• Magazine of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection
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• v.17 no.1
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• pp.48-59
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• 2013

응력파의 기반한 비파괴 검사법은 비교적 실험 절차 및 실험에 필요한 장비가 단순하고, 인체에 해가 없으며, 비용이 저렴한 특성을 갖고있다. 따라서 건축/토목 구조물의 비파괴 검사에 매우 효과적인 방법으로 알려져 있다. 하지만 기존의 가속도계, 변위계, 지오폰과 같은 부착 센서를 사용할 경우 표면 처리, 센서의 부착 및 이동에 따른 추가적인 시간이 소요되고, 센서와 구조물의 불완전한 커플링으로 인한 측정 결과의 신뢰성 및 일관성을 유지하지 어렵다는 문제를 발생시킨다. 최근 이러한 문제의 해결책으로 Air-coupled sensor (ACS)의 사용이 각광받고 있으며, 여러 연구자들에 의해 ACS의 가능성 및 실용성이 증명되고 있다. 기존의 접촉센서와 비교하여 ACS를 사용했을 때 얻을 수 있는 가장 큰 장점은 센서의 커플링 문제를 근본적으로 해결하여 신뢰도가 높고 일관적인 측정이 가능하고, 대형 건축/토목 구조물의 표면을 음향스캔하여 결과를 신속하게 처리하여 실시간으로 시각화 할 수 있다는 점이다. 이론적으로 ACS를 이용하여 측정하는 물리값은 콘크리트 내부에서 발생된 응력파의 일부가 공기중으로 전파된 누설파 (Leaky wave)이다. 콘크리트 비파괴 검사에 주로 사용하는 100 kHz이하의 저주파를 측정할 경우 일반적으로 콘텐서마이크가 ACS로 사용될 수 있다. 기존 연구자들은 실험 및 이론적 연구를 통하여 응력파에 기반한 비파괴 방법에서 ACS가 기존의 접촉 센서를 대체할 수 있다는 점을 보여주고 있다. 현재 미국에서는 연방 도로청 (FHWA) 및 국가표준기술연구소 (NIST)의 연구비 지원으로 ACS의 실용성을 높이기 위하여 최적화된 음향반사판의 설계를 통한 ACS 의 민감도를 높이기 위한 연구, 다채널 센서 배열 및 데이터 통합을 위한 새로운 알로리즘 개발, 자동화 및 로봇 기술과 융합과 같은 연구가 활발히 진행되고 있다. 멀지 않은 미래에는 ACS를 장착한 무인 로봇이 다양한 종류의 건축/토목 구조물의 건전도를 평가하기 위하여 종횡무진 활약하는 모습을 현실 속에서 볼 수 있을 것이라 기대한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.33 no.4
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• pp.1509-1521
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• 2013

Social demand for the stability of structures lead to the development of the technology to accomplish it. The non-destructive seismic technique, which is able to assess structural integrity of infrastructures, belongs to this category. Seismic technique is focused on the measurement of seismic velocity propagating through the material, and has to utilize sensors coupled to material surface, which does not allow the testing to be performed on the fly. In this paper, a general vocal microphone, which works as a non-contact sensor, was adopted to facilitate seismic testing with mobility and efficiency improved. The target of using microphones was oriented toward quality assessment of compacted subgrade, stiffness evaluation and health monitoring of concrete structures. Experimental parametric study and field applications were performed to investigate reliability and efficiency of microphones. Finally, the optimal test configuration of microphones was suggested for resonance tests and surface-wave tests.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.23 no.6
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• pp.733-739
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• 2019

Water level measurement is highly demanding in IoT monitoring areas such as smart factory, smart farm, and smart fish farm. However, existing water level indicators are limited to be used in industrial fields as commercial products due to the high cost of sensors and the complexity of algorithms used. In order to solve these problems, our paper proposed methods using an infrared distance sensor as well as a hall sensor for the water level measurement, both of which are contactless smart sensors. Data errors caused by the inaccuracy of existing sensors were decreased by applying new simple structures so that versatility is enhanced. The performance of our method was validated using experiments based on simulations. We expect that our new water depth indicator can be extended to a general-purpose water level monitoring system based on IoT technology.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.24 no.4
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• pp.73-77
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• 2017

Recently, fingerprint sensors have widely used for personal information security, and require quality evaluation to reduce an error of their recognition rate. Quality of fingerprint sensors is evaluated by variation of their electrical resistance introducing by contacts between a probe tip and a sensor electrode, Investigation on the materials compatability and structure optimization of probe is required to reduce deformation of sensor electrode for repeatability of quality testing. Nickel, steel(SK4), beryllium copper, and phosphor bronze were considered as probe materials, and beryllium copper was the most appropriate for materials of probe tips, considering indentation and contact resistance while being contacted probe tips on electrodes. Probes of an inspection part were manufactured with the single-unit structure for physical damage prevention and parallel processing capability. Inspection repeatability was evaluated by voltage variation of fingerprint sensors when the specific current was applied. A single-unit inspection part with beryllium copper probe tips showed excellent repeatability within ${\pm}0.003V$ of its voltage variation.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2012.11a
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• pp.11-14
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• 2012

본 논문에서는 임베디드 시스템 기반 NXT 로봇을 제어하여 길찾기, 미로찾기, 장애물오르기 등의 주행을 수행하는 프로그램을 개발하는 것이다. 미로 찾기는 RBG 센서를 통해 트랙의 색을 구분하여 정해진 색을 따라 주행하는 하는 것이며, 장애물 미로구간에서는 NXT 로봇 자신이 장애물을 넘지 못한다는 것을 인식하여 미로를 찾아 빠져나가도록 초음파 센서를 이용한다. 초음파 센서로 자신이 통과할 수 있는 진입로로 판단되면 주행을 계속하며, 그렇지 않은 경우에는 좌우회전을 통해 미로구간을 통과한다. 마지막 계단식 장애물 구간에서는 접촉센서와 초음파 센서를 통해서 물체의 높이를 가늠하여, 접촉센서 값과 초음파 센서 값을 통해 프로그램은 통과 여부와 계단높이를 판단한다. 실험결과 로봇은 제어프로그램 시나리오에 따라 적절하게 수행함을 확인할 수 있었으며, 이와 같은 로봇 제어를 확대하면 사람을 대신하는 재난구조 활동, 전쟁시 지뢰탐지 및 적 정찰활동, 지하공동구 및 지하매설물 안전 점검활동 등을 수행하는 업무로 적용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서 사용한 로봇은 I-Brick이라는 마이크로프로세서를 통해 프로그램을 구동되며, 저 전력으로 I-Brick과 그와 연결된 센서와 서브 모터 등을 구동하고 제어하도록 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06d
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• pp.169-171
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• 2012

본 논문에서는 사람의 신장을 측정하는 과정에서 기존의 수동식 측정 장비가 가지는 문제점을 해결하기 위한 방안으로 초음파 센서를 이용한 신장 측정 기술을 제안한다. 기존의 수동식 측정 장비 혹은 모터를 이용한 반 자동식 측정 장비의 경우 측정 장비의 일부가 사람의 신체에 직접 접촉한다는 문제와 측정 대상자의 수에 따라 측정 대상자와 측정 실시자 모두 많은 시간과 비용이 들어가는 문제가 있다. 하지만 초음파 센서를 이용하면 이 문제를 해결할 수 있다. 본 논문에서는 초음파 센서와 AVR 보드를 사용하여 비 접촉식 신장 측정 기법을 제안한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.24-24
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• 2022

토양 수분은 육상 생태계를 지배하는 핵심 변수로 널리 간주되어 왔다. 따라서 토양 수분을 모니터링하고 추정하는 것은 수문, 농업, 생화학적, 및 기후 역학을 평가하는 데 필수적이다. 그러나 최대 토양 접촉을 요구하는 기존의 토양 수분 모니터링 방법은, 토양 교란을 최소화하여 토양의 고유 특성을 보전하지 못하는 한계가 있다. 이 문제를 극복하기 위해 본 연구에서는 비접촉 초음파 시스템을 이용하여 토양 수분을 평가 방법을 개발하였다. 이 시스템은 공기-토양 조인트 절반 공간에서 누설 레일리파(Rayleigh wave)를 측정하도록 설계되었다. 토양 수분의 변화에 대한 누설 레일리파의 측정은 통제된 실험 설계에서 모래, 실트, 점토와 같은 세 가지 토양 유형에서 평가하였다. 본 연구 결과에서 세 가지 토양 사례 모두, 누설 레일리파의 에너지와 토양 수분 사이에 밀접한 관계가 있음을 보였다. 그러나 모래에서 얻은 동적 매개변수의 특성은 실트 및 점토의 특성과 다른 형태를 보였다. 이러한 결과는 미세한 토양 입자와 대조적으로 굵은 토양 입자는 증발 과정에서 감소된 토양 강도로 설명될 수 있다. 관측된 누설 레일리파에서 얻은 동적 매개변수를 기반으로 토양 수분을 평가하기 위해 랜덤 포레스트 모형을 이용하였다. 예측된 토양 수분의 정확도는 모든 데이터 및 토양 유형에 관계없이 높은 정확도를 보였다(R² ≥ 0.98, RMSE ≤ 0.0089 m³ m^-3). 즉, 본 연구에서는 레일리파가 토양 교란 없이 토양 수분 변화를 지속적으로 평가할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있음을 보여주었다.

• Environmental engineer
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• s.162
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• pp.30-36
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• 2000

• Ceramist
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• v.8 no.4
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• pp.40-44
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• 2005

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.500-504
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• 2006

하천 수위 측정을 위해서 우물통을 기본으로 하는 부자식, 초음파식, 기포식, 압력식, 레이다식 등 다양한 장비가 사용되고 있다. 이와 같은 장비는 모두 간접적인 방법으로 수위를 측정하기 때문에 기준값을 바탕으로 보정이 필요하며, 장비의 특성에 따라 여러 가지 장단점을 지니고 있다. 부자식의 경우 오래 전부터 사용되어 안정적으로 수위를 측정할 수 있는 것으로 평가되고는 있으나 우물통 막힘 등으로 인해 오측 혹은 결측이 발생하는 경우가 있다. 최근에 많이 사용되고 있는 센서식 장비의 경우에는 센서에 대한 정기적인 보정이 필요하며, 일부 장비의 경우 온도에 따라 측정값이 변화하는 단점이 있다. 수위 측정 방식은 접촉식과 비접촉식으로 나누어 볼 수 있다. 접촉식의 경우 물속에 센서가 위치하고 있기 때문에 홍수시 센서 유실 및 고장의 우려가 있으며, 잦은 고장의 원인이 되기도 한다. 비접촉 방식인 초음파나 레이다 수위계의 경우 온도에 따라 보정이 필요하거나 수면과의 거리에 커지면 오차가 커지는 경향을 지니고 있다. 또한 이와 같은 간접방식에 의한 수위측정 방법은 수위가 많이 변화하는 경우 실제 수위와 측정되는 수위가 일치하는지를 확인하는 것이 불가능한 단점도 있다. 본 연구에서는 최근에 많이 일반화되고 있는 영상처리기술을 이용하여 자동적으로 수위를 측정하는 장비인 영상수위계를 개발하였다. 또한 개발한 영상수위계를 하천 현장에 적용하여 정확성을 평가하고 그 특징을 분석하였다. 영상수위계는 카메라에 의해서 수위표를 촬영하여 직접 수위값으로 변환하는 원리를 사용하고 있어서 기존 수위측정 시설과는 달리 수위표를 직접 눈으로 확인할 수 있는 장점이 있다. 이로 인해 수위표를 육안으로 확인할 수 있기 때문에 측정된 수위를 검증할 수 있어 수위측정의 정확성을 한층 높일 수 있다. 그리고 수위표 영상과 더불어 수위표 주변의 전체 영상을 동시에 촬영하여 실시간으로 전송하기 때문에 홍수시 하천 상황에 대한 모니터링 목적으로 사용될 수 있다. 영상수위계는 우물통 등을 이용하는 기존 방법과 비교하여 구조물이 필요 없어 설치 비용이 저렴하고, 영상에 의한 하천 모니터링 기능을 자체적으로 가지고 있기 때문에 효율적이라고 할 수 있다.