• 제목/요약/키워드: 가속도 기반

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자기 구성 지도와 은닉 마르코프 모델을 이용한 가속도 센서 기반 행동 인식 (Activity Recognition based on Accelerometer using Self Organizing Maps and Hidden Markov Model)

  • 황금성;조성배
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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    • pp.245-250
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    • 2008
  • 최근 동작 및 행동 인식에 대한 연구가 활발하다. 특히, 센서가 소형화되고 저렴해지면서 그 활용을 위한 관심이 증가하고 있다. 기존의 많은 행동 인식 연구에서 사용되어 온 정적 분류 기술 기반 동작 인식 방법은 연속적인 데이터 분류 기술에 비해 유연성 및 활용성이 부족할 수 있다. 본 논문에서는 연속적인 데이터의 패턴 분류 및 인식에 효과적인 확률적 추론 기법인 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model)과 사전 지식 없이도 자동 학습이 가능하며 의미 깊은 궤적 패턴을 클러스터링하고 효과적인 양자화가 가능한 자기구성지도(Self Organizing Map)를 이용한 동작 인식 기술을 소개한다. 또한, 그 유용성을 입증하기 위해 실제 가속도 센서를 이용하여 다양한 동작에 대한 데이터를 수집하고 분류 성능을 분석 및 평가한다. 실험에서는 실제 가속도 센서를 통해 수집된 숫자를 그리는 동작의 성능 평가 결과를 보이고, 행동 인식기 별 성능과 전체 인식기별 성능을 비교한다.

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Approximate computing 기법을 이용한 FPGA 기반 인공 신경망 가속기 최적화 (FPGA-based Artificial Neural Network Accelerator Optimization Using Approximate Computing)

  • 박상우;김한이;서태원
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2019년도 춘계학술발표대회
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    • pp.479-481
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    • 2019
  • 본 연구에서는 이미지를 분류하는 인공 신경망 가속기를 최적화했고, 이를 구현하여 기존 인공 신경망 가속기와 성능을 비교 분석했다. FPGA(Field Programmable Fate Array) 보드를 이용하여 가속기를 구현했으며, 해당 보드의 내부 메모리인 BRAM 을 FIFO(First In First Out)구조로 설계하여 메모리 시스템을 구현했다. Approximate computing 기법을 효율적으로 적용하기 위해 FWL(Fractional Word Length)최적점을 분석했고, 이를 기반으로 인공 신경망 가속기의 부동 소수점 연산을 고정 소수점 연산으로 변환했다. 구현된 인공 신경망 가속기는 기존의 인공 신경망에 비해, 약 7.4%더 효율적인 전력소모량을 보였다.

완전 이식형 보청기를 위한 진동 기반의 가속도 센서 제안 (Proposition of a Vibration Based Acceleration Sensor for the Fully Implantable Hearing Aid)

  • 신동호;문하준;성기웅;조진호
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.133-141
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    • 2017
  • 하이브리드 음향센서 (hybrid acoustic sensor)는 음압 기반의 음향센서 (ECM)와 진동 기반의 가속도 센서(acceleration sensor)가 접목된 구조이다. 이는 음향센서의 저주파 대역 감도와 가속도 센서의 고주파 대역 감도를 결합하여 저주파에서 고주파 대역까지 광범위하게 음향을 포집할 수 있다. 본 논문에서는 하이브리드 음향센서에 사용되는 가속도 센서를 제안하였다. 가속도 센서는 음향신호에 의해 발생되는 고막의 진동을 포집한다. 제안된 가속도 센서의 사이즈는 고막의 해부학적 구조와 음향센서인 ECM의 규격을 고려하여 직경 3.2 mm로 결정하였다. 그리고 하이브리드 음향센서가 고감도 광대역 특성을 가지도록 하기 위해서는 가속도 센서의 공진 주파수는 3.5 kHz 부근에서 생성되는 것을 목표로 하였다. 가속도 센서를 구성하는 진동막은 수학적 모델과 유한요소 해석을 통하여 기하학적 구조를 도출하였다. 이를 바탕으로 화학적 식각공정을 이용하여 진동막을 제작하였다. 그리고 제작된 진동막의 주파수 특성을 확인하기 위하여 외력에 의한 진동 측정 실험을 수행하였고, 실험 결과 진동막의 기계적 공진은 3.4 kHz에서 발생되었다. 그러므로 제안한 가속도 센서는 하이브리드 음향센서에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

걸음걸이 비디오를 활용한 웨어러블 기기 사용자 걸음걸이 가속도 신호 추정 (A Study on Estimation of Gait Acceleration Signal Using Gait Video Signal in Wearable Device)

  • 이두형;최원석;이동훈
    • 정보보호학회논문지
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    • 제27권6호
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    • pp.1405-1417
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    • 2017
  • 웨어러블 기기에서 측정되는 사용자의 걸음걸이로 인한 가속도 신호를 인증 기술에 적용하는 연구결과들이 최근에 발표되고 있다. 현재까지 발표된 걸음걸이 가속도 신호 기반의 인증 기술들은 공격자가 사용자의 몸에 직접 가속도 센서를 부착하는 방식으로만 사용자의 걸음걸이 가속도 신호를 얻을 수 있다고 가정해왔다. 그리고 걸음걸이 가속도 신호 기반의 인증 기술에 대한 실질적인 공격방법으로는 걸음걸이 모방공격이 존재하고, 공격대상과 신체조건이 유사한 사람을 이용하거나 공격대상의 걸음걸이를 촬영한 비디오를 통해서 걸음걸이 특징을 파악하는 방법을 사용해왔다. 그러나 모방공격은 효과적이지 않을 뿐 아니라, 공격 성공률 또한 매우 낮기 때문에 심각한 위협으로 받아들여지지 않고 있다. 본 논문에서는 걸음걸이 가속도 신호 기반의 인증 기술에 대한 새로운 공격 방법으로 Video Gait 공격을 제안한다. 사용자 걸음걸이 비디오 신호로부터 웨어러블 기기의 위치를 확인하고, 위치 값을 동역학적 방정식에 대입하여 사용자 걸음걸이 가속도 신호와 매우 유사한 신호를 생성할 수 있다. 8명의 피 실험자로부터 수집한 걸음걸이 비디오와 가속도 신호를 이용하여 유사도를 비교한 결과를 보여준다.

XGBoost 알고리즘을 활용한 강우의 음향 및 진동 분석 기반의 강우강도 산정 (Discerning the intensity of precipitation through acoustic and vibrational analysis of rainfall via XGBoost algorithm)

  • 황승현;이진욱;김현준;변종윤;전창현
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.209-209
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    • 2023
  • 본 연구에서는 강우 시 발생하는 음향 및 진동 신호를 기반으로 강우강도를 산정하기 위한 방법론을 제안하였다. 먼저, Raspberry Pi, 콘덴서 마이크 및 가속도 센서로 구성된 관측 기기로부터 실제 비가 내리는 환경에서의 음향 및 진동 신호를 수집하였다. 가속도 센서로부터 계측된 진동 신호를 활용하여 강우 유무에 대한 이진 분류를 수행하고, 강우가 발생한 것으로 판단된 기간에 해당하는 음향 신호에 Short-Time Fourier Transform 기술을 적용하여 주파수 영역에서 나타나는 magnitude의 평균과 표준 편차, 최고 주파수 등의 특징을 기반으로 강우강도를 산정하였다. 이를 위해 앙상블 기반의 머신러닝 학습 모델인 XGBoost 알고리즘을 사용하였으며, 광학 우적계를 통해 관측한 강우강도와 산정 결과를 비교·평가하였다. 강우강도 산정 과정에서 사용된 음향 신호의 길이를 1초, 10초, 1분으로 구분하였으며, 무강우 기간 내 음향 정보로부터 배경 음향에 의한 노이즈를 제거하고자 하였다. 최종적으로 강우 유무 이진 분류 과정의 선행 여부, 음향 신호의 길이 및 노이즈 제거 방법에 따른 강우강도 산정 결과들에 대한 성능 비교를 통해 본 연구에서 제안하고자 하는 방법론의 실효성을 평가하였다.

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불확실한 온도 조건하의 PSC 거더 교량의 가속도-임피던스기반 손상 모니터링 (Damage Monitoring of PSC Girder Bridges based on Acceleration -Impedance Signals under Uncertain Temperature Conditions)

  • 홍동수;김정태
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.107-117
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    • 2011
  • 본 논문에서는 PSC 거더 교량의 가속도-임피던스 응답 특성을 이용하는 손상 모니터링에 있어 온도유발 불확실성의 영향을 분석하였다. 먼저, 전역적 및 국부 진동 특성을 이용한 손상 모니터링 기법을 설계하였다. 전역적 및 국부 특성으로 각각 가속도 및 전기-역학적 임피던스 특성을 선정하였다. 다음으로 모형 PSC 거더 교량을 이용하여 온도유발 가속도-임피던스 응답 특성을 실험적으로 분석하였다. 실험 결과로부터 온도-가속도 및 온도-임피던스 응답 특징들에 대한 보정식을 산출하였다. 마지막으로 긴장력 감소 및 휨 강성 저하 경우들이 실험된 모형 PSC 거더를 대상으로 산출된 보정식을 이용한 가속도-임피던스기반 손상 모니터링 기법의 유용성이 평가되었다.

Implementation of Rule-based Smartphone Motion Detection Systems

  • Lee, Eon-Ju;Ryou, Seung-Hui;Lee, So-Yun;Jeon, Sung-Yoon;Park, Eun-Hwa;Hwang, Jung-Ha;Choi, Doo-Hyun
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제26권7호
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    • pp.45-55
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    • 2021
  • 스마트폰에 내장된 각종 센서를 통해 획득할 수 있는 정보는 사용자의 움직임, 상황 등을 파악하고 분석하는데 유용하게 활용될 수 있다. 본 논문에서는 스마트폰의 가속도 센서와 자이로스코프 센서에서 얻은 정보를 분석하여 'I', 'S', 'Z' 모션을 인식하는 두 가지 규칙기반 시스템을 제안한다. 먼저, 각 모션에 대한 가속도 및 각속도의 특성을 분석한다. 이를 기반으로 두 가지 종류의 규칙기반 모션 인식 시스템을 제안하고 이를 안드로이드 앱으로 구현하여 각 모션에 대한 성능을 비교한다. 두 가지 규칙기반시스템은 각 모션에 대해서 90% 이상의 인식률을 보이며 앙상블을 이용한 규칙기반 시스템은 다른 시스템보다 향상된 성능을 보인다.

연안 카페리선박의 고박안전성 평가 방법에 관한 연구

  • 유용웅;김승연;이윤석
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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    • pp.78-79
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    • 2020
  • 국내 연안의 카페리선박의 고박안전성은 화물의 중량과 적재된 위치에서 발생할 수 있는 선체가속도를 기반으로 한 작용 외력과 고박장치의 고박력 비교를 통해 평가하고 있다. 국내 기준상의 선체가속도는 선박의 특성 및 항해조건의 반영이 없이 적용됨에 따라, 본 연구에서는 국내 연안 카페리선박의 선체가속도를 분석하고자 부산-제주를 통항하는 DWT 6,800톤급 선속 15.5 knots의 선박을 기준으로 선체의 4개 지점에서 총 12회의 가속도 계측을 수행하였고, 수치 시뮬레이션을 통하여 가속도 해석을 수행하였다. 가속도 비교 결과를 통하여 고박안전성 평가에 적용되어야 하는 가속도 적용 및 고박안전성 평가 방법에 대한 검토를 제시하고자 한다.

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가속도 되먹임 기반 부상공극제어기법을 이용한 자기부상열차-가이드웨이 상호작용 해석 (Dynamic Interaction Analysis between Maglev Train with Airgap Control Algorithm Based on Acceleration Feedback and Guideway)

  • 이진호;김성일
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.193-199
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    • 2016
  • 가속도를 계측하여 부상력을 제어하는 것은 가장 기본적인 자기부상열차의 부상공극 제어기법이다. 이에 이 연구에서는 가속도 되먹임에 기반한 부상공극제어기법을 자기부상열차에 적용하고, 이를 고려한 자기부상열차-가이드웨이 상호작용계의 동적거동 해석기법을 개발한다. 개발된 해석기법을 사용하여 실제 자기부상열차-가이드웨이 상호작용계의 동적해석을 수행하였다. 해석 결과를 통해 가속도 되먹임에 기반한 부상공극제어기법을 적용하여도 현재까지 제안된 자기부상열차 설계 기준을 충분히 만족함을 확인하였다. 즉, 현재 제안된 자기부상열차 가이드웨이 구조물의 설계 기준을 보완하여 안전하면서도 경제적인 구조물의 건설이 가능해질 것으로 예상된다.