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전탐색 회피에 의한 고속 에지기반 점 상관 알고리즘의 개발
강동중,김문조,김민성,이응주,Kang, Dong-Joong,Kim, Mun-Jo,Kim, Min-Sung,Lee, Eung-Joo 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지B Vol.11 No.3
For visual inspection system in real industrial environment, it is one of most important tasks to design fast and stable pattern matching algorithm. This paper presents an edge-based point correlation algorithm avoiding full search in visual inspection system. Conventional algorithms based on NGC(normalized gray-level correlation) have to overcome some difficulties for applying to automated inspection system in factory environment. First of all, NGC algorithms need high time complexity and thus high performance hardware to satisfy real-time process. In addition, lighting condition in realistic factory environments if not stable and therefore intensity variation from uncontrolled lights gives many roubles for applying directly NGC as pattern matching algorithm in this paper, we propose an algorithm to solve these problems from using thinned and binarized edge data and skipping full point search with edge-map analysis. A point correlation algorithm with the thinned edges is introduced with image pyramid technique to reduce the time complexity. Matching edges instead of using original gray-level pixel data overcomes NGC problems and pyramid of edges also provides fast and stable processing. All proposed methods are preyed from experiments using real images. 일반적인 공장환경에서 적용할 수 있는 비젼 검사시스템의 개발을 위해서는 안정적이면서도 고속 패턴정합을 수행하는 알고리즘의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 전탐색 회피기법을 이용하는 자동화용 패턴검사를 위한 에지 기반의 점상관 고속 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 탐색할 영상의 에지특성을 분석함에 의해 전탐색을 회피함으로써 탐색복잡도를 크게 개선한다. 농담정규화정합(NGC)법을 사용하는 통상적인 검사 알고리즘은 공장환경에 적용할 매 몇가지 문제점을 극복해야 한다. 첫 번째는 과도한 계산량으로 고속동작을 가능하게 하기 위해 특별한 알고리즘의 설계가 필요하며 고속 하드웨어의 사용을 요구한다 두 번째는 불안정한 조명조건 하에서도 신뢰성 있는 검사결과를 주어야 한다는 것이다. 전통적인 NGC 알고리즘은 조명의 불안정에 따라 검사결과가 크게 변동하는 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 에지 기반의 점상관 알고리즘을 제안한다. 계산량을 개선하기 위해 전탐색 회피 알고리즘을 개발하여 적용하고, 에지 피라미드 구조를 탐색에 T입하여 실시간에 근접하는 시간 복잡도를 달성한다. 제안된 방법들은 실제 영상에 적용하여 신뢰성을 검증한다
보행로봇의 이동경로 인식을 위한 스테레오카메라 기반의 평면영역 추출방법
강동중(Dong-Joong Kang) 제어로봇시스템학회 2008 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.14 No.3
This paper presents a method to recognize the plane regions for movement of walking robots. When the autonomous agencies using stereo camera or laser scanning sensor is under unknown 3D environment, the mobile agency has to detect the plane regions to decide the moving direction and perform the given tasks. In this paper, we propose a very fast method for plane detection using normal vector of a triangle by 3 vertices defined on a small circular region. To reduce the effect of noises and outliers, the triangle rotates with respect to the center position of the circular region and generates a series of triangles with different normal vectors based on different three points on the boundary of the circular region. The vectors for several triangles are normalized and then median direction of the normal vectors is used to test the planarity of the circular region. The method is very fast and we prove the performance of algorithm for real range data obtained from a stereo camera system.
손모양 인식기반의 경로교사와 장애물 인식이 가능한 자율보행 다족로봇 시스템
김민성,정우원,권배근,강동중,Kim, Min-Sung,Jeong, Woo-Won,Kwan, Bae-Guen,Kang, Dong-Joong 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.8
영상카메라와 무선통신 기능을 탑재한 손모양 및 장애물 인식이 가능한 다족 로봇을 독자적으로 설계 및 제작하고 제작한 로봇에 최적화된 보행패턴 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 영상센서의 입력화상에 대해 하프변환 (Hough Transform)을 사용하여 물체의 외곽선을 추출하여 장애물을 인식하여 회피하는 실시간 자율보행이 가능한 알고리즘을 개발하였다. 로봇의 목표물 및 목적지 설정을 위하여 미리 학습시킨 피부색의 평균값과 입력영상의 확률거리(Mahalanobis Distance)를 산출하여 손 영역을 검출하고 손가락 개수에 따라 로봇의 명령 제어가 가능하도록 하였다. 장애물 및 손모양 인식에 따른 다족 자율 보행 로봇의 수행 실험 평균 결과 약 96%의 장애물 인식률과 94%의 손 모양 인식률을 보였다. In this paper, multi-legged robot was designed and produced using stable walking pattern algorithm. The robot had embedded camera and wireless communication function and it is possible to recognize both hand posture and obstacles. The algorithm decided moving paths, and recognized and avoided obstacles through Hough Transform using Edge Detection of inputed image from image sensor. The robot can be controlled by hand posture using Mahalanobis Distance and average value of skin's color pixel, which is previously learned in order to decide the destination. The developed system has shown obstacle detection rate of 96% and hand posture recognition rate of 94%.