이동로봇의 위치 추정은 센서로부터 획득한 외부 환경에 대한 측정값과 지도상에 주어진 외부 환경에 대한 정보를 비교하여 로봇의 현재위치를 추정하는 작업이다. 반면 지도 생성은 로봇의 위치정보와 외부 환경에 대한 센서의 측정값을 이용하여 외부 환경의 주요한 특징점 들의 위치 정보를 추정하는 작업이다. 따라서 정확한 위치 추정을 위해서는 정확한 지도 정보가 필요하며, 정확한 지도 생성을 위해서는 로봇의 위치를 정확히 파악하고 있어야 한다. 그러므로 로봇의 위치 추정과 지도 생성을 동시에 수행하는 작업은 상당히 어려운 작업으로 알려져 있다. 본 논문에서는 로봇의 위치 추정과 지도 생성을 동시에 수행하기 위한 방법을 제시한다. 특히 부정확한 지도 정보를 고려한 위치 추정 방법과 부정확한 위치 정보를 고려한 지도 생성 방법에 대해 논의한다. 그리고 시뮬레이션을 통하여 불확실성을 고려하는 방법이 기존의 방법에 비해서 성능면에서 우수하다는 것을 보인다.
본 논문에서는 모델의 불확실성을 갖는 RC 배터리 모델의 State-of- Charge(SOC)를 추정하기 위한 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 일반적으로 SOC를 추정하기 위해 사용하는 RC 배터리 모델은 실제 배터리 셀과 정확하게 일치하지 않고 거기에 따른 모델의 불확실성이 존재하게 된다. 이렇게 불확실성이 존재할 때 그 영향을 최소화하고 보다 정확한 SOC를 추정할 수 있는 강인한 관측기를 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 실제 배터리 셀과 RC 배터리 모델 사이에 모델 불확실성이 존재하더라도 정확한 SOC추정을 위하여 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 하지만 이러한 강인한 고이득 관측기는 높은 이득으로 발생하는 튐 현상(peaking phenomenon)과 출력 측정오차에 민감하게 반응하여 발생하는 진동(perturbation)이 존재하는 단점이 있다. 그래서 이를 보완하기 위해 슬라이딩 모드 기법을 사용하여 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 마지막으로 성능 검증을 위하여 선형 관측기, 고이득 관측기를 이용한 SOC 추정결과를 비교한다.
중금속으로 오염된 폐광산 주변부나 유류누출로 인한 토양오염 등과 같은 오염부지에 대한 환경조사는 그 결과를 토대로 환경계획이나 정책이 수립되므로 의사결정의 기초가 된다. 이때, 의사결정의 타당성은 오염부지 조사결과 오염도가 얼마나 정확하게 측정되었느냐에 따라 달리 평가되어 진다. 그러므로 이와 같은 환경조사는 측정결과의 불확실성이 감소되도록 정밀한 시료채취방법이나 분석방법을 고안하여 적용해야 한다. (중략)
본 논문은 기본적으로 미국 기계학회의 성능시험 코드에 준하여 운동 모형시험에 불확실성 해석을 적용하였다. 총 불확실성은 시험준비 과정, 계기의 검증, 데이타 취득 과정 및 분석과정에서 발생하는 오차요인들과 오차 전파 방정식에 의해 구하여진 민감도와 결합하여 구해진다. 저항추진 시험과 같은 정적시험과 운동시험과 같은 동적시험의 차이들이 불확실성 해석의 모든 과정동안 분명하게 구별되며 또한 비대칭 고정오차항목이 고려되었다. 본 불확실성 해석이 수행된 운동 응답 항목은 무차원화된 주파수의 함수로 나타낸 상하동요와 종동요의 RAO이다. 운동시험에 대한 불확실성 해석은 측정 정도를 향상시키고 오차들을 정량화하는데 유용할 뿐만아니라 여러가지 운동 해석 프로그램에 대한 검증의 기준으로 제시될 수 있다.
본 논문은 저가형 AHRS(: Attitude Heading Reference System)센서를 이용하여 무인 운송체(Unmanned vehicle)의 자세를 무향 칼만 필터 (Unscented Kalman filter)통해 추정하는 방법을 제안한다. 측정된 가속도와 지구자기장 값을 이용하여 UKF의 보정 단계에서 사용될 자세를 계산한다. 롤 (roll)과 피치 (pitch)는 가속도로부터 구해지며 요 (yaw)는 지구 자기장을 이용하여 연산한다. 이때 사용되는 지구자기장 측정값은 강철 효과(hard-iron effect)와 연철 효과(soft-iron effect)에 의해 쉽게 왜곡되기 때문에 계산된 요의 불확실성이 롤이나 피치의 불확실성에 비하여 크다. 본 논문은 이러한 불확실성을 줄이기 위하여 측정된 지구자기장에 포함된 편차성분을 추정하고 보정하여 더 정밀한 요값을 구한다. 제안된 방법을 수조에서의 무인 운송체 항법 실험을 통하여 검증하였다. 실험결과, 자세 추정 성능이 개선되고 이에 따라 위치 추정 성능도 개선됨을 확인하였다.
홍수 유량 측정에 주로 활용되는 봉부자법은 신속하고 간편하게 유량을 측정할 수 있지만, 부자의 유하 경로를 정확하게 알 수 없으므로 가정된 직선을 따라 유하하지 않을 경우 유속과 단면적 계산에 불확실성이 다소 크게 발생하는 단점이 있다. 또한 측정에 소요되는 시간이 짧지만, 대개 현장에서 유량 계산이 바로 이루어지지 못하므로 측정 유량의 적절성을 충분히 평가하지 못한다. 본 연구에서는 봉부자법의 장점은 살리고 단점을 개선할 수 있는 전자부자 시스템을 개발하고 이를 이용하여 유량을 산정하였다. 개발된 전자부자 시스템은 GPS에 의해 유하경로를 획득하여 RF 통신을 통해 실시간으로 기지국에 정보를 전송한다. 기지국은 3개 RF 채널을 통해 최대 15개의 전자부자의 위치 정보를 동시에 수집하며, 각 전자부자의 유하경로와 미리 측량한 단면 자료를 결합하여 측정과 동시에 자동으로 유속을 계산한다. 이렇게 계산된 유속은 지리정보와 결합되어 있으므로 하천의 평면 2차원적 흐름 특성을 나타내는데 활용될 수 있으며, 나아가 미리 측량된 단면 자료와 결합하여 측정과 동시에 즉각 유량이 얻어질 수 있다. 이러한 점에서 본 연구는 전자부자를 이용하여 현장에서 유속과 유량을 실측한 사례를 제시하고자 한다.
콘크리트구조물의 시간의존거동을 예측하기 위해서 콘크리트의 크리프와 건조수축 등 시간의존특성을 묘사하는 모델을 이용한다. 그러나 크리프와 건조수축 모델 자체의 불확실성과 환경조건의 불확실성 때문에 이러한 모델을 이용하여 얻은 처짐과 실제로 측정된 처짐 사이에는 상당한 차이가 있다. 이러한 오차와 불확실성을 줄이기 위하여 실제 구조물에 이용된 콘크리트를 이용한 크리프 시험에 의한 결과를 이용하여 모델의 불확실성을 줄이는 노력을 하기도 한다. 하지만 이 방법도 실제 구조물이 놓인 환경조건을 정확히 모사할 수 없다는 점과 재료 자체의 불확실성 때문에 실험에서 얻은 크리프와 건조수축의 예측 값이 실제 구조물에서 발생하는 값과 다를 수 있다. 이 연구에서는 콘크리트의 시간의존거동에 영향을 미치는 요소 중 크리프에 대하여 살펴보고, 크리프 모델 불확실성 인자를 오차요인으로 고려하여 콘크리트 부재에서 측정된 처짐으로부터 크리프 계수를 추정하는 방법을 제시하였다. 이중 강합성 거더와 콘크리트 보 부재의 해석 예제를 통하여 이 연구에서 제시하는 방법의 타당성을 검증하였다. 이 연구에서 제시된 크리프를 오차요인으로 보고 크리프 계수를 추정하는 방법은 특히, 장지간 PSC 교량이나 콘크리트 사장교처럼 처짐이 중요한 형상관리인자인 경우에 구조물의 장기거동에 대한 합리적 예측에 도움을 줄 것으로 사료된다.
시나리오 기반 학습과 관련하여 학습 관련 효과에 관한 많은 연구들이 집중되고 있다. 그렇지만, 이와 관련하여 바람직한 효과 측정 방법이 제시되지 못하고 있다. 본 연구는 시나리오 학습과 관련하여 보다 바람직한 학습 효과 측정을 위해 하나의 퍼지 논리 기반 프레임워크를 제안하는데 있다. 이러한 프레임워크의 사용은 학습 효과의 측정에 있어서 언어적인 불확실성 문제를 해결할 수 있다. 본 연구에서는 시나리오 기반 학습의 효과 측정을 위해 정확성, 이해성, 완비성의 3가지 불확실성 측도를 사용한다. 이러한 측도의 사용은 시나리오 맥락 측면에서 완전성뿐만 아니라 사용자 선택에 따른 효과 차이를 최소화시킬 수 있는 강점을 가진다. 다른 무엇보다도 시나리오 기반의 학습에 퍼지 논리의 적용은 실제 학습 상황에서 학습 목표 도달을 위한 학습 경로 진행 상황을 쉽게 관측할 수 있다.
연구개발은 일반적으로 많은 투자가 요구되는 반면에 높은 불확실성이 존재한다. 따라서 정부에서 지원받는 제한된 인력과 예산을 기반으로 연구를 수행하는 출연연 입장에서는 연구개발의 효율성을 객관적으로 측정하고, 연구개발 활동에 투입되는 자원과 산출에 대한 체계적인 평가가 중요하다. 즉, 기관에서 운영하는 R&D 예산의 합리적인 배분을 위해서 연구개발 성과의 효율성을 측정하고 이를 다시 전략적으로 R&D 기획에 반영하는 피드백 과정이 필요하다. 본 연구에서는 건설분야 정부출연연구기관의 연구부서를 대상으로 연구성과 분석을 통한 효율성을 측정하고자 한다. 이를 통해 제한된 인력과 R&D 연구비용의 합리적인 투자를 위한 전략적 우선순위 선정, 기관의 중장기 발전계획, 경영목표 등에 부합하는 연구과제를 수행하기 위한 정책 및 R&D 기획의 시사점을 제공하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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