• 한국통신학회논문지
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• 제39A권12호
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• pp.699-707
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• 2014

최근 LED 어레이와 카메라간의 통신 (일명, 'Visual-MIMO') 연구가 활발히 진행되고 있으며, 차량 및 스마트폰 등으로의 응용이 극대화될 것으로 기대된다. 본 논문에서는 수신 영상의 휘도 정보를 이용하여 Visual-MIMO 시스템의 BER(Bit Error Rate) 성능을 개선하고자 한다. 특히 심벌간간섭 (ISI: Inter-Symbol-Interference)에 의한 오류를 최소화하고자 오류정정 방법을 제안한다. 잡음과 거리의 변화에 따른 성능 분석은 시뮬레이션과 하드웨어 실험을 통해 타당성을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권10호
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• pp.1871-1878
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• 2015

최근 LED 어레이와 카메라간의 통신에 MIMO의 개념을 적용한 Visual-MIMO 시스템에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이전 연구에서 비트 판정을 위해 참조 LED 어레이 패턴을 사용한 방법을 제안하였으나, 참조 LED 어레이 패턴을 사용할 시에 거리가 변경될 때마다 참조 LED 어레이 패턴을 통해 ISI를 측정해야 하는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 참조 어레이 패턴을 사용하지 않고 휘도편차를 사용한 비트 판정 및 오류정정 방법을 제안한다. 일차적으로 실험적으로 정해진 임계값에 의해 비트를 판정한다. 그 중 ON-LED로 판정된 LED에 대해서 오류 여부를 검사하고 정정을 시도한다. 정정 방법은 각 LED의 히스토그램의 전체데이터 중 최대빈도수를 기준으로 68.2%($1{\sigma}$)에 해당하는 범위인 휘도편차를 사용하여 판정한다. LED간 ISI 정도 및 거리의 변화에 따라 제안한 방법의 성능을 LED 어레이 패턴을 사용한 경우와 비교 분석하고 실험을 통해 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권1호
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• pp.42-50
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• 2016

최근 LED 어레이와 카메라간의 통신 (일명, 'Visual-MIMO') 연구가 활발히 진행되고 있으며, 차량 및 스마트폰 등으로의 응용이 극대화될 것으로 기대된다. LED 어레이에서 ISI 정도가 심해지면 비트 판정에 오류가 발생하므로 다중화에서 다이버시티로의 전환이 필요하다. 본 논문에서는 참조 어레이 패턴의 사용 유무에 따라 각각 다이버시티로의 전환시점을 결정하기 위한 방법을 제시하고 검증한다. 참조 어레이 패턴을 사용할 경우에는 수신 영상의 휘도 정보를 이용하여 다중화에서 다이버시티 모드로의 전환 시점 결정한다. 참조 어레이 패턴을 사용하지 않을 경우에는 거리에 따른 전체 영상 대비 LED 어레이 영상의 크기를 이용한다. ISI가 심해지는 거리에서의 LED 어레이의 크기를 파악하여 다이버시티로의 전환시점 결정에 이용한다. LED간 ISI 정도 및 거리의 변화에 따라 제안한 방법의 성능을 분석하고 시뮬레이션과 하드웨어 실험을 통해 타당성을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권9호
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• pp.781-786
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• 2013

Multiplexing information over parallel data channels based on RF MIMO concept is possible to achieve considerable data rates over large transmission ranges with just a single transmitting element. Visual multiplexing MIMO techniques will send independent streams of bits using the multiple elements of the light transmitter array and recording over a group of camera pixels can further enhance the data rates. The proposed system is a combination of the reliance on computer vision algorithms for tracking and OOK cell frame modulation. LED array are controlled to transmit message in the form of digital information using ON-OFF signaling with ON-OFF pulses (ON = bit 1, OFF = bit 0). A camera captures image frames of the array which are then individually processed and sequentially decoded to retrieve data. To demodulated data transmission, a motion tracking algorithm is implemented in OpenCV (Open source Computer Vision library) to classify the transmission pattern. One of the most advantages of proposed architecture is Computer Vision (CV) based image analysis techniques which can be used to spatially separate signals and remove interferences from ambient light. It will be the future challenges and opportunities for mobile communication networking research.

• 한국해양공학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-7
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• 2003

Autonomous underwater vehicles (AUVs) are unmanned, underwater vessels that are used to investigate sea environments in the study of oceanography. Docking systems are required to increase the capability of the AUVs, to recharge the batteries, and to transmit data in real time for specific underwater works, such as repented jobs at sea bed. This paper presents a visual :em control system used to dock an AUV into an underwater station. A camera mounted at the now center of the AUV is used to guide the AUV into dock. To create the visual servo control system, this paper derives an optical flow model of a camera, where the projected motions of the image plane are described with the rotational and translational velocities of the AUV. This paper combines the optical flow equation of the camera with the AUVs equation of motion, and deriver a state equation for the visual servo AUV. Further, this paper proposes a discrete-time MIMO controller, minimizing a cost function. The control inputs of the AUV are automatically generated with the projected target position on the CCD plane of the camera and with the AUVs motion. To demonstrate the effectiveness of the modeling and the control law of the visual servo AUV simulations on docking the AUV to a target station are performed with the 6-dof nonlinear equations of REMUS AUV and a CCD camera.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.142-148
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• 2002

Autonomous underwater vehicles (AUVs) are unmanned underwater vessels to investigate sea environments, oceanography and deep-sea resources autonomously. Docking systems are required to increase the capability of the AUVs to recharge the batteries and to transmit data in real time for specific underwater works, such as repeated jobs at sea bed. This paper presents a visual servo control system for an AUV to dock into an underwater station with a camera mounted at the nose center of the AUV. To make the visual servo control system, this paper derives an optical flow model of a camera, where the projected motions of the image plane are described with the rotational and translational velocities of the AUV. This paper combines the optical flow equation of the camera with the AUVs equation of motion, and derives a state equation for the visual servoing AUV. This paper proposes a discrete-time MIMO controller minimizing a cost function. The control inputs of the AUV are automatically generated with the projected target position on the CCD plane of the camera and with the AUVs motion. To demonstrate the effectiveness of the modeling and the control law of the visual servoing AUV, simulations on docking the AUV to a target station are performed with the 6-dof nonlinear equations of REMUS AUV and a CCD camera.