• 한국농림기상학회지
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• 제24권1호
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• pp.13-34
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• 2022

기상청은 농작물의 생육 및 관개를 비롯한 여러 농경활동에 미치는 토양수분의 중요성을 인식하고, 전국 11개 농업기상 관측지점에서 관측을 수행하고 있다. 그러나 이 자료가 폭넓게 활용되지 못하고 있어 우선적으로 관측자료의 신뢰도를 확보할 필요가 있다. 이 연구에서는 현업 토양수분 자료의 정확도를 검증하고, 품질 향상을 위해 적용할 보정식을 개발하는데 목표를 두었다. 먼저 관측 노장의 토양을 채취하여 토양수분함량에 영향을 미치는 용적밀도, 용적수분함량, 토성 및 보수력 등의 물리적 성질을 분석하였다. 토성은 대부분의 관측지점에서 모래가 주성분인 사양토 또는 양질사토로 분류되었으며, 1.5 g/cm³ 내외의 용적밀도를 나타냈다. 미사와 점토 함량이 상대적으로 높았던 능주와 익산 지점은 용적밀도와 보수력도 다른 곳보다 더 높게 나타난 것으로 볼 때, 토성과 용적밀도, 보수력 사이에 밀접한 연관성이 있는 것으로 판단된다. 자체 설계·제작한 '레퍼런스 토양수분 관측시스템'에 이러한 관측지 토양의 특성을 반영하여 레퍼런스 센서로 사용할 EnviroSCAN 모델의 실험실 보정이 이루어졌다. 보정 작업은 load cell에서 측정한 무게 변화로부터 계산된 토양수분함량과 보정할 센서의 측정값을 비교하는 방식으로 진행되었으며, 제조사의 default 보정식에 대해 추가 보정의 필요성은 없는 것으로 결정되었다. 보정이 완료된 레퍼런스 센서와 현업 센서의 비교 관측 실험이 11개 각 지점에서 3회 이상 실시되었다. 전반적으로 레퍼런스 센서와 현업 센서의 측정값이 변화하는 패턴은 유사하게 나타났지만, 현업 센서가 레퍼런스 센서에 비해 상대적으로 토양수분을 과소평가하는 지점이 많았다. 두 센서 간의 편차는 장기간 건조 상태가 지속될 경우 일정한 추세를 유지하지만, 강수가 빈번한 시기에는 그 양상이 복잡해지는 특징이 있다. 비교 관측 실험의 결과를 바탕으로 각 기간별로 두 센서에 의해 관측된 자료의 범위와 평균을 이용하여 지점 및 깊이별 선형보정식을 개발하였다. 이 보정식을 수원 지점에 시범적으로 적용하여 뚜렷한 개선효과를 확인하였다. 또한 연속데이터에 보정식을 적용할 수 있도록 보정식이 산출되지 않은 기간의 구체적인 보정값 산정 방법도 제시하였다. 이 연구의 결과를 종합해 보면, 모든 관측지점에 대해 1년에 2회 정도의 주기적인 보정 작업이 토양수분 관측자료의 품질 향상을 위해 필수적인 것으로 판단된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.145-145
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• 2017

농작업 자세 중에서 중량물을 반복적으로 들고 내리는 자세는 요통과 같은 근골격계 질환의 유발행위로 분류된다. 이는 인간공학적 유해요인 평가도구에 의해 위험도 별로 정량화 할 수 있다. 이러한 평가방법은 농작업 자세를 개선하여 근골격계 질환을 예방할 수 있다는 측면에서 매우 중요하다. 그러나 기존의 작업자세 부하 평가방법들은 동적 자세를 평가하는데 있어 어려움이 있을 뿐 만 아니라 평가 과정에서 관찰자의 주관성이 개입 될 수 있다는 한계점을 갖고 있다. 이에 본 연구에서는 중량물을 들고 내리는 동적 자세에서 발생하는 부하를 Energy expenditure를 이용하여 평가할 수 있는 시스템을 개발하는 것이다. Energy expenditure는 체중, 성별 등과 같은 작업자 관련 변수와 중량물의 무게, 들어 올리는 높이, 빈도수 등과 같은 작업환경 관련 변수를 이용하여 최대 산소소비량을 예측하는 방법이다. 본 연구에서 제안하는 작업자 및 작업환경 관련 변수를 자동 측정하는 시스템은 초음파 거리측정 센서와 깔창 형태의 센서를 이용하여 구성하였다. 이를 통해 남성(6명), 여성(6명)을 대상으로 20kg의 중량물을 들고 내리는 동작에서 발생하는 Energy expenditure 값을 산출하였고, 산소소비량 측정 장비를 통해 획득된 최대 산소소비량($VO_2$)과 비교하여 검증하였다. 여성을 대상으로 한 Energy expenditure 값과 최대 산소소비량 간 상관관계는 0.984로 나타났으며, 남성의 경우에는 0.998로 높은 상관관계를 보였다. 이와 같은 에너지 대사율 평가시스템은 연속적이고 반복적인 실제 농작업 자세 부하를 동적인 상태에서 평가할 수 있을 뿐 만 아니라 산소소비량 측정기와 같은 추가적인 장비가 필요하지 않아 현장 적용성이 뛰어 날 것으로 기대된다.

• 센서학회지
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• 제3권2호
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• pp.65-73
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• 1994

고주파 마그네트론 스퍼터링법에 의해 TO:F($SnO_{2}:F$)막을 제조하고 막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. TO:F막은 $SnF_{2}$를 무게비로 첨가한 $SnO_{2}$ 타겟을 사용하여 증착되었으며 투명도전막으로서의 최적증착조건은 타겟내의 $SnF_{2}$의 첨가량이 15wt.% 고주파출력이 150W, 기판온도가 $150^{\circ}C$ 및 반응실내의 동작압력이 2mmTr일 때이다. 최적 증착조건에서 저항률은 $9{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$였으며 광투과도는 550nm에서 88%였다. 광투과도로부터 구해진 광학적 밴드갭은 타겟내에 $SnF_{2}$가 첨가되지 않은 경우 및 15wt.% 첨가된 경우에 각각 3.84eV 및 3.9eV로 나타났다. X-선회절분석의 결과 TO막 및 TO:F막은 (101),(200)방향으로 성장한 tetragonal rutile구조를 가지고 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.8-15
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• 2008

본 논문에서는 광 마이크로폰의 주파수 응답특성 분석을 위해 시스템을 제안하고 구현하였다. 현재 사용되어지고 있는 캐패시턴스 마이크로폰과 광섬유 전송로형 광 마이크로폰(FOM)은 낮은 지향성과 크기, 무게, 비싼 가격 등에서 단점을 나타내고 있다. 반면 제안된 광 마이크로폰은 저가의 소자로 구성할 수 있으며, 소형, 경량화, 높은 지향성 등의 장점을 갖는다. 본 논문에서 제안하는 광 마이크로폰의 헤드 부는 인가된 음압에 따라서 전후로 움직이게 되어있으며, 반사판이 부착되어 있는 형태로 구성되어 있다. 광 헤드와 진동판사이의 거리를 변화시켜가며 응답특성을 측정하여 선형성과 민감도가 최대인 지점을 동작 점으로 결정하였다. 컴퓨터 기반 음향 측정/분석 프로그램인 Smaart Live와 USBPre를 사용하여 음향 신호의 주파수를 변화시켜 가며 구현한 광 마이크로폰의 광전 변환된 신호의 출력을 측정하였으며, 기존의 캐패시턴스 마이크로폰과 비교 분석하였다. 측정된 광 마이크로폰은 비교 콘덴서 마이크로폰과 거의 동일한 출력 특성을 나타내었으며, 주파수 대역폭은 약 ${\pm}3$[dB] 이내에서 300[Hz]-3[kHz] 정도의 성능을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.949-954
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• 2016

제설기가 구동할 때, 센서제어에 의해 구동하다보면 역방향으로의 무한 구동에 의하여 와이어가 반대로 감기거나 인장이 크게 걸려 파손되는 경우가 종종 발생한다. 또한 기존 제설기는 제설판이 철재로 제작되고 실린더도 무겁기 때문에 자체무게에 의해 전방으로 전복되는 일이 빈번하여 차량 파손이 되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 수동식 방향전환과 와이어 방식을 탈피한 센서 제어형 전자동 전동 제설기를 개발하였다. 노면 밀착도 유지와 충격시 삽날을 보호하여 내구성을 확보할 수 있도록 제설삽의 내구성과 제설삽을 제어하기 위하여 모터 자체의 충격방지 장치를 개발하였으며 클러치 역할을 하는 획기적인 장치인 보빈을 설계하여 장력과 피로도를 없애는 방법을 제안하고자 하며 이를 통해 차량에 무리를 주지 않고 제설기 수명을 연장시키도록 개발하였다.

• 센서학회지
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• 제12권2호
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• pp.88-94
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• 2003

근전도는 근육의 수축을 관장하는 신경다발의 전기적 흥분에 의해 생기는 생체전기신호이다. 따라서 근육운동에 따라 발생하는 근전도 신호를 측정, 분석하면 운동기능의 정상여부를 판단할 수 있을 뿐 아니라 사용자의 동작에 의해 컴퓨터나 전자장치를 작동시키는 인간-기계 인터페이스(man-machine interface)용 입력신호로도 사용할 수 있다. 본 연구에서는 사용자의 일상생활에서의 자연스러운 동작과 관련된 근전도 신호를 측정할 수 있는 소형의 무선 생체신호 측정시스템을 개발하였다. 기존의 근전도 측정 시스템에서 전극과 증폭기 사이에 존재하는 전선은 동적잡음의 원인이 되고 사용자의 동작을 방해할 수 있으므로 소형의 증폭회로를 전극 바로 위에 일체형으로 제작하였고 증폭기와 컴퓨터 사이에 무선 데이터 전송을 사용하여 사용자의 일상적인 원활한 동작을 가능케 하였다. 개발된 측정 시스템의 크기는 $60{\times}40{\times}25mm$이고 무게는 100g이다. 개발된 시스템에 대한 성능 평가결과 컴퓨터를 위한 새로운 인터페이스 장치, 운동선수의 훈련결과 분석, 환자의 재활훈련 성과 측정 그리고 가상현실 입력장비 등의 용도로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-8
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• 2008

샥-하트만(Shack-Hartmann) 파면 측정 센서는 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다. 특히 적응광학은 주요 응용분야 중 하나이다. 적응광학 시스템은 실시간으로 빠르게 동작되어야 하므로 고속 파면 측정이 필수적이다. 고속 파면 측정에서는 카메라의 노출시간이 매우 작기 때문에 파면 측정시에 광자 잡음(photon noise)와 판독 잡음(readout noise)등의 잡음의 영향을 크게 받는다. 따라서 잡음에 둔감한 고속 중심점 탐색 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 잡음에 둔감한 고속 중심점 탐색 알고리즘으로 다중 해상도 상관관계법이 제안되었다. 이 방법은 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform)을 이용한 상관관계법과 비교하여 다중 해상도 이미지를 이용함으로써 계산시간을 향상시켰다. 본 논문에서는 무게중심법(center of mass method)과 상관관계법(correlation method)과 다중해상도 상관관계법(multi-resolution correlation method)의 계산시간과 측정 정확도를 비교하기 위해 전산모사 방법이 사용되었다. 제안된 방법의 정확도는 기존의 상관관계법과 유사한 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.53-53
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• 2021

본 연구에서는 수심센서가 장착된 고성능 GPS 전자부자를 활용하여 하천 수리량 측정에 대한 방법과, 개발 된 고성능 GPS 전자부자의 성능 검증을 위해서 수리량 측정장비인 Flowtracker 측정데이터와 비교분석을 하고자 하였다. 국내 하천환경에서의 수리량 조사는 필수적인 요소이다. 최근 국내 첨단기술을 활용한 수리량 계측 기술들은 ADCP, ADV, UVM, SIV와 같은 많은 계측 기술들이 있다. 이러한 기술들은 장비가 매우고가이며, 많은 시간과 인력이 필요하고 상황에 따른 한계점들이 존재한다. 이러한 수리량 계측 기술들은 오일러리안 타입 계측 방식의 측정으로 계측 구간이 한정되어 있어 수질 오염사고와 같은 장구간의 지속적인 정보가 필요한 하천상황에 따라 라그랑지안 방식의 계측도 필요하다. 본 연구에서 개발 된 고성능 GPS 전자부자는 IoT 기술이 접목되어 실시간 데이터 활용이 가능하며 실시간 데이터 분석을 통해 라그랑지안 타입의 장구간 계측이 가능하다. 고성능 GPS 전자부자는 외경 197mm 지름 88mm, 무게 700g 이내로 간편하게 소지 및 사용 시 투척이 간단하여 인력 및 현장 접근성에 대한 장점을 가지고 있다. 또한 기존 선행 연구들의 GPS 전자부자들의 경우 홍수 발생 시에 유량 측정에서 어려움이 있었기 때문에 본 연구에서 개발된 고서은 GPS 전자부자의 경우 수심센서의 장착으로 유량까지 산정할 수 있기 때문에 홍수 발생이나, 오염물질 발생으로 인한 접근성이 어려운 하천상황에서 유용하게 사용될 수 있다. 고성능 GPS 전자부자를 활용하여 중·소하천인 경북 김천 및 구미시에 위치한 감천에서 성능 평가를 진행하였으며 Flowtracker 수리량 측정 데이터 대비 오차율이 10% 이내로 들어오는 것을 확인하였다. 이러한 성능 검증을 바탕으로 고성능 GPS 전자부자를 활용한 측정법을 제시하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1239-1244
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• 2023

본 연구에서는 캔/PET병 압착파쇄기를 관리하기 위한 IoT 기반의 관리시스템을 개발하였다. 로드셀 2개, 온습도센서 DHT22, 미세먼지 지측정기 등 다양한 센서를 ESP32와 인터페이스하여 IoT 디바이스를 구성하였으며, Node-RED를 활용하여 관리 서버를 구축하였다. 본 시스템은 압착캔과 파쇄된 PET병의 무게를 실시간으로 모니터링하고, 미리 정한 기준치를 초과할 경우 관리자에게 문자 메시지를 전송하여 적시에 수거할 수 있도록 하였다. 운영 시험 결과 본 시스템은 정확한 모니터링과 효율적인 알림 기능을 제공함을 확인하였으며 캔/PET병 과 같은 폐기물 관리의 효율성을 제고하여 환경 문제를 해결할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.123-128
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• 2014

본 논문은 상하 회전형 차동 구동부를 이용한 자기 유도 무인운반차에 대한 연구이다. 기존의 자기 유도 무인운반차는 주행 정보를 얻기 위해 자기 위치측정 센서 외에 랜드마크 및 이를 인식하기 위한 추가적인 센서가 필요하다. 또한, 일반적으로 사용되는 고정형 차동 구동부를 사용할 경우 자기 유도 무인운반차의 무게 불균형으로 인해 위치측정 오차의 증가 및 제어에 어려움이 존재하므로 2개 이상의 구동부를 필요로 한다. 이러한 단점들을 해결하기 위해 본 논문에서는 상하 회전형 차동 구동부를 이용한 자기 유도 무인운반차를 제안한다. 제안된 무인운반차는 주행 경로상에 자석의 양극으로 패턴을 구성하고 자기 위치측정 센서로 주행 정보를 획득하며, 하나의 상하 회전형 차동 구동부를 이용하여 후진 주행을 제어한다. 또한, 위치측정 오차의 감소를 위해 KF(Kalman filter)를 적용하여 무인운반차의 위치측정 정밀도를 향상시킨다. 제안된 방법의 성능을 확인하기 위하여 직접 제작한 자기 유도 무인운반차를 이용하여 실험하였다. 실험 결과, 제안된 방법의 패턴 인식 및 무인운반차의 후진 주행 성능을 확인할 수 있었으며, 기존의 방법보다 위치측정 정밀도의 RMSE가 더 감소된 것을 확인하였다.