• 제목/요약/키워드: 3D Laser Scanning

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편광 기반 주파수 스캐닝 간섭 시스템 및 병렬 프로그래밍 기반 측정 고속화 (A Polarization-based Frequency Scanning Interferometer and the Measurement Processing Acceleration based on Parallel Programing)

  • 이승현;김민영
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.253-263
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    • 2013
  • 광학측정기법 중 주파수 스캐닝 간섭계는 기존 3차원 측정기법과 비교하여 광학 하드웨어 구조가 측정과정동안 고정되어 있어, 대물렌즈나 대상물체의 수직 스캐닝 없이 단지 광원의 주파수만 특정한 주파수 밴드내에서 스캐닝 하여 대상물체에 주사되므로, 우수한 광학 측정 성능을 보인다. 광원의 주파수를 변경하여 간섭계를 통해 간섭 영상을 획득한 후, 밝기 영상 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환하고, 고속 푸리에 변환을 통한 주파수 분석을 이용하여 대상 물체의 높이 정보를 계측한다. 하지만, 대상물체의 광학적 특성에 기인한 광학노이즈와 주파수 스캐닝동안 획득되는 영상의 수에 따라 증가하는 영상처리시간은 여전히 주파수 스캐닝 간섭계의 문제이다. 이를 위해, 1) 편광기반 주파수 스캐닝 간섭계가 광학 노이즈에 대한 강인성을 확보하기 위해 제안되어진다. 시스템은 주파수 변조 레이저, 참조 거울 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 대상 물체 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 편광 광분배기, 이미지 센서 앞단의 편광기, 광섬유 광원 앞단의 편광기, 편광 광분배기와 광원의 편광기 사이에 위치하는 ${\lambda}/2$ 판으로 구성된다. 제안된 시스템을 이용하여, 편광을 기반으로한 간섭이미지의 대조대비를 조절할 수 있다. 2) 신호처리 고속화 방법이 간섭계 시스템을 위해 제안되며, 이는 그래픽 처리 유닛(GPU)과 같은 병렬처리 하드웨어와 계산 통합 기기 구조(CUDA)와 같은 프로그래밍 언어로 구현된다. 제안된 방법을 통해 신호처리 시간은 실시간 처리가 가능한 작업시간을 얻을 수 있었다. 최종적으로 다양한 실험을 통해 제안된 시스템을 정확도와 신호처리 시간의 관점으로 평가하였고, 실험결과를 통해 제안한 시스템이 광학측정기법의 실적용을 위해 효율적임을 보였다.

수종 air-turbine 다이아몬드 버의 절삭 효과에 관한 실험적 연구 (An experimental study of cutting efficiency of air-driven diamond burs on human tooth)

  • 홍진선;여인성;김성훈;이재봉;한중석;양재호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.1-7
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    • 2011
  • 연구 목적: 치과용 에어터빈에 장착하여 사용하는 다이아몬드 버는 치과 치료에서 치아 형성을 위한 필수적인 절삭용 회전 기구이다. 반복해서 사용되는 다이아몬드 버는 마모를 일으키게 되고 마모된 다이아몬드 버는 치아 형성시 열 발생, 절삭 효과 저하 등의 문제를 발생하게 된다. 본 연구의 목적은 자연치를 사용하여 coarse grit 다이아몬드 버의 절삭 효과를 비교하고자 하였다. 연구 재료 및 방법:임상에 널리 사용되는 coarse grit 다이아몬드 버 4종류를 선정하였다: Komet(A사), Shofu(B사), Premier(C사), Mani(D사). 발거된 상악 중절치의 순면을 사용하였다. 100g의 힘으로 6 mm 폭으로 10회 반복하여 실제 임상에서와 유사한 치아 형성을 하였다. 치아 형성을 하지 않은 coarse grit 다이아몬드 버를 대조군으로 하였고, 1개(test1), 2개(test2), 3개(test3), 그리고 4개(test4)의 치아 형성을 한 coarse grit 다이아몬드 버의 마모 양상을 공초점 레이저 주사 현미경으로 표면 거칠기 값을 다이아몬드 버의 첨부, 중간, 그리고 하단부 등의 3곳에서 측정하였고, 주사전자 현미경 (SEM)으로 표면 형태를 평가하였고, 표면 거칠기는 one-way ANOVA로 분석하였다. 결과: 공초점 레이저 주사 현미경으로 표면 거칠기를 측정하였다. A사의 coarse grit 다이아몬드 버의 경우 대조군의 표면 거칠기 값 (Sa)은 $52.98\;{\mu}m$인데 비해, test 1은 $48.32\;{\mu}m$, test 2는 $46.79\;{\mu}m$, test 3은 $45.06\;{\mu}m$, 그리고 test 4는 $43.43\;{\mu}m$을 보였다. B사 coarse grit 다이아몬드 버의 경우 각각 $50.68\;{\mu}m$, $45.62\;{\mu}m$, $44.41\;{\mu}m$, $44.10\;{\mu}m$, 그리고 $42.46\;{\mu}m$을, C사 coarse grit 다이아몬드 버의 경우 $58.02\;{\mu}m$, $55.53\;{\mu}m$, $52.22\;{\mu}m$, $48.26\;{\mu}m$, 그리고 $45.36\;{\mu}m$을, D사coarse grit 다이아몬드 버의 경우 $50.11\;{\mu}m$, $46.73\;{\mu}m$, $45.46\;{\mu}m$, $42.58\;{\mu}m$, 그리고 $41.80\;{\mu}m$을 보였다. 치아 형성한 횟수에 따라 각 coarse grit 다이아몬드 버에서 표면 거칠기의 변화는 통계적으로 유의하였으나, 각 시스템별 유의성은 관찰되지 않았다. SEM으로 관찰시 대조군에 비해 test 4에서 coarse grit 다이아몬드 버 입자의 마모를 관찰할 수 있었다. 결론: 치아 형성에 따른 coarse grit 다이아몬드 버의 표면 거칠기 값 (Sa)을 비교한 결과 각 치아 형성마다 통계적으로 유의한 차이를 보여 버를 수회 사용시 표면 거칠기가 상당히 감소할 것으로 보인다. Coarse grit 다이아몬드 버의 사용에 따른 각 제조회사별 차이를 비교한 결과는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않아 제조사에 따른 다이아몬드 버의 차이는 발견되지 않았다. Coarse grit 다이아몬드 버의 표면 특성을SEM으로 관찰한 결과, 대조군에 비해 test 4에서 다이아몬드 버 입자의 마모를 관찰할 수 있었다.

BIM 데이터를 적용한 증강현실 기반의 건설관리시스템 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of the Project Management System based on Augmented Reality)

  • 안지연;최정민;권순호;송두형;옥종호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.3083-3093
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    • 2010
  • 최근 3D파라메트릭 모델링 기법의 발달에 힘입어 비정형 건축 프로젝트가 증가하고 있다. 기존의 BIM 시뮬레이션 의사결정 지원시스템은 가상현실에서 구현되기 때문에 효율적이지 못했다. 이에 본 연구에서 효율적 의사결정지원을 위한 증강현실 기반 시뮬레이션 시스템인 "AR naviX"를 개발하였다. 이 시뮬레이션 시스템은 현장사진과 동영상자료 혹은 레이져 스캐닝 데이터를 활용하여 사용자가 보다 높은 현실감과 몰입감을 느낄 수 있도록 함으로써, 의사결정에 소비되는 시간을 단축시킨다.

항공 LiDAR 데이터를 이용한 건물추출과 상부구조물 특성분석 및 모델링 (Utilizing Airborne LiDAR Data for Building Extraction and Superstructure Analysis for Modeling)

  • 정형섭;임새봄;이동천
    • 한국측량학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.227-239
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    • 2008
  • 항공 레이저 스캐닝(ALS) 시스템으로부터 획득한 LiDAR 데이터를 미용하여 3차원 객체 모델링과 지형도 제작을 위해서는 데이터의 기하학적 및 의미적인 분할과 같은 체계적인 데이터 처리가 선행되어야 한다. ALS로 부터 활용 가능한 LiDAR 데이터를 획득하기 위해서는 GPS, INS 및 레이저 스캐너 데이터의 통합이 필수적이다. 본 연구에서는 건물추출과 지붕 구조물 분할을 위해서 LiDAR 데이터를 영상화하여 디지털 영상처리 기법을 적용하였다. 영상화된 데이터를 사용하는 주요 장점 중 하나는 기존의 다양한 영상처리 알고리즘을 사용할 수 있다는 점이다. 격자화 및 정량화를 거치는 영상화 과정에서 원시 LiDAR 데이터가 한정된 밝기값으로 변환되므로 평활화 및 상세 정보의 손실이 발생될 수 있지만. 평활화된 데이터는 표면분할과 모델링에 오히려 적합하다. 건물의 경계선은 윤곽선 추출 연산자를 이용하여 정확하게 추출하였으며, 건물 모양에 적합하도록 규격화하였다. 건물 지붕의 구조물의 분할은 영역확산을 기반으로 수행하였다. 이 결과 다양한 디지털 영상처리 기법을 복합적으로 적용하여 건물추출과 지붕 구조물의 면분할이 가능함을 보여주었다. 또한 지붕의 형태를 재현하기 위한 특성정보 추출에 관한 개념적 방법을 제안하였다. 지붕 데이터를 분할하고 모델링을 위해 통계적 및 기하적 특성을 이용하였으며. 제안한 방법에 의한 시뮬레이션 결과는 지붕면을 분할하고 모델링하는데 가능함을 보여주고 있다.

지대치삭제의정확도가레이져신터링기술로제작된Co-Cr 코핑의변연적합도에미치는영향 (Influence of the accuracy of abutment tooth preparation on the marginal adaptation of Co-Cr alloy copings fabricated with a selective laser sintering technology)

  • 김서랑;곽재영;허성주;김성균;김명주
    • 대한치과보철학회지
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    • 제53권4호
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    • pp.337-344
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    • 2015
  • 목적: 본 연구의 목적은 지대치 삭제의 정확도와 metal coping의 변연적합도와의 상관관계를 알아보는 데 있다. 이를 통해, 세 가지 다른 제작 방식 (주조, milling, 기법)이 이 상관관계에 미치는 영향을 비교해 보고자 한다. 재료 및 방법: 두 개의 master medel을 서로 다른 방식으로 제작하였다; 첫 번째 모델은 치과의사에 의해 deep chamfer margin을 가지도록 지대치 삭제된 것이고, 두 번째 모델은 3-D designing software program을 이용하여 동일한 삭제원칙에 따라 제작되었다. 각각의 모델에 대하여 세 가지 제작 방식으로 코발트-크롬 코핑을 12개씩 제작하여, 총 72개의 시편을 얻었다. 각 시편을 master model상에 적합시키고 공초점 레이저 주사 현미경으로 변연적합도를 측정하였다. 결과: SLS system (P=.0231)과 주조방식(P<.0001)에서는 computer designed model이 hand prepared model에 비하여 유의하게 우수한 변연적합도를 보였다. 그러나 milling group에서는 두 모델 간에 유의한 차이를 나타내지 않았다(P=.9962). 결론: 본 연구에 한하여, 지대치 삭제의 정확도가 금속 코핑의 변연적합도에 미치는 영향은 그 제작 방식에 따라 달랐다. 제작 방식에 따른 변연적 합도는 SLS system이 가장 우수하였고 지대치 삭제의 정확도에 의해 영향을 받았다. 한편, milling 방식은 세 가지 방식 중 가장 큰 변연 격차를 나타내었으며 지대치 삭제의 정확도에 영향을 받지 않았다.

Microstructure evolution and effect on deuterium retention in oxide dispersion strengthened tungsten during He+ irradiation

  • Ding, Xiao-Yu;Xu, Qiu;Zhu, Xiao-yong;Luo, Lai-Ma;Huang, Jian-Jun;Yu, Bin;Gao, Xiang;Li, Jian-Gang;Wu, Yu-Cheng
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권12호
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    • pp.2860-2866
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    • 2020
  • Oxide dispersion-strengthened materials W-1wt%Pr2O3 and W-1wt%La2O3 were synthesized by wet chemical method and spark plasma sintering. The field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) analysis, XRD and Vickers microhardness measurements were conducted to characterize the samples. The irradiations were carried out with a 5 keV helium ion beam to fluences up to 5.0 × 1021 ions/m2 under 600 ℃ using the low-energy ion irradiation system. Transmission electron microscopy (TEM) study was performed to investigate the microstructural evolution in W-1wt%Pr2O3 and W-1wt%La2O3. At 1.0 × 1020 He+/m2, the average loops size of the W-1wt%Pr2O3 was 4.3 nm, much lower than W-1wt% La2O3 of 8.5 nm. However, helium bubbles were not observed throughout in both doped W materials. The effects of pre-irradiation with 1.0 × 1021 He+/m2 on trapping of injected deuterium in doped W was studied by thermal desorption spectrometry (TDS) technique using quadrupole mass spectrometer. Compared with the samples without He+ pre-irradiation, deuterium (D) retention of doped W materials increased after He+ irradiation, whose retention was unsaturated at the damage level of 1.0 × 1022D2+/m2. The present results implied that irradiation effect of He+ ions must be taken into account to evaluate the deuterium retention in fusion material applications.

$Carisolv^{TM}$ 에 의한 우식제거후 Microtensile Bonding Strength에 관한 연구 (AN EXPERIMENTAL STUDY ON THE MICROTENSILE BONDING STRENGTH OF DENTIN TREATED BY $CARISOLV^{TM}$)

  • 백병주;권병우;김재곤;전철완
    • 대한소아치과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.389-396
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    • 2002
  • 이 연구의 목적은 전형적인 우식제거(bur)와 기계화학적으로 제거된 상아질($Carisolv^{TM}$)의 microtensile bonding strength를 비교하는 것이다. 다음과 같은 결합 system이 사용되었다; AB: All Bond 2(3M, USA), PB: Prime & Bond 2.1(Dentsply, DE), AQ: AQ Bond(sun medical, Japan). 교합면 우식증을 가지고 있는 42개의 사람 대구치를 6개 그룹으로 나누었다. 각각의 그룹은 다음과 같이 나누었다; $Carisolv^{TM}$를 적용한 그룹 A, B, C와 bur를 사용한 그룹 D, E, F, A와 D 그룹에서는 AB가 상아질 결합제로 사용하였고, 그룹 B, E는 PB를 그룹 C, F는 AQ를 사용하였다. 그 후 와동은 복합레진(Z-100)으로 충전하였다. 각각의 시편을 0.7 mm 두께로 자르고 0.7 mm의 넓이로 다시 잘랐다. Microtensile bonding strength test는 $0.5\;mm/min^{-1}$의 crosshead에서 시행하여 파절면을 scanning electron microscope(JSM-6400, Jeol, Japan)로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. $Carisolv^{TM}$로 우식을 제거했을 때 Microtensile bonding strength는 bur를 사용한 것에 비해서 75.8-80%로 감소하였다(p<0.05). 2. $Carisolv^{TM}$로 우식을 제거했을 때 Microtensile bonding strength가 감소된 정도는 상아질 결합제의 종류에 따라 각 군별로 차이가 없었다(p<0.05). 3. $Carisolv^{TM}$로 우식을 제거했을 때 All bonds는 32.6 MPa, Prime & bond는 30.1 Mpa, AQ bond는 21.2 Mpa이었다. 4. Bur와 $Carisolv^{TM}$로 우식제거시 AQ bond는 All bond와 Prime & bond 2.1보다 유의하게 낮은 결합강도를 가졌다(p<0.01).

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라이다 데이터와 항공 정사영상을 활용한 인공 제방선 지도화 (Mapping Man-Made Levee Line Using LiDAR Data and Aerial Orthoimage)

  • 정윤재;박현철;정연인;조명희
    • 한국지리정보학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.84-93
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    • 2011
  • 제방선 지도화는 하천지역의 환경보호와 하천 범람 방지, 그리고 하천 개발에 있어 매우 중요하다. 라이다(LiDAR)와 항공 정사영상(aerial ortho-image)과 같은 원격탐사 데이터의 활용은 대상 지역에 접근하지 않고도 대상 지역에 관한 지형 정보를 얻을 수 있다는 점 때문에, 하천 지도화 작업에 효율적이다. 라이다 자료는 얕은 물을 관통하는 능력과 높은 수직 정확도 때문에 하천구역 지도화 작업에 활용되어 오고 있다. 영상자료의 활용 또한 영상처리 기법을 이용하여 여러 특징들을 추출할 수 있다는 점 때문에 하천 지도화 작업에 효율적이다. 본 논문에서는 라이다와 항공 정사영상을 각각 활용하여 3차원 제방선 지도화 작업을 수행하였다. 그리고 지상 실측정보들을 통해 두 자료로부터 추출된 제방선들의 정확도를 측정하고, 두 측정 결과들을 비교한다. 통계적인 결과에서 나타나듯이 라이다를 활용하여 추출된 3차원 제방선이 항공 정사영상을 활용하여 추출된 3차원 제방선에 비해 수평 및 수직 정확도가 훨씬 더 높다는 것을 보여준다.

석조구조물의 효율적 유지관리를 위한 지질공학적 및 구조동역학적 특성연구 (STUDIES ON THE CHARACTERISTICS OF STONE STRUCTURES BY GEOTECHNICAL AND DYNAMIC STRUCTURAL ENGINEERINGS)

  • 손호웅;이성민
    • 지구물리
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    • 제6권4호
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    • pp.277-294
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    • 2003
  • 구조물의 시간경과에 따른 변형 및 성능저하 현상은 인위적 요인 및 시간경과에 따른 지반상태의 변화 혹은 지반 변위요인의 누적에 의해 발생한다 본 연구에서는 경상남도 경주시에 위치한 첨성대를 연구대상으로 설정하였다. 첨성대는 약 1,300여 년 전 건립된 석축구조물로서 지반침하로 약간 기울어져 있으며 일부 석재 사이의 틈이 벌어져 있는 상태이다 본질적인 대책수립을 위하여 본 연구에서는 이러한 목적을 위하여 차원 레이저스캐닝시스템에 의한 형상 역공학적 연구 물리탐사에 의한 지반공학적 특성 연구 및 고유진동수 측정에 의한 첨성대의 동적특성 등의 다음과 같은 연구들을 수행하였다 첫째 정밀측량에 의한 첨성대의 정밀한 변형량 측정 및 지속적인 변위측정을 위하여 차원 레이저 스캐닝에 의한 첨성대의 차원 공간위치정보를 취득하여 형상역공학에 의한 차원 벡터 이미지 형상구현 및 첨성대의 크기 변위량 변위방향 등 여러 가지 제원을 구하고자 하였다 둘째 다양한 비파괴적 물리탐사 방법들을 적용하여 첨성대 및 주변 지반의 물성분포 및 지반특성을 파악하고자 하였다 한편 다양한 물리탐사를 통하여 향후 유사한 조사에 있어서 적절한 물리탐사 방법을 제시하고자 하였다 셋째 경주 첨성대의 1/10모형에 대한 동적특성실험 및 실물에 대한 고유진동수 측정을 통해 첨성대의 구조적 특성을 연구하여 첨성대의 구조특성 및 상태판단 및 동적특성 파악에 의한 내진성능을 판단하고자 하였다.

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위험 경사면의 변위 검출을 위한 지상 라이다의 활용 (Application of Terrestrial LiDAR for Displacement Detecting on Risk Slope)

  • 이근왕;박준규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.323-328
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    • 2019
  • 기존에는 지형에 대한 3차원 공간정보 구축을 위해 주로 토털스테이션을 이용한 현황측량, 원격탐사, GNSS(Global Navigation Satellite System) 등의 방법이 주로 활용되어 왔다. 하지만 토털스테이션이나 GNSS는 대상지에 접근과 많은 관측을 요구하기 때문에 작업효율과 경제성이 떨어지며, 항공사진이나 인공위성영상은 지형의 3차원 형상을 취득하기 어렵다는 단점이 있다. 지상 LiDAR(Light Detection And Ranging)는 측정 대상물에 무수히 많은 레이저를 주사하여 X, Y, Z 좌표와 형상에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 자료처리의 자동화가 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 지상 LiDAR를 이용하여 사면의 변위를 검출하고자 하였다. 연구대상 사면 3개소를 선정하고, 2016년과 2017년에 대상 사면에 대한 자료를 취득하였으며, 자료 처리를 통해 경사면의 형상과 단면에 대한 데이터를 생성할 수 있었다. 또한 생성된 데이터의 중첩분석을 통해 효과적으로 사면의 변위가 0.1m 이내임을 파악함으로써, 위험사면의 관리를 위한 지상 LiDAR의 활용 가능성을 제시하였다. 향후 주기적인 데이터 취득 및 분석이 이루어진다면 지상 LiDAR를 이용한 방법은 효과적인 위험사면 관리에 기여할 것이다.