• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.279-279
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• 2022

최근 이미지분석 기술은 하드웨어 및 소프트웨어 기술의 급격한 발전으로 인해 의학, 생물학, 지리학, 재료공학 등에서 수많은 연구 분야에서 광범위하게 활용되고 있으며, 이미지분석은 다량의 토사에 대하여 입경을 포함한 형상학적 특성을 간편하게 정량화 할 수 있기 때문에 매우 효과적인 분석 방법으로 판단된다. 현재 모래의 입도분석 방법으로는 신뢰성 있는 체가름 시험법(KSF2302) 등이 있으나, 번거로운 처리과정과 많은 시간이 소요된다. 또한 입자형상은 입경이 세립 할수록 직접 측정이 어렵기 때문에, 최근에는 이미지 분석을 이용하는 방법이 시도되고 있다. 본 연구에서는 75㎛ 이상의 조립질 하상 토사 이미지를 취득하여, 입자들의 장·축단 길이, 면적, 둘레, 공칭직경 및 종횡비 등의 형상학적 특성인자를 자동으로 측정하는 프로그램 개발을 수행하였다. 프로그램은 이미지 분석에 특화된 라이브러리인 OpenCV(Open Source Computer Vision)를 적용하였다. 이미지 분석 절차는 크게 이미지 취득, 기하보정, 노이즈제거, 객체추출 및 형상인자 측정 단계로 구성되며, 이미지 취득시 패널의 하단에 Back light를 부착해 시료에 의해 발생되는 음영을 제거하였다. 기하보정은 원근변환(perspective transform)을 적용했으며, 노이즈 제거는 모폴로지 연산과 입자간의 중첩으로 인한 뭉침을 제거하기 위해 watershed 알고리즘을 적용하였다. 최종적으로 객체의 외곽선 추출하여 입자들의 다양한 정보(장축, 단축, 둘레, 면적, 공칭직경, 종횡비)를 산출하고, 분포형으로 제시하였다. 본 연구에서 제안하는 이미지분석을 적용한 토사의 형상학적 특성 측정 방법은 시간과 비용의 측면에서 보다 효율적으로 하상 토사에 대한 다양한 정보를 획득 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.524-530
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• 2023

본 논문에서는 경량화된 CNN(Convolutional Neural Network)을 사용하여 CAN(Controller Area Network) 버스 상의 공격을 탐지하는 효율적인 알고리즘을 제안하고, 이를 기반으로 하는 IDS(Intrusion Detection System)를 FPGA로 설계, 구현 및 검증하였다. 제안한 IDS는 기존의 CNN 기반 IDS에 비해 CAN 버스 상의 공격을 프레임 단위로 탐지할 수 있어서 정확하고 신속한 대응이 가능하다. 또한 제안한 IDS는 기존의 CNN 기반 IDS에 비해 컨볼루션 레이어를 하나만 사용하기 때문에 하드웨어를 크게 줄일 수 있다. 시뮬레이션 및 구현 결과는 제안된 IDS가 CAN 버스 상의 다양한 공격을 효과적으로 탐지한다는 것을 보여준다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.307-314
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• 2023

슈퍼컴퓨팅 기술 및 하드웨어 기술이 발전함에 따라 기후 예측 모델도 고도화되고 있다. 한국 기상청 역시 영국 기상청으로부터 GloSea5을 도입하였고 한국 기상 환경에 맞추어 업데이트된 GloSea6를 운용 중이다. 각 대학 및 연구기관에서는 슈퍼컴퓨터보다는 사양이 낮은 중소규모 서버에서 활용하기 위해 저해상도 결합모델인 Low-GloSea6를 구축하여 사용하고 있다. 본 논문에서는 중소규모 서버에서의 기상 연구의 효율성을 위한 Low-GloSea6 소프트웨어를 분석하여 가장 많은 CPU Time을 점유하는 대기 모델의 tri_sor.F90 모듈의 tri_sor_dp_dp 서브루틴을 Hotspot으로 검출하였다. 해당 함수에 머신러닝의 한 종류인 선형 회귀 모델을 적용하여 해당 기법의 가능성을 확인한다. 이상치 데이터를 제거 후 선형 회귀 모델을 학습한 결과 RMSE는 2.7665e-08, MAE는 1.4958e-08으로 Lasso 회귀, ElasticNet 회귀보다 더욱 좋은 성능을 보였다. 이는 Low-GloSea6 수행 과정 중 Hotspot으로 검출된 tri_sor.F90 모듈에 머신러닝 기법 적용 가능성을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.234-238
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• 2024

본 논문은 낮은 구동 전류 특성과 3차원 적층 구조로 확장시킬 수 있는 장점을 가진 3차원 적층형 이중 팁 RRAM을 CNN 가속기 아키텍처에 접목하는 연구를 수행한 논문이다. 3차원 적층형 이중 팁을 적층 형태의 병렬연결로 시냅스 어레이에 사용하여 멀티-레벨을 구현하였다. 이를 Network-on-chip 형태의 가속기 내에 DAC, ADC, 버퍼 및 레지스터, shift & add 회로 등 다양한 하드웨어 블록들과 함께 구성하여 CNN 가속기에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 시냅스 가중치와 활성화 함수의 양자화는 16-bit으로 가정하였다. 해당 가속기 아키텍처를 위한 병렬 파이프라인을 통해 CNN 연산을 시뮬레이션한 결과, 연산효율은 약 370 GOPs/W를 달성하였으며, 양자화에 의한 정확도 열화는 3 % 이내가 되는 결과를 나타냈다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.788-797
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• 2023

본 논문은 수직 이착륙 무인 항공시스템의 GPS (global positioning system) 불가 시 대체 항법 시스템으로의 영상보정항법 시스템을 시험하기 위한 검증환경 개발 내용을 소개한다. 개발 중인 영상보정항법 시스템의 시험 및 평가를 위해서는 가상 환경을 활용하는 것이 효율적이지만, 현재 국내에는 적합한 장비가 개발되어 있지 않다. 따라서 제안된 검증환경은 시험 대상 장비의 운용 환경을 모델링 및 시뮬레이션 하여 입력 신호를 생성하고, 출력 신호를 관측함으로써 대상 장비의 성능을 평가할 수 있도록 개발되었다. 연구 과정은 검증환경 요구도 생성, 검증환경 설계에서부터 구성품별 하드웨어 및 소프트웨어 설계, 제작까지 포괄적으로 기술되었다. 이를 바탕으로 제작된 검증환경을 개발 중인 영상기반 보정항법 알고리즘의 성능평가와 시뮬레이션 기반의 사전 비행시험 수행에 활용하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.102-108
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• 2024

최근 항공기용 터보팬엔진의 국내 독자 개발 증가에 따라 연료 효율, 엔진 성능과 신뢰성 향상을 위한 실시간 고장진단 기능을 갖춘 FADEC(전자식통합엔진제어장치)의 소프트웨어 개발 필요성이 대두되고 있다. 엔진 제어에 관한 알고리즘은 고도화되고 복잡해짐에 따라 모델기반 개발 방식을 사용해 소프트웨어를 제작하는 추세이다. 본 논문에서는 하드웨어와 모델기반 개발 소프트웨어를 연결시킬 FADEC(전자식통합엔진제어장치)의 미들웨어 아키텍처를 소개한다. 항공기용 터보팬엔진의 높은 신뢰성과 안전성을 고려하여 DO-178C[1] 국제감항인증 가이드라인에 따라 설계했다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.15-22
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• 2013

WAVE 시스템은 IEEE 802.11p표준으로 지능형 교통시스템 서비스에 응용되는 새로운 개념 및 차량 통신 기술이다. 또한 WAVE 시스템은 도로상의 트래픽의 효율과 안전을 높인다. 그러나 WAVE 시스템의 OFDM 모듈레이션에서 스크램블러 비트 연산 알고리즘은 하드웨어나 소프트웨어 측면에서 병렬 처리가 불가능하므로 효율성이 떨어지게 된다. 본 논문에서는 스크램블러의 비트 연산으로 64비트 행렬 테이블을 구성하는 알고리즘과 64비트 행렬 테이블과 입력 데이터를 병렬 연산하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 64비트 행렬 테이블을 적용하여 실행한 결과 비트연산 스크램블러보다 1회와 10000회 처리 속도는 약 40.08%-40.27%가 향상되고, 초당 처리 횟수는 468.35회 더 수행할 수 있고, 32비트 스크램블러보다 1회와 10000회 처리 속도는 약 7.53%-7.84%가 향상되고, 초당 처리 횟수는 91.44회 더 수행할 수 있다. 따라서 64비트로 연산하는 스크램블러 알고리즘은 64비트를 처리할 수 있는 CPU를 사용한다면 32비트 스크램블러보다 40% 이상 성능을 향상시킬 수 있다.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.113-121
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• 2016

고분자 전해질 연료전지는 운전온도에 따라 효율과 출력이 변화하기 때문에 $65^{\circ}C{\sim}75^{\circ}C$정도의 적정 운전온도를 유지하기 위한 냉각시스템을 필요로 한다. 따라서 PEMFC 운전온도를 유지하기 위한 냉각시스템 및 이를 위한 제어로직을 적용할 필요가 있다. HILS는 이러한 냉각시스템 제어로직을 검증하고 연구하기 위한 방법 중 하나이다. 본 논문에서는 냉각수 제어 알고리즘 연구를 위해 HILS 시스템을 구성하였다. HILS 시스템 모델은 PEMFC, 열교환기 및 온도와 관련한 외부환경 모델로 구성되며, HILS 시스템의 하드웨어는 삼방밸브, 펌프, 열교환기로 이루어진다. 이러한 HILS를 활용하여 냉각시스템 제어 효율 향상을 위한 제어우선순위 및 제어 대상온도 설정에 대한 연구를 수행하였다. 1차 냉각회로의 삼방밸브를 우선제어대상으로 설정하고, 2차 냉각회로의 온도제어성능 보정을 위해 2차 냉각회로 삼방밸브의 개도율 하한값을 PEMFC 출력과 2차 냉각회로 냉각수 온도의 함수로 작성하여 온도제어성능을 보상할 수 있도록 하였다. 그 결과 안정적인 PEMFC 온도 제어성능을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권1호
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• pp.9-16
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• 2016

영구자석 선형 동기전동기(PMLSM : Permanent Magnet Linear Synchronous Motor)의 구조에서, 영구자석이 레일에 고정되고 코일이 움직이는 기존 영구자석 선형 동기전동기와 달리(영구자석 = 고정자, 코일 = 이동자), 코일이 고정되고, 영구자석을 움직이는(영구자석 = 이동자, 코일 = 고정자) 구조의 위치제어시스템을 제안하고자 한다. 위치 측정은 2개의 홀센서를 사용한다. 이 방식은 엔코더 출력 펄스 신호 대신에 2개의 홀센서에서 발생되는 구형파 신호를 4체배하여 이동자의 속도와 위치를 추정한다. 구형파를 발생시키는 2개의 홀센서로 PMLSM의 벡터제어를 구현하였을 때 정격속도 범위 내에서 안정적이고 효율적으로 제어되는 것을 시뮬레이션을 통하여 입증하였다. 또 하드웨어 실험으로 시스템의 위치제어성능은 $30{\sim}50{\mu}m$의 측정범위 내에서 $10{\sim}20{\mu}m$의 정밀도로 기존시스템보다 2배나 개선되며, 경제적 효율성과 제안된 위치제어 개념의 실용적인 유용성도 확인하였다. 2개의 홀센서를 이용한 벡터제어는 협소한 공간에도 취부 할 수 있으므로 엔코더나 레졸버의 장착이 어려운 시스템에 적용될 수 있다.

• 디지털융복합연구
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• 제10권9호
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• pp.1-13
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• 2012

본 연구는 현재운용중인 국방정보통신망의 운용실태와 시스템의 구조 관리, 통신선로, 선로용 보안장비, 네트워크 및 소프트웨어의 관리, 보관중인 자료와 전송자료, 우리 군(軍)의 C4I체계에 대한 전반적인 취약점에 대해 분석을 실시하였다. 특히, 이중에서도 차후 전장에서 정보전의 핵심이 될 수 있는 육군전술지휘정보체계(C4I)에 대해 중점적으로 분석을 실시하여, 제시된 취약요소를 토대로 정보보호 적용방안을 제시하였다. 첫째, C4I 체계의 취약요소에 실질적으로 적용될 수 있는 보안운용체제, 인증제도, 바이러스 및 악성소프트웨어에 대한 대비, 가상사설망(VPN), 침입차단 탐지시스템, 방화벽 등 다양한 정보보호 요소기술을 제시함으로써 네트워크, 하드웨어(컴퓨터보안), 통신측면(통신보안)에서 강구될 수 있는 방안을 마련하였다. 둘째, 최근 사회적으로 이슈가 되고 있는 해커전에 대비하기 위해 해킹수법의 분석을 통한 위협을 살펴봄으로써 육군전술지휘정보망에 대한 대응책을 수립할 수 있도록 방안을 제시하였음. 셋째, 합리적인 국방정보보호체계를 구축하기 위해서 정보보호 관련된 제도 및 규정, 조직의 정비와 보완 등 여러 가지 선행되어야 할 요인들을 제시함으로써 효율성 높은 국방정보보호 체계를 구축할 수 있는 기반을 마련하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 얻어진 결론을 제시하면 성공적인 정보보호체계의 구축을 위해서는, 여러 기종의 다양한 보안시스템을 통하여 침입행위를 실시간으로 탐지하고 신속한 대응을 수행하며 침입관련 정보를 수집 분석하여 적절한 구성정보를 유지하여 주는 효율적인 '통합보안시스템'의 구성 운영이 필수적임을 강조한다.