• 대한원격탐사학회지
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• 제19권6호
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• pp.431-445
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• 2003

본 연구에서는 사진측량 관점에서 4S-Van 영상을 이용한 3차원 위치결정의 정밀도를 실험적으로 검증하였다. 실외에 3차원 검정타겟을 설치하고 45-Van에 탑재된 2대의 CCD카메라로부터 검정타겟 영상을 개별적으로 취득하여 자체검정기법으로 각각의 CCD카메라에 대한 내부표정요소를 개별적으로 정확하게 결정하였다. 이와 같이 얻어진 내부표정요소와 검정타겟의 지상좌표 및 검정타겟을 동시에 촬영한 좌ㆍ우측 카메라의 영상좌표를 이용하여 광속조정법으로 2대 CCD카메라의 외부표정요소를 동시에 결정하였다. 또한, 렌즈왜곡이 고려된 에피폴라선을 이용하기 위하여 역렌즈왜곡계수를 최소제곱법을 이용하여 결정하였다. 역렌즈왜곡계수를 이용하여 약 0.5 pixel 이내로 렌즈왜곡이 포함된 영상좌표로 변환이 가능하였다. 렌즈왜곡이 고려된 에피폴라선을 이용한 반자동 영상매칭을 적용하여 3차원 위치결정의 정밀도를 검증하였다. 실험적으로 촬영거리 20m이내에서는 대략2cm 정도의 정밀도를 얻을 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권1C호
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• pp.36-45
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• 2006

본 논문에서는 효과적인 3차원 영상 디스플레이를 위한 다시점 영상왜곡 보정처리 시스템 구현을 제안한다. 본 논문에서 제안한 보정처리 시스템은 기존의 스테레오 방식에서 확장된 4시점으로 카메라를 구성하여 영상을 획득하고 다시점 영상 간에 발생할 수 있는 렌즈의 왜곡, 카메라 오차 및 크기, 카메라 간 밝기 및 색상, 영상 간 밝기 균일도 등의 영상의 보정 신호처리에 대한 방법을 제시한다. 본 논문에서 제안된 시스템에서는 카메라 간 밝기 및 색상 보상은 각 영상의 특징점과 대응점을 찾아 영상 전체에 대한 대응점을 추출하여 색 변환을 통해 영상을 보정하였고 밝기 및 균일도 처리는 각 영상의 밝기차이 맵을 생성하여 보상하였다. 또한 렌즈의 구면수차로 인한 왜곡은 각 영상의 패턴을 검출한 후 렌즈 왜곡을 보정하고 카메라의 오차 및 크기 보상을 통해 다시점 3차원 디스플레이시 발생되는 왜곡현상을 해결하여 보다 효과적인 3차원 입체 디스플레이가 가능하도록 하였다.

• 센서학회지
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• 제14권2호
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• pp.109-115
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• 2005

Calibration is a prerequisite procedure for employing a camera as a 3D sensor in an automated machines like robots. As accurate sensing is possible only when the vision sensor is calibrated accurately, many different approaches and models have been proposed for increasing calibration accuracy. Particularly an important factor which greatly affects the calibration accuracy is the nonlinearity in the mapping between 3D world and corresponding 2D image. In this paper GMDH algorithm is used to learn the nonlinearity without physical modelling. The technique proposed can be effective in various situations where the levels of noises and characteristics of nonlinear distortion are different. In simulations and an experiment, the proposed technique showed good and reliable results.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.867-873
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• 1999

카메라 교정(Camera calibration)은 알고있는 월드 좌표계(world coordinate system)의 제어점(control points)들에 대하여 카메라의 내부/외부 인자(internal and external parameters)들을 계산하는 과정이다. 정확한 카메라 교정은 정밀한 측정을 위해서 반드시 요구된다. 본 논문에서, 우리는 3D 기하학이나 카메라 광학에 대한 특별한 지식을 요구하지 않는 신경망을 이용하여 간단하면서도 유연한 카메라 교정을 제안한다. 제안한 방법은 내부/외부 인자를 요구하지 않는 응용 분야에 매우 유용하다. 또한 제안한 카메라 교정은 물체가 이미지 평면과 거의 평행할 경우에 발생하는 악조건(ill-condition)문제를 해결할 수 있는 장점을 가졌다. 이러한 악조건은 시각 시스템을 이용하여 제품 검사를 할 경우에 흔히 발생한다. 좀더 정확한 교정을 위해 획득한 이미지는 렌즈의 방사형 왜곡에 따라 두 개의 지역으로 분할하여 교정된다. 그리고 Tsai의 알고리즘을 이용한 결과와 제안한 방법을 이용하여 교정한 결과를 실험을 통해 타당성을 증명한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1617-1620
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• 1997

This paper describes the camera caliberation based-neural network with a camera modeling that accounts for major sources of camera distortion, namely, radial, decentering, and thin prism distortion. Radial distoriton causes an inward or outward displacement of a given image point from its ideal location. Actual optical systems are subject to various degrees of decentering, that is the optical centers of lens elements are not strictly collinear. Thin prism distortion arises from imperfection in lens design and manufacturing as well as camera assembly. It is our purpose to develop the vision system for the pattern recognition and the automatic test of parts and to apply the line of manufacturing. The performance of proposed camera aclibration is illustrated by simulation and experiment.

• 전자공학회논문지CI
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• 제41권2호
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• pp.137-148
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• 2004

본 논문에서는 영상기반 파노라믹 3D 가상 환경 (Virtual Environment: VE) 생성을 위해 회전하는 다수의 멀티뷰 카메라를 위한 캘리브레이션 방법을 제안한다. 일반적으로, 카메라 캘리브레이션 알고리즘은 카메라와 캘리브레이션 패턴 사이의 이 멀어질수록 획득되는 카메라 파라미터의 정확도가 상당히 저하되어 파노라마 영상 제작에는 부적합하다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 멀티뷰 카메라의 렌즈간 그리고 회전하는 다수의 멀티뷰 카메라간의 기하학적인 상관 위치 관계를 이용하여 정확도를 높인다. 우선, Tsai의 캘리브레이션 알고리즘을 적용하여 획득된 카메라 파라미터를 카메라 렌즈간의 사전 기하 정보와 비교하여 그 오차에 기반한 인트라 카메라 캘리브레이션 (Intra-camera Calibration)을 수행한다. 그리고 가상 공간에 역투영된 3D point cloud에 ICP 알고리즘을 적용하여 인터 카메라 캘리브레이션 (Inter-camera Calibration)을 수행한다. 이를 확장하여, 다수의 카메라를 회전시켜 획득된 3D point cloud에 대해 기준 카메라의 위치를 중심으로 인터 카메라 캘리브레이션을 연속적으로 수행함으로써 회전하는 다수의 멀티뷰 카메라에 대한 캘리브레이션을 수행한다. 이와 같은 캘리브레이션 방법을 통해 중에서도 비교적 개선된 카메라 파라미터를 획득할 수 있기 때문에 파노라믹 3D 가상 환경을 생성하기 위한 정합과정에 사용할 수 있다. 또한, 실시간 3D 객체 추적 및 AR 응용 시스템 등의 다양한 AR 응용분야에 활용될 수 있다.

• 한국측량학회지
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• 제3권2호
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• pp.32-38
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• 1985

본 연구는 사진에 포함한 정오차를 제거하기 위한 카메라의 해석적 검정모델을 개발하고, 그 효용성 및 문제점을 제시하는데 목적을 두고 있으며 이를 위해 지상측정용 카메라를 이용한 근거리 사진 측양에서의 렌즈왜곡수차를 분석하였다. 얻어진 절대좌표로부터,$K_1$항만을 포함하는 검정모델이 측정용 카메라에 효과적임을 알 수 있었으며, 측정용 카메라에서도 필름변형에 대해 보정해야 함을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2372-2374
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• 2003

With 3-D vision measuring, camera calibration is necessary to calculate parameters accurately. Camera calibration was developed widely in two categories. The first establishes reference points in space, and the second uses a grid type frame and statistical method. But, the former has difficulty to setup reference points and the latter has low accuracy. In this paper we present an algorithm for camera calibration using perspective ratio of the grid type frame with different line widths. It can easily estimate camera calibration parameters such as focal length, scale factor, pose, orientations, and distance. But, radial lens distortion is not modeled. The advantage of this algorithm is that it can estimate the distance of the object. Also, the proposed camera calibration method is possible estimate distance in dynamic environment such as autonomous navigation. To validate proposed method, we set up the experiments with a frame on rotator at a distance of 1,2,3,4[m] from camera and rotate the frame from -60 to 60 degrees. Both computer simulation and real data have been used to test the proposed method and very good results have been obtained. We have investigated the distance error affected by scale factor or different line widths and experimentally found an average scale factor that includes the least distance error with each image. It advances camera calibration one more step from static environments to real world such as autonomous land vehicle use.

• 한국측량학회지
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• 제21권3호
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• pp.245-254
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• 2003

줌 렌즈 CCD 카메라는 사용상 많은 장점을 갖고 있으나 기하학적으로 불안정하여 카메라 검정이 어려운 문제점을 가지고 있으며 이것은 일반적으로 알려진 것과 같이 줌 카메라의 변수가 줌 위치에 따라 변화하기 때문이다. 본 연구에서는 줌 렌즈 CCD카메라의 변수계산과 3차원 위치정확도를 평가하기 위하여 Abdel-Aziz와 Karara가 제안한 DLT기법과 Tsai 기법을 비교분석하였다. 그 결과, 기준점을 대상물이 위치한 공간에 함께 배치할 경우에 Tsai와 DLT모델식에 의한 3차원 위치정확도는 두 방법 모두 비슷하였으나, 기준점과 대상물이 이격되는 경우 DLT에 비해 Tsai가 더 안정적임을 알 수 있었다. 따라서, 그 동안 많이 사용해 온 DLT기법의 변수 최적화를 위한 추가적인 연구가 3차원 위치 정확도 향상을 위해 필요하다고 판단된다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.994-999
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• 2007

전방향(omnidirectional) 카메라 시스템은 보다 적은 수의 영상으로부터 주변 장면(scene)에 대한 많은 정보를 취득할 수 있는 장점이 있기 때문에 전방향 영상을 이용한 자동교정(self-calibration)과 3차원 재구성 등의 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 기존에 제안된 교정 방법들을 이용하여 추정된 사영모델(projection model)의 정확성을 검증하기 위한 새로운 방법이 제안된다. 실 세계에서 다양하게 존재하는 직선 성분들은 전방향 영상에 컨투어(contour)의 형태로 사영되며, 사영모델과 컨투어의 양 끝점 좌표 값을 이용하여 그 궤적을 추정할 수 있다. 추정된 컨투어의 궤적과 영상에 존재하는 컨투어와의 거리 오차(distance error)로부터 전방향 카메라의 사영모델의 정확성을 검증할 수 있다. 제안된 방법의 성능을 평가하기 위해서 구 맵핑(spherical mapping)된 합성(synthetic) 영상과 어안렌즈(fisheye lens)로 취득한 실제 영상에 대해 제안된 알고리즘을 적용하여 사영모델의 정확성을 판단하였다.