• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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• pp.177-180
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• 2002

In this paper, we has been studied self controlled mobile robot system with CCD camera. This system consists of TMS320F240 digital signal processor, step motor, RF module and CCD camera. 2-axis compass and magnetic sensor, we used wireless RF module for movable command transmiting between robot and host PC. This robot go straight until 95 percent filled screen with white color both side from input image. And the robot recognizes obstacle about 95 percent filled something, so it could turn for avoid the obstacle and conclude new path plan. it could get turning angle from 2-axis compass and magnetic sensor.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.60-65
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• 2010

본 논문은 모바일 로봇에 장착된 스테레오 카메라의 영상에서 주변 환경에 대한 지도를 작성하기 위해 특징 검출 및 매칭 그리고 2D 지도 작성의 결과를 기술한다. 영상의 특징을 추출하는 방법은 실시간으로 프로세싱하기 위해서 빠른 연산이 가능한 에지 검출과 차 영상을 이용한 특징을 스테레오 매칭 기법을 통해 상관계수를 구할 수 있다. 이동 로봇의 위치를 추정하기 위해 ZigBee를 이용한 비컨과 로봇에 장착된 엔코더를 칼만 필터를 통해 추정한다. 또한 방위를 측정할 수 있는 자이로 센서를 병합하여 모바일 로봇이 이동하면서 지도를 작성할 수 있게 한다. 이는 이동 로봇의 SLAM 기술과 더불어 지능형 로봇이 인간 생활에서 효과적으로 적용될 수 있는 기반이 될 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.379-385
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• 2024

관성항법장치는 정지 상태에서 가속도계 및 자이로 센서가 측정한 중력과 지구 자전 각속도 정보를 이용하여 정렬을 수행하며, 일반적으로 선형 항법 오차 모델 기반의 영속도 보정 칼만필터를 사용하여 수행된다. 하지만 이는 정지 상태를 가정하여 설계된 알고리즘으로 해상 정박 중 정렬을 수행하는 경우, 파도로 인해 발생하는 움직임으로 정렬 오차가 커지거나 필터가 발산하게 된다. 본 논문에서는 큰 방위각 오차 모델과 초기위치 보정 기법을 사용하여 해상 플랫폼을 위한 정박 중 정렬 알고리즘을 설계하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 또한 이를 회전형 관성항법장치에 적용하였을 경우 바이어스가 상쇄되는 원리를 통해 비약적으로 성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제27권7호
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• pp.350-356
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• 2008

본 논문에서는 근거리 표적 탐지 빔형성 기법에 적합한 체비셰프 (Chebyshev) 및 해닝 (Hanning) 쉐이딩 함수를 제안하였다. 제안된 근거리 표적 탐지용 쉐이딩 함수는 최적의 센서 가중치를 얻기 위하여 비균일 견인 배열의 센서 위치 정보를 사전에 정확히 알고 있다고 가정하였으며, FFT (Fast Fourier Transform)를 통하여 시간영역으로 표현되어 있는 쉐이딩 함수 가중치를 주파수 영역으로 변환시키는 과정을 수행하였다. 이러한 과정을 통하여 산출된 쉐이딩 함수 가중치는 개별 센서에 대한 가중치 값으로 부여하였다. 또한 제안한 근거리 쉐이딩 기법을 기반으로 빔 패턴의 부엽 준위 저하 효과와 더불어 표적에 대한 방위각 및 거리 추정 성능이 향상됨을 모의실험을 통하여 확인하였다. 이와 더불어 수신신호 주파수 대역에 따라 차별적으로 구성된 비균일 견인 배열을 이용함으로 인해 다양한 수신신호 주파수에 따른 성능 감쇄 현상을 최소화하는 배열구조를 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.69-76
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• 2020

수중에서 방사된 음원의 신호는 해수면, 해저면 반사에 의한 다중경로 시간지연(multi-path time-delay)을 포함하여 체계(system)의 센서에 수신된다. 다중경로 환경과 복잡한 해양환경의 외란(disturbance)에 의해 수신된 신호간 상관성(coherence)이 저하된다. 따라서, 신호간 시간지연값을 이용하여 수중음원의 위치를 추정하는 체계는 추정성능의 저하가 나타난다. 이러한 환경에서도 강인한 음원 위치 추정성능을 위해 선배열(uniform line array), 평면배열(rectangular array)과 같은 다양한 형태의 센서배열과 빔형성(beamforming) 기법, 비용함수(cost-function)과 같은 신호처리를 이용하여 왔다. 본 연구에서는 선배열 형태의 doublet array와 추정된 시간지연값 보정 기법을 이용하고자 한다. 3 개의 doublet array를 동일 선에 위치하였으며 각각의 doublet array에 수신된 신호간의 시간지연값을 2 단계로 추정하였다. 수신신호에 대해 상호상관(cross-correlation) 함수를 적용하여 추정된 시간지연값을 수신신호의 중심주파수(center-frequency)와 array의 개구경(aperture) 및 수중음원과의 기하학적 관계에 따라 보정하여 최종의 시간 지연값을 얻었으며 이로부터 음원의 거리와 방위를 추정하였다. 제안한 기법의 타당성을 확인하기 위해, Monte-Carlo method를 이용하여 시뮬레이션하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권3호
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• pp.253-260
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• 2015

열악한 작업환경 때문에 수중항만공사를 기계화하려는 많은 노력들이 시도되고 있다. 본 논문은 수중항만공사 중 사석 고르기 작업을 수행하는 수중건설로봇에 대해 기술한다. 로봇의 블레이드는 울퉁불퉁한 지형에서도 사석 마운드를 기준면에 대해 평편하게 고르고, 다목적암은 사석을 파고, 채울 수 있게 설계되었다. 본 연구는 로봇에 설치된 위치 및 방위 센서와 동기를 이루면서 주행과 스윙운동이 포함된 다목적암과 블레이드의 기구학을 해석한다. 기준수심센서에 부여된 월드좌표에 대해서 블레이드와 다목적암의 위치와 방위를 나타내고, 기준면과 나란한 고르기 작업을 위한 형상을 찾는다. 고르기 작업을 위한 유압제어시스템을 개발하며, 로봇에 의한 육상 및 수중 사석 고르기 작업을 실시해 실험결과를 보인다. 로봇의 작업속도는 잠수부보다 8배 정도 빠르며 작업품질도 우수한 것으로 평가된다. 잠수부가 작업할 수 없는 대수심에서는 효율성이 더 좋을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_2호
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• pp.989-1006
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• 2020

건물탐지 기반의 건물 변화 모니터링은 발사예정인 차세대 중형위성 1, 2호와 같은 고해상도 다시기 광학 위성영상을 이용한 인공 구조물 모니터링 측면에서 가장 중요한 분야 중 하나이다. 하지만 지표면에 위치하는 건물들의 형태와 크기는 다양하며, 이들 주변에 존재하는 그림자 또는 나무 등에 의해 정확한 건물탐지에 어려움이 따른다. 또한, 영상 촬영 당시의 플랫폼의 방위각(Azimuth angle)과 고도각(Elevation angle)에 따라 생기는 기복 변위로 인해 건물 변화탐지 수행 시 다수의 변화 오탐지가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 건물 변화탐지 결과 향상을 위해 다시기 영상 취득 당시의 태양의 방위각과 그에 따른 그림자의 주방향(Main direction)을 이용한 객체기반 건물탐지를 수행하였으며, 이후 플랫폼의 방위각과 고도각을 이용한 건물 변화탐지를 수행하였다. 고해상도 영상에 객체 분할 기법을 적용한 후, Shadow intensity를 통해 그림자 객체만을 분류하였으며, 건물 후보군 탐지를 위해 각 객체의 Rectangular fit, GLCM(Gray-Level Co-occurrence Matrix) homogeneity 그리고 면적(Area)과 같은 특징(Feature) 정보들을 이용하였다. 그 후, 건물 후보군으로 탐지된 객체들의 중심과 태양의 방위각에 따른 건물 그림자 사이의 방향과 거리를 이용하여 최종 건물을 탐지하였다. 각 영상에서 탐지된 건물 객체 간 변화탐지를 위해 객체들 간의 단순 중첩, 플랫폼의 고도각에 따른 객체의 크기 비교, 그리고 플랫폼의 방위각에 따른 객체 간의 방향 비교 총 3가지의 방법을 제안하였다. 본 연구에서는 주거 밀집 지역을 연구지역으로 선정하였으며, KOMPSAT-3와 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)의 이종 센서에서 취득된 고해상도 영상을 이용하여 실험 데이터를 생성하였다. 실험 결과, 특징 정보를 이용해 탐지한 건물탐지 결과의 F1-score는 KOMPSAT-3 영상과 무인항공기 영상에서 각각 0.488 그리고 0.696인 반면, 그림자를 고려한 건물탐지 결과의 F1-score는 0.876 그리고 0.867로 그림자를 고려한 건물탐지 기법의 정확도가 더 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 그림자를 이용한 건물탐지 결과를 바탕으로 제안한 3가지의 건물 변화탐지 제안기법 중 플랫폼의 방위각에 따른 객체 간의 방향을 고려한 방법의 F1-score가 0.891로 가장 높은 정확도를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.21-28
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• 2020

본 논문에서는 새로운 형태의 전동 외발 손수레를 제안하였다. 제안된 전동 외발 손수레는 작업 동작을 감지하여 작업자의 의도에 따라 안전하고 균형을 잃지 않도록 하면서 자동으로 외발 손수레를 이동시킬 수 있도록 해 준다. 작업자가 손수레의 손잡이를 잡고 위 아래로 기울이면 외발 손수레에 장착된 방위각 센서를 이용하여 전후 방향의 각도인 피치각을 감지하고 이를 전후진 이동 의도로 간주하여 각도의 크기에 비례하는 속력으로 손수레의 바퀴를 가감속 제어하여 전후진시킨다. 또한 기존 손수레와 달리 적재함에도 추가의 자유도를 부가하여 회전할 수 있도록 하였고, 작업 중 손수레가 좌우 방향으로 기울어질 때 기울기인 롤각을 감지하고 이를 기반으로 하여 적재함이 항상 지면과 수평을 유지할 수 있도록 위치 제어하여 작업자가 손수레의 균형을 잃지 않고 안전하고 쉽게 손수레를 운전할 수 있도록 해 준다. 농업 현장이나 산업 현장에서 실제로 사용할 수 있도록 DC 모터와 인휠모터, 모터 드라이버, 2축 방위각 센서와 저가의 마이크로 컨트롤러를 사용하여 경제적이고 효율적인 제어 시스템을 구성하고 기구부 설계 제작도 수행하였다. 또한 피치각의 변화만 있는 경우, 롤각의 변화만 있는 경우, 그리고 피치각과 롤각이 동시에 변화하는 경우에 대한 실험을 통해 개발된 전동 외발 손수레의 안정성과 유용성을 검증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.786-791
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• 2007

보안이 중요시되는 공간에서 임의의 사람을 추적하고 인식할 수 있는 시스템의 필요성이 점차 중요시되고 있다. 본 논문에서는 wide-area를 감시하기 위해 음원과 Pan-Tilt 카메라를 이용하여 침입자 추적 시스템을 구현하고자 한다. 먼저 음원추적 센서를 이용하여 음원의 방위를 검출한 후 Pan-Tilt 카메라를 방위 방향으로 이동시키고 이동된 Pan-Tilt 카메라로부터 기준영상을 추출한 후 일정 기준 시간마다 영상을 다시 획득하여 차 영상과 검출결과를 얻어 침입자를 추적하여 감시 시스템을 구현한다. 본 논문에 의해서 구현된 시스템은 흠 네트워크 보안 시스템과 연동을 하여 가정이나 공공시설 보안에 대한 인터페이스 역할을 할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.1269-1274
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• 2018

전 세계적으로 드론에 대한 관심이 급증하면서, 다양한 분야에서 드론 활용에 대한 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 드론의 호버링을 실현시킴으로써 드론의 기술기반을 확립한다. Arduino Uno를 주 제어장치로 사용하였으며, 3축 자세 및 방위각 센서로 부터 얻은 데이터를 필터를 거쳐 기울어진 정도를 파악한다. 이 기울어짐을 PID 제어를 통해 보정함으로써 안정적으로 수평자세제어가 가능한 드론을 구현한다.