• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권5호
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• pp.2414-2433
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• 2019

The aim of this paper is to design a 3D laser radar prototype based on laser triangulation. The mathematical model of distance sensitivity is deduced; a pixel-distance conversion formula is discussed and used to complete 3D scanning. The center position extraction algorithm of the spot is proposed, and the error of the linear laser, camera distortion and installation are corrected by using the proposed weighted average algorithm. Finally, the three-dimensional analytic computational algorithm is given to transform the measured distance into point cloud data. The experimental results show that this 3D laser radar can accomplish the 3D object scanning and the environment 3D reconstruction task. In addition, the experiment result proves that the product of the camera focal length and the baseline length is the key factor to influence measurement accuracy.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권4호
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• pp.173-180
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• 2006

A key component of autonomous navigation of intelligent home robot is localization and map building with recognized features from the environment. To validate this, accurate measurement of relative location between robot and features is essential. In this paper, we proposed relative localization algorithm based on 3D reconstruction of scale invariant features of two images which are captured from two parallel cameras. We captured two images from parallel cameras which are attached in front of robot and detect scale invariant features in each image using SIFT(scale invariant feature transform). Then, we performed matching for the two image's feature points and got the relative location using 3D reconstruction for the matched points. Stereo camera needs high precision of two camera's extrinsic and matching pixels in two camera image. Because we used two cameras which are different from stereo camera and scale invariant feature point and it's easy to setup the extrinsic parameter. Furthermore, 3D reconstruction does not need any other sensor. And the results can be simultaneously used by obstacle avoidance, map building and localization. We set 20cm the distance between two camera and capture the 3frames per second. The experimental results show :t6cm maximum error in the range of less than 2m and ${\pm}15cm$ maximum error in the range of between 2m and 4m.

• 한국HCI학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.53-61
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• 2006

본 논문에서는 다시점 카메라를 이용하여 실내환경의 3D 복원을 위한 새로운 방법을 제안한다. 지금까지 다양한 양안차 추정 알고리즘이 제안되었으며, 이는 활용 가능한 깊이 영상이 다양함을 의미한다. 따라서 본 논문에서는 일반화된 다시점 카메라로 여러 방향에서 획득된 3D 점군을 이용한 실내환경 복원 방법을 다룬다. 첫 번째, 3D 점군들의 시간적 특성을 기반으로 변화량이 큰 3D 점들을 제거하고, 공간적 특성을 기반으로 주변의 3D 점을 참조하여 빈 영역을 채움으로써 깊이 영상 정제 과정을 수행한다. 두 번째, 연속된 두 시점에서의 3D 점군을 동일한 영상평면으로 투영하고 수정된 KLT (Kanade-Lucas-Tomasi) 특징 추적기를 사용하여 대응점을 찾는다. 그리고 대응점간의 거리 오차를 최소화함으로써 정밀한 정합을 수행한다. 마지막으로, 여러 시점에서 획득된 3D 점군과 한 쌍의 2D 영상을 동시에 이용하여 3D 점들의 위치를 세밀하게 조절함으로써 최종적인 3D 모델을 생성한다. 제안된 방법은 대응점을 2D 영상 평면에서 찾음으로써 계산의 복잡도를 줄였으며, 3D 데이터의 정밀도가 낮은 경우에도 주변화소와의 상관관계를 이용함으로써 효과적으로 동작한다. 또한, 다시점 카메라를 이용함으로써 수 시점에서의 깊이 영상과 컬러 영상만으로도 실내환경에 대한 3D 복원이 가능하다. 제안된 방법은 네비게이션 뿐만 아니라 상호작용을 위한 가상 환경 생성 및 Mediated Reality (MR) 응용 분야에 활용될 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.426-429
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• 2004

To reconstruct the 3-D information of a irregular object, this paper proposes a new method applying the composition focus measure to time-series image. A focus measure function is carefully selected because a focus measure is apt to be affected by the working environment and the characteristics of an object. The proposed focus measure function combines the variance measure which is robust to noise and the Laplacian measure which, regardless of an object shape, has a good performance in calculating the focus measure. And the time-series image, which considers the object shape, is proposed in order to efficiently applying the interesting window. This method, first, divides the image frame by the window. Second, the composition focus measure function be applied to the windows, and the time-series image is constructed. Finally, the 3-D information of an object is reconstructed from the time-series images considering the object shape. The experimental results have shown that the proposed method is suitable algorithm to 3-D reconstruction of an irregular object.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.24-32
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• 2006

본 논문에서는 다시점 카메라부터 획득된 부분적인 3D 점군을 사용하여 실내환경의 3D 복원을 위한 새로운 방법을 제안한다. 지금까지 다양한 양안차 추정 알고리즘이 제안되었으며, 이는 활용 가능한 깊이 영상이 다양함을 의미한다. 따라서, 본 논문에서는 일반화된 다시점 카메라를 이용하여 실내환경을 복원하는 방법을 다룬다. 첫 번째, 3D 점군들의 시간적 특성을 기반으로 변화량이 큰 3D 점들을 제거하고, 공간적 특성을 기반으로 주변의 3D 점을 참조하여 빈 영역을 채움으로써 깊이 영상 정제 과정을 수행한다. 두 번째, 연속된 두 시점에서의 3D 점군을 동일한 영상 평면으로 투영하고, 수정된 KLT (Kanade-Lucas-Tomasi) 특징 추적기를 사용하여 대응점을 찾는다. 그리고 대응점 간의 거리 오차를 최소화함으로써 정밀한 정합을 수행한다. 마지막으로, 여러 시점에서 획득된 3D 점군과 한 쌍의 2D 영상을 동시에 이용하여 3D 점들의 위치를 세밀하게 조절함으로써 최종적인 3D 모델을 생성한다. 제안된 방법은 대응점을 2D 영상 평면에서 찾음으로써 계산의 복잡도를 줄였으며, 3D 데이터의 정밀도가 낮은 경우에도 효과적으로 동작한다. 또한, 다시점 카메라를 이용함으로써 수 시점에서의 깊이 영상과 컬러 영상만으로도 실내환경 3D 복원이 가능하다. 제안된 방법은 네비게이션 뿐만 아니라 상호작용을 위한 3D 모델 생성에 활용될 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(4)
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• pp.227-230
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• 2001

In this paper, We present a 3D image data for ocular refina. This 3D display techniques are used voxel(cuboid) projection. Voxel is 3D reconstruction method of the pixel. In this paper, 3D image display system is constructed under PC environment and programed based on modular programming by using Visual C++. The hole procedures are composed of data preparation, 3D Display over transformation and scaling.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.546-549
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• 1997

3D medical image reconstruction techniques are useful to figure out complex 3D structure from the set of 2D sections but their implementations are difficult due to processor's limitation and their computational complexity. In this paper, we propose a new speed optimization technique or accelerating the volume rendering algorithm. In addition, the whole procedure or reconstructing the medical images are constructed by using Visual C++ 5.0 under PC environment. They include classification, shading and ray-casting.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.17-22
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• 1997

본 논문에서는 도로 환경을 재구성하기 위한 새로운 모델링 기법을 제시한다. 도로 환경 재구성을 위한 모델링 알고리즘은 도로 주변 건물들의 3차원 모델을 재구성하는 부분, 도로 모델을 편집 생성하는 부분, 그리고 기타 부가적인 객체들을 모델링하는 부분으로 나누어지는데, 각 부분은 모델링하는 대상의 특성에 따라 각기 다른 모델링 기법을 적용한다. 특히 도로 주변 건물의 3차원 모델을 재구성하기 위한 모델링 기법으로 여러 장의 사진으로부터 모델의 3차원 구조를 다면체 단위로 추출해내는 Photogrammetric Modeling 기법[1, 2]을 사용하였는데, 본 논문에서 제시하는 모델링 기법은 사용자 인터페이스를 개선하고 도로 환경이 지니는 제약조건들을 추가함으로써 도로라는 특수한 환경을 재구성하는데 있어 Photogrammetric Modeling기법에 비해 단순하고 용이한 시스템을 제공한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.13-22
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• 2009

본 연구에서는 레이저 슬릿 빔을 이용한 능동 스테레오 정합 기법과 모자이크 기법을 결합한 3차원 형상 복원 기법을 제안한다. 능동 스테레오 정합 기법은 레이저 슬릿 빔이 조사된 좌, 우 영상에서 색상과 밝기 변화를 분석하여 레이저 라인의 위치정보를 검출하고, 등극선(epipolar line)에서 이를 비교하여 깊이 정보를 획득하는 방법이다. 모자이크 기법은 해리스 코너 검출 방법(harris corner detection)을 이용하여 영상의 특징점을 검출하고, 특징점 기술자(keypoint descriptor) 색인 분류 방법으로 연속 영상 간 특징점의 대응쌍을 찾고 상호 변환 관계를 추정하는 방법이다. 능동 스테레오 정합기법과 모자이크 기법을 이용하여 전체 연속 영상의 깊이 정보를 계산하였다. 이와 같은 방법으로 획득한 연속 영상의 깊이 정보를 영상의 색상, 질감 정보와 융합(blending)과정을 거쳐 최종 3차원 형상 정보로 복원하였다. 제안한 복원기법은 레이저 슬릿 빔과 스테레오 카메라를 사용함으로써 장소와 거리 제약 조건을 극복하여 용이하면서도 강인한 3차원 거리 정보를 획득할 수 있었다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제53권4호
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• pp.226-234
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• 2004

A rapid Prototyping system that laser-cuts and laminates thick layers can fabricate 3D objects promptly with a variety of materials. Building such a system must consider the surface distortions due to both vertical-cut layers and triangular surfaces. We developed a tangential layer-cutting algorithm by rearranging tangential lines such that they reconstruct 3D surfaces more closely and also constitute smoother laser trajectories. An energy function that reflects the surface-closeness with the tangential lines was formulated and then the energy was minimized by a gradient descent method. Since this simple method tends to cause many local minima for complex 3D objects, we tried to solve this problem by adding a simulated annealing process to the proposed method. To view and manipulate 3D objects, we also implemented a 3D visual environment. Under this environment, experiments on various 3D objects showed that our algorithm effectively approximates 3D surfaces and makes laser-trajectory feasibly smooth.