• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.634-639
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• 2014

본 논문에서는 근접거리측정이 가능한 적외선 거리 센서를 사용하여 다양한 물체 및 로봇과 이동 로봇 메커니즘간의 충돌 위험성을 확인할 수 있는 충돌 경보기를 제시하고, 이 경보기의 효과적인 산업 응용을 위하여 중요한 신호의 생성 과정 및 동작 특성을 분석하고자 한다. 이를 위하여 제시된 충돌 경보기를 탑재한 이동 로봇 시스템이 전형적인 주차 동작을 수행하는 상황을 고려한다. 결과적으로, 제시된 충돌 경보기는 다양한 이동 로봇이나 차량 메커니즘의 충돌 회피 및 안전 운행을 위하여 유용하게 활용될 수 있음을 보인다.

• 한국측량학회지
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• 제26권3호
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• pp.263-273
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• 2008

위치 센서를 기반으로 하는 디지털 지도의 구축과 이로부터의 도로의 추출과 같은 생성물의 정확도는 센서의 위치 정확도에 좌우되며, 센서의 위치결정을 위하여 GPS, 토탈스테이션, 레이저거리계 등 다양한 거리측정시스템들이 사용되어 왔다. 일반적으로 거리측정시스템들은 주위 다양한 환경에 따라 신호단절 및 감퇴의 문제점과 낮은 시간해상도를 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 관성 장치와 같은 자동 항법 장치를 이용하여 상호 보완 및 통합하여 IMU/Range 통합 시스템을 구성 할 수 있다. 본 논문에서는 항법 및 측지분야에서 성공적으로 사용되어 왔던 선형필터인 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter, EKF)의 문제점을 지적하고, 비선형 변환과 선택된 시그마 포인트를 이용한 시그마 포인트 칼만 필터(sigma point Kalman filter, SPKF)와 비가우시안 가정과 샘플링 방식의 파티클 필터(Particle filter, PF) 등 두가지 비선형 필터를 구현하고, 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 확장 칼만 필터의 경우와 비교하였다. 시뮬레이션의 거리측정시스템으로 GPS와 토탈스테이션이 사용되었고 IMU의 경우, 정밀도 레벨에 따른 일반적인 3가지 센서(IMU400C, HG1700, LN100)가 선택되었다. 모든 IMU와 거리측정시스템에 대해서 샘플링 기반의 비선형 필터인 SPKF와 PF가 EKF에 비해 통계 결과에서 향상된 위치 결과를 보여 주었으며 특히 거리측정시스템의 갱신간격이 길어질수록(1초$\rightarrow$5초) 비선형 필터의 우수성이 나타났다. 따라서 저가형 위치센서의 경우, 비선형 필터를 적용하여 센서 위치의 정확도를 높일 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제28권4호
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• pp.318-327
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• 2009

본 논문에서는 천해환경에서 근거리 광대역 음원의 3차원 위치추정 알고리즘을 제안한다. 음향 도파관 불변 이론에 따라 센서 스펙트로그램에 나타나는 간섭패턴의 기울기는 음원의 거리에 비례한다. 두 개의 센서 스펙트로그램에 나타나는 간섭패턴의 정합을 통해 음원과 두 센서간의 상대적인 거리비를 추정 하였다. 이를 아폴로니오스의 원에 적용하여 두 센서로부터 일정한 거리비를 가지는 음원의 궤적을 나타낸다. 3개의 센서를 이용하면 두 개의 아폴로니오스 원이 음원의 수평거리와 방위를 나타내는 교점을 형성하며 이는 음원의 수심에 대하여 일정하다. 따라서 음원의 깊이는 두 센서로부터 거리차가 일정한 3차원 쌍곡면의 방정식을 적용하여 최종 추정하였다. 제안된 알고리즘의 성능평가를 위하여 음파 전달 모델을 이용한 모의실험을 통해 위치추정 오차를 분석하였다. 모의실험 결과 음원의 거리에 대한 추정오차는 50 m이내, 깊이에 대한 추정오차는 15 m 이내인 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1954-1955
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• 2011

본 연구에서는 교육용으로 제작된 NXT 장비에 설치된 Light 센서, Ultrasonic센서, Sound센서를 이용하여 각 거리(10~60cm)에서 5cm 간격으로 각 센서 데이터를 취득하였다. 데이터 취득은 NI(National Instrument)에서 제공하는 LabVIEW Software를 사용하여 각 거리마다 100개의 셈플 데이터를 취득하였다. 취득한 데이터는 제안한 모델의 입력 데이터로 사용하여 실제거리와 모델 출력과의 정확도를 평가 하였다. 본 연구에서 제안한 모델은 지능형 모델 중 퍼지추론 기반의 최적 다항식 RBF 뉴럴네트워크(Radial Basis Function Neural Network; RBFNN)를 설계한다. 제안된 RBFNN은 기존 RBF 뉴럴네트워크를 기반으로 한 구조로, 퍼지추론 메커니즘의 기능적 모듈 동작 특성을 갖도록 정규화 부분을 추가하고, 은닉층과 출력층 사이의 연결가중치를 기존 상수항에서 선형식(first order)으로 확장한 형태이다. 또한 최적의 알고리즘인 PSO(Paticle Swarm Optimization)와 DE(Differential Evolution)을 이용하여 제안된 모델의 파라미터들을 동정하여 성능을 비교, 분석 하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.363-366
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• 1999

본 논문은 움직이는 물체의 거리와 속도측정을 위한 고전력 쏘나(SONAR)시스템 개발에 목적을 두었다. 고전력 딘나 시스템은 이동하는 물체에 주파수가 190kHz이고, 1.6ms 만큼의 시간차를 가지는 두 개의 정현 구동신호를 보내, 되돌아오는 초음파의 시간차를 이용했다. 초음파 센서의 송신부에는 고전력 엠프를 사용하여 ${\pm}60V$의 정현 구동 신호가 송신 초음파 센서에 전달 되도록 하였다. 초음파 센서의 신호 발진 및 수신된 신호의 저장을 위하여 IM RAM을 활용하였다. 150-250kHr 대역의 아날로그 BP필터를 거쳐 RAM에 저장된 수신신호는 송신신호와 함께 Cross-correlation을 행하여 시간지 연값을 계산하였고, 이로부터 거리 및 속도를 측정했다. 이 실험에서 설계 제작된 쓰나 시스템으로부터 측정된 값은 오실로스코프와 광 센서를 이용하여 직접 측정한 값들과 비교했다. 그 결과 $2\%$의 오차로 근접함을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제17A권1호
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• pp.33-44
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• 2010

본 논문에서는 생체 모방 로봇을 이용한 관로 모니터링 시스템에 대하여 제안한다. 생체 모방 로봇은 관로를 이동하며 온도, 습도, 진동 등 다양한 정보를 획득한다. 관로를 이동하기 위하여 기본적으로 갖추어야 할 기능은 로봇이 이동하여야 할 관로의 형태를 인식하는 것이다. 관로의 형태 인식을 위한 센서로 적외선 거리 측정 센서를 사용하며, 모터에 연결된 센서는 회전 운동을 하며 측정된 각도 및 거리 정보 데이터를 이용하여 관로의 형태, 각도 등을 인식한다. 관로의 형태 인식은 모터에 의해 회전 운동하는 적외선 거리 측정 센서에 의해 감지되는 관로의 개수와 위치에 의한다. 한번 스캔된 데이터에서 감지되는 관로의 수에 따라 별도의 퍼지 분류기를 이용하여 형태 및 관로의 휘어진 각도 등을 추정하며, 다양한 형태의 관로에 대해 실제 측정된 데이터를 통하여 제안된 시스템이 효율적임을 확인한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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• pp.2525-2528
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• 2003

본 논문은 제철소 원료공장에서 선박으로부터 철광석, 석탄 등의 원료를 언로다 내부의 벨트 컨베이어로 이송 시, 선박과 부두와의 공간이 발생하여 이 공간으로 원료가 낙광 하여 해양오염이 발생하고 원료의 유실 등의 문제점을 해결하기 위한 낙광방지 시스템 개발에 관한 연구이다. 초음파 센서를 이용한 선박과의 거리 인식 및 PLC 제어기를 이용한 자동 제어 방법을 제시한다. 언로다 본체에 낙광방지판과 이를 구동하는 에어 실린더형태의 구동기와 낙광방지판을 연결하는 링크부로 구성되는 시스템에 있어서, 거리 감지 센서 3대로부터 선박과의 최소 거리를 구하고 이를 PLC 제어기를 이용하여 목표 거리와의 오차를 구한 다음, 오차의 증감에 따라 구동기인 에어 실린더의 이동량을 구하여 낙광방지판을 선박과 최대한 밀착시켜 하역 작업을 하고, 떨어진 낙광을 자동으로 회수하는 시스템에 관한 논문이다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2006년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.43-46
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• 2006

본 논문은 PCB(printed circuit board)에 납땜이 되어 장착된 부품들의 들뜸 상태 검사 알고리즘에 관한 연구이다. 전자산업의 발달로 제품이 소형화, SMD화, 고집적화가 함께 추구되고 있으며, 특히 리드(lead)의 fine-pitch화 현상으로 인해 부품의 들뜸 상태 검사의 중요성은 매우 부각되고 있다. 따라서 본 논문에서는 2차원 포인터 레이저 거리센서를 이용하여 PCB위에 장착된 부품의 들뜸 상태를 검사하고자 한다. 이를 위해 레이저 측정용 장치를 제작하여 부품의 들뜸 검사 알고리즘의 유용성 및 들뜸의 상태 판단 여부를 확인하였다. 본 논문에서 사용한 기준 부품은 각칩 형태로 된 저항, 커패시터와 BGA 및 QFP이며 이 부품들을 이용하여 리드와 바디의 들뜸 상태를 검사하였다. 검사 기준으로 리드의 들뜸은 Scan Teaching 방식을 이용하였으며, 바디의 들뜸은 단차 Teaching 방식을 이용하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.210-213
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• 1999

수동소나체계에서 음원의 위치와 관련된 매개변수를 산출하기 위해 정합장처리(Matched Field Processing)가 이용된다 본 연구에서는 수직선배열센서를 이용한 정합장처리에서 음원 위치추정에 영향을 미치는 다양한 요인 중, 수직음속분포 오정합(mismatch)에 의한 영향을 MV 프로세서 (Minimum Variance Processor)를 이용하여 모의실험함으로써 그 결과를 분석하였다. 천해 모의환경에서 동일한 기울기로 증감하는 수직음속분포 오정합은 음원 위치추정에서 거리성분의 오차를 가지며, 상이한 기울기를 갖는 수직음속분포 오정합은 거리와 수심 성분의 오차가 유발됨을 확인할 수 있었다. 심해 모의 환경에서 수직음속분포 오정합은 거리와 수심 성분의 오차가 유발되고, 거리추정의 전반적인 경향은 천해의 동일한 기울기를 가지는 경우와 유사함을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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• pp.304-306
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• 2003

본 논문은 제철소 원료공장에서 선박으로부터 철광석, 석탄 등의 원료를 언로다 내부의 벨트 컨베이어로 이송 시, 선박과 부두와의 공간이 발생하여 이 공간으로 원료가 낙광 하여 해양오염이 발생하고 원료의 유실 등의 문제점을 해결하기 위한 낙광방지 시스템 개발에 관한 연구이다. 초음파 센서를 이용한 선박과의 거리인식 및 PLC제어기를 이용한 자동 제어 방법을 제시한다. 언로다 본체에 낙광방지판과 이를 구동하는 에어실린더형태의 구동기와 낙광방지판을 연결하는 링크부로 구성되는 시스템에 있어서, 거리 감지 센서 3 대로부터 선박과의 최소 거리를 구하고 이를 PLC 제어기를 이용하여 목표 거리와의 오차를 구한 다음, 오차의 증감에 따라 구동기인 에어 실린더의 이동량을 구하여 낙광방지판을 선박과 최대한 밀착시켜 하역 작업을 하고, 떨어진 낙광을 자동으로 회수하는 시스템에 관한 논문이다.