최근 들어 보행자 내비게이션을 위한 3차원 공간데이터의 요구가 급증하고 있다. 보행자 내비게이션에 있어서, 3차원 모델은 일반인의 시각에서 구체적으로 표현되어야 할 필요가 있다. 보행자 내비게이션을 위한 공간을 상세하게 구현하기 위해서는 실외 환경뿐만 아니라 지하쇼핑센터와 같은 실내 환경에서도 적용될 수 있는 3차원 모델을 개발하는 것이 필수적이다. 그러나 GPS 없이 모바일 맵핑만으로 3차원 데이터를 효율적으로 취득하기란 대단히 어렵다. 본 연구에서는 3차원 형상을 레이저 스캐너로 측정하고, 표면 텍스쳐는 CCD 센서로 취득하였으며, 계속적으로 변화하는 센서의 위치와 높이는 IMU를 통해 측정하였다. 또한 IMU의 위치데이터는 GPS의 위치보정 없이 CCD 이미지의 상대 표정을 통해 수정하였다. 연구결과로써, 디지털 카메라 및 레이저 스캐너와 IMU와의 통합을 통해 실내 환경에서 신뢰성 높고, 빠르며, 간편하게 3차원 공간 데이터를 취득할 수 있는 방법을 제안하였다.
우주전파신호 분석을 위한 음향광학 전파분광기를 제작하였다 이 시스템은 우주로부터 수신된 미약한 전파신 호를 분석하는 신호처리 장치로 레이저 공진기 광학계. 광편향소자와 CCD로 구성된다. 이 시스템은 전파 시호를 분석하는 기존의 필터뱅크, 자기상관 분광기와는 달리 레이저와 광학계를 사용하여 빔을 유도하고 전파신호를 광편향소자에 의해 초음파로 변환하여 레이저빔을 회절시키는 새로운 방식의 전파 분광기이다. 광원으로는 He-Ne 레이저를 사용하였으며, 1 GHz에서 2 GHz까지의 대역폭을 갖는 광대역 GaP 광편향소자를 사용였다 . 또한 광신호 검출을 위해 2,048 채널의 CCD를 제작하였다 본 연구에서는 음향광학효과에 대한 이론적 배을 설명하고 레이저 공진기를 이용한 광학계의 설계, 광학마운트의 제작, CCD Driver, 인터페이스 제작과 이를 이용한 전파 신호의 측정에 대해 논의하였다. 전파선호의 측정결과 0차광이 1차광을 간섭시켜 2,048채널 중 I,000채널의 대역폭을 갖는 분팡가 성능을 갖게 되었다.
Among the sensors mainly used for displacement measurement, there are a linear CCD(Charge Coupled Device) and a PSD(Position Sensitive Detector) as a non-contact type. Their structures are different very much, which means that the signal processing of both sensors should be applied in the different ways. Most of the displacement measurement systems to get the 3-D shape profile of an object using a linear CCD are a computer-based system. It means that all of algorithms and mathematical operations are performed through a computer program to measure the displacement. However, in this paper, the developed system has microprocessor and other digital components that make the system measure the displacement of an object without a computer. The thing different from the previous system is that AVR microprocessor and FPGA(Field Programmable Gate Array) technology, and a comparator is used to play the role of an A/D(Analog to Digital) converter. Furthermore, an ATC(Automatic Threshold Control) algorithm is applied to find the highest pixel data that has the real displacement information. According to the size of the light circle incident on the surface of the CCD, the threshold value to remove the noise and useless data is changed by the operation of AVR microprocessor. The total system consists of FPGA, AVR microprocessor, and the comparator. The developed system has the improvement and shows the better performance than the system not using the ATC algorithm for displacement measurement.
다양한 환경에서 작업을 수행하고 있는 아동 로봇이 작업을 수행하며 목표지점으로 정확하게 이동하가 위해서는 정밀한 위치 측정 시스템이 필요하다. 본 논문에서 특정 위치에서 이동로봇의 정밀한 위치 측정을 위한 새로운 고정밀 도킹센서를 제안하였다. 제안된 도킹 센서는 Linear CCD와 2개의 초음파 센서로 구성되어 있다. 도킹 센서는 단순한 마크가 있는 평면과 센서 사이의 횡방향 위치 (x)와 종방향 위치 (y), 각도(${\theta}$)를 측정한다. 2개의 초음파 센서는 각센서의 거리정보를 이용하여 종방향 위치와 각도를 측정하고, Linear CCD는 횡방향 위치틀 측정한다. 전방향 이동로봇에 적용하여 제안된 센서의 성능을 확인하였다. 실험 결과로부터 종횡 lmm 이내, 각도 $0.2^{\circ}$ 이내의 반복정밀도를 갖는 고정밀의 도킹 센서 성능을 확인할 수 있었다. 제안된 도킹 센서는 이동로봇의 정밀한 도킹에 활용될 수 있다.
CCTV(Closed Circuit TeleVision)에 사용되는 CCD(Charge Coupled Device)는 일본의 소니가 시장을 $80\%$ 선점하고 있다. 이는 다른 회사가 따라오지 못할 만큼의 성능을 가지고 있기 때문인데, 문제는 CCD에서 사용되는 clock 주파수가 범용 비디오 인코더에서 사용하는 주파수와 다르다는 것이다. 이 때문에 범용 비디오 인코더를 사용하여 TV 출력을 만들려면, 화면 크기를 조절해 주는 scaler와 2개 clock의 동기를 잡아주는 PLL(Phase Loop Lock)이 필요하다. 그래서 본 논문에서는 scaler와 PLL을 사용하지 않고도 TV 출력 신호를 만들 수 있도록 CCD와 동일한 clock으로 동작하는 비디오 인코더를 제안한다. 본 비디오 인코더는 ITU-R BT.601 4:2:2, ITU-R BT.656 중 하나의 입력을 받아서 NTSC, PAL등의 S-video 신호와 CVBS(Composite Video Baseband Signals)로 바꾸어 준다. 입력 클럭이 가변하기 때문에 인코더 내부에서 사용하는 필터의 특성도 가변되도록 설계하였고 하드웨어 크기를 줄이기 위해서 곱셈기를 사용하지 않는 구조로 설계하였다. 명암 신호와 색차 신호를 위한 디지털 필터의 bit width는 하드웨어 설계 시 발생할 수 있는 오차를 ${\pm}1$ LSB(Least Significant Bit) 이하가 되도록 정하여 양질의 복합 영상 신호를 만들 수 있도록 하였다. 제안된 시스템은 Altera FPGA인 Stratix EP1S80B953C6ES을 이용하여 검증을 수행하였다.
The MSC (Multi Spectral Camera) system is a remote sensing payload to obtain high resolution ground image. This system uses lossy image compression method for &Direct mission& that transmit whole image during one contact. But some image degradation occurred especially at high compression ratio. To reduce this degradation, the MSC uses NUC (Non-uniformity Correction) Unit. This unit correct CCD (Charge Coupled Device)'s high-frequency non-uniformity. So high frequency contents of image can be minimized and whole system SNR can be maximized. But NUC has some disadvantage either. It decreases entire system reliability by adding one electronic system. Adding NUC also led to difficulty of electronic design, assembly and testability. In this paper, the comparison is performed between on-orbit non-uniform correction and on ground correction. by evaluating NUC advantage for the point of view of image quality. Using real MSC parameter and proper model, considerable reference point for the system design came to possible.
Park Jong-Euk;Kong Jong-Pil;Heo Haeng-Pal;Kim Young Sun;Chang Young Jun
대한원격탐사학회:학술대회논문집
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대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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pp.478-481
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2005
The PMU (Payload Management Unit) is the main subsystem for the management, control and power supply of the MSC (Multi-Spectral Camera) Payload operation. It is the most important function for the electro-optical camera system that performs the Non-Uniformity Correction (NUC) function of the raw imagery data, rearranges the data from the CCD (Charge Coupled Device) detector and output it to the Data Compression and Storage Unit (DCSU). The NUC board in PMU performs it. In this paper, the NUC board system is described in terms of the configuration and the function, the efficiency for non-uniformity correction, and the influence of the data compression upon the peculiar feature of the CCD pixel. The NUC board is an image-processing unit within the PMU that receives video data from the CEV (Camera Electronic Unit) boards via a hotlinkand performs non-uniformity corrections upon the pixels according to commands received from the SBC (Single Board Computer) in the PMU. The lossy compression in DCSU needs the NUC in on-orbit condition.
본 논문에서는 홀로그램정보의 손실이 없고, CCD 화소면의 최대 활용이 가능한 in-line 형태의 광학계를 구성하고, 보다 향상된 위상 천이법을 토대로 디지털 in-line 홀로그래피 마이크로스코피를 구현하였다 이러한 구성방식으로 디지털 홀로그래피의 최대 문제인 0차 회절 항에 의한 DC잡음과 in-line 홀로그래피에서 나타나는 트윈 이미지가 효율적으로 제거됨을 실험적으로 보였고, 위상 맵핑을 통해 계량적으로 분석하였다. 또한 광학장치 컨트롤과 영상처리가 연동하여 실시간적으로 이루어지므로, 본 논문에서 연구한 DHM 방식은 앞으로 미세분석을 위한 삼차원 현미경법에 많은 응용이 이루어 질것으로 기대된다.
Park, Jong-Euk;Kong, Jong-Pil;Heo, Haeng-Pal;Kim, Young-Sun;Chang, Young-Jun
대한원격탐사학회:학술대회논문집
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대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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pp.791-793
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2006
In the satellite camera, the incoming light source is converted to electronic analog signals by the electronic component for example CCD (Charge Coupled Device) detectors. The analog signals are amplified, biased and converted into digital signals (pixel data stream) in the video processor (A/Ds). The outputs of the A/Ds are digitally multiplexed and driven out using differential line drivers (two pairs of wires) for cross strap requirement. The MSC (Multi-Spectral Camera) in the KOMPSAT-2 which is a LEO spacecraft will be used to generate observation imagery data in two main channels. The MSC is to obtain data for high-resolution images by converting incoming light from the earth into digital stream of pixel data. The video data outputs are then MUXd, converted to 8 bit bytes, serialized and transmitted to the NUC (Non-Uniformity Correction) module by the Hotlink data transmitter. In this paper, the video data streams, the video data format, and the image data processing routine for satellite camera are described in terms of satellite camera control hardware. The advanced satellite with very high resolution requires faster and more complex image data chain than this algorithm. So, the effective change of the used image data chain and the fast video data transmission method are discussed in this paper
기존의 필름 X-Ray 및 CCD(Charge Coupled Device) 방식은 공간적인 제약과 진단 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존 방식들의 단점을 보완할 수 있는 TFT-DXD 방식의 digital X-ray detector (DR1000C)를 이용한 고효율 의료 영상처리시스템을 구현하였다. 본 논문에서 제안하는 DR1000C를 이용한 의료용 영상처리시스템은 기존의 X-Ray 방식에 비해 공간 효율성이 높고 진단 시간이 짧아진다는 장점이 있다. 영상처리시스템에서 획득한 영상을 고화질로 만들기 위해 1900*1200의 해상도를 가지는 LCD 컨트롤 드라이버를 개발하였고, 영상의 성능향상을 위해 enhancement unsharp masking 기법을 제안하여, 기존의 방식과 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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