• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.179-185
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• 2014

본 논문은 인간과 상호작용하는 엔터테인먼트 4족 애완 로봇과 스마트폰에서 로봇 조종이 가능한 로봇제어기 및 로봇에서 제공하는 센서 정보들을 이용하여 컴퓨터에서 가정용 기기들을 제어하는 홈스마트제어시스템을 구현하기 위한 것으로 로봇은 20 자유도를 가지면서 Microsoft사의 키넥트 센서, 적외선거리 센서, 3축 모션 센서, 그래픽 LCD, 온습도 및 가스 센서로 구성되어 있다. 로봇의 엔터테인먼트 기능을 구현하기 위하여 보행 알고리즘, 키넥트 센서를 이용한 모션 및 음성인식 알고리즘, 감정표현을 위한 알고리즘을 제시하였으며 로봇을 조종할 수 있는 스마트폰 로봇제어 알고리즘 및 가정용 기기를 제어하는 홈스마트제어 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘들은 구현한 로봇과 컴퓨터 및 스마트폰에 적용하여 실험으로 검증하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.97-107
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• 1999

항공기의 착륙을 추적하기 위해 많이 사용되는 수동 센서인 레이저 거리 측정기(LRF)와 전방관측 적외선 카메라(FLIR)는 배기가스교란(Exhaust Plume Disturbance)으로 인한 고도각 측정 시에 오차를 발생시킨다. 이 경우에 확장형 칼만필터(EKF)를 사용하여 거리 및 고도를 측정하면 배기가스(plume)와 같은 비-가우시안 잡음 때문에 추적 성능이 저하된다. 본 논문에서는 배기가스의 발생 타이밍을 검출기(PD)를 사용하여 확인한 후에 배기가스가 발생하면 적응형 추산법을 사용하고 배기가스의 영향이 없을 때에는 기존의 확장형 칼만필터를 사용하는 복합 방식을 제안하고 이를 위한 적응형 필터를 설계한다. 이 혼합형 필터는 배기가스와 같은 미지의 바이어스를 제거하는데 매우 효과적인 방법이며 시뮬레이션을 통하여 이러한 성능을 예증한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.361-361
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• 2013

비냉각 적외선 검출소자는 빛이 전혀 없는 환경에서도 사물을 감지하는 열상장비의 핵심소자이다. 마이크로볼로미터 적외선 검출기는 상온에서 동작하며, 온도안정화를 위해 TEC를 장착하여 진공패키지로 조립된다. 패키지는 진공을 유지할 수 있도록 일반적으로 메탈로 제작되며, 단가 감소 및 생산성 증대를 위해 wafer level packaging 방법을 이용한다. 마이크로볼로미터의 특성은 패키지의 진공 변화에 매우 민감하다. 센서의 감도를 증가시키기 위해서는 진공환경을 유지해야 한다. 볼로미터 소자의 특성은 상압에서 열전도는 기판과 멤브레인 사이의 에어갭을 통해 열손실을 야기하므로 센서의 반응도가 현저히 줄어든다. 에어갭이 1 um 정도 되더라도 그 사이에 존재하는 열전도가 가능하므로 진공을 유지하여 열고립 상태를 증대시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 소자의 동작시 압력, 즉 진공도가 볼로미터 소자의 반응도 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 마이크로볼로미터 소자는 $2{\times}8$ 어레이 형태로 제작하였으며, metal pad를 각 단위셀에 배치하였으며, 공통전극으로 한 개의 metal pad를 넣어 설계하였다. 흡수체로써 VOx를 사용하였으며, 열 고립구조를 위해 2.5 um 공명 흡수층의 floating 구조로 멤브레인을 형성하였다. 진공패키지는 메탈패키지를 제작하여 볼로미터 칩을 TEC 위에 장착하였으며, 신호의 감지를 위해 가변저항을 매칭시켰다. 반응도는 신호 대 잡음 값을 획득하여 소자에 도달하는 적외선 에너지에 대해 반응하는 값을 계산에 의해 얻어내는 것이다. 픽셀 크기는 $50{\times}50$ um이며, 패키지 조립 공정 후 온도변화에 따른 저항 측정을 통해 TCR 값을 얻었다. 이때 TCR은 약 -2.5%/K으로 나타났다. $2{\times}8$의 4개 단위소자에 대해 측정한 값은 균일하게 TCR 값이 나타났다. 광반응 특성은 볼로미터 단위소자에 대해서 먼저 고진공(5e-6 torr) 하에서 측정하였으며, 반응도는 25,000 V/W의 값을 나타내었고, 탐지도는 약 2e+8 $cmHz_{1/2}$/W로 나타났다. 패키지의 압력 조절을 위해 TMP 및 로터리 펌프를 이용하여 100 torr에서 1e-4 torr의 범위에서 압력조절 밸브를 이용하여 질소가스의 압력으로 진공도를 변화시켰다. 적외선 반응신호는 압력이 증가함에 따라 감소하였으며, 2e-1 torr의 압력에서 신호의 크기가 감소하기 시작하여 5 torr에서 반응도의 1/2 값을 나타냄을 알 수 있었다. 30 torr 이상에서는 신호가 잡음값 과거의 동일하여 신호대 잡음비가 1로 나타남을 알 수 있었다. 또한 진공도 변화에 대해, 흑체온도에 따른 반응도 및 탐지도의 특성을 조사한 결과를 발표한다. 반응도의 증가를 위해 진공도는 진공도는 1e-2 torr 이하의 압력을 유지해야 함을 본 실험을 통해 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.276-279
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• 2009

최근 선박의 안전과 작업환경 개선을 위해 선박 자동화 시스템을 도입하고 있다. IMO에서 표준기술 및 안전관리측면의 규제를 강화하여 해상안전과 해상 화재 방지를 위하여 노력을 하고 있으나 해양사고와 선박화재는 계속 발생하고 있다. 본 논문에서는 선박의 화재에서 Robot을 이용하여 Risk에 대응하고 관리하는 연구를 하였다. Robot의 Risk대응을 위한 화재 감지 센서를 부착하고, Robot에서 장착되어 수행되는 적외선 센서, TOUCH SWITCH, 소리감지 센서, 가스 감지 센서, 빛감지 센서를 이용하여 Robot을 컨트롤 하였으며, Robot에게 Risk 대응을 지시 할 때의 소리출력 사용과 DC MOTOR의 속도와 COM SEN에 Low~High 값을 설정하여 Robot의 Risk 대응관리 동작을 설정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.236-236
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• 2013

비냉각 적외선 검출기는 산업용 군사용으로 최근 각광을 받고 있다. 이는 주야간 빛이 없는 곳에서도 사물의 열을 감지할 수 있어 인체감지 및 보안감시, 에너지 절감 등에 응용될 수 있는 핵심부품이다. 비냉각 적외선 검출기로는 재료의 저항의 변화를 감지하는 마이크로볼로미터형이 가장 많이 사용된다. 감지재료로는 비정질 실리콘(a-Si)과 산화바나듐(VOx)이 가장 많이 사용된다. VOx 박막은 일반적으로 RF sputtering 방법으로 증착이 되며, 저항이 낮고, 저항의 온도변화 계수(TCR)가 크며 신호 대 잡음 특성이 우수한 반면 산소(oxygen) phase가 다양하여 갓 증착된 상태의 박막은 재현성이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존의 V 타겟을 사용한 VOx 박막을 증착하는 방법을 개선하여 ZnO 나노박막을 중간에 삽입하여 저항 특성을 조절할 뿐만 아니라 열처리에 의해 TCR 값을 향상시키고, VO2 phase 가 주로 나타나는 박막 증착 및 공정 방법을 소개한다. RF sputtering 장비를 이용하여 산소와 아르곤 가스의 혼합비를 4.5로 하였으며, VOx 증착 시 플라즈마 Power는 150 W 로 하여 상온에서 증착하였다. 갓 증착된 VOx 다층박막의 XRD 스펙트럼은 V2O5 피크가 주된 상을 이루고 있었으며, 산소열처리에 의해 VO2 상이 주로 나타남을 알 수 있었다. TCR 값은 갓 증착된 샘플에서 -0.13%/K의 값을 얻었으며, $300^{\circ}C$에서 50분간 열처리 후 -3.37%/K 으로 급격히 향상됨을 알 수 있었다. 저항은 열처리 후 약 100 kohm으로 낮아져 검출소자를 위한 조건에 적합한 특성을 얻을 수 있었다. 또한 산소열처리의 온도 및 시간에 따라 TCR 및 표면 거칠기 특성을 조사하였으며, 최적의 열처리 조건을 얻고자 하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.40-45
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• 2013

적외선 영상을 획득하는 인공위성의 적외선 검출기는 임무 궤도에서 정확한 성능을 보장받기 위해 발사 전 지상에서 흑체를 이용한 검보정 환경시험을 거쳐야 한다. 적외선 탑 재체의 검보정 기준이 되는 대구경흑체는 궤도환경 지상시험을 위해 진공환경에 적합한 재질로 구성되어야 하며, $-40^{\circ}C$에서 $+40^{\circ}C$까지의 온도 범위에서 중심 80 %의 영역에 대해 $2^{\circ}C$ 이하의 표면 온도 균일도와 0.95 이상의 방사율을 가져야 한다. 열유동해석 결과로 도출된 대구경흑체는 $1m{\times}1m{\times}8mm$의 크기의 구리판에 방사율을 높이기 위한 알루미늄 하니콤 코아를 부착하고, 블랙페인트를 도포하여 제작되었으며, 온도 조절을 위해 뒷면에는 질소가스 흐름을 위한 구리튜브가 용접되었다. 한국항공우주연구원의 광학열 진공챔버에서 수행된 대구경흑체 검증시험에서 20개의 저항온도센서와 적외선카메라를 이용하여 표면 온도 분포를 측정하여 ${\pm}40^{\circ}C$의 온도 범위에서 약 $1^{\circ}C$의 온도 균일도를 가짐을 확인하였다. 표면방사율은 대기압, $40^{\circ}C$에서 0.975로 측정되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제2권)
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• pp.69-73
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• 2006

일반신호기는 정해진 신호시간에 따라 독립적으로 운영되는 정주기신호기와 TOD(Time of Day)식 신호기이다. 이런 일반신호기의 단점으로는 변동되는 교통량에 대응이 불가능하고, 교통량에 관계없이 연속적으로 신호체계가 이루어지기 때문에 차량의 이동성이 비효율적으로 됨에 따라 생산성 감소, 에너지낭비 및 자동차 배기가스 증가를 초래하고 있다 이를 개선하기 위한 방법으로서 본 논문에서는 4차선의 주차로와 2차선의 소방로로 이루어진 교차로에서 주차로의 교통량이 많을 경우, 차로에서는 녹색불이 지속되어 교통의 흐름을 원활하게 해주며, 소방로에서 차량이 일정량 증가하게 되면, 주차로의 신호등이 적색등을 바꾸어 소방로의 차량이 교통되도록 하는 지능형 교통체계에 대해 VHDL을 이용하여 지능형 신호체계 시스템을 설계하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.299-304
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• 2016

As public interest in air quality and environment problem is increasing, many researches are being carried out the gas measurement system. Especially, Non-dispersive infrared (NDIR) measurements using Beer-Lambert gas sensing principle with very high selectivity and long life time are noted for reliable method. It is possible to detect various gases such as carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO), and nitrogen dioxide (NO2), but many researches are mostly concentrated on CO2 sensor. The multi-gas measuring instrument is high price and unwieldy, therefore it is not suitable for wide area required numerous instrument. So we study the NDIR multi-gas measurement system for air quality based on wireless sensor network, and experiment the realized measurement system.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2401-2403
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• 2005

MEMS를 기반으로 하는 써모파일은 여러 산업분야에 측정 센서로 각광받고 있다. 이러한 써모파일은 유속, 가스, 칼로리미터 및 비접촉식 체온계 등의 적외선 및 열 측정 소자로 사용되고 있다. 기존의 써모파일은 산화막/질화막/산화막이나 혹은 산화막/질화막의 공정을 사용하여 제작되며, 열전쌍은 지벡 계수가 큰 여러 가지 물질을 사용하여 제작되어 발표되고 있다. 그러나 본 논문에서는 저 스트레스 질화막을 사용하여 다이어프램을 제작하였다. 열전쌍은 인을 주입한 다결정 실리콘과 알루미늄을 직렬로 연결하여, 60쌍으로 제작하였고, 또한, 열접점의 열전쌍의 접합 모양을 변경하여 감도를 증가 시켰다. 소자의 기는 $3{\times}3mm$이고, 활성영역은 $1{\times}1mm$이다. 그리고 출력은 사람 체온인 $37^{\circ}C$일 때, 0.403mV의 출력전압을 보였다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.319-322
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• 2008

사용자의 각 개인별 관심 및 환경에 따라 적절한 정보를 다양한 입출력 방식으로 제공하고, 가정내의 모든 장소에서 네트워크 접속이 가능한 사용자 중심의 지능형 홈 네트워크 환경의 새로운 요구가 대두 되고 있다. 또한 집안의 온도, 가스, 화재, 도어, 적외선 센서들로부터 수집된 정보를 요약, 분석, 처리 가공하여 문자 및 그래픽 등으로 보고 받는 사용자 중심의 서비스 제공이 요구 된다. 이에 본 논문은 전력선 통신 (Power Line Communication, PLC)을 이용한 흠 네트워크 시스템을 구축하여 가정내의 온도, 화재, 침입방지 등의 보안 문제뿐만 아니라 정보가전기기들이 네트워크로 상호 연결되어 기기, 시간, 장소에 구애 받지 않는 다양한 서비스의 제공이 가능하며, 중앙의 홈 서버를 통해 집안 전체의 관리가 가능한 안전하고 스마트한 자동화 서비스를 제공하는 환경을 구축한다.