• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2010.05a
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• pp.137-140
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• 2010

본 연구에서는 일상생활에서 보다 편리하게 건강모니터링을 수행하기 위해 신체에 착용 가능한 심전도 및 맥파 계측 시스템을 구현하고자 하였다. 이를 위하여 배터리로 구동 가능한 초소형의 심전도 및 맥파 측정 시스템을 구현하였으며, 계측된 생체신호의 무선전송을 위해 초저전력 무선 센서네트워크 기술을 적용한 무선 생체신호 전송시스템을 구현하였다. 무선으로 전송된 심전도 및 맥파 신호는 잡음 제거 및 심박동을 검출하기 위하여 전처리과정과 적응 가변형 문턱치를 적용하였으며, 검출된 심박동으로부터 동맥순환계의 긴장도 및 유순도의 변화를 반영하는 맥파전달시간(pulse transit time, PTT)을 계산하였다. 구현된 무선 맥파전달시간 계측시스템과 기존 상용시스템의 비교 평가를 수행함으로써 구현된 시스템의 유용성을 평가하고자 하였으며, 혈압 및 맥파전달시간의 동시계측을 통해 자세 변화에 따른 혈압의 변화 및 맥파전달시간의 변화양상을 관찰함으로써 혈압과 맥파전달시간의 관계를 추정하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.464-470
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• 2002

본 연구에서는 초음파를 사과의 비파괴 품질판정에 이용하기 위한 기초 연구로서 사과 표면에 입사, 반사되는 초음파 신호를 계측 및 분석하기 위한 시스템을 구축하고 저장기간에 따른 사과의 초음파 특성을 계측하였으며, 그 결론은 다음과 같다. 1. 구성된 비 접촉식 초음파 장치를 이용하여 전압-시간 그래프에서 전압의 진폭(PTP)값을 구하였고 신호처리용 프로그램을 이용하여 획득한 신호를 주파수 영역에서 분석하여 피크주파수, 영역별 에너지 밀도함수 등을 구하였다. 2. 사과의 초음파 특성을 분석한 결과 사과의 저장기간은 초음파 응답신호의 진폭(PTP) 및 제 3영역 에너지 스펙트럼 밀도함수와 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다. 3. 초음파를 농산물의 비파괴 품질판정에 적용시 문제가 되고 지는 센서와 시료와의 접촉응력에 의한 응답신호의 변형에 의한 문제를 해결하고자 비 접촉식 센서를 사용하였으며, 실제 농산물에 적용이 가능한 것으로 판단되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.25 no.3
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• pp.403-412
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• 1993

By making use of the microprocessor technology, instrumentation system becomes intelligent. In this study a programmable smart transmitter is designed and applied to the nuclear engineering measurements. In order to apply the smart transmitter technology to nuclear engineering measurements, the digital time delay compensation function and water level change detection function are developed and applied in this work. The time compensation function compensates effectively the time delay of the measured signal, but it is found that the characteristics of the compensation function should be considered through its application. It is also found that the water level change detection function reduces the detection time to about 7 seconds by the signal processing which has the time constant of over 250 seconds and which has the heavy noise.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.250-250
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• 2019

현재 우리나라에서 이용하고 있는 소류사량 직접계측방법에는 Arnhem 소류사 채취기와 Helley-Smith 소류사 채취기 등이 있다. 하지만 이러한 방법은 현장에서 계측하기가 매우 어렵고 많은 비용과 인력, 시간이 소모되며 특히 연속적인 계측이 어려워 소류사량의 직접계측자료를 기초로 하는 연구는 거의 전무한 상태이다. 이에 대한 대안으로 최근 국내외에서는 마이크로폰을 내장한 금속관에 토사가 충돌 시 발생하는 음향데이터를 수집 및 분석하여 소류사량을 계측하는 간접계측방법 하이드로폰을 사용하고 있다. 하이드로폰 시스템의 대부분이 증폭채널방법을 사용하고 있는데 이러한 방법은 개별입자에 대한 음향특성을 반영하기에는 다양한 크기를 가지는 소류사 입자에 대한 음향신호를 하나의 임계치 기준으로 필터링 하기 때문에 한계가 있다. 즉 기존의 방법은 소류사량의 상대적인 크기만 추정할 수 있을 뿐 소류사량을 정량화할 수 없다. 따라서 본 연구는 소류사가 이동할 때 발생하는 충돌음향을 신호 처리하여 소류사량을 추정하는 계측기기인 하이드로폰을 이용하여 기존 소류사량의 계측 방법을 개선하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 실험은 하이드로폰을 적용한 수리모형 실험 장치를 구축하고 현장에서 취득한 시료 중 대표시료로 분류된 두 가지 입자에 대해서 수리 조건 변화에 따른 충돌음향을 계측 및 분석하였다. 연구결과 입자크기 및 수리조건 변화에 따른 하이드로폰의 인지특성을 파악할 수 있었고 소류사 충돌음과 연관성 높은 주파수 대역을 분리하여 소류사 충돌음을 판독할 수 있는 계측알고리즘을 제시하였다. 특히 본 연구에서 제안하는 하이드로폰 충돌음향 분석법 B-P Method는 낮은 유속과 작은 입경의 소류사의 조건일 때 타 방법에 비해 제안된 B-P Method가 높은 판독률을 보여주었다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.27 no.2
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• pp.144-149
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• 2017

In this paper, we developed an intelligent and wideband RF-receiver module to represent a high dynamic range and good linearity characteristics up to 650MHz-2700MHz frequency band. and implemented an intelligent digital-RF- distorted signal measuring system for the RF distortion (intermodulation) signals. Broadband RF-receive module was designed to represent the optimized linear parameters of the receiver to meet the low noise and wide dynamic range. The designed intelligent digital-distortion(intermodulation) signal measument system measured by applying the 1MHz IF of third intermodulation signal of DUT and Measured data was recorded by program on the PC monitor with GUI interface. By variable up to 650MHz-2700MHz measured data showed up to -127.8dBc to -138dBc of the distortion (intermodulation) signal. And developed intelligent digital- distortion signal measurement system can be used to measure intermodulation distortion signal of wireless system widely.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.110-110
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• 2022

본 연구는 자율운항 선박의 원격 고장 진단 기법 개발의 일부로 수행되었다. 특히, 엔진 연료 계통 장비로부터 계측된 시계열 데이터로부터 상태 진단을 위한 알고리즘 구현 결과를 제시하였다. 엔진 연료 펌프와 청정기를 가진 육상 실험 장비로부터 진동 시계열 데이터 계측하였으며, 이상 감지, 고장 분류 및 고장 예측이 가능한 심층 학습(Deep Learning) 및 기계 학습(Machine Learning) 알고리즘을 구현하였다. 육상 실험 장비에 고장 유형 별로 인위적인 고장을 발생시켜 특징적인 진동 신호를 계측하여, 인공 지능 학습에 이용하였다. 계측된 신호 데이터는 선행 발생한 사건의 신호가 후행 사건에 영향을 미치는 특성을 가지고 있으므로, 시계열에 내포된 고장 상태는 시간 간의 선후 종속성을 반영할 수 있는 학습 알고리즘을 제시하였다. 고장 사건의 시간 종속성을 반영할 수 있도록 순환(Recurrent) 계열의 RNN(Recurrent Neural Networks), LSTM(Long Short-Term Memory models)의 모델과 합성곱 연산 (Convolution Neural Network)을 기반으로 하는 Conv1D 모델을 적용하여 예측 정확성을 비교하였다. 특히, 합성곱 계열의 RNN LSTM 모델이 고차원의 순차적 자연어 언어 처리에 장점을 보이는 모델임을 착안하여, 신호의 시간 종속성을 학습에 반영할 수 있는 합성곱 계열의 Conv1 알고리즘을 고장 예측에 사용하였다. 또한 기계 학습 모델의 효율성을 감안하여 XGBoost를 추가로 적용하여 고장 예측을 시도하였다. 최종적으로 연료 펌프와 청정기의 진동 신호로부터 Conv1D 모델과 XGBoost 모델의 고장 예측 성능 결과를 비교하였다

• Tunnel and Underground Space
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• v.26 no.1
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• pp.1-11
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• 2016

This study deals with the case that was the field application of the microseismic monitoring techniques for the stability monitoring in a domestic mine. The usefulness and limitations of the microseismic techniques were examined through analyzing the microseismic monitored data. The target limestone mine adopted a hybrid room-and-pillar mining method to improve the extraction ratio. The accelerometers were installed in each vertical pillar within the test bed which has the horizontal cross-section $50m{\times}50m$. The measured signals were divided into 4 types; blasting induced signal, drilling induced signal, damage induced signal, and electric noise. The stability analysis was performed based on the measured damage induced signals. After the blasting in the mining section close to the test bed, the damage of the pillar was increased and rockfall near the test bed could be estimated from monitored microseismic data. It was possible to assess the pillar stability from the changes of daily monitored data and the proposed safety criteria from the accumulated monitored data. However, there was a difficulty to determine the 3D microseismic source positions due to the 2D local sensor arrays. Also, it was needed to use real-time monitoring methods in domestic mines. By complementing the problems encountered in the mine application and comparing microseismic monitored data with mining operations, the microseismic monitoring technique can be used as a better safety method.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.165-165
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• 2017

모돈은 사육 특성상 제한된 파일롯 공간 안에 장시간 머물기 때문에 과중한 몸무게에 의한 지제 이상, 섭식 등의 불량, 수면상태의 불량 등을 지속적으로 관찰해야 하는 대상이다. 측면에 다수의 초음파 센서를 설치하여 기립의 상태 및 운동 시 몸체 궤적의 특성을 분석하여 종합적으로 모돈의 행동 특성을 정량화 하고자 하였다. 이 과정에서 계측 신호의 값을 대수적으로 비교하는 방식에 한계가 있음을 발견하였고, 이를 해결하고자 10 Hz/Ch 내외의 시계열 상대거리 궤적 신호를 주파수 도메인으로 변경하여 분석을 수행하였다. 일정 주파수에 집중되어 있는 주파수 값의 크기 변화(파워 스펙트럼 밀도)를 기준으로 모돈의 움직임의 정상 상태 유무 판별이 가능하였다. 단, 이러한 분석은 계측 데이터를 일괄 처리 방식으로 분석하는 방법으로 도출이 되었으므로, 계측과 정량 분석을 동시에 수행하기 위한 개선이 필요하였다. 계측 시스템에서 사용한 마이크로 프로세서는 Nucleo-446(STMelectronics, CA, USA)로 180 Mhz의 클럭 속도로 작동하나, 총 100 Hz 내외의 16비트 계측 신호에 대해 추가적으로 FFT 등의 주파수 변환 신호 처리를 수행하기에는 연산 능력이 부족하였다. 한편, 주파수 분석의 주기를 1분 단위로 할 경우 처리해야할 정보의 크기는 $100{\times}60{\times}5{\times}2Byte$ 이므로 1분 내에 해당 연산을 종료할 수 있는 추가의 연산 장치가 필요하였다. 계측과 주파수 도메인 변환 연산을 동시에 수행하기 위하여 1 Ghz의 연산능력을 가진 ARM A9 계열의 초소형 멀티코어 AP인 NanoPi Neo Air(Friendlyarm, Guangzhou, China)을 선정하였다. 4개의 코어를 각각 계측, Median 필터링, Smoothing 연산, FFT 분석에 사용하여 1분 단위, 2분 단위, 5분 단위의 주파수 분석을 동시에 수행하였다. 병렬 연산 라이브러리는 오픈 소스인 MPICH(www.mpich.org)를 이용하였다. 상대적으로 여유있는 자원을 보유하고 코어를 실시간으로 결정하여 다수의 모돈 개체 동시 모니터링을 위한 네트워크 연결 역할을 동시에 수행하도록 하였다. 1주일 내외의 요인 실험 수행 결과, 약 70 Mbyte의 데이터가 축적이 되었으며, 1분 단위, 2분 단위, 5분 단위의 주파수 도메인 변환 후 결과를 동시에 취득할 수 있었다. 일부 주파수 도메인 상의 파워 밀도 값이 모돈의 행동 특성에 분석에 유효한 정보를 제공함을 발견하였다. 모돈사 내 현장 보급이 가능한 초소형 AP와 멀티 코어 기반 병렬 처리 기법을 이용한 현장 진단 시스템 개발 연구를 지속적으로 수행할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.80-80
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• 2016

GPS로 대표되는 위성항법시스템(GNSS : Global Navigation Satellite System)은 지구 주위를 돌면서 연속적으로 항법신호를 보내고 있다. 그 중 지구표면으로부터 반사되는 항법신호를 수신하고 해석함으로써 지구표면에 관한 정보를 취득할 수가 있다. GPS로 대표되는 항법신호는 L밴드를 사용하기 때문에 토양수분의 변화 등에 대한 반사강도의 감도가 비교적 높다고 알려져 있으며, 토양수분 측정 등에 사용할 수 있다. 뿐만 아니라 경량화, 소형화하기 쉬운 점, 능동적 마이크로웨이브 리모트센싱시스템(Active Microwave Remote Sensing System)과 달리 스스로 신호를 발사하지 않기 때문에 관측의 스텔스성(Stealth)dl 뛰어난 점 등의 장점을 가지고 있다. 또한 향후 10년 이내에 준천정위성(QZSS), Galileo, COMPAS, IRNSS 등 많은 위성항법시스템이 본격 운용되어 GPS와 함께 120기 정도의 항법위성이 항법신호를 송신할 예정이므로 이용 가능성은 크게 늘어날 것으로 기대된다.한편, 항법위성을 이용한 바이스테이틱 리모트센싱은 반사파의 강도가 상당히 미약하기 때문에 정량적 계측모델의 구축은 미미한 상태이다. 즉, 지상 타워에서의 관측, 항공기에서의 관측, 소형 위성에서의 관측 등이 수행되고 있으나, 타워관측과 같이 지상의 거의 동일한 장소를 계속적으로 관측하는 경우를 제외한 기존의 연구에서는 토지의 피복상황이나 토양수분 등의 상관관계를 제시하는 수준으로써 정량적인 계측방법은 아직 확립되어 있지 않다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 GPS위성으로부터의 항법신호를 이용하여 지구표면에 관한 정보를 얻는 바이스테이틱 리모트센싱(Bi-static Remote Sensing) 기술을 바탕으로 육지면과 해면의 판별에 신호특성이 어떻게 유효한가를 실험적으로 밝혔다. 이러한 기술은 토양수분 측정 등 수자 원인자를 추출하는데 유용할 뿐만 아니라 수면의 고도 측정, 해상풍 산출 등에도 응용 가능하다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.27 no.2
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• pp.402-408
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• 2021

GNSS-Reflectometry (GNSS-R) is a technique for measuring and analyzing signals transmitted from satellites, reflecting on the surface of land or sea. GNSS-R is mainly used for measuring the water level variation, typhoon and meteorological anomaly, soil moisture, and snow depth. This paper describes the concept and measurement principle of GNSS-R technology, especially focusing on the field of marine utilization and its feasibility. In particular, it presents the applications of this technique for monitoring the safety of marine environment as well as the marine vessel and their utilization areas based on currently available infrastructure on the ground and maritime reference stations, such as the existing differential GNSS reference stations and integrity monitors (DGNSS RSIM), and GNSS reference station infrastructure, using the ground-based and the satellite-based GNSS-R approaches.