• 한국광학회지
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• 제27권5호
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• pp.165-173
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• 2016

본 연구는 2개의 라인 레이저를 이용하여 3차원 형상을 획득하는 방법에 대해 제안한다. 제안하는 방법은 532 nm와 630 nm 파장의 레이저를 이용하여 2-라인 레이저를 생성하고 이를 대상객체에 조사하여 반사되는 빛을 영상센서로 획득하는 것을 통해 3차원 점 데이터를 연산한다. 이를 위해 레이저와 카메라 간의 위치를 결정하고 각 레이저의 평면 방정식 계수를 추정하며 삼각법을 통해 이미지 공간의 라인을 3차원 공간의 점으로 변환한다. 제안하는 시스템은 2개의 라인 레이저와 데이터 정합을 위한 스태핑 모터 제어부와 영상을 획득하고 레이저의 라인을 추출하는 영상처리부, 그리고 추출된 라인으로부터 3차원 점 데이터를 처리하고 3D 모델을 생성하는 3D 모델링부로 나뉜다. 제안하는 방법은 기존 단일 레이저 스캐닝 방식과 비교하여 가려짐으로 인해 발생하는 데이터 소실문제를 해결할 수 있다.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권5호
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• pp.500-505
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• 2021

We demonstrated a wide-fan-angle flat-top irradiance pattern with a very narrow linewidth by using an aspheric lens and a long-pitch reflective diffraction grating. First, we numerically designed a diffraction-based linear beam homogenizer. The structure of the Al diffraction grating with an isosceles triangular shape was optimized with 0.1-mm pitch, 35.5° slope angle, and 0.02-mm radius of the rounding top. According to the numerical results, the linear uniformity of the irradiance was more sensitive to the working distance than to the shape of the Al grating. The designed Al grating reflector was fabricated by using a conventional mold injection and an Al coating process. A uniform linear irradiance of 405-nm laser diode with a 100-mm flat-top length and 0.176-mm linewidth was experimentally demonstrated at 140-mm working distance. We believe that our proposed linear beam homogenizer can be used in various potential applications at a precise inspection system such as three-dimensional morphology scanner with line lasers.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.368-373
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• 2003

This paper presents a cost-effective 3D foot scanner system that provides the 3-dimensional point cloud foot data to design the custom footwear. To measure the 3-dimensional point cloud data of the foot, a CCD camera, a Non-Gaussian laser line projector and optical triangulation method are employed. Furthermore, the integrated system employs a measurement base, a frame grabber, a CCD moving cart, a stepping motor and a computer. The measurement result is saved as 3D dxf format and it could be converted to 2D essential data fer a shoe design. The experimental results demonstrate that the proposed system have the decent resolution of 1mm which is enough for last and shoe design.

• 지질공학
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• 제12권4호
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• pp.405-419
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• 2002

새롭게 개발된 레이저 콘포컬 현미경을 이용해 암석 불연속면의 거칠기를 측정하였다. 레이저의 파장은 488 nm이며, 현미경은 두 개의 galvano-meter scanner mirror를 이용한 광 편광법에 의해 제어된다. 레이저 반사를 통한 자동 초점기능은 관찰대상을 빠르고 정확하게 측정할 수 있다. 이 현미경은 기존의 다른 콘포컬 현미경에 비해 광축방향의 해상도를 크게 개선하였고, 특수 제작한 현미경 스테이지를 이용해 최대 $10{\;}{\times}{\;}10{\;}cm$ 까지 크기의 시료를 측정할 수 있다. 측정간격은 x와 y 방향으로 $2.5{\;}\mu\textrm{m}$씩이며, z방향의 최대 측정해상도는 $10{\;}\mu\textrm{m}$로서, 다른 방범에 비해 훨씬 정확하다. 조립질과 세립질의 입도가 다른 화강암을 대상으로 인장시험(Brazilian test)를 통해 인공절리를 생성시켰고, 생성된 좌우의 절리면에 각각 3개씩의 측선을 설정하였다. 각 측선을 따라 측정한 높이는 1차원은 물론 거칠기의 세밀한 양상을 보여주는 2차원과 3차원의 디지털 이미지로 표현된다. 조립질 화강암의 1차원 단면은 세립질보다 불연속면의 기복이 더 심함을 잘 보여준다. 거칠기를 정량적으로 특성화하고 거칠기를 구성하는 성분 중 가장 큰 영향을 미치는 성분을 파악하기 위해 고속퓨리에 변환 (FFT)를 이용한 스펙트럼 분석을 실시하였다. 스펙트럼 분석결과 저주파 성분이 큰 시효의 경우 거칠기의 기복변화가 심하고 긴 파장을 나타내는 경향이 있음을 구명하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1020-1026
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• 2011

전차선은 철도 전기차량에 전기를 안정적으로 공급하기 위한 시설물로서, 차량이나 외부요인에 의한 전차선의 변형 및 파손을 검지하여 전기철도 시설물 규정에 따라 최적의 상태로 유지해야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 전차선 마킹을 위한 라인레이저와 고속카메라 간에 기하학적 구성을 이용하여 3차선 거리측정방식으로 전차선 높이와 편위를 측정하기 위한 시스템 개발에 관하여 기술하였다. 전차선 거리 측정방법은 이미지 상에 마킹된 전차선 프로파일의 픽셀위치를 삼각함수 기법을 적용하여 카메라와의 전차선간에 각도를 계산하였으며, 카메라는 랜즈 왜곡 및 심도, 원금감 등에 따라 측정대상에 대한 픽셀 해상도가 다르므로 전차선 위치변화에 따른 픽셀당 각도 분해능을 적용하였다. 또한 전차선은 조가선과 급전선등과 같은 다른 전기배선보다 가장 아래에 설비되어 있는 특징을 이용하여 FPGA 상에서 전차선에 마킹된 레이저 프로파일 데이터를 고속으로 추출하여 처리하였다. 개발시스템은 전차선 시설물 평가기준에 따라 전차선 높이, 편위 측정데이터를 실시간 분석하여 이상구간에 대한 실시간 자동화 진단기능을 수행토록 하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제38권2호
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• pp.27-32
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• 2001

본 논문은 패러렐 카메라 모델을 사용한 카메라 캘리브레이션과 3차원 스캐닝 알고리즘에 관한 것이다. 레이저 스트립라인이 스테레오 매칭을 위해 보조적으로 사용하였으나 원리적으로는 불필요하다. 피측정 물체는 스뎀핑모터에 의해 플레이트 위에서 360도 회전하며, 카메라로부터 거리를 측정하여 월드좌표를 구한다. 피측정 물체의 월드좌표는 모델좌표로 변환되며 다수의 군집 모델좌표로부터 모델링을 위한 면을 추출하고 OpenGL을 이용하여 렌더링 한다. 본 알고리즘은 에피폴라 라인의 매칭점의 유효성을 검사하여 잘못된 매칭값을 버리고 무효한 매칭값은 유효한 값으로부터 보간법으로 산출한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.16-22
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• 2019

로봇을 적용한 자동화 생산 라인에서 로봇 셋업 시 시뮬레이션을 통한 Off-Line Programming(OLP)과 로봇 캘리브레이션은 작업 시간을 단축하고 양산 전부터 생산 품질을 관리하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 상용 3D 스캐너를 사용하여 생산 라인의 CAD 데이터와 현장의 3차원 측정 스캔 데이터를 정합하는 로봇 캘리브레이션 방법을 개발하였다. 제안한 방법은 Iterative Closest Point(ICP) 알고리즘을 통해 두 개의 3차원 점군 데이터를 정합하여 로봇을 교정한다. 정합은 3단계로 수행한다. 먼저 CAD 데이터로부터 3개의 평면으로 연결된 꼭짓점을 특징점으로 추출한다. 추출한 특징점 주변에 위치한 스캔 점군데이터로부터 평면을 재구성하여 대응하는 특징점을 생성한다. 마지막으로 ICP 알고리즘을 통해 추출한 특징점들 간의 거리를 최소화하여 위치 변환 행렬을 계산한다. 자동차 차체 조립라인의 스팟용접 로봇 설치에 제안한 방법을 적용한 결과 스팟용접에서 일반적으로 요구하는 정밀도 1.5mm 수준으로 로봇의 위치 및 자세를 캘리브레이션 할 수 있었으며, 기존에 레이저 트래커를 사용하면 로봇 한 대당 5시간 이상 소요되던 셋업 시간은 40분 이내로 단축할 수 있었다. 개발한 시스템을 사용하면 차체 스팟 용접에 필요한 정밀도를 유지하면서 자동차 차체 조립 라인의 OLP 작업시간을 단축하여, 로봇 정밀 티칭 시간을 단축하여, 생산제품의 품질 향상 및 불량률을 최소화할 수 있다.

• 공업화학
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• 제17권2호
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• pp.158-162
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• 2006

새로운 극자외선 리소그래피용 화학증폭형 레지스트의 매트릭스 수지로 poly[4-hydroxystyrene-co-2-(4-methoxybutyl)-2-adamantyl methacrylate]를 합성하고 평가하였다. 이 중합체로 제조된 레지스트로 KrF 엑시머 레이저 노광장비를 사용하여 선폭 120 nm (피치 240 nm)를 구현할 수 있었다. 극자외선 리소그래피 장비를 이용하여 평가한 결과 선폭 50 nm (피치 180 nm)의 포지형 패턴을 얻었다. $CF_{4}$ 플라즈마를 이용한 건식에칭내성 평가 결과 기존 원자외선 레지스트용 매트릭스 수지인 poly(4-hydroxystyrene)보다 약 10% 향상되었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제33권4호
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• pp.643-652
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• 2006

본 연구의 목적은 상악 제1유구치 치관의 크기와 형태적 특성을 3차원 스캐너를 미용하여 계측하고 국정 금속관과의 크기와 형태학적인 차이를 비교하는 것이다. 3차원 레이저 스캐너(Breuckmann opto Tep-HE100, INUS. Korea)로 스캔한 132aud 어린이들의 상악 제1유구치 경석고 모형을 Rapidform 2004 프로그램(INUS, Korea)을 이용하여 각 치아의 근원심경과 협설경, 교합면-치경부간 거리, 근원심경에 대한 협설경의 비율을 계측하고 평균치를 얻었으며, 남녀 상악 제1유구치의 평균적인 크기와 형태를 얻고 기성 금속관과 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 상악 제1유구치 디관의 좌우측 크기에 있어서 유의한 차이를 보이지 않았다(p<0.05). 2. 상악 제1유구치 치관의 남녀간 크기에 있어서 남자의 치관 크기가 유의하게 더 큰 값을 보였고(p<0.05), 치관의 형태에 유의한 치이는 보이지 않았다(p>0.05). 3. 3차원 이미지로 상악 제1유구치를 재구성하여 나타낸 평균적인 남녀 상악 제1유구치의 크기는 3M의 기성 금속관과 비교 시, 남자는 기성 금속관의 4, 5번 사이, 여자는 기성 금속관의 4번과 유사하였고, 일성의 기성 금속관과 비교 시 기성 금속관의 근원심경이 커서 협설경을 기준으로 남자는 5번, 여자는 4번과 유사한 크기를 보였다. 4. 3M의 기성 금속관에 비해 재구성한 평균치의 치관 형태가 근심 설측 우각 부위, 원심 설측 우각 부위에서 더 풍융하였고, 협측 치은 융기의 치경부 1/3부위가 더 풍융한 양상을 보였으며, 남자의 치관보다 더 풍융한 양상을 보였다. 일성의 기성 금속관은 평균치의 치관 형태보다 정사각형의 형태를 나타냈고, 근원심경이 더 긴 양상을 나타냈다.하악 유견치의 치근 흡수의 완료는 하악 제 1 유구치 보다 빨랐으며, 하악 유견치에서 치근 흡수에 소요된 총 기간은 가장 짧았다. 5. 치근 흡수의 속도는 흡수 말기가 초기에 비해 빠른 경향을 나타냈다. 정확한 유치 치근의 흡수시기에 대해 알기 위해서는 정기적이면서 종적인 연구가 필요하리라 생각한다.ture model index(SMI), degree of anisotropy (DA)는 두 군 사이에 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 4. 조직 절편을 관찰한 결과, 부드러운 사료를 먹인 실험군에서 하악 과두의 연골층의 증식 층과 전체 두께가 상당히 감소하였다.항성에 있어 유의한 차이를 보이지 않았다. 8379, 근심면 평균 0.8223, 설면 평균 0.7766, 원심면 평균 0.6781 순으로 나타났다. 4. 치아 우식증 진단율을 비교한 결과 교합면, 협면, 설면에서는 $DIFOTI^{TM}$ 이미지 판독이 가장 우수한 것으로 나타났으며(p<0.05), 근심면과 원심면에서는 방사선 판독이 가장 우수한 것으로 나타났다(p<0.05).는 P=0.009로 나타났다. 임상생징후 변화는 유의성이 없었다. 4. 종양환자의 검사치간의 시기별에 따른 상관관계를 조사한 결과 유의확률이 0.05 이하인 수치들은 Hb과 Albumin, K, Na간, Neutrophil과 Leukocyte간이었고 상관계 수치는 $0.370{\sim}0.442$ 사이로 나타났다. 유의확률 0.01이하로 조사된 수치는 Cholesterol과 ALT간, LDH와 Platelet, Creatinine간, Platelet와 BUN간, Na와 K수치간 이었으며 상관계수는 $0.531{\sim}0.866$사이로 나타났다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권8호
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• pp.2012-2022
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• 1993

For the machining of the sculptured surfaces on 5-axis CNC milling machine, the milling cutter direction vector was determined in the study (I) with 5-axis post-processing. Thus, it was possible to cut the sculptured surfaces on five-axis CNC milling machine with the end mill cutter. Then, for smooth machined surfaces in five-axis machining of free-from surfaces, this study develops an algorithm for prediction of cusp heights. Also, it generates tool path such that the cusp heights are constrained to a constant value or under a certain value. For prediction of the cusp height between two basis points, a common plane, containing the line crossing two basis points and the summation vector of two normal vectors at two basis points, is defined. The cusp height is the maximum value of scallops on the common plane after end mill cutter passes through the common plane. Sculptured surfaces were machined with CINCINNATI MILACRON 5-axis machining center, model 20V-80, using end mill cutter. Cusp heights were verified by 3-dimensional measuring machine with laser scanner, WEGU Messtechnik GmbH.