• 한국항공우주학회지
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• 제45권2호
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• pp.124-132
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• 2017

무인기에 대한 관심이 급증하면서 무인기 충돌회피에 대한 많은 연구가 진행 중이다. 충돌회피를 위해서는 무인기 주변에 대한 상황인식이 이루어져야하며 이를 위해 라이더, 영상 카메라, 레이저 센서, 그리고 초음파센서 등이 활용되고 있다. 본 논문에서는 MB 1230 초음파 센서를 이용하여 초음파 센서의 특성을 분석하였다. 또한, 동시에 다수 초음파 센서를 사용할 경우 센서간의 간섭영향으로 정확한 거리 측정값을 획득하지 못함을 확인하였다. 이러한 초음파 센서 신호 간섭을 해결하기 위해 다수의 초음파 센서를 동시에 작동시키는 것이 아니라 초음파 센서의 Enable 신호 입력단을 이용하여 각 초음파 센서를 순차적으로 활성화시킴으로써 초음파 센서간의 간섭을 해결하는 방안을 제안하였으며 실험을 통해 제안한 방안의 효과를 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.63-73
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• 2010

본 논문에서는 위치 불확실성이 최소화되도록 중첩 초음파 센서 링을 최적 설계하는 방법과 이를 향상된 해상도의 장애물 탐지에 응용하는 방안에 대해 기술하도록 한다. 기본적으로 일군의 초음파 센서들이 일정 간격으로 상호 빔 폭이 중첩되도록 원형으로 배치된다고 가정한다. 첫째, 빔 폭 중첩 상태를 활용함으로써 초음파 센서 고유의 위치 불확실성을 현저히 감소시킬 수 있음을 보인다. 둘째, 반경이 영인 이상적인 중첩 초음파 센서 링에 대해, 위치 불확실성을 나타낼 수 있도록 유효 빔 폭의 개념을 도입하고, 유효 빔 폭을 최소화하기 위해 필요한 초음파 센서의 최적 개수를 구한다. 셋째, 일정 반경의 실제 중첩 초음파 센서 링을 대상으로, 위치 불확실성 정도를 표현하는 설계 지수를 정의하고, 상용 저지향성 초음파 센서를 구성되는 중첩 초음파 센서 링의 최적 설계 예를 제시한다. 넷째, 초음파 센서의 측정 거리로부터 이동로봇 중심 기준 장애물의 위치를 산정하기 위한 기하학적 방법을 기술한다. 마지막으로, 한 쪽이 열린 평면 장애물 탐지 실험을 통해, 자체 제작된 초음파 센서 링의 장애물 탐지 해상도가 향상됨을 입증한다.

• 한국음향학회지
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• 제27권6호
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• pp.263-270
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• 2008

초음파 어레이 센서의 성능은 구성 불성과 많은 구소 변수들에 의해 결정된다. 본 연구에서는 유한 요소해석을 통하여 구조적인 변화에 따른 초음파 어레이 센서의 성능변화를 해석하였다. 해석 결과를 기초로 하여 초음파 어레이 센서가 주파수 대역폭, 중심 주파수 그리고 -20 dB pulse length와 같은 요구 사항을 모두 만족시키며 최대의 감도를 가지도록 구조를 최적화하였다. 최적화 방법으로는 초음파 어레이 센서의 성능을 목적 함수로 하는 SQP-PD 방법을 사용하였다. 최적화된 초음파 어레이 센서는 의료 영상 진단에 적용되기 위한 모든 요구 조건을 만족하였으며, 본 설계 기술은 유사한 형태의 다른 배열형 초음파 센서에 응용 가능하다

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.67-75
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• 2011

본 논문에서는 인접 초음파 센서간 효과적인 빔 폭 중첩을 이용하여 고성능 장애물 탐지를 위한 중첩 초음파 센서 링을 최적 설계하는 방법에 대해 체계적으로 기술하도록 한다. 기본적으로 일군의 동종 저지향성 초음파 센서들이 일정 간격으로 상호 빔 폭이 중첩되도록 원형 배치된다고 가정한다. 첫째 초음파 센서의 실제와 단순화된 빔 패턴 그리고 빔 폭 내의 장애물 위치 추정을 위한 여러 센서 모델에 대해 소개한다. 둘째, 중첩 초음파 센서 링의 장애물 탐지 범위와 장애물 위치 추정을 위한 간단한 센서 모델에 대해 기술한다. 셋째, 타원과 비타원 형태의 빔 패턴에 대해 각각, 장애물 탐지 시 위치 불확실성이 최소화되도록 중첩 초음파 센서 링을 설계하기 위한 지수를 정의한다. 넷째, 최소한의 빔 폭 중첩 보장과 과도한 빔 폭 중첩 회피를 위해 요구되는 중첩 초음파 센서 링의 구조적 사양에 대한 제한 조건을 유도한다. 다섯째, 주어진 중첩 초음파 센서 링의 반경에 대한 초음파 센서의 최적 사용 개수와 주어진 초음파 센서의 사용 개수에 대한 중첩 초음파 센서 링의 최적 반경을 결정한다. 본 논문 전반에 걸쳐, 대표적인 상용 저지향성 초음파 센서로서 Murata사의 MA40B8이 채택되었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.198-206
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• 2009

본 논문에서는 빔 폭이 중첩된 초음파 센서 링을 이용하여 초음파 센서의 위치 불확실성을 감소시키고 이를 토대로 이동로봇이 효율적으로 장애물을 탐지하도록 하는 방안에 대해 기술하도록 한다. 기본적으로, 원형 이동로봇 측면에 상대적으로 적은 개수의 중저가의 저지향성 초음파 센서들이 일정 간격으로 상호 빔 폭이 중첩되도록 배치되어 있다고 가정한다. 첫째, 단일 및 이중 장애물에 대해 빔 폭 중첩 상태를 이용하여 초음파 센서 고유의 위치 불확실성을 감소시킬 수 있음을 보이고 또한 그 향상 정도를 정량적으로 제시한다. 둘째, 2개 또는 1개의 초음파 센서로부터 장애물 측정 거리 데이터가 주어질 때, 이동로봇의 중심을 기준으로 하여 장애물의 위치를 산정하는 기하학적 방법을 고안한다. 셋째, 정규 분포, 포물선 분포, 균일 분포, 임펄스 등 기존의 단일 초음파 센서 모델을 비교 검토한 후, 위치 불확실성 및 소요 연산량 측면에서 장애물 탐지에 적합한 중첩 초음파 센서 모델을 수립한다. 마지막으로, 자체 제작된 초음파 센서 링을 이용한 단일 장애물 및 복수 장애물 탐지 실험을 통해 제안된 중첩 초음파 센서의 효용성을 입증한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.721-724
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• 2014

초음파센서는 저렴성, 단순한 구조, 기계적 강인성, 사용상의 적은 제약 등의 이점 때문에 다양한 응용분야에 적용된다. 물체의 인식에 초음파센서를 사용하기에는 낮은 분해능을 초래하는 불량한 방향성과 측정오류를 유발하는 반사성의 어려움을 내재하고 있다. 이런 문제를 개선하기 위해서 다양한 센서의 배열형태에서 많은 수의 센서를 사용하거나, 일정 수의 센서를 사용할 경우에는 센서의 배열을 기계적으로 이동시킨다. 본 논문에서는 물체의 패턴인식에 있어서 가장 기본적인 거리, 물체크기, 물체각도 값을 얻기 위해 간단하게 구성된 전자회로를 부가하여 초음파센서의 송출전압을 여러 단계로 변경시켜 얻어낸 데이터에 뉴로퍼지 기반의 지능적 계산 알고리즘을 적용하여 개선된 결과를 얻는다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.341-347
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• 2011

본 논문에서는 유효 빔 폭 개념을 새로이 도입하여 중첩 초음파 센서 링의 성능 평가, 최적 설계, 그리고 복합 장애물 탐지에 대해 기술하도록 한다. 일군의 동종 저지향성 초음파 센서들이 반경이 영이 아닌 원주 상에 일정 간격으로 상호 빔 폭이 중첩되도록 배치된다고 가정한다. 첫째, 중첩 초음파 센서 링의 전역 위치 불확실성을 전체 장애물 탐지 범위 내에서의 국부적 위치 불확실성의 평균값으로 나타낸다. 중첩 초음파 센서 링의 유효 빔 폭을 동일한 전역 위치 불확실성을 갖는 단일 초음파 센서의 빔 폭으로 산정하고 이를 바탕으로 정규화된 장애물 탐지 성능 평가 지수를 정의한다. 둘째, 정의된 성능 평가 지수를 이용하여 장애물 탐지 시 위치 불확실성이 최소화되도록 중첩 초음파 센서 링의 설계 사양을 최적화한다. 주어진 초음파 센서의 사용 개수에 대한 중첩 초음파 센서 링의 최적 반경 그리고 주어진 중첩 초음파 센서 링의 반경에 대한 초음파 센서의 최적 사용 개수를 결정한다. 셋째, 3개의 인접 초음파 센서로부터의 장애물 거리 간의 대소 관계에 의거한 복수 장애물의 위치 불확실성 영역 판정 기준을 제시한다. 제시된 위치 불확실성 영역판정 기준을 이용하여 다양한 형태의 장애물로 구성된 복합 장애물 환경에서의 장애물 윤곽 추출 결과를 보인다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1140-1141
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• 2017

SWASH형 시험선의 제어 시스템에 입력 값으로 사용되는 심도 값은 초음파 센서를 통해 측정한다. 선수부에 부착한 초음파 센서를 통해 수면과의 거리를 측정하여 시험선의 무게중심까지의 거리를 단순히 계산 할 수 있지만, 시험선의 자세와 초음파 센서로 측정한 값에 대한 기하학적 관계를 함께 적용해야만 시험선의 정확한 심도를 예측 할 수 있다. 본 연구에서는 초음파 센서와 시험선의 자세 값을 이용한 SWASH형 시험선의 심도를 보정해주는 방법을 소개한다.

• 산업기술연구
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• 제26권B호
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• pp.249-255
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• 2006

In this paper, we study the river level/velocimetry measuring system using the ultrasonic sensor to acquire the more precise data from the river circumstance in rainy season. We design the two ultrasonic sensor system to calculate the water level and surface current speed of the river using the dedicated hardware and software. We investigate the validity and effectiveness of the proposed system which applied to the real river environment monitoring system that will be extended to the GIS.

• 산업기술연구
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• 제27권B호
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• pp.97-101
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• 2007

We have developed a Edge Position Controller (EPC) using a ultrasonic sensor and applied to a fabric machine as a web guide system. Hardware devices composed of a ultrasonic transmitter-receiver sensor module and microprocessor-based sensor signal processing system are developed to realize the proposed system. We evaluated the control characteristics of the EPC and the performance of the system was good enough to apply the actual system.