A study on stereo camera calibration method and Estimation of three-dimensional features’ position/orientation

학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :기계공학과,2016. 2한 대의 카메라로는 2차원 영상 이미지 밖에 얻을 수 없기 때문에 3차원 물체의 자세 추정에 한계가 있다. 두 대의 카메라로 구성된 스테레오 비전 시스템은 이 문제를 해결하여 3차원 물체의 위치 및 방향을 추정할 수 있다. 본 논문의 목적은 두 가지로 첫째는 보다 정확한 스테레오 카메라 캘리브레이션 방법을 연구하고 이를 이용하여 스테레오 비전 시스템을 구성하는 것이다. 스테레오 비전 시스템을 구성하려면 각 카메라의 카메라 캘리브레이션과 스테레오 카메라 캘리브레이션이 필요하다. 디지털 카메라는 3차원 공간상의 물체를 촬영하게 되면 Pixel단위의 2D 디지털 정보로 값을 출력한다. 따라서 이 정보가 가치 있기 위해서는 mm 단위의 실공간의 정보로 바꿔야 한다. 카메라 캘리브레이션은 Pixel 단위의 2D 디지털 정보와 mm 단위의 실제 공간상의 정보간의 변환관계를 알아내고 영상의 왜곡을 보정하는 방법이다. 스테레오 카메라 캘리브레이션은 앞서 카메라 캘리브레이션을 통해 얻은 각 카메라의 정보를 이용하여 ‘두 카메라 간의 기하학적 위치 관계’를 알아내는 방법이다. 두 카메라로 측정하려하는 위치를 동시에 볼 수 있도록 하드웨어를 구성하고 캘리브레이션을 수행하여 각 카메라의 기하학적 구조와 두 카메라간의 위치 관계를 알아내어 스테레오 비전 시스템을 구성하였다. 둘째로는 구성한 스테레오 비전 시스템을 이용하여 3차원 공간상의 직선과 원의 자세를 추정하였다. 3차원 공간상의 직선은 직선의 방향벡터와 직선위의 한 점을 알면 그 자세를 구할 수 있다. 3차원 공간상의 원의 경우는 원의 중심점과 원의 법선벡터, 원의 반지름을 알면 3차원 공간상의 원의 자세를 구할 수 있다. 본 논문에서는 3차원 공간상의 형상과 영상에 촬영된 형상간의 투영관계를 이용하여 3차원 공간상의 직선과 원의 자세를 추정하는 Closed Form Solution을 제시하였다.제 1장. 서론 1 1.1 연구 배경 1 1.2 연구 목적 2 1.3 연구 내용 2 제 2장. 단일 및 스테레오 카메라 캘리브레이션 3 2.1 서론 3 2.2 단일 카메라 캘리브레이션 4 2.2.1 카메라 기하학적 모델 4 2.2.2 카메라 영상 왜곡 보정 모델 7 2.2.3 최적화 문제 정의 8 2.3 스테레오 카메라 캘리브레이션 9 2.3.1 스테레오 카메라 캘리브레이션 모델 9 2.3.2 최적화 문제 정의 11 제 3장. 스테레오 카메라 캘리브레이션 및 잔류 오차 분석 실험 12 3.1 서론 12 3.2 실험 장비 12 3.3 캘리브레이션 절차 및 잔류 오차 분석 실험 방법 14 3.3.1 단일 카메라 캘리브레이션 절차 14 3.3.2 스테레오 카메라 캘리브레이션 절차 15 3.3.3 잔류 오차 분석 실험 방법 정의 16 3.4 잔류 오차 분석 실험 결과 및 오차 분석 16 제 4장. 3차원 형상의 자세 추정 19 4.1 서론 19 4.2 스테레오 비전 기하 관계식 20 4.2.1 카메라 Normalized Plane과 3차원 공간상의 평면간의 투영관계식 20 4.2.2 스테레오 비전 시스템 좌표계 변환 관계 21 4.3 3차원 직선의 자세 추정 22 4.3.1 3차원 공간상의 직선Q 모델링 22 4.3.2 Normalized Plane에 투영된 직선C 모델링 23 4.3.3 3차원 공간상의 직선Q와 투영된 직선C 간의 관계식 24 4.3.4 직선의 방향벡터 추정 25 4.3.5 직선 위의 한 점 추정 26 4.4 3차원 원의 자세 추정 27 4.4.1 3차원 공간상의 원Q 모델링 27 4.4.2 Normalized Plane에 투영된 타원C 모델링 28 4.4.3 3차원 공간상의 원Q와 투영된 타원C 간의 관계식 29 4.4.4 Scale Factor의 계산 30 4.4.5 원의 법선 벡터 추정 32 4.4.6 원의 중심점 추정 34 4.4.7 원의 반지름 추정 35 제 5장. 3차원 형상의 자세 추정 실험 및 오차 분석 36 5.1 서론 36 5.2 실험 장비 36 5.3 직선 추정 실험 결과 및 오차 분석 37 5.3.1 실험 방법 37 5.3.2 반복 측정 오차 37 5.3.3 측정 오차 38 5.4 원 추정 실험 결과 및 오차 분석 39 5.4.1 실험 방법 39 5.4.2 반복 측정 오차 39 5.4.3 측정 오차 40 제 6장. 결론 및 향후 연구 방향 41 Appendix. 42 A. 타원 행렬의 역행렬의 Eigenvalue. 42 B. 3차원 형상의 자세 추정 실험결과 표 44 참 고 문 헌 50Maste

Method of stabilizing sorghum natural color extracts by condensation with acetaldehyde

색상 및 열 안정성이 향상된 수수 천연색소의 제조방법, 수수 천연색소 추출물에 아세트 알데하이드를 처리하는 단계를 포함하는 천연색소의 안정화 방법 및 상기 천연색소를 플라스틱 성형 재료에 혼합하여 플라스틱 성형물을 제조하는 단계를 포함하는 천연색소로 착색된 플라스틱 성형물의 제조 방법에 관한 것이다.수수로부터 천연색소 추출물을 추출한 후, 이를 아세트 알데하이드와 축합반응하여 색상 및 열 안정성이 향상된 고분자화된 천연색소를 제조하였으며, 이를 플라스틱과 혼합하여, 색상 안정성이 향상된 플라스틱을 제조할 수 있다. 따라서, 이러한 방법에 의해 생산된 플라스틱을 이용하여 천연색소를 함유한 인체친화적이고 위생적인 제품을 개발할 수 있다.수수 천연색소 추출물과 아세트 알데하이드를 축합반응하는 단계를 포함하는, 색상 및 열 안정성이 향상된 고분자화된 천연색소의 제조방법

Method for preparing light fastness-improved plastic materials

본 발명은 일광견뢰도가 향상된 플라스틱을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (a) 수수(Sorghum bicolor)의 잎, 줄기 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 추출물을 플라스틱 성형재료에 혼입하여 플라스틱 성형물을 제조하는 단계; 및 (b) 상기에서 제조된 플라스틱 성형물을 금속염이 포함된 용액으로 처리하는 단계를 포함한다. 본 발명은 수수 부산물로부터 항균 및 항산화 활성을 갖는 천연색소를 추출하여 플라스틱과 혼합하는 방법을 제공하고 있으며, 이에 의해 생산된 플라스틱을 이용하여 천연색소를 함유한 인체친화적이고 위생적인 제품을 개발할 수 있다. 특히, 본 발명은 수수에서 추출한 색소로 착색된 플라스틱 사출물 제조를 위한 최적 가공법을 제공함에 있어, 천연색소의 문제점인 일광에 대한 낮은 안정도를 높이기 위해 금속염과의 최적 가공조건을 확립함으로써 천연색소로 착색된 제품의 완성도를 높일 수 있다.(a) 수수(Sorghum bicolor)의 잎, 줄기 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 추출물을 플라스틱 성형재료에 혼입하여 플라스틱 성형물을 제조하는 단계; 및(b) 상기에서 제조된 플라스틱 성형물을 알루미늄 양이온의 금속염이 함유된 용액으로 처리하는 단계를 포함하는, 일광견뢰도가 향상된 플라스틱 성형물의 제조방법

Method for preparing colored plastic materials using sorghum natural colors extract with improved stability

본 발명은 (a) 수수(Sorghum bicolor)의 부산물로부터 유래된 천연색소 추출물을 금속염이 포함된 용액으로 처리하여 상기 색소 추출물을 안정화시키는 단계; 및 (b) 상기 안정화된 색소 추출물을 플라스틱 성형 재료에 혼합하여 플라스틱 성형물을 제조하는 단계를 포함하는, 안정성이 향상된 색소 추출물로 착색된 플라스틱 성형물의 제조방법에 관한 것으로, 수수 부산물 유래의 천연색소 추출물을 금속염으로 킬레이션한 후, 이를 이용하여 플라스틱 성형물을 제조한 경우, 일광견뢰도가 향상되었고, 색상 안정도가 우수하였다. 따라서, 이에 의해 생산된 플라스틱을 이용하여 천연색소를 함유한 인체친화적이고 위생적인 제품을 개발할 수 있다. 특히, 본 발명은 수수에서 추출한 색소로 착색된 플라스틱 사출물 제조를 위한 최적 가공법을 제공함에 있어, 천연색소의 문제점인 일광에 대한 낮은 안정도를 높이기 위해 금속염과의 최적 가공조건을 확립함으로써 천연색소로 착색된 제품의 완성도를 높일 수 있다.(a) 수수(Sorghum bicolor)의 겨로부터 유래된 천연색소 추출물이 포함된 용액에 황산철을 처리하여 상기 색소 추출물을 안정화시키는 단계; 및 (b) 상기 안정화된 색소 추출물을 플라스틱 성형 재료에 혼합하여 플라스틱 성형물을 제조하는 단계를 포함하는, 열안정성이 향상된 색소 추출물로 착색된 플라스틱 성형물의 제조방법