• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.101-105
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• 2004

본 논문은 선박의 마그네틱 컴파스와 자이로 컴파스의 제한점을 극복하기 위하여 첨단 위성항법 방식이 GPS 시스템을 이용하여 고안된 GPS-Compass를 현재의 향상된 GPS 시스템 환경(2000. 5. 1 미국의 전격적인 SA 오차가 중지되어 정밀도가 7∼8배 향상된 환경)을 적용하여 모델을 재검토하고 실험을 통하여 함정에서의 제 2 방위센서 사용 가능 여부를 화인하기 위하여 연구하였다. 따라서 본 논문에서는 GPS-Compass 구성을 위한 이론식을 정립하고 GPS-Compass 모델을 확인하여 이론적 검증을 하였고, 두 대의 GPS 수신기로 실험장치를 구축하여 분석한 결과 선박의 제 2 방위센서로서의 사용 가능 여부를 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.814-819
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• 2010

본 논문은 자율주행 장치(autonomous ground vehicle)를 위한 각속도의 오차 최소화에 관한 연구이다. 각속도의 오차 최소화는 자율주행 장치의 이동 거리를 측정하는 엔코더(encoder)와 관련하여 자율주행 장치의 가장 중요한 기반 기술인 위치측정(localization)과 밀접한 관련이 있다. 기존에 각속도의 오차 최소화 방법들에는 이동관성을 측정할 수 있는 가속계(accelerometer)와 회전관성을 측정할 수 있는 자이로(yaw gyro), 방위각을 측정할 수 있는 자계 센서인 전자나침판(electronic compass) 센서들을 확률을 통해 상호 보완하는 형태로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 각속도 측정을 위해 사용되는 센서들은 수학적인 오차와 센서들의 자체 특성에 의해 누적 오차가 발생하게 되며, 여러 센서들을 이용하여 확률적인 오차 보정을 수행하여도 연산량과 비용이 증가되는 문제점을 가지게 된다. 따라서 본 논문에서는 자율주행 장치의 시스템 특성을 고려하여 엔코더와 자이로만을 이용한 각속도의 오차 최소화에 대한 연구를 수행하였다. 실험은 직접 설계 제작한 자율주행 장치를 이용하였으며, 자율주행 장치가 제어기를 통해 주행하는 동안에 엔코더, 자이로를 통해 계산된 각각의 각속도 결과들과 엔코더와 자이로만을 이용한 제안된 각속도 측정 방법의 결과를 비교하였다. 실험 결과, 엔코더 혹은 자이로만을 이용한 각속도 측정 방법들에 비해 제안한 각속도 측정 방법의 누적 오차가 크게 줄었음을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1984년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.107-112
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• 1984

수동 Wave-front curvature ranging 방법의 통계적성능에 대한 일반적 결과가 유도된다. 센서들의 비선형 및 부동간격 센서들의 운동효과로 인한 표적거리의 편의(bias) 및 편차9variance)가 센서간의 운동이 상관관계를 가지고 있을 때 유도된다. 이 논문은 센서운동이 정규분포(normal distribution)를 가지며 평균이 0, 같은 편차 및 투시할 수 있는 higher moment를 가지고 있다고 가정한다. 유도된 일반적 결과를 이용하여 거리편의 및 편차는 표적거리, 방위, 센서운동의 상관계수 및 방향각(heading)표준편차 변화에 대해 그림으로 나타나 있다. 표적거리가 센서간격보다 아주 큰 경우 센서간격이 감소할수록, 표적거리가 증가할수록, 거리편의 및 편차는 증가한다. 상관계수가 증가할수록 거리편의는 직선적으로 감소하며, 거리편차는 센서 방향각 오차가 클 때 최소가 되는 상관계수가 존재하며 이는 표적거리, 방위 및 센서간격의 복합함수이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권3호
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• pp.176-182
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• 1998

시추공 레이다 반사법 탐사는 기반암 하부에 대한 고해상도 영상을 얻을 수 있으나, 그 원리상 반사층의 방위각 정보의 획득이 불가능하기 때문에 감지된 지하 불균질대가 시추공을 중심으로 어느 방향에 위치하는가를 알 수가 없다는 문제가 있다. 반사층의 방위각 정보의 획득을 위하여, 방향탐지 안테나를 이용한 탐사가 이용된다. 그러나 지금까지 사용되고 있는 방향탐지 안테나 탐사자료의 해석 방법은 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라, 때로는 해석에 있어서 오류를 유발할 가능성까지 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 반사층의 방위각을 자동 결정할 수 있는 방법을 개발하였다. 알고리듬은 최소자승 오차의 개념 하에서 최대 또는 최소진폭을 나타낼 수 있는 전자파의 입사각을 결정함에 그 원리를 두고 있다. 새로이 개발된 알고리듬을 이용하여 석산자원탐사 목적으로 수행된 탐사자료의 방위각 영상을 작성하였으며, 이를 통하여 거의 대부분의 반사층의 방위각에 대한 정보를 획득할 수 있었다. 지질조사 결과 확인된 단층 및 암맥, 그리고 지표에 인위적으로 존재하는 채석단면의 위치 등의 알려진 구조의 위치와, 방향탐지 안테나 영상에서 확인된 방위각과 매우 잘 일치하고 있음이 확인되었으며, 이러한 사실은 본 연구에서 개발된 방위각 자동 결정 알고리듬의 정확성을 대변하여 주고 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권3호
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• pp.218-229
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• 2003

이상의 연구 성과를 정리하면 다음과 같다. 1) 장비의 설치 및 취급이 간편하고, 해양생물의 순간적인 상세한 행동을 비교적 쉽게 추적할 수 있는 새로운 바이오텔레메터리 방식을 개발하였다. 바이오텔레메터리 방식에서 핑거에 수온, 압력센서 등의 추가는 핑거를 부착하는 어류에 많은 부담이 되기 때문에 수신계를 고도화함으로써 행동추적을 행하는 방법으로 하였다. 이 방식은 거리-방위의 측정원리를 이용한다. 즉, 거리를 계측하기 위해서 핑거동기 방식을 이용하고, 방위를 계측하기 위해서 SSBL방식을 채용하여, 거리와 방위를 조합(SPB 방식)함으로서 대상어의 수파기에 대한 상대위치를 구한다. 최대감도방식은 어류의 상세한 위치를 특정하기가 어렵고, 음원측위방식은 항주하는 선박에 의해 넓은 범위의 추적이 곤란하며, 또한 장비의 설치나 취급이 간편하지 못하였으나, SPB 방식에 의해 이들 결점을 대폭 해결할 수 있었다. 2) 새로운 방식으로서 개발한 SPB 방식의 시스템을 설계하였으며, 시작시스템을 제작하였다. 설계에서는 SSBL 방식과 핑거동기 방식의 기술을 조합함과 동시에 각각의 기술을 고도화하여 SPB 방식에 의해 고정도 또는 광범위 검지가 가능하도록 하였다. 따라서, 수파기는 1개로 하여 어레이의 구성의 변환에 의해 검지범위 또는 방위측정정도를 선택할 수 있도록 2개의 빔 모드로 구성 하였다. 주파수는 70kHz로 하였으며, 음원음압 136dB에서 최대검지거리 258m와 457m, 검지빔폭 76$\circ$와 29$\circ$ 를 실현할 수 있었다. 전체적인 시작시스템은 핑거, 2개의 빔모드로 구성된 수파기, 2개의 빔 모드용에 각 2개의 채널로 구성된 수신기, 디지털오실로스코프, 퍼스널컴퓨터로 구축하였다. 핑거동기 방식의 이용에 따른 측정거리오차는 수온변화에 의한 송신주기의 변화를 측정하여 최소화하도록 하였다. 핑거 부근의 수온을 알 수 있다면 핑거 송신주기의 수온특성을 보정하여 74%정도 측정거리오차를 줄일 수 있지만, 장기간에 걸쳐 추적을 하기 위해서는 다른 보정방법의 개발이 필요함을 알 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권2호
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• pp.64-73
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• 2015

최근 수압파쇄가 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 이 때 미소진동 모니터링은 균열이 어디서 발생했고 어느 방향으로 발달되어가는지 알 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나이다. 단일 수직 관측정 자료를 이용한 미소진동 위치결정시 일반적으로 P파와 S파의 초동 도달시간의 차이를 이용한 위치역산을 통해 관측정으로부터의 거리와 심도를 계산하고 P파 호도그램 분석을 통해 이벤트가 발생한 방향을 계산한다. 하지만 미소진동 자료는 대부분 신호대잡음비가 매우 낮아 진폭이 상대적으로 작은 P파 자료를 획득하지 못하는 경우가 자주 발생한다. 따라서 본 연구에서는 모니터링에 사용된 모든 수신기에 기록된 도달시간 잔차를 이용하여 이벤트의 위치를 결정하는 역산 알고리듬과 S파를 이용한 방위각 결정 방법을 모듈화하여 기존의 P파와 S파의 시간잔차를 이용하는 위치결정법과 비교 분석하였다. 수치모형 실험을 통하여 위치결정이 가능한 모든 수신기에 기록된 도달시간의 조합간의 시간잔차의 차를 목적함수로 이용하면 S파만을 이용하여도 이벤트가 발생한 시간에 대한 고려 없이 위치역산이 가능함을 확인하였고, 기존의 방법과 비교하여 보다 높은 정확도와 초동발췌 오차에 대한 낮은 민감도를 가짐을 확인했다. S파를 이용한 방위각 결정은 이벤트와 수신기 사이의 경사각이 낮은 경우 신뢰할만한 방위각 결정이 가능했지만, 경사각이 $20^{\circ}$ 이상으로 커짐에 따라 큰 오차를 보이는 한계가 나타났다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.47-54
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• 2013

본 논문은 몸 전체의 움직임을 측정하고 분석할 수 있는 관성센서 기반 모션 캡처링 시스템에 관한 것이다. 본 시스템 구현을 위해 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 신호를 이용한 자세 방위 측정장치 모듈을 개발하였으며, 다수의 모듈을 환자의 분절에 부착하고 공간상에서 각 분절의 방위각을 계산하여 3차원 모션캡처를 수행하였다. 또한 재활과 관련된 많은 응용에 있어 중요한 생체역학 측정값인 신체 분절간의 관절각을 추출하는 알고리즘을 제안하였다. 개발한 자세 방위 측정장치 모듈의 성능을 평가하기 위하여 3차원 공간상의 변위 및 방위를 밀리미터 해상도로 제공할 수 있는 Vicon을 참조 측정 시스템으로 이용하였으며, 2.56도의 평균 제곱근 오차를 얻을 수 있었다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 시스템은 뇌졸중 후 회복단계 동안 사지 및 보행 동작을 실시간으로 분석, 제공함으로서 재활의 효과, 난이도 조절 및 피드백 요소를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권5호
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• pp.190-196
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• 2015

본 논문은 항법장치 위치보정을 위해 칼만필터를 적용한 GPS/INS융합의 다중보정방법을 제안한다. 연구에서는 관성항법장치를 구현하기 위해 9축 항법장치로 보정알고리즘을 적용하여 위치오차를 감소시킨 방법을 적용했다. 일반적으로 GPS/INS는 위치정보를 얻어낼 수 있지만 위치정보를 구하는 과정에서 오차 또한 더불어 커지게 되기에 이를 보정하기 위한 강인한 오차 보정 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 9축 관성센서(mpu-9150)의 외란에 대한 강인성 향상을 위해 가속도계 보정 알고리즘을 사용하여 tilt보정을 수행했으며, 제어 대상체의 정확한 방위를 파악할 수 있도록 Yaw각 재정의 알고리즘을 적용하였다. 최종적으로 GPS/INS와 칼만 필터를 함께 결합한 통합시스템을 구현하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.533-542
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• 1994

가상용 도플러 레이다의 경우 기상이변 등을 탐지하기위해서는 대상지역의 강우량, 풍속의 변화, turbulence정도 등을 거리 및 방위각별로 세밀하게 측정, 표시하여줄 수 있어야 한다. 이러한 목적으로 쓰여지고 있는 알고리즘으로 pulse pair추정방법이 가장 효율적인 것으로 인정되어지고 있다. 그러나 이 방법은 레이다 반사신호의 스펙트럼이 비대칭일 경우 bias오차가 크게 생길 수 있으며 두개이상의 peak 점을 갖는 스펙트럼의 경우에는 무의미한 결과가 얻어질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 bias 오차에 대해서 분석하였으며 이러한 오차를 줄이기 위한 개선된 방법을 제시하였다. 또한 여러개의 peak점을 갖는 스펙트럼이나 비대칭의 정도가 심할 경우 mode 추정 방법을 이용한 탐지 기법에 대해서도 연구, 검토되어졌다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권9호
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• pp.125-131
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• 2015

함정용 전자광학추적장비의 종속추적 표적지향 성능 개선을 위해 칼만 필터를 제안하였다. 전자광학추적장비의 추적기능 수행 시 표적지향 성능 저하의 주요 요인인 전송 지연 및 측정 오차를 칼만 필터를 활용할 경우 최소화할 수 있는 장점이 있다. 칼만 필터를 활용하여 방위각, 고각 방향으로의 표적지향 오차가 감쇄됨을 확인하고 전자광학추적장비에 적용해봄으로써 전자광학장비에서 빈번하게 발생하는 표적 추적 오차 개선 시스템으로 적합성을 제시하였다.