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MIRIS 우주관측카메라 FM Dewar 설계

  • 차상목;문봉곤;정웅섭;이대희;남욱원;박영식;이창희;박성준;이덕행;가능현;한원용;박장현;선광일;양순철;박종오;이승우;이형목
    • 천문학회보
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    • 제35권1호
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    • pp.40.2-40.2
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    • 2010
  • MIRIS 우주관측카메라는 과학기술위성 3호의 주탑재체로서 $0.8{\sim}2.0{\mu}m$의 근적외선영역에서 우주배경복사와 우리은하 평면의 Pa-$\alpha$ survey 관측을 목적으로 한다. 이러한 임무를 수행하기 위해 MIRIS 우주관측카메라에는 MCT(HgCdTe) IR 검출기가 사용되고 6개의 필터를 장착할 수 있는 필터휠이 설계되었으며, 열잡음을 줄이고 원하는 SNR을 얻기 위해 모두 100K 이하로 냉각이 요구된다. 효과적인 냉각 및 저온유지를 위해서 외부의 열을 1차적으로 차단하는 Cryostat 외부용기와 100K 이하로 냉각되는 내부 Cold Box의 이중구조를 가지는 Dewar가 설계 되었다. 내부 Cold Box의 냉각은 소형 stirling cooler로 이루어지고 외부의 열 유입량이 Cooler의 냉각용량을 넘지 않도록 설계하였다. Cryostat 외부용기는 radiation cooling으로 냉각되어 200K 이하의 온도를 유지하며 내부 Cold Box로의 열유입을 최소화하기 위해 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 단열 지지대와 MLI(Multi Layer Insulation)가 사용된다. 또한 100K으로 냉각시 필터고정부와 Cold Box 구조에서 일어날 수 있는 구조적인 피로도를 줄이고 열변형에 의한 문제를 방지하기 위한 고려가 설계에 포함되었다. FM(Flight Model)은 고진공 환경의 우주공간에서 문제가 발생하지 않도록 설계되었다. 또한 EQM 진동시험결과를 토대로 발사환경에서 발생하는 강한 진동을 견딜 수 있도록 FEM(Finite Elements Method) 구조해석을 통하여 필터고정부에 flexible structure 설계와 완충제를 추가하고 필터휠 구동부와 harness 고정부 및 cooler 지지부를 비롯한 전체 구조물에서 충분히 진동을 극복할 수 있도록 설계하였다.

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후방복사를 이용한 램파의 위상속도 분산과 군속도의 측정 (Determination of Phase Velocity Dispersion Curve and Group Velocity of lamb Waves Using Backward Radiation)

  • 송성진;권성덕;정용무;김영환
    • 한국음향학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.61-68
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    • 2003
  • 유도초음파는 얇은 판재와 다층재료를 평가하는데 널리 사용되는데, 이를 정량적으로 이용하기 위해서는 위상 및 군속도의 분산 곡선은 필수적이다. 본 연구에서는 누수 램파의 후방복사 신호를 측정하기 위한 측정장치를 개발하였다. 시험편을 회전시켜서 입사각을 변화시켰으며, 2차원 평면에서 움직이면서 입사 위치를 바꾸었다. 광대역 초음파 탐촉자를 사용하여 탄성판에서 발생하는 누수 램파 후방복사 신호를 측정하였다. 입사각으로부터 위상속도가 결정되며, 이에 해당하는 램파의 특정모드가 판재 내에 강하게 발생되고, 이 램파는 시험편의 앞뒤로 진행하면서 물속으로 에너지를 방출한다. 동일한 탐촉자를 사용하여 누수 램파의 후방복사 신호를 검출하고, 이 신호의 주파수 성분은 분산곡선에 대한 정보를 지닌다. 입사각도와 수신된 파형의 주파수 분석을 통하여 램파의 위상속도 분산곡선을 구하였다. 또한 특정한 입사각에서 입사점을 변화시키면서 초음파 신호의 시간대역 이동으로부터 군속도를 측정하였다.

P2P 오버레이 네트워크에서의 능동적 공격에 대한 방어 (Defending Against Some Active Attacks in P2P Overlay Networks)

  • 박준철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권4C호
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    • pp.451-457
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    • 2006
  • 피어-투-피어(P2P) 네트워크는 개방적, 평면적, 자율적 특성으로 인하여 참여 피어들의 악의적인 공격에 근원적으로 취약하다. 본 논문에서는 부트스트래핑(bootstrapping) 단계 및 온라인 단계에서의 악의적 피어들의 공격을 효율적으로 방어하는 문제를 다룬다. 본 논문은 부트스트래핑 단계에서 네트워크의 신뢰성 있는 노드를 이용하여 새로 가입하는 피어에게 ID 관련 정보를 안전하게 부여하는 멤버쉽 처리 프로토콜을 제시한다. 이 신뢰성 있는 노드들은 새로운 피어들이 네트워크에 참여할 때만 사용되곤 그 이외의 P2P 동작에는 관여하지 않는다. 온라인 단계에서의 공격에 대하여 본 논문에서는 P2P 오버레이를 통해 전송되는 메시지의 구조를 제안하여, 메시지 변경, 재생 공격 및 잘못된 정보를 가지는 메시지 공격들의 검출이 용이해지도록 한다 제안한 기법들은 함께 적용되어 악의적 피어들의 속임수를 억제함으로써 피어들로 하여금 네트워크의 프로토콜을 준수하게 만든다. 제안 기법들은 기본적 P2P 오버레이 모델을 가정하여 비구조적 및 구조적의 다수 P2P 네트워크들에 적용될 수 있다.

투영곡선의 자동정합을 이용한 전방향 카메라 보정 (Using Contour Matching for Omnidirectional Camera Calibration)

  • 황용호;홍현기
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권6호
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    • pp.125-132
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    • 2008
  • 감시 및 로보트 분야 등에서 다양하게 사용되는 전방향(omnidirectional) 카메라 시스템은 넓은 시야각을 제공한다. 전방향 카메라의 사영모델과 외부변수를 추정하는 대부분의 기존 연구에서는 사전에 설정된 영상 간의 대응관계를 가정한다. 본 논문에서는 두 장의 전방향 영상으로부터 투영곡선을 자동으로 정합하여 카메라의 외부변수를 추정하는 새로운 알고리즘이 제안된다. 먼저 두 영상에서 대응되는 특징점으로부터 에피폴라 구속조건을 계산하여 초기 카메라 변수를 계산한다. 검출된 특징점과 투영곡선을 대상으로 능동적(active) 정합방법으로 대응관계를 결정한다. 최종 단계에서 대응 투영곡선을 구성하는 양 끝점의 에피폴라(epipolar) 평면과 3차원 벡터의 각도 오차를 최소화하는 카메라 변수를 추정한다. 합성영상과 어안렌즈(fisheye lens)로 취득된 실제 영상을 대상으로 제안된 알고리즘이 기존 방법에 비해 카메라의 외부변수를 정확하게 추정함을 확인하였다.

미세기계가공된 자동차 HVAC 시스템용 다중 가스센서 (Micromachined Multiple Gas Sensor for Automotive Ventilation and Air Conditioning Systems)

  • 최우석;이성현;김시동;박준식;박효덕;민남기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1637-1638
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    • 2006
  • HVAC 시스템은 쾌적하고 깨끗한 운전환경을 만들어 줌으로써 운전자에게 향상된 안락성과 안전성을 제공한다. 이때 센서는 시시각각으로 변화하는 차실 내외의 환경변화에 대한 정보를 검출하여 HVAC 제어 유니트에 제공한다. 현재 HVAC 시스템에 사용되고 있는 후막 가스센서는 소자 크기와 소비전력이 크고, 제작공정이 까다로워 생산성이 낮은 단점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 최근에는 초소형화, 저소비전력, 대량생산에 의한 저가격화가 가능한 MEMS 가스센서의 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 MEMS 구조체를 이용한 마이크로 가스센서를 설계 및 제작하였고, 감도특성을 고찰하였다. 가스 감지막은 금속산화물 페이스트를 스크린 프린팅 하는 종래의 방법 대신 MEMS 구조체에 적용 가능한 sol-gel 프로세스에 의해 형성하였다. 또 가스 감지전극과 micro-heater를 동일 평면상에 제작, 공정을 간소화하여 저가화를 시도하였다. MEMS 구조체 위에 제작된 Pt 박막 micro-heater의 인가전압에 따른 발열특성을 조사한 결과, 발열온도가 인가전압에 비례하는 이상적인 선형성을 나타내었으며, $300^{\circ}C$의 동작 온도에 도달하기 위해 65mW 이하의 저전력 동작이 가능하였다. 가스 센서의 감도특성 확인 실험은 CO 가스 10ppm, NO 가스 0.3ppm을 기준으로 수행되었으며, CO 및 NO에 대해 Rs(sensitivity, 가스반응저항/초기저항) 값은 각각 0.753 과 2.416로 우수한 성능을 나타내었다.

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집적 영상을 이용한 가려진 표적의 복원과 인식 (Occluded Object Reconstruction and Recognition with Computational Integral Imaging)

  • 이동수;염석원;김신환;손정영
    • 한국광학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.270-275
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    • 2008
  • 본 논문에서는 집적 영상의 획득과 복원을 통하여 장애물에 가려진 물체를 인식하는 기술은 제안하고 구현하였다. 집적 영상의 복원은 해당되는 화소 세기의1차 확률적 특성인 평균으로 구한다. 복원평면까지의 거리는 2차 확률적 특성인 표준 편차를 이용하여 구하고3차원 물체의 경계(edge)를 검출한다. 표준 편차의 합을 최소로 하는 거리에서 복원된 영상을 표적인식에 이용한다. 표적인식은 주성분 분석(principle component analysis, PCA) 분류기를 복원된 영상에 적용하였다. 표적 분류에 대한 판정은 분류기에 의해서 투영된 클래스의 평균 특징 벡터와 테스트 특징 벡터간의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 이용한다. 실험 및 시뮬레이션을 통하여 가려진 표적을 본 논문에서 제안한 방법을 통하여 오차 없이 분류하였다.

폐암 수술 후 흉벽의 종양 재발 검출에 있어 Tl-201 폐 SPECT의 유용성 (Thallium-201 SPECT in the Evaluation of Postoperative Tumor Recurrence on the Chest Wall in Lung Cancer)

  • 유영훈;김형중;안철민;김세규;백효채;이두연;정경영;윤미진;박상준;문성욱;김상진;이종두
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제53권5호
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    • pp.542-549
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    • 2002
  • Background : 본 연구의 목적은 폐암 수술 후 흉벽의 종양 재발 검출에 있어 Tl-201 폐 SPECT의 유용성을 평가해보고자 하였다. Methods : 총 28명의 환자를 대상으로 하였고 이중 14명의 수술 후 흉벽에의 폐암의 재발이 추적 CT 검사에서 의심이 되었던 환자와 10명의 방사선학적, 이학적소견과 흉수의 세포검사모두에서 양성으로 판명된 수술 후 흉막 삼출을 보이는 환자군과 4명의 만성 결핵성 농흉 환자군을 대조군으로 포함하였다. 모든 환자군에서 111 MBq의 Tl-201을 정맥 주사 후 30분과 4시간후에 전신 평면 영상과 흉곽에 대한 SPECT를 시행하였다. 종양의 Tl-201섭취는 2명의 판독자에 의하여 다음의 4단계로 나누어 평가하였다; no uptake:0, similar to contralateral lung:1, higher than contralateral lung but less than heart:2 and similar to heart:3. Results : 수술 후 흉벽에의 폐암의 재발이 추적 CT 검사에서 의심이 되었던 환자 14명 중 13명에서 Grade 3또는 2의 강하게 증가된 Tl-201의 섭취를 보였다. 그리고 14명중 2명에서는 CT에서 관찰되지 않았던 다른 부위의 종양 재발을 확인 할 수 있었다. 반면에, 양성 수술 후 흉막 삼출군에서는 섭취가 없거나(8/10) 또는 허탈된 폐에 미미한 (grade 1) Tl-201의 섭취만을 보였다. 만성 결핵성 농흉군에서는 비교적 균일하게 경계를 보이는 미약한 정도의 (grade 1 or 2) Tl-201의 섭취를 보였다. Conclusion : Tl-201 폐 SPECT는 폐암 수술 후 흉벽의 종양 재발 검출에 있어 CT에서 제공하는 형태학적인 정보이외의 종양 재발에 관한 기능적 정보를 더 제공하며, PET이 없는 기관에서 사용 가능한 유용한 방법이 될 수 있을 것으로 생각된다.

일반화된 보로노이 그래프를 이용한 동일 두 링크 로봇의 센서 기반 경로계획 (Sensor-Based Path Planning for Planar Two-identical-Link Robots by Generalized Voronoi Graph)

  • 소명뢰;신규식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권12호
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    • pp.6986-6992
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    • 2014
  • 일반화된 보로노이 그래프(GVG)는 자율 주행 로봇을 위한 일종의 로드맵으로서. GVG는 선서에다 받은 정보만 사용하여 작업 공간거리의 계산에 따라 정의를 한다. 로봇은 장애물까지의 최대 거리를 검출할 수 있기 때문에 포인트 뷰에서 GVG의 최적은 정출 몇 장애물 회피이다. 로봇의 경우에는, GVG는 가장 안전적인 길이라고 할 수 있다. 따라서 높이 링크 로봇의 GVG가장거리에 대한 연구가 매우 필요하다. 기존 연구에서 점(point) 로봇을 위한 GVG(point-GVG)와 로드 로봇을 위한 GVG(rod-GVG)가 발표되었다. 이 논문은 더 고차원의 로봇인 두 개의 동일 링크가 관절로 연결된(tow-identical-link; L2) 로봇을 위한 GVG(L2-GVG)에 대한 연구이다. L2-GVG는 미지의 평면 작업공간에서 움직이는 L2 로봇의 짜임새 공간 $R^2{\times}T^2$상에서 로드맵을 생성하되, 이전 연구와 마찬가지로 지역적 센서 정보만을 이용해 로봇이 스스로 주행하면서 맵을 만들어 낸다. 이 논문에서는 이전 point-GVG와 rod-GVG에서는 나타나지 않는, 관절이 존재하여 생기는 복잡한 특성에 대해서 분석한다. 이는 다관절 로봇으로의 확장에 중요한 초석이 될 것이다.

Half-fan 모드를 이용한 방사선치료환자 위치교정을 위한 디지털영상 합성영상기술에 관한 예비연구 (Digital Tomosynthesis for Patient Alignment System Using Half-fan Mode CBCT Projection Images)

  • 박천주;박성호;김진성;한영이;주상규;신은혁;신정석;박희철;안용찬
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권4호
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    • pp.360-366
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    • 2010
  • 최근 정밀한 암 치료를 위해 방사선 치료기술이 강도변도 방사선치료, 영상유도 방사선치료 등의 눈부신 발전을 이루어 왔다. 2000년 이후로는 치료실에서 환자의 실제 치료위치를 정확히 파악하여 정밀한 치료를 가능하게 하는 영상 유도방사선 치료기술이 사용되고 있으며 가장 중요한 기술 중 하나가 방사선 치료 전에 다양한 방법의 의료 영상을 이용하여 환자의 치료 위치를 보정하는 것으로 가장 최근의 기술로는 선형가속기에 장착된 2차원 평면검출기를 이용한 콘빔CT (Cone Beam CT: CBCT)가 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 CBCT의 "half fan" 조건에서 획득된 projection영상을 이용하여 360도 회전한 모든 영상이 아닌 제한된 각도에서 획득한 투사영상을 이용하여 환자의 해부학적 정보를 볼 수 있는 디지털 영상합성영상(Digital Tomosynthesis) 기술을 구현하였고 실제 위치교정을 위해 촬영된 환자 데이터를 이용하여 방사선 치료 환자 위치 교정을 위한 효용성을 검증하였다. 그 결과 동일 단층상에서의 해부학적 정보 표현에서 CBCT 영상과 비교하였을 때 유사성을 보였고 선량적인 측면에서 우월성을 나타냈다. 이러한 DTS의 장점을 극대화 하고 최적화가 이루어진다면 방사선 치료 위치 보정용으로 CBCT를 대체 할 수 있는 기술이 될 수 있을 것이라 기대한다.

고감도 범용성 콜리메이터를 이용한 소아 환자 99mTc-DMSA 신장 SPECT의 유용성 (Clinical Usefulness of 99mTc-DMSA Renal SPECT Using High Sensitivity-All Purpose Collimator for Pediatric Patients)

  • 김진의;김정수;한재복;최남길
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.219-231
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    • 2016
  • 신장의 기능을 정량분석 할 수 있는 $^{99m}Tc$-DMSA 평면 영상은 단층영상에 비해 병소의 위치 정보에 한계가 있다. 따라서 광자 신호에 민감한 범용성 collimator로 교체하여 SPECT 방식으로 임상실험을 시행한 후, 진단의 정확도와 검사 소요시간을 분석하여 임상적용 가능성을 평가하였다. 10명의 실험대상에게 방사성의약품(1.0-1.2 MBq/kg)을 정맥주사하고, 이중 검출기 감마카메라를 이용하여 planar scan (high resolution (HR)-mode, $256{\times}256$, 50 kcts/view, 4 image)과 SPECT (HR / high sensitive (HS)-mode, $128{\times}128$, step and shoot, $180^{\circ}$, variable sec/angle, total 64 frame, OSEM reconstruction)를 시행하였다. 획득한 데이터를 분석 프로그램을 이용하여 비교한 결과, 실험 방법에 따라서 total counts는 high sensitive-mode SPECT가 대략 1.8-5.6 배 정도 많았고, counts를 이용한 상대신장기능은 모든 실험에서 유의한 수준 범위에서 차이가 없었으며(p=0.96), 검사 소요시간은 39%정도 단축되었다. 그러므로 고감도 범용성 collimator를 이용한 $^{99m}Tc$-DMSA renal SPECT는 planar scan에 비하여 신장의 기능을 정량분석 할 수 있고, 병변의 위치에 대한 정보를 보다 정확하게 진단할 수 있으며, 동시에 검사 소요시간을 단축시킬 수 있으므로 임상적으로 유용하게 활용할 수 있을 것으로 사료된다.