• 대한공간정보학회지
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• 제16권2호
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• pp.87-95
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• 2008

Ladar (LAser Detection And Ranging, Lidar)는 레이저 신호를 이용하여 대상지역에 대하여 정밀한 3차원 거리를 취득하는 센서로 최근 들어 미사일, 항공기 등에 탑재되어 자동표적인식 등에 활용되고 있다. 기존의 영상기반센서와 달리 센서와 표적과의 거리를 밝기나 색상 값으로 표현한 range 영상을 제공하며, 이로부터 표적의 정밀한 3차원 모델의 생성이 가능하기 때문에 표적의 인식과 식별을 가능하게 한다. 이러한 Ladar 센서의 데이터를 모의 생성한다면, 센서의 개선 및 개발 또는 센서 데이터 처리 알고리즘의 개발을 더욱 효율적으로 수행할 수 있게 될 것이다. 이에 본 연구에서는 특히 Linear FM 기반의 Ladar 센서의 신호 생성 및 신호처리 과정을 시뮬레이션하여 Ladar 영상을 모의 생성하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 우선 FM chirp modulator를 탑재한 시스템의 레이저 신호를 모의로 생성하고, FFT기반 신호처리를 통해 센서와 표적과의 거리를 획득하였으며, 최종적으로 Ladar range 영상을 성공적으로 모의 생성하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제19권4호
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• pp.415-423
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• 2016

A TOF type LADAR is utilized for unmanned systems(UGV, UAV, USV, etc.), precision digital elevation maps, and electronic fences. Electronical and optical signal processing techniques are melted in LADAR sensor systems. In this study important factors are examined for high reliability sensor development. By considering those factors, hardwares and softwares of a test LADAR is developed and tested, We report the practical design tips, test results, and future works for better LADAR system development.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권5호
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• pp.687-698
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• 2012

LADAR systems can rapidly acquire 3D point clouds by sampling the target surfaces using laser pulses. Such point clouds are widely used for diverse applications such as DSM/DTM generation, forest biomass estimation, target detection, wire avoidance and so on. Many kinds of LADAR systems have been developed with their respective purposes and applications. Particularly, Geiger mode imaging LADAR systems are increasingly utilized since they are energy efficient thank to extremely sensitive detectors incorporated into the systems. The purpose of this research is the performance assessment of a Geiger mode imaging LADAR system based on simulation with the real system parameters. We thus developed a simulation method of such a LADAR system by modeling its geometric, radiometric, optic and electronic aspects. Based on the simulation, we performed the performance assessment of a newly designed system to derive the outlier ratio and false alarm rate expected during its operation in almost real environment with reasonable system parameters. The proposed simulation and performance assessment method will be effectively utilized for system design and optimization, and test data generation.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권6호
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• pp.733-742
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• 2017

LADARs are used for important sensors in various applications, for example, terrain information sensors in self driving cars, safety sensors for factory automation, and 3D map constructions. This study develop important component technologies to improve the performance of a LADAR system under development in Korea. The component technologies include diode temperature regulation, reducing distance error in outdoor environment, and signal processing technique for better detection of distant objects. This paper explains the suggested component technologies and experimental results of the developed LADAR system. Also, the developed system is operated and tested an a single axis driving platform to acquire 3D information from 2D LADAR.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.1-10
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• 2013

본 논문은3차원레이저레이더(LADAR, Laser Ladar) 영상 생성 시스템 개발을 수행함에 있어, 요구되는 실시간 처리를 구현하기 위해 CPU(Central Processing Unit) 및 GPU(Graphic Processing Unit)의 병렬처리 구조를 설계하는 CUDA(Common Unified Device Architecture) 기반 소프트웨어(SW, Software) 구현 기법에 대하여 설명한다. LADAR 시스템은 레이저 거리정보를 기반으로 3차원 영상을 생성하는 복잡도 높은 시스템으로써, 각 단계별로 많은 량의 처리 자원이 필요하다. 따라서, 한정된 시스템 자원 내에서 이를 실시간으로 처리하기 위해서는 반드시 병렬처리 구조를 설계 및 적용해야 한다. 본 논문에서는, 처리 알고리즘의 단계적 분석을 통해 분할 가능한 작업에 대하여 CUDA GPU로 할당 및 처리를 수행함으로써, 시스템에서 요구하는 실시간 처리를 달성하였으며, 처리 속도 분석을 통해 최대 46%의 처리 속도 향상을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.387-390
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• 2017

임베디드 분야에서 고해상도 센서의 등장으로 Heterogeneous 컴퓨팅에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 로직모듈은 LADAR 시스템 구성품을 제어하고, 고속의 레이저 영상 데이터를 실시간 3차원 영상화하기 위한 임베디드 시스템이다. 본 논문에서는 로직모듈의 설계와 CPU-GPU Heterogeneous 컴퓨팅을 활용한 로직모듈의 신호처리에 대해 설명하려고 한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제22권4호
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• pp.467-474
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• 2019

Recently, optical phased array(OPA) based laser detection and ranging(LADAR) has gained great interest to replace the traditional mechanical light detection and ranging technique(LiDAR). In OPA-based LADAR, it is well known that phases of laser pulses traveling through each of channels should be the same to obtain a narrow free-space single beam without noise-like ripples in the far field. However, it is difficult to provide such ideal condition due to the fabrication errors. To tackle this problem, any algorithms should be necessary to compensate the initial random phases of each channel in OPA antenna. In this paper, we propose a hill-climbing based phase calibration algorithm and evaluate the performance of the proposed algorithm.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권1호
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• pp.8-15
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• 2019

We describe a common optical system that merges a LADAR system, which generates a point cloud, and a more traditional imaging system operating in the LWIR, which generates image data. The optimum diameter of the entrance pupil was determined by analysis of detection ranges of the LADAR sensor, and the result was applied to design a common optical system using LADAR sensors and LWIR sensors; the performance of these sensors was then evaluated. The minimum detectable signal of the $128{\times}128-pixel$ LADAR detector was calculated as 20.5 nW. The detection range of the LADAR optical system was calculated to be 1,000 m, and according to the results, the optimum diameter of the entrance pupil was determined to be 15.7 cm. The modulation transfer function (MTF) in relation to the diffraction limit of the designed common optical system was analyzed and, according to the results, the MTF of the LADAR optical system was 98.8% at the spatial frequency of 5 cycles per millimeter, while that of the LWIR optical system was 92.4% at the spatial frequency of 29 cycles per millimeter. The detection, recognition, and identification distances of the LWIR optical system were determined to be 5.12, 2.82, and 1.96 km, respectively.

• 한국광학회지
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• 제24권4호
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• pp.176-183
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• 2013

본 논문에서는 3차원 영상 획득을 위한 LADAR(LAser Detection And Ranging)용 광수신기 모듈을 설계-제작하고 측정한 결과를 보고한다. 광수신기 모듈은 1 km 이상의 거리에서도 신호를 측정할 수 있도록 디지털모드(Geiger Mode)에서 동작하는 InGaAs APD(Avalanche Photodiode)로 설계하였으며, $16{\pm}16$ FPA(Focal Plane Array)로 설계-제작하였다. 디지털모드(Geiger Mode)는 항복전압 이상의 영역에서 동작하여 작은 광에 대해 반응 할 수 있게 큰 증폭률을 가지게 된다. 1ns의 FWHM(Full Width at Half Maximum)을 갖는 펄스를 수광할 수 있고, 배열 크기는 $16{\pm}16$, Geiger Mode 동작 등의 특성을 만족하도록 광수신기를 구성하기 위해 ROIC(Read Out Integrated Circuit)를 자체적으로 설계-제작하였다. 제작된 광수신기 모듈은 원거리 표적정보 획득이 가능하며, PDE(Photon Detection Efficiency)는 28%, DCR(Dark Count Rate)은 140 kHz 이하의 특성을 보였으며, LADAR 시스템에서 3차원 영상을 획득하였다. 이는 $16{\pm}16$ FPA APD를 이용한 광수신기에서 가장 우수한 특성을 나타낸 것이다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.909-914
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• 2007

건설 프로젝트가 점차 대형화, 복잡화, 전문화 되면서 지속적으로 변화하는 건설 환경에 대응할 수 있는 프로젝트 관리 기법 개발에 대한 요구가 증가하고 있다. 건설 프로젝트의 특성상 관리 기법은 건설 현장이나 구조물의 유지 관리 단계에서 발생하는 방대한 양의 정보를 실시간으로 수집하고 처리하여 표현할 수 있어야 한다. 이를 위해 국내외적으로 실시간 3차원 공간 모델링 방법의 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 실시간 3D 공간 정보 획득은 모델링을 위한 필수 요소라 할 수 있다. 최근 개발된 플래시 레이다는 실시간으로 주변 환경에 대한 3차원 공간 정보 획득이 가능하도록 하는 장비로 건설 산업에서의 3차원 공간 모델링 시스템에 가장 적합한 기술이라 할 수 있다. 본 논문에서는 보다 정확한 3차원 공간 모델링을 위해 플래시 레이다의 장비 성능을 파악하고, 실험을 통해 이를 이용하여 획득한 3차원 공간 데이터의 정확성을 검증함으로써 건설현장에 대한 장비의 적용성을 검토하고자 한다.