• 한국융합학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.93-99
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• 2021

최근 현장검사장치의 소형화 및 디지털화가 급격히 빠르게 진화하고 있다. 뇨검사는 일반인이 요시험지인 딥스틱을 이용하여 시각적인 색비교를 통해 자가진단이 가능하기에 색인지 기술에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구는 요시험지검사에 사용되는 딥스틱(Dipstick Pad)의 색 변화를 스마트폰 카메라를 이용하여 얻어진 이미지로부터 RGB 값을 분석하였다. 비교 대상은 가장 많이 검사하는 질환으로 당뇨 증상과 관련 있는 요소인 당, 케톤체, pH의 양적변화에 대한 뇨 색 변화를 관찰하였다. 본 실험에서 일반적인 조도의 영향을 기준으로 밝은 조도와 어두운 조도 조건에서 뇨시험지상의 색변화에서 추출된 RGB값의 변화를 관찰하였다. 결과적으로 밝은 조도 조건에서의 색상 추출값이 높고 농도에 따른 반영이 잘 이루어지는 반면 낮은 조도 영역에는 색상 추출값이 낮게 나타났다. 따라서, 색 분리 알고리즘의 문제점을 개선하고자 RGB 수치의 변화값을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.594-600
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• 2021

곡선 보는 철교 그리고 자동차와 갈은 구조물의 구성으로 널리 사용되어왔다. 많은 연구자들의 관심분야인 이러한 구조물의 안정성 거동 해석분야는 괄목할 만한 성과가 있어 왔다. 곡선 보 구조물의 기하학적 구조 및 물성치가 탄성 및 강성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 정역학적 동역학적 해석이 필요하다. 그러나 구조물의 복잡성 때문에 어떠한 경계조건에서도 엄밀해를 얻기가 매우 어렵다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한차분법 혹은 유한요소법으로 해결해왔으나 이러한 방법들은 때론 복잡한 비선형 구조물에는 과도한 컴퓨터 용량사용과 복잡한 알고리즘 프로그램을 요구한다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 미분구적법(DQM)이 여러 분야에 사용되어왔다. 본 연구에서는 복잡한 편미분 방정식의 해를 구하기 위하여 미분구적법이 사용되었다. 중면 신장을 고려한 등분포 하중 하에서 선형으로 변하는 비대칭 곡선 보의 내평면 신장 좌굴의 지배방정식을 유도하였고, DQM을 이용하여 지배방정식의 해를 구하였다. 다양한 열림 각, 경계 조건, 그리고 파라미터에 의한 임계하중을 계산하였다. DQM 결과는 비교 가능한 엄밀해와 비교하였고 DQM은 적은 격자점을 사용하고도 정확성을 보여주었다. 예를 들어 열림 각이 180°인 비 신장 고정단 곡선 보의 경우, 엄밀해의 임계하중 값은 8.0이고 DQM의 임계하중 값은 7.98로, 오차가 0.3% 미만 이었다. 곡선 보의 내평면 비 신장 임계하중도 계산하였고, 두 이론을 상호 비교 분석하였다. 아크축의 중면 신장을 고려한 연구는 곡선 보의 임계하중에 중대한 영향을 미치는 것을 보여준다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.28-36
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• 2019

국내 신형원전 APR1400 (Advanced Power Reactor 1400MW)은 총 사업비 8조 6천억원, 사업기간 10년 이상이 소요되는 대형 국가기반시설이며, 60년 이상 운영되어 국가경제 및 국민의 안전에 밀접한 영향을 끼친다. 또한 총 사업부지 217만$m^2$내 20개 이상의건물 및 구조물로 구성되어 있으며, 건설에 필요한 전체도면은 약 6만5천장에 이른다. 이러한 대형시설의 설계를 위해서는 설계의도를 명확히 규정하여 일관성 있게 설계가 진행될 수 있는 일종의 가이드라인 역할을 하는 설계기준이 필수적이다. 이를 위해 설계기준(Design Bases)을 반영한 설계기준문서(Design Bases Document 또는 Drawing, DBD)를 작성하여, 설계 일관성 및 도면간의 일치성을 유지하고 있다. 하지만 설계기준은 원전 전체 설계에 큰 틀이 되는 중요한 개념임에도 불구하고 각 분야 전문가들에 의해 문서기반(2차원) 및 파편적으로 관리되다보니 후속설계에 정확히 반영되는데 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서 시설정보 활용성을 높이기 위해 3차원 정보모델인 BIM (Building Information Model)과 Algorithm-aided BIM을 활용하여, 원전의 최소단위 공간인 실(Room)을 기반으로 한 3차원 설계기준 관리하는 시스템을 개발하였다. 이를 위해 설계기준정보층(DBIL)개념을 도입하였으며, 시뮬레이션을 통해 각 DBIL별 설계기준 속성 및 설계요소 데이터가 연동됨을 확인하였으며, DBIL에 연계되는 벽, 바닥, 문, 관통부 등을 정상적으로 추출하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_1호
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• pp.925-939
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• 2018

지표면 흡수단파복사(Absorbed Shortwave Radiation, ASR)는 대기와 육지 및 해양 사이의 에너지 수지 분석을 위한 필수 요소이다. 이 연구에서는 천리안위성 2A호(GEO-KOMPSAT-2A; GK-2A)에 적용하기 위하여 복사 모델과 지표면 알베도 자료를 이용하여 지표면 흡수단파복사를 산출(GWNU 방법)하였고, 그 결과는 기준 자료로 선정한 CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) 위성 센서 및 지상 관측 자료와 비교하였다. 또한 이 연구 결과(GWNU 방법)는 미국 정지궤도위성 GOES-R의 ABI (Advanced Baseline Imager)에 의한 물리적 및 통계적 방법 그리고 Li et al.(1993) 및 Kim and Jeong (2016)의 회귀 방정식 방법들과 비교하였으며, 그 결과 GWNU 방법에 의하여 계산된 지표면 흡수단파복사는 다른 방법들에 의한 값보다 정확 하였다. 그러나 GWNU 방법을 활용하여 지표면 흡수단파복사를 산출할 때 계산 시간과 지표면 알베도 자료의 정확성 문제가 발생될 경우 위에 제시된 경험적 방법들이 GWNU 방법과 함께 사용되어야 할 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권5호
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• pp.417-424
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• 2021

정지궤도위성의 원격데이터 통신 포맷은 제한된 통신 속도 대비 대량으로 생성되는 위성 데이터를 효율적으로 수신하고, 36,000km 고도에서 운영되는 정지궤도위성의 원격명령어 수신 결과를 정확하게 확인하기 위해 설계된다. 한국항공우주연구원에서 개발하여 2018년과 2020년에 각각 발사 및 운영 중인 천리안2A호와 2B호는 한국 최초의 정지궤도위성인 천리안1호의 임무를 연속하여 수행하도록 설계되었다. 따라서 정지궤도위성과 지상국의 안정적이고 효율적인 원격 통신을 위해 필요한 원격 통신 설계 요소들을 승계하였다. 한편, 원격 데이터의 처리 및 운영을 담당하는 천리안 2A호와 2B호의 탑재소프트웨어는 다목적위성시리즈를 통해 그 성능이 더욱 개선되어 왔으며 최신의 원격 데이터 처리 및 운영 알고리즘이 구축되어 있다. 본 논문에서는 정지궤도위성의 향상된 원격 데이터 송수신을 위한 원격명령어 및 원격측정데이터의 포맷 및 운영 개념 설계를 제안하고, 실제 천리안 2A호와 2B호의 탑재소프트웨어에 적용된 내용들을 상세하게 기술한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.99-104
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• 2021

본 논문에서는 시간 흐름을 고려한 특징추출과 군집분석을 이용한 헬스 리스크 관리를 제안한다. 제안하는 방법은 세단계로 진행한다. 첫 번째는 전처리 및 특징추출 단계이다. 이는 웨어러블 디바이스를 이용하여 라이프로그를 수집하여 불완전데이터, 에러, 잡음, 모순된 데이터를 제거하며 결측 값을 처리한다. 그 다음 특징추출을 위해 주성분 분석을 통해 중요 변수를 선택하고, 상관계수와 공분산을 통해 데이터 간의 관계와 유사한 데이터들의 분류를 진행한다. 또한 라이프로그에서 추출한 특징을 분석하기 위해 시간의 흐름을 고려하여 K-means 알고리즘을 통해 동적 군집을 진행한다. 새로운 데이터는 오차 제곱합의 증가분을 기반으로 유사성 거리 측정 방법을 통해 군집을 진행하고, 시간의 흐름을 고려하여 군집에 대한 정보를 추출한다. 따라서 특징 군집을 통해 헬스 의사결정 시스템을 이용하여 신체적 특성, 생활습관, 질병여부, 헬스케어 이벤트 발생위험, 예상 정도 등의 요소를 통해 리스크를 관리할 수 있다. 성능평가는 Precision, Recall, F-measure을 사용하여 제안하는 방법과 퍼지방법, 커널기반 방법을 비교한다. 평가결과 제안하는 방법이 우수하게 평가된다. 따라서 제안하는 방법을 통해 유병자와의 유사도를 이용하여 정확한 사용자의 잠재적 건강 위험을 예측 및 적절한 관리가 가능하다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.944-953
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• 2020

객체 검출 알고리즘은 자율주행 시스템 구현을 위한 핵심 요소이다. 최근 심층 합성곱 신경망 (Deep Convolutional Neural Network) 기반의 영상 인식 기술이 발전함에 따라 심층 학습을 이용한 객체 검출 관련 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 객체 검출에 가장 널리 사용되고 있는 Mask R-CNN의 경량화 모델을 제안하여 도로 내 다양한 객체들의 위치와 형태를 효율적으로 예측하는 방법을 제안한다. 또한, 주의 모듈(Attention Module)을 Mask R-CNN 내 각각 다른 역할을 수행하는 신경망 계층에 적용함으로써 특징 지도를 적응적으로 재교정(Re-calibration)하여 검출 성능을 향상시킨다. 실제 주행 영상에 대한 다양한 실험 결과를 통해 제안하는 방법이 기존 방법 대비 크게 감소된 신경망 매개변수만을 이용하여 고성능 검출 성능을 유지함을 보인다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.149-155
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• 2021

본 연구에서는 전동 이동기기를 이용하는 교통약자의 이동을 제한하는 노면 불량 요소를 딥러닝을 이용해 자동 검출하는 불량 노면객체 인식모델을 개발하고자 한다. 이를 위하여 부산시 관내 5개 지역에서 실제 전동 이동 보조 장치가 이동할 것으로 예상되는 보행로, 주행로를 대상으로 하여 노면 정보를 수집하였으며 이때 도로 정보 수집은 데이터 수집을 보다 용이하게 하기 위하여 소형 차량을 이용하였다. 데이터는 노면과 주변을 그 주변을 구성하는 객체로 구분하여 영상을 수집하였다. 수집된 데이터로부터 교통약자의 이동을 저해하는 정도에 따라 분류하여 보도블록의 파손등급 검출과 같은 일련의 인식 항목을 정의하였고, YOLOv5 딥러닝 알고리즘을 해당 데이터에 적용하여 실시간으로 객체를 인식하는 불량노면 객체 인식 딥러닝 모델을 구현하였다. 연구의 최종단계에서 실제 주행을 통해 객체 단위로 분리 수집된 영상 데이터의 가공, 정제 및 어노테이션 과정을 수행한 후 모델 학습과 검증을 거쳐 불량노면객체를 자동으로 검출하는 딥러닝 모델의 성능 검증 과정을 진행하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1098-1105
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• 2021

국제해사기구에서는 선박에서 배출되는 질소산화물 및 이산화탄소 등에 관한 환경규제를 꾸준하게 강화하고 있다. 이에 친환경 요소를 바탕으로 하는 전기추진시스템의 수요가 증가하고 다양한 선박에 적용되며 연구개발이 꾸준하게 진행되고 있다. 전기추진시스템은 신뢰성을 높이고 선내 배치를 용이하게 하기 위한 이중화 구성이 주로 채택되며 실제 장비나 공간을 가상 세계에 쌍둥이처럼 구현하고 현실 세계의 정보와 데이터를 가상 세계와 통합하여 실제 환경에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션 함으로써 결과를 미리 예측할 수 있는 디지털트윈 기술의 접목을 통하여 전기추진시스템의 안전성 확보를 위한 연구 또한 매우 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 전기추진선박의 디지털트윈 기술개발을 위한 전력관리시스템 이중화에 대한 검증을 FMEA를 바탕으로 분석 후 선급에서 제시하는 이중화 FMEA 기준을 바탕으로 실제 선박 운항 조건에서 전력관리시스템의 단일 장비 고장의 일차 피해와 이차 피해 및 전체 시스템의 영향을 분석하여 추가 피해를 방지하기 위한 보상기능으로 전력관리시스템의 역할과 알고리즘을 제안하였으며 실제 테스트를 통해 추진력 보존이 개선되었음을 검증하였다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.16-24
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• 2023

본 논문에서는 복합재료의 섬유와 기지사이의 경계면 손상을 고려한 멀티스케일 점진적 피로 손상 모델을 제안한다. 먼저 점진적인 경계면 손상을 고려하기 위해 서로 다른 4개의 경계면 상태를 정의한 미소구조 모델을 도입하였다. 각각의 상태에 대한 부피분율은 피로 하중의 사이클 수가 증가함에 따라 온전한 상태의 계면에서 완전 박리 상태의 계면으로의 전환이 일어난다. 손상된 경계면의 에쉘비 텐서(Eshelby's tensor)를 계산하기 위해 선형 스프링 모델이 사용되었으며 균질화 방법을 통해 복합재료의 유효 물성을 얻었다. 또한 복합재료의 피로거동을 묘사하기 위해 교번 응력에 대한 섬유, 기지, 그리고 섬유-기지 간의 계면 각각에 대한 손상 변수들이 정의되었고 이를 chaotic firefly 알고리즘을 통해 손상 변수를 특성화 하였다. 제안된 모델은 유한요소해석프로그램 ABAQUS의 UMAT subroutine으로 구현되어 AS4/3501-6 복합재료의 단일방향 라미네이트(unidirectional laminate) 시편들([0]₈, [90]₈,[30]₁₆)을 통해 성공적으로 검증되었다.