• Current Optics and Photonics
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• 제1권4호
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• pp.336-343
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• 2017

A wide field-of-view (FOV) image contains more visual information than a conventional image. This study proposes a new type of hyperbolic mirror for wide FOV image acquisition. The proposed mirror consists of a hyperbolic cylindrical section and a bowl-shaped hyperbolic omnidirectional section. Using an imaging system with this mirror, it is possible to achieve a $213.8^{\circ}$ horizontal and a $126.94^{\circ}$ vertical maximum FOV. Parameters of each section of the mirror are designed to be continuous at the junction of the two parts, and the resultant image is seamless. The image-acquisition model is obtained using ray-tracing optics. To rectify the geometrical distortion of the original image due to the mirror, an image-restoration algorithm based on conformal projection is presented in this study. The performance of the proposed imaging system with the hyperbolic mirror and its image-restoration algorithm are verified by experiments.

• 로봇학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.146-153
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• 2015

In order to contain as much information as possible in a single image, a wide FOV(Field-Of-View) imaging system is required. The catadioptric imaging system with hyperbolic cylinder mirror can acquire over 180 degree horizontal FOV realtime panorama image by using a conventional camera. Because the hyperbolic cylinder mirror has a curved surface in horizontal axis, the original image acquired from the imaging system has the geometrical distortion, which requires the image processing algorithm for reconstruction. In this paper, the image reconstruction algorithms for two cases are studied: (1) to obtain an image with uniform angular resolution and (2) to obtain horizontally rectilinear image. The image acquisition model of the hyperbolic cylinder mirror imaging system is analyzed by the geometrical optics and the image reconstruction algorithms are proposed based on the image acquisition model. To show the validity of the proposed algorithms, experiments are carried out and presented in this paper. The experimental results show that the reconstructed images have a uniform angular resolution and a rectilinear form in horizontal axis, which are natural to human.

• 한국광학회지
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• 제12권5호
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• pp.352-355
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• 2001

고해상도 원격관측용 카메라로 설계된 비축 3반사 광학계의 제1거울인 쌍곡면 형상 측정을 위한 null 렌즈를 설계하였다. Null 렌즈는 autostigmatic 방식과 mixed 방식으로 설계하였으며, 렌즈의 곡률반경, 두께등의 변수에 대한 상대적 민감도를 비교 분석하여 보다 측정이 용이한 null 렌즈를 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2117-2122
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• 2015

한 장의 영상에 보다 많은 영상정보를 담기 위해서는 넓은 시야각이 필요하다. 넓은 시야각을 갖는 영상은 보안, 감시, 원격화상회의, 이동로봇 등의 산업분야에서 사용된다. 본 논문에서는 광각의 파노라마 영상을 획득하기 위해 쌍곡면 실린더형 반사체를 이용한 영상획득 방법을 제안한다. 일반적인 응용 예에서 수직화각 보다 수평화각이 중요하므로 수직방향으로는 평면거울과 같고, 수평방향으로 쌍곡선 형태를 갖는 실린더형 반사체를 설계하였다. 광학적 성능 분석을 위해 광선추적법을 통해 본 쌍곡면 실린더형 반사체 영상계의 영상획득 모델을 구하였으며, 쌍곡면 실린더형 반사체를 실제 제작하였고, 영상 실험을 통해 광각 영상획득 성능을 검증하였다. 제안하는 영상 시스템은 기존 방법에 비해 경제적이며, 별도의 영상처리 없이 수평화각 210도에 이르는 광각의 실시간 파노라마 영상을 획득할 수 있었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권4호
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• pp.329-335
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• 2019

Wide FOV imaging systems are important for acquiring rich visual information. A conventional catadioptric imaging system deploys a camera in front of a curved mirror to acquire a wide FOV image. This is a cumbersome setup and causes unnecessary occlusions in the acquired image. In order to reduce both the burden of the camera deployment and the occlusions in the images, this study uses a secondary planar mirror in the catadioptric imaging system. A compact design of the catadioptric imaging system and a condition for the position of the secondary planar mirror to satisfy the central imaging are presented. The image acquisition model of the catadioptric imaging system with a secondary planar mirror is discussed based on the principles of geometric optics in this study. As a backward mapping, the acquired image is restored to a distortion-free image in the experiments.

• 대한수학회보
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• 제51권5호
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• pp.1259-1267
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• 2014

In this paper we show that any chain transitive set of a diffeomorphism on a compact $C^{\infty}$-manifold which is $C^1$-stably limit shadowable is hyperbolic. Moreover, it is proved that a locally maximal chain transitive set of a $C^1$-generic diffeomorphism is hyperbolic if and only if it is limit shadowable.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권5호
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• pp.726-733
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• 2005

A spherical surface referenced Shack-Hartmann method is studied for inspecting machining accuracy of large concave mirror This method is so strong to the vibration environment for using as an on-machine inspection system during polishing process of large optics comparing with the interferometry. The measuring uncertainty of the system is shown as less than p-v 150 m. On-machine measured surface profile data with this method is used for feed back control of the polishing time or depth to improve the surface profile accuracy of large concave mirror. Also, the spherical surface referenced Shack-Hartmann method is useful for measuring aspheric such as parabolic or hyperbolic surface profile, comparing that the interferomehy needs a special null lens, which is to be a reference and difficult to fabricate.

• 한국광학회지
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• 제17권5호
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• pp.412-419
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• 2006

초정밀 비구면 기공기로 제작한 구경 300 mm이고 f-수가 1.98인 알루미늄 쌍곡면 거울의 형상을 측정하기 위하여 자동무수차점 널(null) 렌즈 광학계를 설계하고 제작하였으며, 이를 이용하여 이 대구경 쌍곡면 거울의 형상을 측정하였다. 이때 널 렌즈간 정렬은 구조적으로 안정하고 부피가 작은 경통고정식을 선택하였고, 널 렌즈 및 경통의 제작 허용오차는 요구되는 측정 정밀도를 만족하도록 공차분석기법을 통하여 계산하고 제작하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.479-486
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• 2012

In this paper, a ranging system is proposed that is able to measure 360 degree omnidirectional distances to environment objects. The ranging system is based on the structured light imaging system with catadioptric omnidirectional mirror. In order to make the ranging system robust against environmental illumination, efficient structured light image processing algorithms are developed; sequential integration of difference images with modulated structured light and radial search based on Bresenham line drawing algorithm. A dedicated FPGA image processor is developed to speed up the overall image processing. Also the distance equation is derived in the omnidirectional imaging system with a hyperbolic mirror. It is expected that the omnidirectional ranging system is useful for mapping and localization of mobile robot. Experiments are carried out to verify the performance of the proposed ranging system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4108-4114
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• 2015

광학 반사체를 이용하여 카메라 영상을 얻는 방법을 catadioptric 영상법이라고 부른다. Catadioptric 영상법은 360도 모든 방향의 시각정보를 한 장의 영상면에 담기 위한 전방향 영상 획득시스템에 많이 사용된다. 대표적인 전방향 광학 반사체로서 그릇 모양의 3차원 쌍곡면형 거울이 있다. 본 논문에서는 쌍곡면형 반사체를 이용한 catadioptric 전방향 영상 시스템에 간단히 오목 렌즈를 추가함으로써 하나의 카메라로 시점이 다른 전방향 스테레오 영상을 얻는 방법에 관해 연구하였다. 시점이 다른 전방향 스테레오 영상 정합을 통해 대상 물체의 3차원 좌표를 복원할 수 있다. 본 전방향 스테레오 영상 시스템은 한 대의 카메라를 사용하므로 경제적이며, 스테레오 영상간에 카메라 내재 매개변수가 같으므로 정합이 쉽다는 장점이 있다. 본 논문에서는 3차원 좌표값 측정에 필요한 매개변수들을 3 단계 캘리브레이션을 이용하여 추출하였고, 실험을 통해 전방향 3차원 거리측정 성능을 검증하였다. 또한 거리측정 정밀도를 분석하여 본 스테레오 영상 시스템의 신뢰할 만한 측정범위를 제시하였다.