• 한국정보기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.57-63
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• 2019

항공기를 이용해서 영상레이더를 운영하는 경우 이상적인 경로와 항공기의 위치가 다르기 때문에 요동 보상이 필요하다. 항공기의 위치를 측정할 때 사용하는 항법 장치의 오차 때문에 보상 후에 잔여 오차가 존재한다. 자동초점 기능은 이런 잔여 요동과 시스템의 부정확성을 보정하기 위해서 제안되었다. 자동초점 기능으로 여러 가지 방법이 제안되었지만 PGA가 가장 널리 활용되고 있다. PGA는 적응적 반복 기법을 사용하고, 표적이나 위상에 대한 특정한 가정이 없다. 하지만, 적응적 반복 기법 특성상 연산 시간이 문제가 주요한 문제이기 때문에 본 논문은 PGA의 연산 시간을 줄이기 위해서 PGA 표적 선택 기법을 개선한다. 영상의 분산을 이용해서 높은 SNR을 가진 표적을 찾아서 연산 시간을 줄이고 수렴 속도를 높인다. 제안한 방법은 실제 영상레이더 데이터를 이용해서 성능을 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.134-138
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• 2021

스마트폰 등에서 사용되는 고성능 디스플레이에는 다양한 종류의 정밀한 플라스틱 박막 필름(Plastic Thin Film)이 사용되고 있다. 롤투롤(Roll-To-Roll) 공정으로 제조되는 플라스틱 박막 필름은 생산 공정 중에 실시간으로 필름의 두께가 계측되고, 정확하게 관리되어야 한다. 필름 제조 과정에서 필름에 장력이 작용하면서 주름이 발생되고, 이러한 주름 발생은 필름의 두께 방향과 두께 측정기의 광축이 서로 경사지게 한다. 결국 두께 측정기는 필름의 수직 두께가 아닌 경사진 두께를 측정하게 됨으로써 실제 두께보다 더 큰 값으로 측정하게 된다. 본 연구에서는, 플라스틱 필름의 경사로 인하여 발생하게 되는 두께 측정기에서의 계측값 오차를 보정하기 위하여, 필름의 경사 각도를 계측하는 연구가 진행되었다. 플라스틱 필름에 슬릿 빔 레이저를 조사하고, 필름에서 반사되는 슬릿 빔 레이저가 PSD(Position Sensitive Device)에 맺히는 광학 시스템을 구성하였으며, 실험을 통하여 필름의 경사 각도와 PSD 출력값의 관계를 1차 방정식 형태로 구하였다. 이를 이용하여 필름의 경사 각도를 측정하는 장치가 구축되었으며, 250KHz의 속도로 경사 각도의 측정이 가능하였다.

• 한국광학회지
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• 제20권1호
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• pp.16-22
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• 2009

본 논문에서는 2차원 동영상을 normalized cut과 optical flow를 이용하여 3차원 동영상으로 변환하는 방법을 제안하였다. 이를 통해 특정 디스플레이 장치와 특정 동영상 포맷에 국한되지 않는 2차원 동영상의 3차원 동영상 변환 방법을 제안하였다. 본 연구에서는 2차원 동영상의 3차원 변환을 위하여 먼저 영상을 객체로 분할하고, 분할된 객체의 깊이를 추정하는 방법을 사용하였다. Normalized cut은 영상분할의 한 방법으로, 본 연구에서는 연산속도 향상을 위하여 기존 방법에 watershed 알고리즘을 적용하였고, 정확도 향상을 위하여 가중치에 optical flow를 추가하였다. Normalized cut을 이용하여 분할된 영상의 깊이 정보를 추정하기 위하여 optical flow를 이용하였다. Optical flow의 차이를 통해 정의할 수 있는 가려진 영역의 분할 영상 변화를 통해 순서적 깊이 정보를 추정한다. 추정된 순서적 깊이를 보정하기 위해 optical flow의 절대적 크기를 이용해 운동시차로 상대적 깊이를 추정하였다. 최종적으로 추정된 깊이 정보는 순서적 깊이와 상대적 깊이의 곱을 평균 optical flow로 나누어, 순서적 깊이의 차이를 보정하였다. 제안한 방법의 검증을 위하여 2차원 동영상을 3차원 동영상으로 변환하여 깊이 정보가 추정됨을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.813-823
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• 2020

연구목적: 원자로 내부 시설물 해체 등의 고위험 시설이나 고비용 작업에 앞서 시뮬레이션을 통한 작업의 안정성과 생산성을 최대화하기 위해 실제 제어 장비의 제원을 시뮬레이션 상에 모사하고 이를 통해 정밀 제어될 수 있는 디지털 트윈 기술을 이용하고자 한다. 디지털 트윈 기술을 적용함에 정밀 제어 장비와 시뮬레이션의 시간적 격차로 인해 발생할 수 있는 동작 제어 오차는 위험 시설물과 제어 장비 간의 충돌 등과 같은 위험 요소들을 발생시킬 수 있다. 이러한 상황을 제거하고 통제하기 위해서는 사전 연구가 필요하다. 연구방법: 현재 시뮬레이션을 개발함에 가장 대중적으로 사용되는 엔진으로는 Unity 3D가 있다. 하지만 Unity 3D 엔진 내부의 시간 보정으로 인해 발생할 수 있는 제어 오차가 존재한다. 그 오차는 여러 환경에 예상되고 그 오차는 시스템 사양 등의 개발 환경에 따라 다를 수 있다. 이를 입증하기 위해 Unity 3D 엔진을 이용하여 충돌 시뮬레이션 개발하고 이를 통해 다양한 조건의 충돌실험을 진행하고 그에 따른 결과를 정리하고 분석하여 이를 토대로 정밀 제어 장비의 허용 오차를 도출한다. 연구결과: 충돌실험 시뮬레이션을 통한 실험에서 엔진 내부 함수호출에 1/1000초 단위의 시간 보정으로 인해 충돌체의 이동제어에 단위 시간당 거리오차가 발생하고 거리오차는 충돌체의 이동속도와 비례한다. 결론: 디지털 트윈을 이용한 원격해체 시뮬레이터는 하드웨어와 소프트웨어 환경과 수동 제어 시 정밀 제어 장치의 요구 정밀도에 따른 이동속도의 제한이 필요할 것으로 판단된다. 그리고 운용 제어 장비의 가용 및 허용 오차와 작업의 요구 속도를 시스템 개발 환경, 하드웨어 사양과 시뮬레이션에 모사된 제어 장비 및 시설물 등의 모델링 데이터의 크기도 반드시 고려한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.548-549
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• 2015

무인 잠수정은 자율 무인잠수정(이하 'AUV' 또는 '자율무인잠수정'을 혼용)과 원격조정잠수정(이하 'ROV'로 지칭)으로 분류를 할 수 있다. ROV는 테더 게이블로 인한 작업 범위의 한계와 운동성능 효율이 떨어지는 단점을 지니고 있어, 테더 케이블이 필요 없는 AUV에 대한 필요성이 증대되고 있다. 추측 항법 시스템인 관성 항법 시스템(inertial navigation system, 이하 'INS'로 지칭)은 외부 도움없이 관성측정 장치(inertial measurement unit, 이하 'IMU'로 지칭)를 활용하여 구성된 시스템을 말한다. IMU는 자이로 스코프(gyroscope), 가속도계(accelerometer), 지자기(magnetic)센서로 구성된 측정 장치로 3개의 센서를 사용하여 상호 보정을 통한 기동 체의 위치, 속도 및 자세 정보를 제공한다. 복합항법시스템은 추측항법시스템이 가지는 누적오차와 측위 항법시스템이 가지는 외부환경에 대한 단점을 상호 보완하는 방법으로 연구가 진행 중이다. 하지만 심해서 또는 해양의 특성에 따라 측위 시스템이 사용되지 못하기 때문에 추측 항법시스템의 다양한 관성 센서를 활용한 상로 보완과 신호처리 방법을 통한 연구 개발이 진행 중이다. 다양한 센서 정보를 통합하는 목적으로 칼만 필터와 같은 최적 필터기법이 보편적으로 사용되고 있다. 칼만 필터는 확률 선형 시스템에 대하여 공정잡음 및 측정 잡음이 가우시안 확률 분포를 따를 때 최적의 추정자가 된다. 또한 가우시안 조건을 만족하지 않는 경우에도 선형 추정자 중에 추정 오차의 분산이 가장 작은 추정자이다. 칼만 필터가 최상의 성능을 발휘 하려면 공정잡음과 측정 잡음의 실제 값을 정확히 알아내는 것이 중요하다. 잡음 수준에 대한 정보가 부정확 할 경우 칼만 필터는 발산 할 수 있기 때문에 시스템에서 잡음 수준의 공산은 칼만 필터의 최적 이득을 결정하는 중요한 요소로 추정치에 큰 영향을 준다. 따라서 칼만 필터를 추측항법시스템에 적용 시킬 경우 실제 모텔의 잡음 공분산을 정확히 추정할 수 있는 기법이 요구된다. 추측항법시스템은 다양한 센서를 활용하기 때문에 움직이는 기동 표적에 적용시 잡음공분상이 변하기 때문에 항법시스템이 저하 될 수 있다. 본 연구에서는 다양한 센서를 융합하여 해양 생체 로봇의 정밀 자세 제어가 가능한 시스템을 제안하고자 한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권1호
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• pp.37-48
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• 2021

본 연구에서는 해수 중 생물에게 실질적으로 이용되어질 수 있는 자유용존상 농도(freely dissolved concentration)를 보다 쉽고 빠르게 검출하고자 해수를 고속으로 회전시키는 수동형 채집 장치를 제작하였다. 이 고속회전식 수동형 채집 장치(high speed rotation-type passive sampling device)를 한반도 주변해역에 적용하여 해수 중 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)의 자유용존상 농도를 측정하였다. 또한 대용량 해수 채취법(high volume water sampling)으로부터 구한 PAHs의 용존상 농도(dissolved concentration)와 고속회전식 수동형 채집 장치로부터의 자유용존상 농도를 비교하여 생물에게 직접적으로 이용 될 수 있는 비율을 조사하였다. 그 결과, 고속회전식수동형 채집 장치 모터의 회전속도를 900 rpm으로 가동하였을 때, 소수성이 낮은 저분자 PAHs 화합물(log KOW 3.4 ~ 5.2)은 5시간 만에 평형에 도달하였다. 반면 소수성이 비교적 높은 고분자 화합물(log KOW 5.6 ~ 6.8)의 경우, 평형에 도달하는 데 걸리는 시간은 최소 2일에서 한 달 정도 소요될 것으로 예상되었다. 그러나 실행보정물질(performance reference compounds)를 이용할 경우, 5시간 가동만으로도 평형상태에서의 고분자 화합물의 농도 예측이 가능하였다. 수동형 채집 장치를 적용하여 측정된 조사해역에서의 PAHs의 자유용존상 농도는 0.32 ~ 1.2 ng/L으로 다른 대양에서의 농도보다는 높았지만, 항구나 해안과 같은 연안보다는 매우 낮은 수준이었다. 용존상 및 자유용존상이 모두 검출된 PAHs를 대상으로 생물에게 이용 될 수 있는 비율은 서해병 폐기물 배출해역 위치와 인접한 조사구간에서 가장 높았다. 또한 생물 체내 잔류농도를 예측하였을 때, 폐기물 배출해역이 포함된 외해가 연안보다 비교적 높은 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.366-375
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• 2019

본 실험은 토마토(Solanum lycopersicum L. 'Hoyong' 'Super Doterang') 암면재배에서 배지 전체의 정전용량을 측정할 수 있는 장치(Substrate capacitance measurement device, SCMD)를 기반으로 한 적정 급액 방법을 구명하기 위하여 누적일사량 제어구(Integrated solar radiation automated irrigation, ISR)와 물관수액흐름 제어구(sap flow automated irrigation, SF)를 대조구로 비교하면서 봄부터 여름철과 겨울철에 재배를 실시하였다. SCMD 제어구는 급액 개시 후 배지 한 개당 설정된 배액 목표량이 처음 발생하는 시점까지 10분간격으로 급액하였고 첫 배액이 배출되면 그 때의 배지의 정전용량(Capacitance)을 100%로 간주하고 그 기준치의 급액제어점(Capacitance threshold, CT)에 도달하면 급액 되었고 그 뒤 목표 배액량이 발생하면 급액이 멈추는 방식으로 제어되었다. 봄부터 여름재배에서 실험 처리를 위해 SCMD제어구의 일회 급액량 (Irrigation volume per event)을 50, 75, 또는 100mL로 설정하였고 겨울철 재배에서는 CT가 0.65, 0.75, 또는 0.90가 되면 급액 되도록 설정하였다. 봄부터 여름철 재배에서 일회 급액량을 50, 75, 100mL로 설정하였을 때 급액 횟수는 각각 39, 29, 19회였고 배액율은 각각 3.04, 9.25, 20.18%였다. 겨울철 재배에서 CT를 0.65, 0.75, 0.90로 설정하였을 때 급액횟수는 각각 5.67, 6.50, 14.67회였고 배액율은 9.91, 10.78, 35.3%였다. 봄부터 여름철 재배에서 일회 급액량 처리에 따른 물관수액흐름속도(SF) 변화는 1회 급액량과 배액량을 각각 50과 75mL로 제한한 경우 100mL로 제한한 경우와 비교하여SF 신호가 외부 광량 신호 (SI) 보다 늦어지는 경향(time lag)을 보였고 겨울철 재배에서 CT를 0.65로 설정한 경우는 물관수액흐름 속도나 함수율이 매우 낮아졌고 CT를 0.90로 설정한 경우는 함수율과 물관수액흐름 속도는 매우 높았으나 많은 배액이 배출되었다. 따라서 토마토 봄부터 여름철 재배에서 SCMD를 활용하여 CT를 0.9로, 배지 한 개당 배액 목표량을 100mL로 설정하였을 때 일회 급액량은 75~100mL 범위가 적합하고 겨울철 재배에서는 1회 급액량을 75mL로, 배액 목표량을 70mL로 설정하였을 때 CT는 0.75이상 0.9이하 범위가 적합할 것으로 판단되었다. 앞으로 정전용량 값과 배지 용적수분함량의 관계성을 구명하고 보정계수를 구하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.1-7
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• 1983

지금까지 발표되어 있는 여과공정(濾過工程)의 수학적(數學的) 해석(解析)의 결과(結果)는 범용성(汎用性)이 없고 실용적(實用的)으로 이용(利用)될 수 없는 문제점(問題點)이 있었다. 그러나 여과공정(濾過工程)을 수학적(數學的)으로 표현(表現)하는 것은 장치설계상(裝置設計上) 대단히 중요하기 때문에 본논문(本論文)은 급속여과지(急速濾過池)의 여과공정(濾過工程)을 해명(解明)하기 위하여 여층내(濾層內)의 tracer study의 결과(結果)를 정리한 것이다. 따라서 여과공정(濾過工程)을 해명(解明)하기 위해서 최대(最大)의 문제점(問題點)으로 되어 있던 억류물비퇴적량(抑留物比堆積量)을 직접(直接) 파악(把握)하는 것에 의해 Kozeny-Carman 식(式)을 보정(補正)하여 실제에 활용(活用)될 수 있는 미소여층(微小濾層)의 여과지저항식(濾過紙抵抗式)을 유도(誘導)하였다. 또 조지율(阻止率)과 비퇴적량(比堆積量)과의 상관(相關) model을 제안(提案)하고 이것을 이용(利用)해서 여과방정식(濾過方程式)을 풀고 그 값을 유도(誘導)한 여과저항식(濾過抵抗式)에 대입(對入)하여 전여층(全濾層)의 여과저항(濾過抵抗)을 구(求)하고 그 결과(結果)를 도표화(圖表化)함으로서 여과저항식(濾過抵抗式)을 이론(理論)과 실용(實用) 양면(兩面)에 넓게 활용(活用)될 수 있도록 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.314-322
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• 2003

콘크리트 구조물의 수화열 저감 방안으로 사용되는 파이프 쿨링 시스템을 적용할 경우 파이프 관 주변의 내부유동에 의한 열전달이 발생하게 된다. 이와 같은 내부유동에 의한 열전달 효과를 정확히 규명하기 위해서는 유수대류계수를 산정하여야 한다. 파이프 쿨링 효과의 규명에 필요한 유수대류계수의 영향인자로는 냉각수의 층난류 여부, 냉각수의 유동속도, 관의 형상 및 열특성 등이 있다. 본 연구에서는 유수대류계수를 산정하기 위한 실험장치를 개발하였으며, 이를 이용하여 강재 및 PVC 파이프에 대한 실험을 수행하였다. 이들 실험결과를 토대로 관의 내부표면이 매끈한 원형관이며 난류흐름을 갖는 내부유동에 대한 유수대류계수 모델식을 제안하였으며, 제안된 모델식은 냉각수의 유속뿐만 아니라 유동관의 재질 및 형상을 고려할 수 있다. 유수대류계수는 관을 흐르는 냉각수의 대류에 의한 열전달 효과를 나타내는 값으로 관의 열전도율 및 관의 직경과는 비례관계에 있으며, 관의 두께와는 반비례관계를 갖는다. 본 연구에서 개발된 유수대류계수 모델식은 이러한 영향을 잘 반영하고 있으나, 강재 파이프에 대해서만 관의 두께 및 직경에 관한 보정계수를 제시하였다. 제안된 모델식에 의한 유수대류 계수와 실험으로부터 구한 유수대류계수를 비교한 결과, 제안된 모델식이 실험값을 정확히 추정하고 있음을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제48권6호
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• pp.451-465
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• 2015

주변 해역을 포함한 한반도 일원에서 측정된 중력자료로부터 상층중력의 고도이상(free-air anomaly)을 계산하였다. 주변 영역에서는 인접국가가 발표한 중력자료가 있는 경우 발표된 자료를 이용하였으며, 없는 경우 EGM2008(Earth Gravitational Model 2008)로부터 계산한 고도이상을 이용하였다. 중력의 상향연속은 Dragomir가 제안한 방법으로 계산하였다. 상층중력 고도이상 계산의 정확성과 계산 속도를 고려하여 적분반경은 계산 고도의 10배로 하였다. 적분에 필요한 측지선의 거리는 Bowring이 개발한 공식을 사용하였다. 위도 $33^{\circ}N{\sim}43^{\circ}N$, 경도 $124^{\circ}E{\sim}131^{\circ}E$에서 계산된 고도이상은 고도 1 km에서 -41.315에서 189.327 mgal까지 변화하고 표준 편차는 22.612 mgal이다. 고도 3 km에서는 -36.478에서 156.209 mgal까지 변화하고 표준 편차는 20.641 mgal이다. 고도 1,000 km에서는 3.170에서 5.864 mgal까지 변화하고 표준 편차는 0.670 mgal이다. 3 km 고도에서 계산된 고도이상을 같은 높이에서 측정한 항공 중력 고도이상과 비교하였다. 이들의 rms 오차는 3.88 mgal로 나타났다. 항공 중력 측정 교차점오차가 2.2 mgal 임을 고려하면 이들 오차에 의미를 부여할 수 없으며, 원인으로는 이번 연구에서 발생한 계산상 오차와 함께/또는 발표된 항공중력의 보정오차에 기인하는 것으로 사료된다. 상층중력 고도이상에 완전식으로 계산한 지구타원체 외부의 정규중력을 더하여 상층중력을 예측하였다. 이번 연구에서 국내 최초로 계산한 고도에 따른 상층중력 고도이상은 한반도 일원의 상층중력장을 잘 표현하고 있는 것으로 보이며, 상층중력장은 관성항법장치의 정확도 향상 등에 이용될 수 있을 것이다.