• 제목/요약/키워드: Optical Displacement measurement

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Vision-based dense displacement and strain estimation of miter gates with the performance evaluation using physics-based graphics models

  • Narazaki, Yasutaka;Hoskere, Vedhus;Eick, Brian A.;Smith, Matthew D.;Spencer, Billie F.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제24권6호
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    • pp.709-721
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    • 2019
  • This paper investigates the framework of vision-based dense displacement and strain measurement of miter gates with the approach for the quantitative evaluation of the expected performance. The proposed framework consists of the following steps: (i) Estimation of 3D displacement and strain from images before and after deformation (water-fill event), (ii) evaluation of the expected performance of the measurement, and (iii) selection of measurement setting with the highest expected accuracy. The framework first estimates the full-field optical flow between the images before and after water-fill event, and project the flow to the finite element (FE) model to estimate the 3D displacement and strain. Then, the expected displacement/strain estimation accuracy is evaluated at each node/element of the FE model. Finally, methods and measurement settings with the highest expected accuracy are selected to achieve the best results from the field measurement. A physics-based graphics model (PBGM) of miter gates of the Greenup Lock and Dam with the updated texturing step is used to simulate the vision-based measurements in a photo-realistic environment and evaluate the expected performance of different measurement plans (camera properties, camera placement, post-processing algorithms). The framework investigated in this paper can be used to analyze and optimize the performance of the measurement with different camera placement and post-processing steps prior to the field test.

에어컨 실내기 사출 조립품의 열 변형 3D측정과 유한요소해석 (Study on the Thermal Deformation of the Air-conditioner Indoor Unit Assembly Using 3D Measurement and Finite Element Analysis)

  • 홍석무;황지훈;김철곤;엄성욱
    • 한국생산제조학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.251-255
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    • 2015
  • Thermal deformation, such as bending and twisting, occurs among the polymer parts of air-conditioner indoor units because of repetitive temperature change during heating operation. In this study, a numerical method employing finite-element analysis to efficiently simulate the thermal deformation of an assembly is proposed. Firstly, the displacement of an actual assembly produced by thermal deformation was measured using a 3D optical measurement system. The measurement results indicated a general downward sag of the assembly, and the maximum displacement value was approximately 1 mm. The temperature distribution was measured using a thermographic camera, and the results were used as initial-temperature boundary conditions to perform temperature-displacement analysis. The simulation results agreed well with the measured data. To reduce the thermal deformation, the stiffness increased 100%. As the results, the maximum displacement decreased by approximately 5.4% and the twisting deformation of the holder improved significantly.

디지털 영상을 이용한 터널 3차원 변위 계측 (Measurement of Tunnel 3-D Displacement using Digital Photogrammetry)

  • 김광염;김창용;이승도;서용석;이정인
    • 지질공학
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    • 제17권4호
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    • pp.567-576
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    • 2007
  • 디지털 영상을 통한 터널 내공의 3차원 절대변위 계측의 현장 적용성 검토를 위해 OO터널 현장에 계획된 내공변위 계측단면 상에 위치한 광파 타겟의 변위를 측정하고자 하였다. 디지털 영상 계측을 위한 3차원 입체모델 생성을 위해 측정위치마다 3개의 측선까지의 타겟만 고려하였다. 하나의 입체모델의 생성을 위해서 각 위치에서 3장 이상의 디지털 영상을 획득하여 입체모델을 구성하였으며, 마지막 2개 측선에서의 6개 타겟(천단, 좌우 측벽)을 계속 중첩시켜가며 다음 입체 모델을 구성하여 6개 이상의 정합점이 두 입체모델에서 공유될 수 있도록 하였다. 광파 계측과 디지털 영상계측을 통한 터널 시공 중 암반의 3차원 절대변위 계측 방법을 비교하기 위해 10회에 걸쳐 디지털 영상 계측과 광파 계측을 동일한 구간에 동시에 적용하였다. 각 방법을 사용한 계측에 소요되는 시간과 계측결과를 비교하였다.

레이저 스페클 간섭법을 이용한 면내변위 측정시스템 개발 (The Development of In-Plane Displacement Measurement System on Laser Speckle Interferometry)

  • 윤홍석;김경석;박찬주;최태호;최정석
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.556-560
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    • 2005
  • The measurement method by Laser Speckle Interferometry which uses the interference law which will grow precedes and with it explains a resolution measurement ability and together the change of place arrowhead and general measurement, at real-time measurement sensitivity it has application boat song from candle precise measurement field it is increasing. But, currently the domestic application technique to sleeps and optical science military merit by optical science interferometer and directness it composes purchases to the level which it applies the expensive commercial business equipment the outside and in spite of the technical ripple effect is deficient even in many strong point. The hazard which complements like this problem point form technical development it leads from the research which it sees and an application degree and to sleep as the measurement equipment which tries to develop the small-sized optical science interference sensor and an interpretation program it raises it does.

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광학센서를 이용한 관절운동각도 측정 (Angular Displacement Measurement Using Optical Sensor)

  • 정구인;김지선;허동훈;유환동;임성환;최주현;이정환;엄광문;전재훈
    • 전기학회논문지
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    • 제60권10호
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    • pp.1959-1965
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    • 2011
  • Measuring the movement of joint angle of human body is very important clinically. Human joint angle displacement can be used to evaluate the degree of disease and disability. Also, we can determine the rehabilitation process with angular information. Conventional methods for measuring angular displacement are many weakness. The purpose of this study is to overcome the limitations of existing equipments by using optical method. For this reason, optical sensor system was used to correlate detected light signal with joint angle. Experimental results of the applied joint model in this study showed that joint angular displacement can be measured by optical signals. The suggested method is simple, durable, small, lightweight, convenient, and cost effective.

고정밀 레이저 거리계용 렌즈 설계 기법 (The Lens Design Technique of High Precision Laser Range Finder)

  • 배영철;조의주;이현재;김성현;김현우
    • 한국항행학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.187-193
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    • 2009
  • 렌즈는 고정밀 레이저 거리 측정기에서 중요한 핵심 부품의 하나이다. 렌즈는 레이저 다이오드로부터 나온 광을 렌즈를 통하여 목표물로 보내고 또한 표적을 통하여 반사된 레이저 광을 다시 수신하여 그 위상 변위를 측정함으로서 거리를 계산하는데 이용한다. 본 논문에서는 렌즈의 곡률이 일정하기 않음으로서 발생하는 문제를 해결하기 위하여, 광을 일정하게 모아, 송수신이 가능한 새로운 연마기법의 레이저 거리 계측기용 렌즈를 설계하고 이를 기반으로 한 레이저 거리계를 구현한다. 구현한 레이저 거리계는 기존의 방법에 비해 오차가 적어 보다 정밀한 거리 계측에 적용 가능할 것으로 예상하고 있다.

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레이저 반점사진 계측법 : 원리와 이를 응용한 물체의 이동 및 표면변형 측정 (Laser Spekle Photography : Principe and Applications to the Measurement of Surface Displacement and Deformation)

  • 김진승
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 1991년도 광학 및 양자전자학 워크샵
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    • pp.115-121
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    • 1991
  • 레이저 반점사진 계측법의 원리와 이를 응용하여 물체표면의 움직이나 변형을 재는 여러 가지 방법에 관하여 설명하였다.

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스텝 인덱스 멀티모드 광섬유를 이용한 광강도 변조방식 변위센서 설계모델 연구 (Design Model of Intensity Modulation Type Displacement sensor Using Step-index Multimode Optical Fiber)

  • 신우철;홍준희
    • 한국광학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.500-506
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    • 2006
  • 본 논문은 광강도 변조방식 광섬유 변위센서의 측정 메커니즘을 수식적으로 모델링하여 측정영역과 감도를 원하는 목적에 따라 유연하게 조정할 수 있는 설계모델을 제안하고 있다. 유도된 모델은 스텝 인덱스 광섬유를 적용한 경우로 제한되고 광섬유 센서의 변위 응답영역 중 front slope 측정영역 해석에 초점을 맞추었다. 또한 광섬유 설계 시 유도된 모델 적용이 용이하도록 수치적분 방식의 해석 프로세스를 소개하고 있다. 제안된 모델과 프로세스는 기본 설계변수 별로 실험결과를 통해 비교검증 되었다. 끝으로 검증된 모델을 통해 기본 설계변수에 따른 광섬유 변위센서의 변위응답 특성 경향을 분석하였다.