• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제12권2호
• /
• pp.193-202
• /
• 2012

In this paper, we propose a new approach for compact range sensor system for real-time robot applications. Instead of using off-the-shelf camera and projector, we devise a compact system with a CMOS image-sensor and a DMD (Digital Micro-mirror Device) that yields smaller dimension ($168{\times}50{\times}60mm$) and lighter weight (500g). We also realize one chip hard-wired processing of projection of structured-light and computing the range by exploiting correspondences between CMOS images-ensor and DMD. This application-specific chip processing is implemented on an FPGA in real-time. Our range acquisition system performs 30 times faster than the same implementation in software. We also devise an efficient methodology to identify a proper light intensity to enhance the quality of range sensor and minimize the decoding error. Our experimental results show that the total-error is reduced by 16% compared to the average case.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.519-524
• /
• 2009

This paper describes a new sensor system for 3D environment perception using stereo structured infrared light sources and a camera. Environment and obstacle sensing is the key issue for mobile robot localization and navigation. Laser scanners and infrared scanners cover $180^{\circ}$ and are accurate but too expensive. Those sensors use rotating light beams so that the range measurements are constrained on a plane. 3D measurements are much more useful in many ways for obstacle detection, map building and localization. Stereo vision is very common way of getting the depth information of 3D environment. However, it requires that the correspondence should be clearly identified and it also heavily depends on the light condition of the environment. Instead of using stereo camera, monocular camera and two projected infrared light sources are used in order to reduce the effects of the ambient light while getting 3D depth map. Modeling of the projected light pattern enabled precise estimation of the range. Two successive captures of the image with left and right infrared light projection provide several benefits, which include wider area of depth measurement, higher spatial resolution and the visibility perception.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2007년도 하계학술발표회 논문집
• /
• pp.285-286
• /
• 2007

Current distributions according to electrode patterns in vertical structured InGaN/GaN LED (light emitting diode) were investigated quantitatively by utilizing three dimensional electrical circuit modeling method. The uniformity of the injected current density in the active layer was compared among different electrode patterns. It was found that the current uniformity was greatly dependent on the electrode pattern in vertical InGaN/GaN LEDs.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.1005-1013
• /
• 2008

This paper describes a new sensor system for 3D range measurement using the structured infrared light. Environment and obstacle sensing is the key issue for mobile robot localization and navigation. Laser scanners and infrared scanners cover $180^{\circ}$ and are accurate but too expensive. Those sensors use rotating light beams so that the range measurements are constrained on a plane. 3D measurements are much more useful in many ways for obstacle detection, map building and localization. Stereo vision is very common way of getting the depth information of 3D environment. However, it requires that the correspondence should be clearly identified and it also heavily depends on the light condition of the environment. Instead of using stereo camera, monocular camera and the projected infrared light are used in order to reduce the effects of the ambient light while getting 3D depth map. Modeling of the projected light pattern enabled precise estimation of the range. Identification of the cells from the pattern is the key issue in the proposed method. Several methods of correctly identifying the cells are discussed and verified with experiments.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
• /
• pp.652-657
• /
• 1991

Up to date, application areas of mobile robots have been expanded. In addition, Many types of LRF(Laser Range Finder) systems have been developed to acquire three dimensional information about unknown environments. However in real world, because of various noises (sunlight, fluorescent light), it is difficult to separate reflected laser light from these noise. To overcome the previous restriction, we have developed a new type vision system which enables a mobile robot to measure the distance to a object located 1-5 (m) ahead with an error than 2%. The separation and detection algorithm used in this system consists of pulse phase difference method and multi-stripe structured light. The effectiveness and feasibility of the proposed vision system are demonstrated by 3-D maps of detected objects and computation time analysis.

• 방송공학회논문지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.945-953
• /
• 2012

깊이지도를 구하는 방법 중 많이 사용되어지는 방법으로 줄무늬 패턴을 이용하는 방법이 존재한다. 이 방법은 프로젝터-카메라 시스템(Pro-Cam System)을 이용하며 프로젝터로 조사한 패턴을 카메라로 촬영하여 원래의 패턴과 촬영된 패턴간의 기하학적인 관계를 구하여 깊이지도를 구하는 방법이다. 본 논문에서는 이와 같이 구조광을 이용하는 깊이지도 획득 시스템에서 효과적으로 멀티 쓰레드를 사용하여 실시간 처리하는 것을 제안한다. 일반적으로 자주 사용되는 멀티 쓰레딩에는 CPU의 쓰레드를 이용하는 OpenMP와 GPU의 쓰레드를 이용하는 CUDA가 있다. 이 두 가지 기법은 수행하는데 차이점이 존재하기 때문에 상황에 따라 OpenMP가 더 좋은 효율을 보이는 부분이 있고 CUDA가 더 좋은 효율을 보이는 부분이 있다. 따라서 본 논문에서는 이 두 가지에 대해서 각 부분의 특성에 맞게 더 좋은 효율을 보이는 멀티 쓰레드를 적용하였다. 결과적으로 제안된 방법은 $1280{\times}800$의 영상에 대해 25fps 이상의 깊이지도를 획득할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제13권11호
• /
• pp.523-532
• /
• 2013

3차원 공간에서 물체를 재구성하기 위하여 제안된 기존 기법들은 여러 개의 카메라를 사용하거나 여러장의 사진을 촬영하여 물체를 재구성하기 때문에 특정한 하드웨어를 필요로 하거나 촬영 장소에 민감하고 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 구조광 기법을 이용하여 한 장의 사진의 정보로부터 3차원 물체를 재구성하는 방법을 제안한다. 구조광 기법 적용을 위한 칼라 패턴은 기존연구에서 제안된 것을 사용한다. 본 논문에서는 실제로 객체 재구성 성능에 매우 중요한 줄무늬 패턴 추출과 줄무늬 패턴 매칭에 다양한 영상 처리 기법들로 구성된 파이프라인을 새롭게 제안하고, 패턴 매칭을 위한 최적의 비용 함수를 제안한다. 제안 기법을 통하여 갤럭시 빔과 같은 초소형 프로젝터를 탑재한 스마트폰과 같은 유비쿼터스 혹은 모바일 환경에서 적은 계산 복잡도와 간단한 환경 설정으로 3차원 물체를 재구성하는 것이 가능하다.

• 인터넷정보학회논문지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.69-77
• /
• 2008

구조화 조명을 사용한 거리측정에 동적계획법을 적용함으로써 거리 측정의 정확성이 대폭 향상된 방법을 제안하였다. 구조화 조명을 사용한 거리 측정방법은 거리정보가 조명에 해당하는 화소의 위치에 의해 계산될 수 있다는 점을 이용한 것이다. 그러나, 이 구조화 조명 빛이 물체의 표면에서 흡수되거나 반사됨으로서 흐리거나 잘 보이지 않는 경우가 많다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 동적계획법을 사용하였다. 동적 계획법을 위한 셀간 비용(cost)값은 화소 밝기 값의 역수를 사용하였으며, 상단과 하단에 각각 시작선 혹은 목표선을 설정하였다. 이 알고리즘의 장점은 동적 계획 법의 최적화 능력을 사용하므로, 구조화 조명선의 약한 흔적이나 부분적으로 절단된 조명선 위치도 잘 찾아낼 수 있다. 이 알고리즘을 사용하여 다양한 3 차원 물체를 복원한 실험 결과를 제시하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.483-486
• /
• 2004

Inner structured and bonded panel, or ISB Panel, as a kind of sandwich type panel, has metallic inner structures which have low relative density, because of their dimensional shape of metal between a pare of metal skin sheets or face sheets. In this work, ISB panels and inner structures formed as repeated pyramidal shapes are introduced. Pyramidal structures are formed easily with expanded metal sheet by the crimping process. Three kinds of pyramidal structures are made and used to fabricate test specimen. Through the multi-point electrical resistance welding, inner structures are bonded with skin sheet. 3-point bending tests are carried out to measure the bending stiffness of ISB panel and experimental results are discussed.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
• /
• 제3권4호
• /
• pp.195-204
• /
• 2014

This paper presents the depth evaluation for object detection by automated assembling robots. Pattern distortion analysis from a structured light system identifies an object with the greatest depth from its background. An automated assembling robot should prior select and pick an object with the greatest depth to reduce the physical harm during the picking action of the robot arm. Object detection is then combined with a depth evaluation to provide contour, showing the edges of an object with the greatest depth. The contour provides shape information to an automated assembling robot, which equips the laser based proxy sensor, for picking up and placing an object in the intended place. The depth evaluation process using structured light for an automated electronics assembling robot is accelerated for an image frame to be used for computation using the simplest experimental set, which consists of a single camera and projector. The experiments for the depth evaluation process required 31 ms to 32 ms, which were optimized for the robot vision system that equips a 30-frames-per-second camera.