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레이저 펄스 부호화를 이용한 원거리 고해상도 3D 스캐닝 라이다
김건정,박용완,Kim, Gunzung,Park, Yongwan 한국광학회 2016 한국광학회지 Vol.27 No.4
본 논문에서는 DS-OCDMA(direct sequence optical code division multiple access)와 스캐닝 방식의 MEMS (microelectromechanical system) 거울을 이용하여 픽셀별로 스캐닝하는 라이다 시스템(light detection and ranging, LIDAR)의 설계와 시뮬레이션 결과를 기술한다. 제안하는 라이다는 $848{\times}480$ 해상도의 거리 영상을 1초에 60번 측정한다. 영상을 구성하는 각각의 픽셀마다 픽셀 정보와 체크섬을 DS-OCDMA로 부호화한 레이저 펄스로 방출하므로, 반사파를 검출하기 위하여 대기할 필요없이 연속으로 거리 측정이 가능하다. MEMS 거울은 부호화된 레이저 펄스를 반사하여 측정을 원하는 방향으로 보내기 위한 용도로 사용한다. 하나의 거리 영상을 구성하는 픽셀 정보의 처리가 모두 완료되면, 픽셀 개개의 반사파 비행시간을 이용하여 포인트 클라우드를 생성한다. This paper presents the design and simulation of a three-dimensional pixel-by-pixel scanning light detection and ranging (LIDAR) system with a microelectromechanical system (MEMS) scanning mirror and direct sequence optical code division multiple access (DS-OCDMA) techniques. It measures a frame with $848{\times}480$ pixels at a refresh rate of 60 fps. The emitted laser pulse waves of each pixel are coded with DS-OCDMA techniques. The coded laser pulse waves include the pixel's position in the frame, and a checksum. The LIDAR emits the coded laser pulse waves periodically, without idle listening time to receive returning light at the receiver. The MEMS scanning mirror is used to deflect and steer the coded laser pulse waves to a specific target point. When all the pixels in a frame have been processed, the travel time is used by the pixel-by-pixel scanning LIDAR to generate point cloud data as the measured result.
배관 내부에서 위치 추정을 위한 광학식 주행거리계에 관한 연구
김건정(Gunzung Kim),엄정숙(Jeongsook Eom),박용완(Yongwan Park) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
인텔리전트 피그는 배관 내부에서 현재 위치를 추정하기 위하여 관성 항법 장치를 사용한다. 이 방법은 바퀴 미끄러짐을 비롯한 여러 문제점이 발생하여 누적 오차가 매우 큰 단점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 논문은 광 마우스에서 사용하는 광류 기반의 움직임 측정과 스프링을 이용하여 누적 오차를 크게 줄인 광학식 주행 거리계를 제안한다.
2차원 prime code를 이용한 동시 송출 라이다의 상호 간섭 제거에 관한 연구
김건정(Gunzung Kim),엄정숙(Jeongsook Eom),박용완(Yongwan Park) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6
라이다를 채용한 자율 주행 차량의 수가 증가함에 따라 펄스 스캐닝 LIDAR가 다른 펄스 스캐닝 LIDAR에서 송출한 레이저 펄스를 수신할 수 있다. 다른 펄스 스캔 LIDAR 시스템에서 송출한 레이저 펄스를 수신하여 정상 거리를 측정하지 못하는 현상을 상호 간섭이라고 한다. 2차원 prime code를 이용한 동시 송출 라이다는 자신의 고유 식별 번호와 펄스 식별 번호를 모두 이용한 데이터를 부호화하여 송출하며, 수신할 때도 고유 식별 번호가 같은 데이터만 정상 데이터로 처리하여 상호 간섭을 원천적으로 제거하였다. 본 논문에서는 동시 송출 라이다의 상호 간섭 제거 기능에 대하여 분석하였다.