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표제지

목차

제1장 서론 15

제2장 하드웨어 구성 및 동작 17

2.1 Laser Diode 발광부 17

2.1.1 Laser Diode의 분류 23

2.1.2 Laser Diode 구동방법 24

2.1.3 Laser Diode beam type 분류 25

2.2 CCD 센서부 25

2.2.1 CCD의 원리와 특징 25

2.2.2 Line CCD B/W센서(ILX554B) 26

2.2.3 Line CCD Color센서(ILX548K) 27

2.2.4 CCD 센서의 구동부 28

2.3 CMOS 센서부 30

2.3.1 CMOS의 구조 및 동작원리 30

2.3.2 Area CMOS 센서 Color(PO2130) 32

2.4 FPGA 부 33

2.4.1 EPM7128SLC84,EMP7512AETC144 33

2.4.2 CPLD 내의 주소생성 35

제3장 변위센서의 Application 37

3.1 레이저 동심/직각도 측정시스템 37

3.1.1 개요 37

3.1.2 측정원리 38

3.1.3 시스템의 구성 41

3.1.4 기기구성 및 역할 42

3.2. 굴진경로 자동측량시스템 46

3.2.1 개요 46

3.2.2 기본 원리 47

3.2.3 시스템 구성 및 설치 58

3.2.4 소프트웨어 64

3.3 CMOS Sensor를 이용한 변위측정시스템 69

3.3.1 개요 69

3.3.2 기본원리 70

3.3.3 시스템 구성 70

제4장 실험 및 고찰 72

4.1 반복정밀도 72

제5장 결론 90

5.1 레이저 동심/직각도 측정시스템의 결론 90

5.2 마이크로터널링 자동측량시스템의 결론 91

참고문헌 93

Abstract 94

감사의 글 96

표목차

표 2.1 레이저다이오드의 종류별 특성 23

표 3.1 레이저부 구성 및 역할 42

표 3.2 센서부 구성 및 역할 43

표 3.3 제어부 전면도 구성 및 역할 45

표 3.4 변위센서의 특징비교 69

표 4.1 각 Total Station의 반복정밀도 측정 실험 73

표 4.2 회전스테이지의 반복정밀도(CCD1) 87

표 4.3 회전스테이지의 반복정밀도(CCD2) 88

표 4.4 기타부분의 반복정밀도 88

표 4.5 반복정밀도 실험결과 89

표 5.1 레이저 동심/직각도 계측시스템의 사양 90

표 5.2 마이크로터널링 자동측량시스템의 전기적 사양 91

표 5.3 시뮬레이션 및 실제 측정한 값의 오차 비교표 92

그림목차

그림 2.1 이중 이종줄무늬 접촉 단면발산 활성층(빗금영역) 18

그림 2.2 레이저다이오드의 출력-전류관계 19

그림 2.3 레이저다이오드의 전압-전류 특성 19

그림 2.4 레이저다이오드 온도특성 20

그림 2.5 다중모드 레이저다이오드의 출력 스펙트럼 21

그림 2.6 단일모드 레이저다이오드의 출력 스펙트럼 22

그림 2.7 레이저다이오드의 복사 패턴 23

그림 2.8 ILX554B의 전체 블록다이어그램 26

그림 2.9 CCD 센서 출력화면 27

그림 2.10 ILX548K의 전체 블록다이어그램 28

그림 2.11 ILX554B의 Clock Timing Diagram 28

그림 2.12 ILX554B 구동회로(EPM7128SLC84) 29

그림 2.13 ILX548K 구동회로(EPM7128SLC84) 29

그림 2.14 One-Transistor를 갖는 CMOS 센서 31

그림 2.15 Three-Transistor를 갖는 CMOS 센서 32

그림 2.16 ILX554B 전체구동회로 34

그림 2.17 ILX548K 전체구동회로 34

그림 2.18 PO2130 전체구동회로 35

그림 2.19 ILX554B 구동 주소생성회로 35

그림 2.20 ILX548K 구동 주소생성회로 36

그림 2.21 PO2130 구동 주소생성 VHDL 36

그림 3.1 피측정부에 부착된 실린더형 센서부 39

그림 3.2 반사광의 센서부 40

그림 3.3 직각도 이탈에 의한 광축의 변화 40

그림 3.4 L에 의한 δ의 변화 41

그림 3.5 전체 시스템 42

그림 3.6 레이저부 구성 43

그림 3.7 센서부 구성 44

그림 3.8 제어부 전면도 구성 45

그림 3.9 자동 정준대 47

그림 3.10 자동검색용 타깃 48

그림 3.11 타깃 자동검색의 흐름도 50

그림 3.12 CCD Linear Sensor의 원리 51

그림 3.13 라인스캔센서에 의한 정밀각도측정의 원리 52

그림 3.14 복합타깃 54

그림 3.15 발진구 입항내에 복합타깃 설치 54

그림 3.16 추진관내에 Total Station 설치 54

그림 3.17 X, Y 평면과 Y, Z 평면의 상의 정사영 55

그림 3.18 마이크로터널링 곡선굴진경로 자동측량 시스템의 구성 59

그림 3.19 Main Box의 역할 60

그림 3.20 Main Box 60

그림 3.21 Station Box의 역할 62

그림 3.22 Station Box의 외형 62

그림 3.23 Main board 62

그림 3.24 Total Station 63

그림 3.25 상태표시 65

그림 3.26 수동조작 66

그림 3.27 시뮬레이션 화면 67

그림 3.28 좌표표시 화면 68

그림 3.29 변위센서의 구동원리 70

그림 3.30 CMOS 센서의 전체 시스템 71

그림 4.1 TS1의 2축 회전 반복정밀도 (L=9.218m) 75

그림 4.2 TS2의 2축 회전 반복정밀도 (L=9.218m) 76

그림 4.3 TS3의 2축 회전 반복정밀도 (L=9.218m) 77

그림 4.4 TS1의 상하 회전 반복정밀도 (L=9.217m) 78

그림 4.5 TS2의 상하 회전 반복정밀도 (L=9.217m) 79

그림 4.6 TS3의 상하 회전 반복정밀도 (L=9.217m) 80

그림 4.7 TS1의 좌우 회전 반복정밀도 (L=9.217m) 81

그림 4.8 TS2의 좌우 회전 반복정밀도 (L=9.217m) 82

그림 4.9 TS3의 좌우 회전 반복정밀도 (L=9.217m) 83

그림 4.10 TS1 CCD1의 반복정밀도 (L=00.000mm) 84

그림 4.11 TS1 CCD2의 반복정밀도 (L=00.000mm) 84

그림 4.12 TS2 CCD1의 반복정밀도 (L=00.000mm) 85

그림 4.13 TS2 CCD2의 반복정밀도 (L=00.000mm) 85

그림 4.14 TS3 CCD1의 반복정밀도 (L=00.000mm) 86

그림 4.15 TS3 CCD2의 반복정밀도 (L=00.000mm) 86

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