• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.347-348
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• 2008

본 논문에서는 P3-DX 모바일 로봇과 영상처리 시스템을 이용하여 비주얼 서보잉 시스템을 개발하였다. P2Arm 다이나믹을 이용해서 비주얼 서보잉을 위한 로봇 팔 제어를 연구하였고, 로봇을 제어하는 데 있어 보다 효율성과 정확성을 높이기 위해 Kalman 필터 알고리즘을 제안하였다. 비주얼 서보잉에 필수적인 영상정보를 얻기 위해 5자유도 P2Arm에 CCD카메라를 부착하였으며 그 영상정보를 바탕으로 P2Arm을 비롯하여 전체 로봇의 구동을 제어하는 시스템을 개발하였다. 본 논문에서는 P3-DX의 전체적인 구조와 P2Arm의 기구학적인 해석을 논하였고 물체 인식을 위한 영상처리 과정 및 제어알고리즘을 기술하였다. 또한 몇 가지 실험을 통해 본 시스템의 효율성을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제22권2호
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• pp.22-28
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• 2016

최근 하드웨어의 발전으로 데이터 처리 속도가 기하급수적으로 빨라짐에 따라 영상처리 기술이 급속도로 발전하고 있다. 이와 동시에 카메라 영상을 활용한 로봇과 무인 시스템의 연구 개발 또한 빠르게 이루어지고 있으며 실제적 한계에 부딪혀 검증되지 못했던 기존의 많은 이론들이 검증되어가고 있다. 본 기술논문에서는 카메라 영상을 이용한 로봇 제어 기술, 즉 비주얼 서보잉(visual servoing) 기술에 대하여 소개하고 앞으로의 기술 발전 방향에 대하며 고찰한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.983-986
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• 2003

본 논문에서는 TCP/IP 기반에서 JPEG 변환과 마이크로프로세서 8051을 이용 원거리에 있는 Device를 PDA로 제어하는 영상감시 시스템에 대해 연구하였다. 우선 서버는 카메라를 이용하여 영상을 획득하고 획득한 영상에 대해 JPEG Encoding을 한 후, 인터넷을 통해 PDA로 전송한다. PDA는 수신한 JPEG Data를 가지고 Decoding을 하고 사용자에게 영상을 보여주게 된다. Device는 카메라, 서보모터, 마이크로프로세서 8051로 구성되어 있으며 8051에 의해서 서보모터를 제어해서 카메라의 방향을 변경한다. 사용자는 서버에서 보내는 영상을 PDA로 수신 실시간으로 영상을 감시한다. 그리고 용 원거리에 있는 서버에 제어신호를 보내 자신이 원하는 방향으로 카메라의 위치를 제어 할 수 있는 시스템을 구현하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.705-713
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• 2009

본 논문에서는 휴머노이드 로봇의 코바 기반 비주얼 서보잉 시스템에 대해 논하고자한다. 네트워크로 연결된 휴머노이드 로봇의 효율적인 제어를 위해서 비주얼 서보잉에 필요한 각 서비스를 분산객체로 정의하고, 이를 코바 미들웨어 상에서 구현한다. 필요한 서비스로는 각 서비스를 고유한 이름으로 탐색할 수 있는 네이밍 서비스, 스테레오 카메라로부터 획득되는 영상을 제공하는데 필요한 영상 서비스 그리고 목표물을 추적하면서 3차원 위치 정보를 추출하는 비주얼 서보잉 서비스 등이 있다. 실험에서는 실시간으로 목표물인 풍선을 추적하고 일정시간 정지해 있을 경우 풍선을 터뜨리는 결과를 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2468-2470
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• 2003

비주얼 서보잉이란 로봇팔 등과 같은 제어기의 폐루프에서 입력단에 영상을 이용하는 것이다. 영상에 나타난 정보는 특징점을 통해 얻을 수 있으며, 매시간 이 특징점의 위치를 추적함으로써 제어기의 출력값을 결정한다. Optical flow를 이용하는 가나데 특징점 추적기는 특징점 추적기 중에서 성능이 우수하다고 알려져 있다. 본 논문에서는 가나데 특징점 추적기를 이용하여 실시간으로 로봇팔을 제어하고 결과를 분석하도록 한다. 실험에 이용되는 로봇팔은 전체 6축이며 기존의 5축 상용로봇의 end-effector에 ccd카메라를 좌우로 회전가능하도록 기구부를 추가하였다. 6DOF를 갖도륵 변형된 로봇팔을 기구적으로 분석하고 자코비안을 획득한 후, 로봇팔의 end-effector에 설치된 카메라를 통하여 특정 영상이 얻어지도록 로봇의 end-effector의 속도를 생성해내고, 자코비안의 역행렬을 통해 로봇의 각 관절을 제어하는 과정을 기술하고 분석한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.691-700
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• 2017

본 논문은 시각 장애인들을 위해 영상처리 기반의 자동 점자 변환기의 설계 및 구현에 관한 내용을 기술한다. 영상처리 기반의 변환 알고리즘은 웹캠으로 획득한 입력 영상을 이진 영상화 한 다음, 문자 영역을 라벨링 처리하여 저장되어 있는 문자 패턴 영상과 상호 상관도를 계산하여 해당되는 점자로 변환한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘을 모의 실험한 결과, A5 용지에 인쇄된 숫자와 알파벳에 대하여 각각 95%, 91% 변환 성공률을 보여 주었고, 아두이노를 이용하여 서보모터로 구현한 시제품 시험을 통해 89% 변환 성능을 확인함으로서 구현된 자동 점자 변환기의 실용화 가능성을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.84-89
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• 2014

본 논문에서는 카메라를 탑재한 전방향 이동 로봇에서의 표적 추종을 위한 영상기반 시각 서보 제어를 다룬다. 기존 연구에서는 카메라 영상에서 추출한 표적의 영상 좌표로부터 표적 추종을 위한 바퀴의 회전 각속도를 구하기 위하여 카메라의 수학적 모델과 이동 로봇의 기구학 특성으로부터 구한 수학적 영상 자코비안을 널리 활용하였다. 본 논문에서는 표적의 영상 좌표 정보를 이용한 단순한 규칙기반 제어 방식과 영상에 포착된 표적의 크기 정보를 조합하여 바퀴의 회전 각속도를 생성하는 새로운 방식을 제안한다. 카메라 영상을 몇 개의 영역으로 분할하고, 표적이 포함된 영역에 따라 미리 정의한 규칙을 적용하는데, 복잡한 수학적 표현을 사용하지 않으면서도 비교적 적은 수의 규칙을 사용하므로 구현이 용이한 장점이 있다. 제안된 방식은 실제 시스템으로 구현하여 실험하고, 전체 실험 시스템에 대한 설명과 함께 실험 결과를 제시하여 제안하는 방식의 타당성을 입증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.133-139
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• 2015

이 논문에서는 영상정보를 기반으로 한 무인 시스템의 자율 항법기술에 대한 동향을 요약한다. 영상기반 항법기술로는 비주얼 서보잉, 비주얼 오도메트리, 영상 기반 SLAM(simultaneous localization and mapping)이 있다. 비주얼 서보잉은 목표 이미지와 현재 이미지 사이의 피쳐 차이로부터 원하는 속도 입력을 계산하여 무인 로봇을 목표 자세로 유도하는 데 사용된다. 비주얼 오도메트리는 무인 시스템이 영상정보를 바탕으로 자신의 이동 궤적을 추정하는 기술로, 기존의 dead-reckoning 방식보다 정확성을 향상시킬 수 있다. 영상 기반 SLAM은 무인 시스템이 영상 정보를 활용하여 미지의 환경에 대한 지도를 구축함과 동시에 자신의 위치를 결정해 나가는 기술로, 정확히 알지 못하는 환경에서 무인차량이나 무인기를 운용하는데 필수적이다. 이러한 기술들이 적용된 해외의 연구 사례들을 살펴봄으로써 영상기반 항법기술의 동향을 파악할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.55-64
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• 2013

본 논문에서는 전투기에 탑재되어 지상표적을 추적하고 레이저를 조사하여 레이저유도 폭탄을 유도하는 등의 기능을 수행하는 타겟팅파드의 성능분석 및 검증을 위한 HILS(Hardware In-the-Loop Simulation) 시스템 구축에 대하여설명한다. 타겟팅파드의실시간 성능분석을위해서는 주간카메라와IR카메라의 모의영상생성기술, 서보제어기술 및 레이저 전달 특성 분석기술이 필요하다. 실시간 모의 영상생성과 레이저 전달 특성 분석에는 검증된 상용 소프트웨어 개발 키트(SDK)인 OKTAL-SE를 활용하였고, 서보구동은 실제 유사과제에서 적용된 서보구동의 메커니즘을 적용하여 정확도를 높였다. 또한, 실제 전투기 인터페이스와 동일한 조건의 성능분석을 위하여 1553B, ARINK818 등의 인터페이스를 실제 구현하여 적용하였다. 본 논문에서 구축한 HILS 시스템을 적용하면 현재 운용되는 전투기 장착 탑재전자체의 성능분석과 검증은 물론 실제 장비 개발 중 각 모듈의 성능이 시스템 전체 성능에 미치는 영향도 분석가능하다. 향후 다양한 비행체의 비행역학을 적용하여 광범위한 분야에 활용가능 함으로 개발요구사항 도출 및 개발 위험을 줄이는 데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권4호
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• pp.95-102
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• 2004

It is necessary to improve the exactness and adaptation of the working environment in the intelligent robot system. The vision sensor have been studied for this reason fur a long time. However, it is very difficult to perform the camera and robot calibrations because the three dimensional reconstruction and many processes are required for the real usages. This paper suggests the image based visual servoing to solve the problem of old calibration technique and supports OLP(Off-Line-Programming) path compensation. Virtual camera can be modeled from the real factors and virtual images obtained from virtual camera gives more easy perception process. Also, Initial path generated from OLP could be compensated by the pixel level acquired from the real and virtual, respectively. Consequently, the proposed visually assisted OLP teaching remove the calibration and reconstruction process in real working space. With a virtual simulation, the better performance is observed and the robot path error is calibrated by the image differences.