프로덕트 라인 공학(Product Line Engineering, PLE)은 한 도메인의 공통기능을 핵심자산화하고 이를 재사용하여 다양한 어플리케이션을 생성 할 수 있는 재사용 패러다임이다. 핵심자산을 효과적으로 활용하기 위해서는 각 어플리케이션의 요구사항을 기반으로 특화해야 할 값 즉, 가변치를 도출하고 이를 기반으로 핵심자산을 특화한다. 이를 위해, 아키텍처 가변성과 컴포넌트 내부의 가변성이 정확히 도출되어야 하며, 이를 반영한 체계적인 특화 프로세스와 지침이 정의되어야 한다. 본 논문에서는 핵심자산의 구성요소와 구체적인 가변점 종류를 제안하고 이를 표현하기 위한 핵심자산 산출물 양식을 정의한다. 그리고, 제안된 핵심자산의 구성요소와 가변점 종류를 기반으로 정의된 핵심자산을 이용하여 어플리케이션을 생성하는 체계적인 프로세스를 제안한다. 또한 제안된 프로세스를 적용하는 사례연구를 통하여 정의된 가변성 표현 및 특화 프로세스의 실용성을 검증한다. 제안된 프로세스를 이용하여 구체적인 핵심자산 및 가변성의 설계가 가능하며 프로덕트 라인에서의 실용적인 어플리케이션의 개발이 가능해 질 수 있다.
가변성형 공정에서 동일한 크기의 성형펀치 배열로 구성된 가변금형을 이용하는 경우 펀치의 크기가 일정하여 성형 가능한 곡률 반경이 제한되기 때문에 비교적 유연성이 낮다. 이에 본 연구에서는 가변금형의 유연성을 높이기 위하여 분할가변금형에 대한 개념을 제안하였다. 임의의 성형면을 형성하기 위하여 두 가지 크기의 펀치로 구성된 펀치 블록을 착안하였다. 상대적으로 큰 곡률 반경을 갖는 성형영역에 대해서는 크기가 큰 펀치 블록을 적용하였으며, 작은 곡률 반경을 갖는 성형영역에 대해서는 작은 크기의 펀치로 구성된 펀치 블록을 적용하였다. 해석적 연구를 토대로 성형된 제품의 단면 형상을 비교하였으며 이로부터 서로 다른 크기의 펀치 블록을 조합하여 구성한 분할가변금형을 이용한 판재의 성형공정이 비교적 복잡한 곡률 반경 분포를 갖는 곡면 가공에 적합함을 확인하였다.
본 연구에서는 재구성 RF 회로 설계 응용을 위해 BZN/BST/BZN 다층 유전체를 이용한 고-가변 커패시터를 설계 및 그 특성을 측정하였다. 고-가변 특성의 BST계 강유전체와 저-손실 특성의 BZN계 상유전체를 이용하여 47%의 가변성과 0.005의 $tan{\delta}$ 값을 갖는 저-손실 고-가변 BZN/BST/BZN 다층 유전체를 제작하였다. 이 다층 유전체를 이용하여 quartz 기판 위에 $327{\times}642{\mu}m2$ 크기로 제작된 가변 커패시터 칩은 15 V의 인가전압과 800 MHz 주파수에서 Q-factor가 10이고 60 %의 가변율을 달성하였다.
본 논문에서는 항공 라이다 데이터를 이용하여 지형의 유형을 분류하는 과정에서 지형의 특성에 따라 지형 분류의 판정 단위를 가변적으로 변화시키는 동적 가변 윈도우 기반 지형 분류 기법을 제안한다. 제안된 동적 가변 윈도우 기반 지형 분류 기법에서는 지형의 특성과 반복 패턴에 따라 지형 분류의 판정 단위를 가변적으로 결정하여 지형 분류에 소요되는 시간을 감소시키고자 하였다. 또한, 본 논문에서는 실험을 통하여 동적 가변 윈도우 기반 지형 분류 기법의 시간효율과 정확도를 분석하고 최적의 최대 판정 윈도우 크기를 제시하였다. 실험 결과에 따르면 제안된 동적 가변 윈도우 기반 지형 분류 기법은 고정 윈도우 크기를 이용하는 기법과 유사한 정도의 정확성을 유지하면서도 빠른 지형 분류가 가능한 것으로 판명되었다.
본 논문은 스펙트럴 크기 파라미터들에 대한 효율적인 가변 차원 양자화 기법을 제안한다. 특히, 하모닉 부호화 기에서의 스펙트럴 크기값 계수들은 가변차원이기 때문에 가변 차원의 양자화를 필요로 한다. 따라서, 본 논문에서는 스펙트럴 크기값 계수들에 대해 가변 이산 코사인 변환(DCT: Discrete Cosine Transform) 및 가변 차원에 적합한 훈련구조를 가지는 비정방형 변환 벡터 양자화 (NSTVQ: Nonsquare Transform Vector Quantization)를 홀수/짝수 구조 및 분할(Split) 구조 그리고 다단계(Multi-stage) 구조 등과 결합시킨 효율적인 양자화 기법을 제안한다. 제안된 양자화 기법의 성능평가는 스펙트럴의 크기값에 대한 주파수 왜곡(SD: Spectral Distortion) 값을 사용하였으며, 다단계 비정방형 변환 벡터 양자화(MSNSTVQ: Multi-Stage Nonsquare Transform Vector Quantization)가 가장 좋은 성능을 나타내었다.
볼륨 데이터에 대한 압축 기법의 필요성은 데이터 용량의 증가와 네트워크 사용량의 증가와 함께 더불어 증가해 왔다. 현재에는 다양한 압축 기법이 개발돼 있으며, 사용자는 데이터 유형이나 응용 분야에 맞춰 압축 기법을 선택, 적용할 수 있다. 그러나 최근에는 응용 과학자들로부터 생성되는 데이터의 용량이 기하급수적으로 증가했는데, 이렇게 응용과학 분야에서 생성되는 데이터는 대부분 3차원 볼륨 데이터다. 2차원 이미지나 3차원 동영상 데이터의 경우에는 다양한 표준 압축 방식을 사용할 수 있지만 3차원 볼륨 데이터에 적용할 수 있는 방법은 한정돼 있으며, 특히 시간가변(time-varying) 볼륨 데이터에 대한 압축 표준은 거의 존재하지 않는다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 시간가변 볼륨 데이터에 대한 압축 방식을 제안한다. 이 방식은 가시화를 목적으로 하는 시간가변 볼륨 데이터의 인코딩을 목적으로 하며, MPEG의 I-프레임과 P-프레임 개념을 사용해서 압축률을 높인다. 본 방식은 시간가변 부동 소수점 데이터(single precision floating-point data)로 구성된 시간가변 볼륨 데이터를 대상으로 하는데, 한 블록 단위의 무작위 복원을 지원하며 Daubechies 웨이블릿 필터와 프레임간의 상관 관계를 사용, 대형 시간가변 볼륨 데이터를 이미지 화질을 보존한다.
교차로에서 가변차선은 이동하는 차량들을 효율적으로 통제하고 교통 혼잡을 줄일 수 있으며 도로의 가용 능력을 증가시키기 위한 도구로 사용되고 있다. 그러나 아직까지 가변차선의 교통통제는 단순하며 수동으로 가변차로를 운용하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 가변차로의 이동방향에 대한 변경 여부를 지능적으로 판단하여 교통 흐름을 효율적으로 개선하기 위한 3단계 방법을 제안한다. 첫 번째는 교차로에서 차량이 이동하는 방향으로 효율성을 판단하기 위한 방법으로 퍼지추론 방법, 두 번째는 이동방향으로 가변차로를 변경할 지에 대한 잠정 판단, 세 번째는 이러한 잠정판단을 최종결정하기 위한 판단기준을 제시한다. 이동방향으로의 효율성은 matlab 프로그램을 이용하여 얻는다.
UHF 대역에서 동작하는 3db-커플러(Coupler)를 이용한 가변 감쇄기(Variable Attenuator)를 설계하고 제작한다. 가변 감쇄기를 구현하기 위하여 9$0^{\circ}C$, 3dB-커플러를 사용한다. 커플러를 이용한 가변 감쇄기의 동작 원리를 소개하고, 이에 대한 수학적 해석(Mathematical Analysis)을 통하여 가변 감쇄기 제작에 사용할 3dB 커플러를 시뮬레이션(Simulation) 등을 통하여 설계한다. PIN 다이오드(Diode)를 이용한 가변저항(Variable Resistor)를 시뮬레이션을 통하여 설계하고, 직접 제작하여 네트웍 분석기(Network Analyzer)를 통하여 측정하여 비교 분석한 결과 최저 삽입손실(Insertion Loss) -l0dB, 연속적인 가변 최대 감쇄(Attenuation) 10dB를 얻을 수 있다.
최근에 들어 로봇과 환경 사이의 상호작용이 다양하게 발생하는 작업에서 가변 강성 액추에이터의 연구가 활발하다. 기존의 다양한 가변 강성 액추에이터가 개발되었지만 크기와 중량 때문에 응용분야를 찾기가 어렵다. 따라서 다양한 분야에 쉽게 이용되기 위해 소형의 가변 강성 액추에이터(miniVSA)를 개발하였다. miniVSA는 모멘트 암 기반의 강성제어 장치와 두 개의 모터로 구성된 구동 장치로 구성된다. 강성제어 장치는 두 캠의 상대 운동을 제어하여 위치와 강성을 동시에 제어할 수 있다. 이를 실험을 통하여 강성 변화를 검증하였다.
본 논문이 제안하는 제어기는 새로운 가변 경계층을 이용하여 가변 구조 시스템의 정확한 추적 제어가 이루어지게 한다. 지금까지 가변 경계층을 적용한 가변 구조 제어기는 고정된 슬라이딩면의 사용으로 초기 위치가 제한되었으며 이로 인해 임의의 초기 위치에서부터 시스템 상태 궤적의 채터링을 감소시킬 수 없다. 그러나 제안된 제어기는 선형 시변 슬라이딩면을 이용함으로서 모든 상태로부터 외부 외란과 불확실한 매개변수에 대한 강인한 특성을 지니게 되며 새로운 가변 경계층의 적용으로 채터링과 추적 성능에서 기존 방법에 비해 우수한 특성을 보이고 있다. 따라서 본 논문은 2 관절 매니퓰레이터에 제안된 알고리즘을 적용하여 제시한 방법의 타당성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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