• Spatial Information Research
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• 제21권3호
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• pp.11-19
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• 2013

도로에서 발생되는 차량간 충돌사고, 교통 소통 상황, 보행자 사고 등 다양한 도로 상황을 모니터링 및 자동으로 인식하여 교통정보를 제공하거나 긴급구난 서비스를 제공하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다. 도로 모니터링을 통한 다양한 객체 추적 및 상황인식을 위해서는 잡음 및 겹침 등에 강인한 객체 추적 기술이 요구된다. 본 논문에서는 외부 환경에서 Background Subtraction, LK-Optical Flow, 지역 기반 히스토그램 특징의 결합을 통해 추적을 위한 몇 가지 추정 인자를 생성하고 이를 통해 변화가 있는 객체, 잡음에도 비교적 강인한 추적 방법을 제안한다. 구체적으로는 객체의 초기 움직임 정보를 검출하기 위해 옵티컬 플로우를 적용하여 컬러 정보 및 밝기 변화에 무관한 이동 정보를 측정한다. 측정된 정보를 기반으로 하여 지역 히스토그램 기반 검증을 통해 신뢰도를 판단한다. 신뢰도가 낮을 경우 배경 제거 정보와 지역 히스토그램 트래커의 정보를 혼합하여 새로운 위치를 추정한다. 실험을 통해 제안된 기법이 객체를 추적하고 있는 도중 나타날 수 있는 충돌, 새로운 특징의 등장, 크기 변화 상황에 강인하게 동작함을 제시한다.

• 한국광학회지
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• 제31권2호
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• pp.96-104
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• 2020

주간 무인 감시를 위하여 가시광 파장 범위인 400~700 nm에서 렌즈와 거울의 기능을 동시에 갖는 구멍 없는 하이브리드 렌즈를 활용한 반사굴절식 전방위 줌 광학계를 설계하고 그 성능을 분석하였다. 하이브리드 렌즈는 렌즈에 구멍을 뚫는 작업이 없고 광학 부품의 수량을 줄일 수 있기 때문에 전방위 줌 광학계의 제작과 조립에서 많은 장점을 갖는다. 이 광학계에서 결상된 도넛 형태의 상에서 안쪽의 압축된 낮은 공간주파수의 상 영역을 확대하여 보기 위해서 줌 렌즈의 기능을 추가한 전방위 광학계의 최적화 설계를 진행하였다. 그 결과 최적화 설계된 광학계의 변조전달함수, 스폿 다이어그램 분석, 공차 분석을 통해 이 광학계의 성능을 분석한 결과로부터 설계 목표 사양을 만족함을 알 수 있었다. 줌 광학계를 주밍할 때 -30~50℃의 온도 변화에 따른 비열화 해석을 한 결과, 적절한 렌즈의 재질을 선정하여 온도 변화에도 상 거리 변화가 거의 없는 광학계임을 확인하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권5호
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• pp.445-452
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• 2022

We developed an adaptive optics test bench using an optical simulator and two rotating phase plates that mimicked the atmospheric turbulence at Bohyunsan Observatory. The observatory was reported to have a Fried parameter with a mean value of 85 mm and standard deviation of 13 mm, often expressed as 85 ± 13 mm. First, we fabricated several phase plates to generate realistic atmospheric-like turbulence. Then, we selected a pair from among the fabricated phase plates to emulate the atmospheric turbulence at the site. The result was 83 ± 11 mm. To address dynamic behavior, we emulated the atmospheric disturbance produced by a wind flow of 8.3 m/s by controlling the rotational speed of the phase plates. Finally, we investigated how closely the atmospheric disturbance simulation emulated reality with an investigation of the measurements on the optical table. The verification confirmed that the simulator showed a Fried parameter of 87 ± 15 mm as designed, but a little slower wind velocity (7.5 ± 2.5 m/s) than expected. This was because of the nonlinear motion of the phase plates. In conclusion, we successfully mimicked the atmospheric disturbance of Bohyunsan Observatory with an error of less than 10% in terms of Fried parameter and wind velocity.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.209-218
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• 2013

Military surveillance systems with electro-optical sensors can be used to track a number of targets efficiently and reliably. In MTT (Multi-Target Tracking), joint events in which different tracks share the same measurements may occur. Measurement-to-track assignment are computationally challenging because of the number of operations increases exponentially with number of tracks and number of measurements. IHPDA (Integrated Highest Probability Data Association) based on a 2D-Assignment technique can find an optimal solution for measurement to track one-to-one assignments for complex environments. In this paper, LM-IHPDA (Linear Multi-Target IHPDA) which does not need to form all feasible joint events of association and thus the computational load is linear in the number of tracks and the number of measurements. Simulation studies illustrate the effectiveness of this approach in an infrared image environment.

• 로봇학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.210-219
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• 2011

This paper studies how to combine devices such as monocular/stereo cameras, motors for panning/tilting, fisheye lens and convex mirrors, in order to solve vision-based robotic problems. To overcome the well-known trade-offs between optical properties, we present two mixed versions of the new systems. The first system is the robot photographer with a conventional pan/tilt perspective camera and fisheye lens. The second system is the omnidirectional detector for a complete 360-degree field-of-view surveillance system. We build an original device that combines a stereo-catadioptric camera and a pan/tilt stereo-perspective camera, and also apply it in the real environment. Compared to the previous systems, we show benefits of two proposed systems in aspects of maintaining both high-speed and high resolution with collaborative moving cameras and having enormous search space with hybrid configuration. The experimental results are provided to show the effectiveness of the mixing collaborative and hybrid systems.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.1431-1438
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• 2018

In this paper, we proposed a river water level detection and tracking of the river or dams based on image processing system. In past, most of the water level detection system used various water sensors. Those water sensors works perfectly but have many drawbacks such as high cost and harsh weather. Water level monitoring system helps in forecasting early river disasters and maintenance of the water body area. However, the early river disaster warning system introduces many conflicting requirements. Surveillance camera based water level detection system depends on either the area of interest from the water body or on optical flow algorithm. This proposed system is focused on water scaling area of a river or dam to detect water level. After the detection of scale area from water body, the proposed algorithm will immediately focus on the digits available on that area. Using the numbers on the scale, water level of the river is predicted. This proposed system is successfully tested on different water bodies to detect the water level area and predicted the water level.

• 디지털융복합연구
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• 제14권12호
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• pp.231-236
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• 2016

현재 인터넷으로 감시 카메라를 이용하여 교통량을 보여주는 서비스가 제공되고 있으나, 일반적으로 사용자가 지도 위의 일정 위치를 지정하면 카메라가 장착되어 있는 기준으로 영상을 보여준다. 본 논문에서는 상단이 북쪽으로 표시되는 일반적인 지도에 현재 카메라에서 촬영되고 있는 도로의 영상을 지도 기준으로 위에서 바라보는 시점(Bird's-eye view)으로 변형(Warping)하여 보여줌으로써 사용자가 직관적으로 현재의 도로 상황을 한눈에 볼 수 있는 시스템을 제안하였다. 본 논문에서는 카메라 영상에서 보여주고 있는 도로 평면을 강인하게 추정하기 위해 밝기 변화에 강인할 수 있는 움직임 벡터를 이용하여 도로 평면을 추정하는 방법을 제안하며, 지도와 같은 방향성을 가질 수 있도록 재조정하는 과정을 적용하고 지도 위에 표시할 수 있는 사용자 친화적인 인터페이스를 제시하였다. 실험결과를 통해 본 논문에서 제안하는 방법이 지도와 같이 사용자가 인지하기 편리한 영상으로 변형되는 결과를 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제12권3호
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• pp.252-259
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• 2011

This paper is focused on dynamic modeling and control system design as well as vision based collision avoidance for multi-rotor unmanned aerial vehicles (UAVs). Multi-rotor UAVs are defined as rotary-winged UAVs with multiple rotors. These multi-rotor UAVs can be utilized in various military situations such as surveillance and reconnaissance. They can also be used for obtaining visual information from steep terrains or disaster sites. In this paper, a quad-rotor model is introduced as well as its control system, which is designed based on a proportional-integral-derivative controller and vision-based collision avoidance control system. Additionally, in order for a UAV to navigate safely in areas such as buildings and offices with a number of obstacles, there must be a collision avoidance algorithm installed in the UAV's hardware, which should include the detection of obstacles, avoidance maneuvering, etc. In this paper, the optical flow method, one of the vision-based collision avoidance techniques, is introduced, and multi-rotor UAV's collision avoidance simulations are described in various virtual environments in order to demonstrate its avoidance performance.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.128-135
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• 2015

현재까지 국내에서 궤도 상의 자국 우주 물체를 지상에서 추적할 수 있는 시스템은 한국천문연구원에서 개발 중인 우주물체 전자광학 감시체계가 유일하다. 이 시스템은 자국 저궤도 위성의 궤도력 산출과 현재 대한민국에 할당된 정지궤도 영역을 감시하는 기능을 보유하고 있다. 그러나 관측 대상이 확대되고 운영 조건의 변화에 따라, 국내 정지궤도 영역 상시감시가 가능한 저예산 보조관측 시스템은 전체 우주 감시시스템의 매우 효율적인 운영을 지원할 수 있다. 따라서 저예산 시스템의 관측정밀도 저하에 따른 궤도력 산출의 위험도 증가를 억제할 수 있는, 지구 정지궤도 영역 상시 감시용 전용 광학관측 시스템의 요구사항을 분석했다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제40권1호
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• pp.35-44
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• 2023

Surveillance and reconnaissance intelligence in the space domain will become increasingly important in future battlefield environments. Moreover, to assimilate the military provocations and trends of hostile countries, imagery intelligence of the highest possible resolution is required. There are many methods for improving the resolution of optical satellites when observing the ground, such as designing satellite optical systems with a larger diameter and lowering the operating altitude. In this paper, we propose a method for improving ground observation resolution by using an optical system for a previously designed low orbit satellite and lowering the operating altitude of the satellite. When the altitude of a satellite is reduced in a circular orbit, a large amount of thrust fuel is required to maintain altitude because the satellite's altitude can decrease rapidly due to atmospheric drag. However, by using the critical inclination, which can fix the position of the perigee in an elliptical orbit to the observation area, the operating altitude of the satellite can be reduced using less fuel compared to a circular orbit. This method makes it possible to obtain a similar observational resolution of a medium-sized satellite with the same weight and volume as a small satellite. In addition, this method has the advantage of reducing development and launch costs to that of a small-sized satellite. As a result, we designed an elliptical orbit. The perigee of the orbit is 300 km, the apogee is 8,366.52 km, and the critical inclination is 116.56°. This orbit remains at its lowest altitude to the Korean peninsula constantly with much less orbit maintenance fuel compared to the 300 km circular orbit.