The hybrid structured photo-electrode for dye-sensitized solar cells was fabricated based on the composites of $TiO_2$ nanoparticles and nanowires. Three samples with different hybrid structures were prepared with 17 vol%, 43 vol%, and 100 vol% nanowires. The energy conversion efficiency was enhanced from 5.54% for pure nanoparticle cells to 6.01% for the hybrid structure with 17 vol% nanowires. For the hybrid structured layers with high nanowires concentration (43 vol% and 100 vol%), the efficiency decreased with the nanowire concentration, because of the decrease of specific surface area, and of thus decreased current density. The random orientations of $TiO_2$ nanowires can be preserved by the doctor blade process, resulted in the enhanced efficiency. The hybrid structured $TiO_2$ layer can possess the advantages of the high surface area of nanoparticles and the rapid electron transport rate and the light scattering effect of nanowires.
A 3D visual sensing method using a laser structured beam is presented for robotic tracking applications in a simple and reliable manner. A cylindrical shaped laser structured beam is proposed to measure the pose and position of the target surface. When the proposed laser beam intersects on the surface along the target trajectory, an elliptic pattern is generated. Its ellipse parameters can be induced mathematically by the geometrical relationship of the sensor coordinate and target coordinate. The depth and orientation of the target surface are directly determined by the ellipse parameters. In particular, two discontinuous points on the ellipse pattern, induced by seam trajectory, indicate mathematically the 3D direction for robotic tracking. To investigate the performance of this method, experiments with a 6 axis robot system are conducted on two different types of seam trajectories. The results show that this method is very suitable for robot seam tracking applications due to its excellence in accuracy and efficiency.
본 논문에서는 건물에 산재되어 있는 비상등을 효과적으로 관리하기 위하여 별도의 통신선을 포설하지 않고 지능형 클러스터 감시망을 구성한다. 또한, 비상등의 위치에 구애받음 없이 감시장치를 설치할 수 있고, 감시망을 구성함에 있어 게이트웨이로 지정된 감시장치가 고장나더라도 사각지대 없이 비상등의 상태를 감시 및 관리가 가능하며, 비상등을 항시 점검 및 관리할 수 있는 비상등감시장치와 비상등관리시스템을 구현하였다. 실험결과, 구현 시스템은 설계 규격대로 동작하였고, 감시망 구성, 상태정보 측정 및 초기화가 안정적으로 구성됨을 확인하였다.
A functional polyethylene terephthalate substrate to increase light extraction efficiency of organic light-emitting diodes is studied. We formed nano-structured PET surfaces by controlling the power, gas, and exposure time of the linear ion-beam. The haze of the polyethylene terephthalate can be controlled from 0.2% to 76.0% by changing the peak-to-valley roughness of nano structure by adjusting the exposure cycle. The treated polyethylene terephthalate shows average haze of 76.0%, average total transmittance of 86.6%. The functional PET increases the current efficiency of organic light-emitting diodes by 47% compared to that of organic light-emitting diode on bare polyethylene terephthalate. In addition to polyethylene terephthalate with light extraction performance, by conducting additional research on the development of functional PET with anti-reflection and barrier performance, it will be possible to develop flexible substrates suitable for organic light-emitting diodes lighting and transparent flexible displays.
This paper describes a coordinate measuring technique based on optical triangulation using the two images. To overcome the defect of structured light system which measures coordinate point by point, light source is replaced by CCD camera. Pixels in CCD camera were considered as virtual light source. The overall geometry including two camera images is modeled. Using this geometry, the formula for calculating 3D coordinate of specified point is derived. In a word, the ray from a virtual light source was reflected on measuring point and the corresponding image point was made on the other image. Through the simulation result, validation of formula is verified. This method enables to acquire multiple points detection by photographing.
This research was to examine the understandings of elementary school teachers on the phenomena related to light and image, and to survey their perception change related to learning contents of optics. The subjects were selected from the elementary teachers who were enrolled in a graduate course, 'Science education seminar' at an education college located in Chungchungbuk-Do, South Korea. Among the five students who exposed their perceptions clearly in the class, the three of them were selected who agreed to the proposal of the case study. To achieve the purpose of this study, semi-structured interviews following the conception test with the 3 elementary teachers were conducted. During the analysis of the data, additional interviews by phone, e-mail, and internet messenger were conducted if necessary. According to the results, all of the elementary school teachers lacked the scientific conceptions of the phenomena related to light and image. Unfortunately, their learning experiences did not help them to understand the scientific concepts. During the interviews, the teachers recognized the importance of the viewpoints of seeing, image, cognition of light, point light source to understand the phenomena related to light and image.
In light of recently developed 3D printers for rapid prototyping, there is increasing attention on the 3D scanner as a 3D data acquisition system for an existing object. This paper presents a prototypical 3D scanner based on a striped laser light image. In order to solve the problem of shadowy areas, the proposed 3D scanner has two cameras with one laser light source. By using a horizontal rotation table and a rotational arm rotating about the latitudinal axis, the scanner is able to scan in all directions. To remove an additional optical filter for laser light pixel extraction of an image, we have adopted a differential image method with laser light modulation. Experimental results show that the scanner's 3D data acquisition performance exhibited less than 0.2 mm of measurement error. Therefore, this scanner has proven that it is possible to reconstruct an object's 3D surface from point cloud data using a 3D scanner, enabling reproduction of the object using a commercially available 3D printer.
To estimate structural displacement, a visually servoed paired structured light system (ViSP) was proposed in previous studies. The ViSP is composed of two sides facing each other, each with one or two laser pointers, a 2-DOF manipulator, a camera, and a screen. By calculating the positions of the laser beams projected onto the screens and rotation angles of the manipulators, relative 6-DOF displacement between two sides can be estimated. Although the performance of the system has been verified through various simulations and experimental tests, it has a limitation that the accuracy of the displacement measurement depends on the alignment of the laser pointers. In deriving the kinematic equation of the ViSP, the laser pointers were assumed to be installed perfectly normal to the same side screen. In reality, however, this is very difficult to achieve due to installation errors. In other words, the pose of laser pointers should be calibrated carefully before measuring the displacement. To calibrate the initial pose of the laser pointers, a specially designed jig device is made and employed. Experimental tests have been performed to validate the performance of the proposed calibration method and the results show that the estimated displacement with the initial pose calibration increases the accuracy of the 6-DOF displacement estimation.
As civil structures are exposed to various external loads, it is essential to assess the structural condition, especially the structural displacement, in every moment. Therefore, a visually servoed paired structured light system was proposed in the previous study. The proposed system is composed of two screens facing with each other, each with a camera, a screen, and one or two lasers controlled by a 2-DOF manipulator. The 6-DOF displacement can be calculated from the positions of three projected laser beams and the rotation angles of the manipulators. In the estimation process, one of well-known iterative methods such as Newton-Raphson or extended Kalman filter (EKF) was used for each measurement. Although the proposed system with the aforementioned algorithms estimates the displacement with high accuracy, it takes relatively long computation time. Therefore, an incremental displacement estimation (IDE) algorithm which updates the previously estimated displacement based on the difference between the previous and the current observed data is newly proposed. To validate the performance of the proposed algorithm, simulations and experiments are performed. The results show that the proposed algorithm significantly reduces the computation time with the same level of accuracy compared to the EKF with multiple iterations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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