• 한국ITS학회 논문지
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• 제22권3호
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• pp.160-174
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• 2023

자율주행차량에서 핵심적인 역할을 수행하는 LiDAR의 주변 환경 검지 시인성을 향상시키기 위해서는 LiDAR 성능의 개선 뿐만 아니라, 검지 물체의 개선도 필요하다. 이에 본 연구는 LiDAR 센서를 통해 수집되는 point cloud 데이터 기반의 형상인식 알고리즘을 활용하여 자율주행차량이 인식하기에 유리한 교통안전표지 형상과 개선방안을 제시하였다. 실험을 위해 point cloud 활용 연구에서 보편적으로 활용되는 DBSCAN 기반의 도로표지 인식·분류 알고리즘을 개발하고 실도로 환경에서 32ch LiDAR를 활용, 도로표지 5종에 대한 인식 성능 실험을 수행하였다. 연구결과, 정사각형이나 원형보다는 상하 비대칭이 있는 정삼각형, 직사각형과 같은 형상이 보다 적은 점군의 수로도 검지가 가능하고, 83% 이상의 높은 분류 정확도를 보였다. 또한, 정사각형 표지의 크기를 1.5배 확대할 경우, 분류 정확도를 향상시킬 수 있었다. 이러한 결과는 미래 자율주행 시대의 센서를 위한 전용 도로·교통안전시설물 개선 및 신규 시설물 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제6권4호
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• pp.88-95
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• 2017

The conventional scan methods are based on a laser scanner and a depth camera, which requires high cost and complicated post-processing. Whereas in photometric scanning method, the 3D modeling data is acquired through multi-view images. This is advantageous compared to the other methods. The quality of a photometric 3D model depends on the environmental conditions or the object characteristics, but the quality is lower as compared to other methods. Therefore, various methods for improving the quality of photometric scanning are being studied. In this paper, we aim to investigate the effect of illumination conditions on the quality of photometric scanning data. To do this, 'Moai' statue is 3D printed with a size of $600(H){\times}1,000(V){\times}600(D)$. The printed object is photographed under the hard light and soft light environments. We obtained the modeling data by photometric scanning method and compared it with the ground truth of 'Moai'. The 'Point-to-Point' method used to analyseanalyze the modeling data using open source tool 'CloudCompare'. As a result of comparison, it is confirmed that the standard deviation value of the 3D model generated under the soft light is 0.090686 and the standard deviation value of the 3D model generated under the hard light is 0.039954. This proves that the higher quality 3D modeling data can be obtained in a hard light environment. The results of this paper are expected to be applied for the acquisition of high-quality data.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.1505-1510
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• 2018

그래픽스 분야의 제품모델링 제작기술은 급속하게 발전하고 있고 3차원 데이터 응용과 활용성은 계속 증가하고 있다. 제품디자인 제작에 있어 3차원 모델링 제작에는 많은 시간이 소요된다. 최근 역설계 방식은 3D 데이터의 응용과 제작시간단축으로 활용성이 크다. 본 연구는 영상데이터 기반으로 포토메트리를 이용하여 3차원 포인트 클라우드 및 메쉬 데이터를 추출하고 이를 응용하여 제품의 1차 시안을 제작한다. 디자인 수정에 중점을 두어 2차 시안이 제작되었으며 3차 시제품 제작을 위한 3D 프린팅 작업을 진행한다. 이러한 제품디자인 제작과정에서 영상데이터의 활용과 가능성 및 3D 모델링 제작시간의 단축, 효율적인 프로세스를 제시한다. 또한 제품디자인 환경변화에 대응하기 위한 신제품 개발 프로세스 시스템의 모델을 제안한다.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.10-24
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• 2021

지하 구조물 구축 시 구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 주변 암반에 대한 암반 분류가 필수적으로 수행해야 한다. 특히 암반 내에 존재하는 불연속면은 암반의 물리적, 역학적 특성에 지배적인 영향을 미치므로 암반 불연속면에 대한 정확한 정보의 획득을 통해 신뢰도 높은 암반분류값을 제시하는 것은 매우 중요한 요소이다. 이러한 암반 분류는 지금까지 대부분 수작업을 통해 수행되었다. 그러나 대규모 지질조사와 같은 대형 조사면적에 대한 정확도의 부재, 비숙련자에 의한 암반 등급 결정값의 신뢰도 결여 등에 대한 문제점들이 항시 제기되어 왔다. 따라서 최근에 와서는 넓은 범위에 대해서도 신속하고 정확한 암반 분류를 위해 LiDAR를 이용한 암반 분류의 자동화에 대한 연구가 국내·외적으로 널리 이루어지고 있는 추세이다. 그러나 LiDAR 촬영으로 획득되는 point cloud로부터 불연속면의 정보를 분석하는 알고리즘의 특성에 따라 상이한 결과가 도출될 수 있으며, 숙련자에 의한 수작업의 결과를 완벽하게 대체하기에는 미흡한 경우가 종종 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 LiDAR 촬영으로 획득한 point cloud로부터 불연속면을 추출하는 다양한 알고리즘을 설명하였으며, 이들 알고리즘을 이용하여 실제 암반 사면을 대상으로 불연속면을 추출하는 과정을 분석하였다. 본 연구에서 제시하는 다양한 알고리즘의 적용 과정은 향후 LiDAR 등을 통하여 획득한 디지털 데이터로부터 암반 불연속면을 추출하는 연구에서 참고자료로 활용될 것을 기대한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권1호통권94호
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• pp.95-107
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• 1999

The design models of a new product in general are created using clay models or wooden mock-ups. The reverse engineering(RE) technology enables us to quickly create the CAD model of the new product by capturing the surface of the model using laser digitizers or coordinate measuring machines. Rapid prototyping (RP) is another technology that can reduce the product development time by fabricating the physical prototype of a part using a layered manufacturing technique. In reverse engineering process, however, the digitizer generates an enormous amount of point data, and it is time consuming and also inefficient to create surfaces out of these data. In addition, the surfacing operation takes a great deal of time and skill and becomes a bottleneck. In rapid prototyping, a faceted model called STL file has been the industry standard for providing the CAD input to RP machines. It approximates the CAD model of a part using many planar triangular patches and has drawbacks. A novel procedure that overcomes these problems and integrates RE with RP is proposed. Algorithms that drastically reduce the point clouds data have been developed. These methods will facilitate the use of reverse engineered geometric data for rapid prototyping, and thereby will contribute in reducing the product development time.

• 한국대기환경학회지
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• 제24권5호
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• pp.604-612
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• 2008

The ozone concentration is one of the important environmental issue for measurement of the atmospheric condition of the country. This study focuses on applying the Autoregressive Error (ARE) model for analyzing the ozone data at middle part of the Gyeonggi-Do, Anyang monitoring site in Korea. In the ARE model, eight meteorological variables and four pollution variables are used as the explanatory variables. The eight meteorological variables are daily maximum temperature, wind speed, amount of cloud, global radiation, relative humidity, rainfall, dew point temperature, and water vapor pressure. The four air pollution variables are sulfur dioxide $(SO_2)$, nitrogen dioxide $(NO_2)$, carbon monoxide (CO), and particulate matter 10 (PM10). The result shows that ARE models both overall and monthly data are suited for describing the oBone concentration. In the ARE model for overall ozone data, ozone concentration can be explained about 71% to by the PM10, global radiation and wind speed. Also the four types of ARE models for high level of ozone data (over 80 ppb) have been analyzed. In the best ARE model for high level of ozone data, ozone can be explained about 96% by the PM10, daliy maximum temperature, and cloud amount.

• 디지털융복합연구
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• 제19권11호
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• pp.391-396
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• 2021

본 연구에서는 주요 산림 선진국인 오스트리아, 일본, 뉴질랜드, 인도네시아의 산림 정책 및 레이저 스캐닝 기술을 활용한 산림자원조사 사례를 조사하고, 레이저 스캐닝을 통해 취득되는 포인트클라우드 데이터의 산림자원조사 적용 가능성을 파악하였다. 연구를 통해 선진국의 산림정책은 지속 가능한 산림의 보전 및 관리와 일자리 창출, 목재 생산성 향상을 목적으로 추진되고 있으며, 새로운 기술 연구 및 실제 사업에서의 적용이 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 우리나라는 주요 산림 선진국과 비교했을 때 국토면적에 비해 높은 산림 비율을 가지고 있지만 임목축적은 상대적으로 낮게 나타나 임목축적의 향상을 위한 과학적인 산림관리가 필요한 시점이라 할 수 있다. 레이저 스캐닝 기술의 적용 가능성 파악을 위해 포인트클라우드 데이터를 이용한 산림자원조사 실험을 수행하였으며, 흉고직경, 수고, 단위면적당 본수를 산출하고, 수관의 형태를 파악하였다. 향후 다양한 레이저 스캐닝 기술을 적용한 현장 실험과 정확도 평가가 이루어진다면 포일트클라우드를 이용한 산림자원조사의 정량적인 업무 개선정도를 제시할 수 있을 것이다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권11호
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• pp.319-324
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• 2016

실내에서 카메라를 이용한 로봇 응용이나 가상현실(Virtual Reality) 응용의 경우 평면을 찾고 추정하는 기술은 매우 중요한 기술이다. RGB-D 카메라의 경우 실내의 평면에서 질감 정보가 없는 평면에서도 3차원 관측 데이터를 얻을 수 있지만, 이미지 영역에서 점군 데이터(Point-cloud Data)를 처리하기 위해서는 많은 연산량이 필요하다. 더군다나 현재 관측되고 있는 평면의 개수가 몇 개인지 미리 알 수 없으며, 평면으로 검출(Plane Detection) 하더라도 강인하게 3차원에서 평면을 추정(Plane Estimation)하려면 추가적인 연산이 필요하다. 본 논문에서는 연속 데이터를 이용해 실시간으로 평면의 개수를 선택하며 평면을 추정하는 방법을 제시하고자 한다. 실험 결과를 통해 제안하는 방법이 전체 데이터를 처리하는 것에 비해 약 22배의 속도 개선을 가져 올 수 있음을 보였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권4호
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• pp.15-26
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• 2022

최근 건축물의 노령화에 따른 건물 전체 기능저하와 화재 및 지반침하와 같은 재난에 따른 건축물의 안정성 저하로 구조물 해체 수요가 급격히 증가하는 추세이다. 특히, 구조물 구성부위의 변형이나 손상의 정도가 심각한 구조물은 부재 내 집중하중이 발생하여 구조물 전체의 안정성이 저하되어 빠른 시일 내에 안전하게 구조물 해체가 가능한 시공기술에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한, 노후 구조물에 대한 비인가 증축이나 불법 개조와 같은 구조적 변경으로 시공 당시 건물의 설계도면과 상이한 경우가 빈번하다고 보고되어오고 있다. 본 연구에서는 해체 대상 구조물의 시공 당시 도면과 현 시점 구조와의 차이점을 보완하기 위하여, 실내외 구조 표면에 대한 실측값을 활용하여 3차원 모델을 역설계하는 기법을 제안하였다. 실제 해체 시공 예정인 건축물을 대상으로 구조물 외곽에 대하여 드론 촬영을 실시하고 구조물 내부는 LiDAR 스캐닝을 수행하여 건물외곽과 실내에 대한 점군데이터를 획득한다. 각각 점군데이터는 Smartmapper를 활용하여 정밀하게 정합되며 2차원 도면제작과 3차원 구조해석용 모델 작성에 사용된다. 제안된 역설계 기법을 검증하기 위하여 드론화상자료, LiDAR 스캐너자료, 정합자료로부터 생성된 3차원 모델과 실측된 부재간의 거리를 비교하였다.