• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.50 no.11
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• pp.763-770
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• 2022

In an environment where multiple drones are operated, collisions can occur when path points overlap, and collision avoidance in preparation for this is essential. When multiple drones perform multiple tasks, it is not appropriate to use a method to generate a collision-avoiding path in the path planning phase because the path of the drone is complex and there are too many collision prediction points. In this paper, we generate a path through a commonly used path generation algorithm and propose a collision avoidance method using speed profile optimization from that path segment. The safe distance between drones was considered at the expected point of collision between paths of drones, and it was designed to assign a speed profile to the path segment. The optimization problem was defined by setting the distance between drones as variables in the flight time equation. We constructed the constraints through linearize and convexification, and compared the computation time of SQP and convex optimization method in multiple drone operating environments. Finally, we confirmed whether the results of performing convex optimization in the 20 drone operating environments were suitable for the multiple drone operating system proposed in this study.

• KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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• v.11 no.9
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• pp.363-370
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• 2022

Grasping a target object among clutter objects without collision requires machine intelligence. Machine intelligence includes environment recognition, target & obstacle recognition, collision-free path planning, and object grasping intelligence of robot hands. In this work, we implement such system in simulation and hardware to grasp a target object without collision. We use a RGB-D image sensor to recognize the environment and objects. Various path-finding algorithms been implemented and tested to find collision-free paths. Finally for an anthropomorphic robot hand, object grasping intelligence is learned through deep reinforcement learning. In our simulation environment, grasping a target out of five clutter objects, showed an average success rate of 78.8%and a collision rate of 34% without path planning. Whereas our system combined with path planning showed an average success rate of 94% and an average collision rate of 20%. In our hardware environment grasping a target out of three clutter objects showed an average success rate of 30% and a collision rate of 97% without path planning whereas our system combined with path planning showed an average success rate of 90% and an average collision rate of 23%. Our results show that grasping a target object in clutter is feasible with vision intelligence, path planning, and deep RL.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.1191-1194
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• 2007

이동 애드혹 네트워크 (MANET)는 기지국과 같은 인프라 없이 구성된 무선 네트워크로 멀티 홉 무선통신을 수행할 수 있다. MANET에서 경로 끊김이 발생하는 이유는 일반적으로 경로를 설정하고 있는 노드들의 이동이나 hidden terminal 과 같은 무선 채널 충돌 때문이다. 무선 채널 충돌처럼 노드들의 위상과 상관없이 패킷들의 충돌 때문에 경로 끊김이 발생하는 현상은 불필요한 경로 재설정이 유발된다. 그리고 이에 따른 제어 메시지의 과도한 생성은 전체 네트워크의 오버헤드를 증가시켜 성능 감소로 이어진다. 특히 일반적으로 MANET에서 사용하는 reactive 방식의 라우팅 프로토콜을 사용하는 네트워크에서는 더 많은 성능 감소가 일어나게 된다. 본 논문에서는 MANET의 이러한 불필요한 경로 재설정을 방지하여 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 노드 이동 감지 기법을 제안한다. 이 기법은 HELLO 메시지와 이웃 노드 테이블을 이용하여 무선 채널 충돌과 같은 현상을 예측하고 효율적으로 대처할 수 있게 한다. 성능 분석 결과, 본 논문에서 제안한 노드 이동 감지 기법이 기존 방법들에 비해 패킷 전송률과 라우팅 오버헤드 측면에서 우수한 성능 결과를 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.79-80
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• 2023

본 연구에서는 자율운항선박이 복잡한 항계 내에서 다양한 해상 객체와의 충돌을 회피하기 위하여 계층적 경로 생성 기법을 연계하는 프레임워크를 제안한다. 항계 내에는 항로를 항행하는 선박 외에도 정박 영역 내 정박 또는 묘박 중인 선박뿐만 아니라 항로 표지나 부표와 같은 정적 객체들이 다양하게 분포되어 있다. 자율운항선박의 효율적 운항을 위해서는 운항 중에 조우하게 되는 객체의 정적/동적 속성에 따라 경로 생성 기법이 달리 적용되어야 한다. 본 연구에서 제안한 경로 생성 프레임워크는 항계 내의 정적 객체나 항행 가항 영역 및 항행 불가항 영역 등에 대한 위치 정보들은 사전적 정보로 활용 가능하므로, 샘플링 기반의 전역 경로 생성 기법을 적용하여, 초기 출발지에서 최종 목적지까지의 예상 경로를 생성한다. 그리고 생성된 전역 경로를 추종하며 운항하는 과정에서 조우하게 되는 동적 객체들과의 조우 상황별 국제해상 충돌예방규칙(COLREGs)을 고려한 지역 경로를 생성한다. 샘플링 기반의 전역 경로와 국소 영역에서의 충돌 회피를 위한 지역 경로를 연계하기 위한 계층적 경로 생성 프레임워크를 설계하고, 수치 시뮬레이션을 통해 제안한 프레임워크의 유용성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2021.11a
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• pp.181-182
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• 2021

본 연구에서는 자율운항선박의 원격 관제 및 제어하는 과정에서 원격 운항자에게 사전 충돌 위험 정보를 제공하기 위해 선박자동식별시스템(AIS, Automatic Identification System)의 항적 정보를 토대로 자율운항선박의 운항 경로 상에 잠재된 충돌 위험 영역을 예측하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 자율운항선박의 운항 경로 상에 근접한 타선의 AIS 정보에는 기본적으로 선박의 위치, 속도, 침로에 대한 정보가 반영되어 있으므로, 이러한 정보를 토대로 일정 시간 동안 운항 경로를 예측할 수 있다. 그리고 예측한 정보를 기반으로 대표적 충돌 위험 지수인 최근접점(CPA, Closest Point of Approach)과 최근접점 거리(DCPA, Distance to CPA) 정보를 활용하여 충돌 위험 영역을 2차원 공간상에서 예측하였다. 제안된 방법은 실제 AIS 항적 데이터를 활용한 수치 시뮬레이션을 수행하여 초기 결과를 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.73-75
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• 2022

본 논문에서는 자율운항선박의 예측 가능한 운항 경로 상에 잠재된 비상상황을 인식하기 위하여 운항 해역의 항적 정보를 활용한 방안과 이를 기반으로 충돌 위험과 같은 비상위험을 식별하는 프레임워크를 설계하였다. 설계한 프레임워크는 크게 항적 특성 분석 모듈, 항로예측 모듈, 위험 식별 모듈로 구성된다. 항적 특성 분석 모듈에서는 자율운항선박의 운항 해역에 관한 선박들의 항적 정보를 활용하기 위하여, 대상 VTS 관제 영역 내에서 취합된 누적 선박자동식별장치(AIS) 데이터를 이용하여 선박의 항적 특성을 분석하여 데이터베이스(DB)를 생성하였다. 그리고 운항 경로 예측 모듈에서는 누적된 항적 정보와 자율운항선박의 현재 운항 정보를 기반으로 특정 시간 동안의 운항 경로를 예측하기 위한 학습 네트워크 모델을 구성하였다. 마지막으로, 위험 식별 모듈에서는 예측한 운항 경로 상에 최근접점과 최근접점 거리 정보를 이용하여 충돌 위험 가능성이 있는 충돌위험영역을 식별하였다. 설계한 프레임워크는 자율운항선박의 육상 관제소에서 원격 제어를 통해 위험상황을 인지하고 회피할 수 있는 정보를 제공할 수 있음을 실제 항적 데이터를 활용하여 그 결과를 검증하였다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.21 no.5
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• pp.11-19
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• 2015

Our research introduces a novel system for creating 3D vehicle animation. Our system is for intuitively authoring vehicle accident scenes according to videos or based on user-drawn trajectories. Our system has been implemented by combining three existing ideas. The first part is for obtaining 3D trajectory of a vehicle from black-box videos. The second part is a tracking algorithm that controls a vehicle to follow a given trajectory with small errors. The last part optimizes the vehicle control parameters so that the error between the input trajectory and simulated vehicle trajectory is minimized. We also simulate the deformation of the car due to an impact to achieve believable results in real-time.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2002.05a
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• pp.47-50
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• 2002

산업이 발달함에 따라 대량의 화물을 빠르게 운반할 수 있는 해상운송수단의 수요가 증가하게 되고 이로 인하여 해상 선박 간 충돌사고가 빈번히 발생하게 되었다 선박 충돌은 주로 조선하는 사람들의 관습, 습관의 차이, 부주의, 판단오류 등의 이유로 발생한다. 연구자들은 선박 충돌을 방지하기 위하여 조선에 관련된 많은 부분을 지능화한 지능형 충돌회피시스템 개발에 노력을 기울이고 있다. 선박을 비롯한 자율운동체의 충돌방지 기법은 비행체, 수중운동체, 자율로봇 등 영역 특성을 달리하는 다양한 분야에서 연구되어오고 있다 기존 연구들의 충돌방지는 주로 장애물의 공간적 특성에 기반하고 있다. 이에 개체의 움직임을 예측하여 시간적 요소를 가미하면 더욱 향상된 충돌방지가 가능하다. 특히, 선박은 느린 운동 특성과 조선법, 규격화된 통신수단의 발달로 인하여 상대편 선박의 이동 예측이 용이하므로 이를 적용하여 보다 향상된 충돌방지가 가능하다. 본 연구에서는 기존의 충돌회피기법의 과정에 예측을 추가한 예측기반 충돌회피모형을 제안하고 선박운항환경을 모의실험에 의하여 해당 모형 적용시 충돌회피 경로 산출의 안전성이 크게 개선됨을 보인다.

• Composites Research
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• v.21 no.5
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• pp.15-22
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• 2008

This paper describes the results of structural integrity and crashworthiness of Automatic Guideway Transit(AGT) vehicle made of sandwich composites. The applied sandwich composite of vehicle structure was composed of aluminum honeycomb core and WR580/NF4000 glass fabric/epoxy laminate composite facesheet. Material testing was conducted to determine the input parameters for the composite facesheet model, and the effective equivalent damage model fer the orthotropic honeycomb core material. The finite element analysis using ANSYS v11.0 was dont to evaluate structural integrity of AGT vehicle according to JIS E 7105 and ASCE 21-98. Crashworthiness analysis was carried out using explicit finite element code LS-DYNA3D with the lapse of time. The crash condition was frontal accident with speed of 10km/h at rigid wall. The results showed that the structural integrity and crashworthiness of AGT vehicle were proven under the specified loading and crash conditions. Also, the modified Chang-Chang failure criterion was recommended to evaluate the failure modes of composite structures after crashworthiness event.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.29 no.12A
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• pp.1285-1290
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• 2004

In this paper, a new algorithm for contention resolution in optical burst switched network is proposed and simulated. The proposed algorithm is made from the all mixing of wavelength conversion, deflection routing, segmentation, and optical fiber delay line buffering. We analysis the performance of the proposed contention resolution algorithm by using ns-2. The application of the algorithm into Korea backbone network shows the superior performance of a low burst loss probability.