최대 시야각을 확보할 수 있는 장점으로 인해 차량 장착 시도가 늘고 있다. 이와 같이 어안렌즈를 통해 시야를 확보하고, 영상센서로 사용하기 위해서는 캘리브레이션 작업이 선행되어야 하며, 운전자에게 현실감 있는 영상을 제공하기 위해서는 이를 이용하여 방사왜곡(radial distortion)에 따른 기하학적인 왜곡 보정이 필요하다. 본 논문에서는 비대칭 왜곡을 가진 180도 이상 화각의 차량용 대각선 어안렌즈를 위해 영상 손실을 최소화하는 왜곡 보정 기법을 제안한다. 왜곡 보정은 왜곡 모델이 포함된 카메라 모델을 설정하고 캘리브레이션 과정을 통해 카메라 파라미터를 구한 후 왜곡이 보정된 뷰를 생성하는 과정으로 이루어진다. 먼저 왜곡모델로서 비선형의 왜곡 형상을 모방한 FOV(Field of View)모델을 사용한다. 또한 비대칭 왜곡렌즈의 경우 운전자의 좌우 시야각 확보에 중점을 두어 수직 화각보다 수평 화각이 크게 설계되었기 때문에 영상의 장축, 단축의 비율을 일치시킨 후 비선형 최적화 알고리즘을 사용하여 카메라 파라미터를 추정한다. 최종적으로 왜곡이 보정된 뷰 생성 시 역방향 사상과 함께 수평, 수직 방향에 대한 왜곡 보정 정도를 제어 가능하도록 함으로써 화각이 180도 이상인 영상에 대해서 핀홀 카메라 모델을 적용하여 2차원 평면으로 영상을 보정하는 경우 발생하는 영상 손실을 최소화하고 시각적 인지도를 높일 수 있도록 하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.408-411
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• 2017

본 논문에서는 중성자, 감마선, 엑스선 등의 방사선을 측정하는 통합 제어 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 원격 또는 네트워크상으로 측정 및 분석한 데이터를 디스플레이를 통해 모니터링 및 제어할 수 있는 장비로서, 현장에 가지 않고도 시스템 각 구성 부분의 상태를 보고 변경하여 원격으로 감시 및 관리할 수 있다. 제안하는 시스템은 감마선/엑스선 센서부, 중성자 센서부, 주제어 임베디드 시스템부, 전용 디스플레이 장치 및 GUI부, 원격 UI부 등으로 구성된다. 감마선/엑스선 센서부는 NaI(Tl) Scintillation Detector를 사용하여 저준위의 감마선 및 엑스선을 측정한다. 중성자 센서부는 Proportional Counter Detector(저준위 중성자)와 Ion Chamber Type Detector(고준위 중성자)를 사용하여 중성자를 측정한다. 주제어 임베디드 시스템부는 방사선을 검출하여 초단위로 샘플링하고 누적된 펄스 및 전류값에 대한 방사선량으로 변환한다. 전용 디스플레이 장치 및 GUI부는 방사선 측정 결과와 변환된 방사선량 및 방사능량 측정 수치를 출력하고, 사용자에게 제어 조건 설정 및 검출부에 대한 캘리브레이션 기능을 제공한다. 원격 UI부는 측정된 값들을 취합, 저장하여 원격 감시 시스템에 전달한다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는 중성자 검출부는 ${\pm}8.2%$ 이하의 측정 불확도가 측정되었고, 감마선, 엑스선 검출부는 7.5%이하의 불확도가 측정되어 국제 표준인 ${\pm}15%$ 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권10호
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• pp.920-927
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• 2013

크로마키 방식에 의한 영상 합성은 색상 정보에 의해 전경 후경을 분리하기 때문에 객체 색상의 제약과 특정 스크린이 위치해 있어야 하는 공간의 제약이 있다. 특히 스테레오스코픽 3D 디스플레이를 위한 영상 합성은 크로마키 방식과는 달리 3D 공간에서의 자연스러운 영상 합성이 요구된다. 본 논문에서는 고해상도의 깊이 정보를 이용하여 깊이 키잉(depth keying) 방식에 의한 3D 공간에서의 스테레오스코픽 영상 합성을 제안하였다. 이를 위해 DSLR과 마이크로소프트사 키넥트 센서간의 카메라 캘리브레이션을 통해 고화질의 깊이 정보 획득 후 RGB 정보와의 정합 과정을 통해 3차원 데이터를 획득하였다. 깊이 정보에 의해 배경과 분리 된 객체는 3차원 공간에서의 포인트 클라우드 형태로 표현되어 가상 배경과 합성하였다. 이후 가상의 스테레오 카메라에 의해 Full HD 스테레오스코픽 비디오 합성 영상 획득 결과를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3422-3427
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• 2010

본 논문에서는 빠르게 움직이는 화물 대상체의 효율적인 검색을 위해 스테레오 X-선 영상을 이용하여 장치 켈리브레이션을 통한 최적화된 구조에 대하여 연구하였다. 스테레오 X-선 스캔 영상은 X-선 발생장치, 듀얼 라인 어래이 검출기, 컨베이어 시스템 등으로 구성된 특별하게 제작된 스테레오 X-선 검색 장치로부터 획득하였다. 스테레오 X-선 영상을 이용하여 영상과 실제 대상체의 3차원 형상 구성사이의 관계를 찾기 위해 센서에 대한 캘리브레이션을 수행하였다. 스테레오 영상을 얻기 위해 구성된 두 개의 검출기 사이의 거리를 다양하게 변화 시키며 획득한 영상을 이용하여 영상에서의 GCP(Ground Control Point)에 대하여 계산 하였다. 계산된 GCP 값과 실제 대상체의 GCP의 좌표값을 비교하여 오차가 작은 효율적인 장치의 구조에 대하여 결과를 얻었다. 실험의 결과는 화물검색을 위한 영상의 효율적인 가시화 및 스테레오 매칭의 정확도를 향상시키기 위해 활용될 것이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권4호
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• pp.260-268
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• 2008

Optical diffuse reflectance sensing has potential for rapid and reliable on-site estimation of soil properties. For good results, proper calibration to measured soil properties is required. One issue is whether it is necessary to develop calibrations using samples from the specific area or areas (e.g., field, soil series) in which the sensor will be applied, or whether a general "factory" calibration is sufficient. A further question is if specific calibration is required, how many sample points are needed. In this study, these issues were addressed using data from 42 paddy fields representing 14 distinct soil series accounting for 74% of the total Korean paddy field area. Partial least squares (PLS) regression was used to develop calibrations between soil properties and reflectance spectra. Model evaluation was based on coefficient of determination ($R^2$) root mean square error of prediction (RMSEP), and RPD, the ratio of standard deviation to RMSEP. When sample data from a soil series were included in the calibration stage (full information calibration), RPD values of prediction models were increased by 0.03 to 3.32, compared with results from calibration models not including data from the test soil series (calibration without site-specific information). Higher $R^2$ values were also obtained in most cases. Including some samples from the test soil series (hybrid calibration) generally increased RPD rapidly up to a certain number of sample points. A large portion of the potential improvement could be obtained by adding about 8 to 22 points, depending on the soil properties to be estimated, where the numbers were 10 to 18 for pH, 18-22 for EC, and 8 to 22 for total C. These results provide guidance on sampling and calibration requirements for NIR soil property estimation.

• 방송공학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.2-9
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• 2002

최근에 TV 방송에서 가상스튜디오나 가상캐릭터와 같은 가상현실(VR: Virtual Reality) 기술이 자주 사용되고 있으며 증강현실 (AR: Augmented Reality) 기술에 대한 관심도 높아지고 있다. 본 논문에서는 증강현실 기술을 방송에 응용한 가상스크린 시스템에 대해 소개한다. 가상스크린 시스템은 움직이는 색상패턴 패널을 추적하여 실시간으로 그 위에 동영상을 합성하는 증강영상 시스템이다. KBS 기술연구소에서는 가상스크린 시스템을 개발하고 'K-비전'이라 이름지었다. 이 시스템은 사용자가 들고 움직이는 패널에 동영상이나 그래픽 영상 등을 보여줄 수 있는데, 보여지는 모든 영상은 카메라의 움직임과 패널의 움직임에 따라 정확하게 입혀진다. 패널 추적을 위하여 블럽 분석(blob analysis)이나 특징 추적(feature tracking)과 같은 영상처리 기술을 이용한다. K-비전은 모든 타입의 카메라와 사용 가능하며. 특별한 부가장치가 필요하지 않다. 센서를 부착하지 않아도 되고. 캘리브레이션(calibration) 과정 또한 필요하지 않다. K-비전은 선거개표 방송. 다큐멘터리, 오락 프로그램 등 생방송 프로그램에서 활용한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제61권3호
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• pp.143-151
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• 2024

In this study, we present a mapping framework for 3D spatial reconstruction of digital twin model using navigation and perception sensors mounted on an Autonomous Surface Vehicle (ASV). For improving the level of realism of digital twin models, 3D spatial information should be reconstructed as a digitalized spatial model and integrated with the components and system models of the ASV. In particular, for the 3D spatial reconstruction, color and 3D point cloud data which acquired from a camera and a LiDAR sensors corresponding to the navigation information at the specific time are required to map without minimizing the noise. To ensure clear and accurate reconstruction of the acquired data in the proposed mapping framework, a image preprocessing was designed to enhance the brightness of low-light images, and a preprocessing for 3D point cloud data was included to filter out unnecessary data. Subsequently, a point matching process between consecutive 3D point cloud data was conducted using the Generalized Iterative Closest Point (G-ICP) approach, and the color information was mapped with the matched 3D point cloud data. The feasibility of the proposed mapping framework was validated through a field data set acquired from field experiments in a inland water environment, and its results were described.