• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.111-117
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• 2003

In the design of the split type free displacer Stilting cryocooler the motion of the displacer is very important to decide the cooling capacity, which depends upon the working gas pressure, the swept volume in the compression space and the expansion space, operating frequency, the phase shift between piston and displacer, etc. In this study, Stirling cryocooler actuated by the electric farce of the dual linear motor is designed and manufactured. Cool down characteristics of the cold end with laser displacement sensor in the expander of the Stilting cryocooler is evaluated. The charging pressure was 15kg$_{f}$/$\textrm{cm}^2$ and operating frequency was 50Hz. Input power and the lowest temperature were about 32W and 67K, respectively. And, displacement of the piston is measured by LVDTs (Linear Variable Differential Transformers), displacement of thedisplacer is measured by laser optic method, and phase shift between piston and displacer is discussed. As the peak-to-peak pressure of the compressor was increased, peak-to-peak displacement of the displacer was increased. The peak-to-peak displacement of the displacer increases in the range of 0 - 64.5Hz(resonant frequency of the displacer), but decreases steeply when the operating frequency is bigger than the resonant frequency. Finally when the phase shift between displacements of the Piston and displacer is 45。, operating frequency is optimum and is decided by resonant frequency of the expander, mass and cross section area of the displacer and constant by friction and flow resistance.e.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.513-520
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• 2011

This paper presents the motion planning of robotic vehicles for the path tracking and the obstacle avoidance. To follow the given path, the vehicle moves through the turning radius obtained through the pure pursuit method, which is a geometric path tracking method. In this paper, we assume that the vehicle is equipped with a 2D laser scanner, allowing it to avoid obstacles within its sensing range. The turning radius for avoiding the obstacle, which is inversely proportional to the virtual force, is then calculated. Therefore, these two kinds of the turning radius are used to generate the steering angle for the front wheel of the vehicle. And the vehicle reduces the velocity when it meets the obstacle or the large steering angle using the potentials of obstacle points and the steering angle. Thus the motion planning of the vehicle is done by planning the steering angle for the front wheels and the velocity. Finally, the performance of the proposed method is tested through simulation.

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.48-52
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• 2008

산업의 성장으로 가스사용량이 증가함에 따라 가스설비, 화학플랜트 등 시설 또한 점차로 증가하고 있으나, 가스에 대한 안전관리는 여전히 미흡한 실정이다. 공장과 가정에서 많이 사용되고 있는 메탄은 천연가스의 주성분으로 가연성이면서 폭발성가스이어서 그에 대한 안전관리도 매우 중요하다. 그 한 가지 방안으로 $3.2\;{\mu}m$ 중적외선 영역의 LED 및 PD를 이용하여 메탄가스누출검지시스템을 개발하고자 한다. 이 파장대역의 센서로 레이저를 이용할 경우 고열이 발생하여 초저온 냉각장치가 필요하나 LED는 상온에서 동작함으로 냉각장치가 필요 없다. 그래서 초소형이나 휴대용으로 구현이 가능하다. $3.2\;{\mu}m$ 부근의 파장대역은 $1.67\;{\mu}m$에 비하여 메탄흡수강도가 강하여서 극미량의 가스탐지가 가능하고 응답성 또한 빠르다. 본 연구에서는 이를 상용화하여 매설 및 노출배관 등 가스설비의 가스누출을 보다 정확하고 신속히 검지함으로써 사고를 미연에 방지하고 그 피해를 최소화하고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권12B호
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• pp.1236-1243
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• 2010

광통신 네트워크 유지보수에 사용되는 광섬유 선로 감시 장치인 OTDR 방식으로 구성된 광섬유 센서장치를 이용하여 광섬유 외곽 경비 시스템을 제작하고 특성을 평가하였다. OTDR 하나로 400m의 광 펜스를 감지하기 위하여 중심파장은 1310nm이며, 출력전력이 +15dBm인 펄스 레이저를 사용하였다. MPU 보드에 고속의 32비트 프로세서인 S3C2440을 탑재하여 알고리즘 처리에 따른 성능 향상을 도모하였다. 제작결과 최대 오차는 최대거리인 10km 구간 시험에서 0.84m이었고, 모든 구간에서 합격기준인 ${\pm}1m$를 만족하였다. 광 펜스 이상 감지 후 경보시간은 3초 이내로 확인하였다. 1차 침입 후에 2차 침입이 발생했을 경우 이를 효과적으로 감시하기 위한 2차 침입감지와 다중점 측정을 위하여 광스위치를 OTDR안에 내장시켰다. 광스위치를 이용하여 효과적으로 2차 침입감지와 다중점 측정이 가능함을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.166-173
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• 2014

본 연구에서는 레이저 가진을 이용한 초음파 전파 영상 기반 배관 비파괴 검사에 관해 다룬다. 손상의 영상화를 위해 갈바노미터 기반 레이저 미러 스캐너와 Q-Switch Nd: YAG 레이저 시스템을 사용하였다. 레이저 시스템을 가진원으로 사용하면 빠른 속도로 비접촉 초음파 가진이 가능하며, 온도의 변화가 급격한 환경이나 유해 물질이 포함된 환경에서도 대상 구조물의 원거리 가진이 가능하다. 또한 공간 해상도가 높으며, 입사각이 넓어 표면 형상이 복잡한 대상 구조물도 가진이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 레이저 시스템으로부터 생성된 유도 초음파를 단일 PZT 센서를 사용하여 계측하고, 계측된 신호는 레이저 가진점에 해당하는 좌표점에 나열함으로써 2차원 공간좌표 및 시간축을 더한 초음파 전파 영상 생성을 위한 3차원 데이터를 구성한다. 이 데이터를 시간 축에 따라 연속적으로 반복 재생하면 초음파 전파 영상을 구할 수 있다. 이 때 웨이블릿 변환을 이용하여 계측 신호의 특정 주파수 성분을 추출해냄으로써 관찰하고자 하는 특정 유도 초음파 모드를 추출할 수 있다. 이러한 일련의 과정으로부터 획득한 초음파 전파 영상 데이터를 시간-공간 영역에서 주파수-wavenumber 영역으로 변환시켜줌으로써 손상 특성을 추출할 수 있다. 본 연구에서는 손상의 진단 및 위치 추정을 위해 wavenumber 필터링 기술을 적용하였으며, 시스템 검증을 위해 다양한 배관구조물 Testbed를 대상으로 실험을 수행하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제13권2호
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• pp.17-21
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• 2019

In this study, selective laser sintered 3D printing mold core and metal core were used to investigate the difference of the thickness shrinkage from the gate of the injection molded part at a constant interval. SLS 3D printing mold core was made of nylon-based PA2200 powder and the metal core was manufactured by conventional machining method. As the PA2200 powder material has low strength, thermal conductivity and high specific heat characteristics compared with metal, molding conditions were set with the consideration of molten temperature and injection pressure. Crystalline resin(PP) and amorphous resin(PS) with low melting temperature and viscosity were selected for the injection molding experiment. Cooling time for processing condition was selected by checking the temperature change of the cores with a cavity temperature sensor. The cooling time of the 3D printing core was required a longer time than that of the metal core. The thickness shrinkage of the molded part compared to the core depth was measured from the gate by a constant interval. It was shown that the thickness shrinkage of the 3D printing core was 2.02 ~ 4.34% larger than that of metal core. In additions, in the case of metal core, thickness shrinkage was increased with distance from the gate, on the contrary, in the case of polymer core showed reversed aspect.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_3호
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• pp.1827-1836
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• 2022

재난은 돌발적으로 발생하여 예측하기가 쉽지 않고 그 규모도 과거에 비해 커지고 있어 피해가 증가하고 있으며, 하나의 재난이 2차 재난으로 발전하는 경우가 많다. 재난관리의 4가지 단계 중 응급상황이 발생하는 대응단계에서 행해지는 수색과 구조 과정에서, 현장에 투입되는 인원들은 많은 위험을 감수하고 현장에 투입되고 있다. 이러한 점에서 로봇은 재난현장의 초기 대응과정에서 인명 및 재산의 피해를 줄일 수 있는 가능성이 높은 기술이다. 또한, Light Detection And Ranging (LiDAR)는 레이저를 이용하여 비교적 넓은 범위의 3차원 정보를 획득하고 정확도 및 정밀도가 높아 재난 현장의 특징을 생각할 때 매우 유용한 센서이다. 이에 본 연구에서는 로봇이 재난 현장에서 활용될 수 있도록 LiDAR와 Inertial Measurement Unit (IMU) 센서에 실시간 모니터링을 위한 컴퓨팅 보드를 결합하여 하나의 다중센서모듈 및 조사로봇 맞춤형 Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) 알고리즘을 개발하였다. 다중센서모듈이 재난 현장에서 최적의 정확도를 유지할 수 있도록 조사로봇에 안정적으로 탑재하는 방안에 대해 연구하였고, 모듈의 성능을 확인하기 위해 재난건축물 실내에서 SLAM 맵핑을 수행하여 다양한 SLAM알고리즘과 거리 비교를 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 개발한 PackSLAM이 낮은 오차를 나타내어 활용 가능성을 보였다. 향후 재난현장에서의 적용성을 더욱 높이기 위해 장애물이 많은 험지환경을 구축하여 다양한 실험을 수행할 예정이다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.253-263
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• 2013

광학측정기법 중 주파수 스캐닝 간섭계는 기존 3차원 측정기법과 비교하여 광학 하드웨어 구조가 측정과정동안 고정되어 있어, 대물렌즈나 대상물체의 수직 스캐닝 없이 단지 광원의 주파수만 특정한 주파수 밴드내에서 스캐닝 하여 대상물체에 주사되므로, 우수한 광학 측정 성능을 보인다. 광원의 주파수를 변경하여 간섭계를 통해 간섭 영상을 획득한 후, 밝기 영상 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환하고, 고속 푸리에 변환을 통한 주파수 분석을 이용하여 대상 물체의 높이 정보를 계측한다. 하지만, 대상물체의 광학적 특성에 기인한 광학노이즈와 주파수 스캐닝동안 획득되는 영상의 수에 따라 증가하는 영상처리시간은 여전히 주파수 스캐닝 간섭계의 문제이다. 이를 위해, 1) 편광기반 주파수 스캐닝 간섭계가 광학 노이즈에 대한 강인성을 확보하기 위해 제안되어진다. 시스템은 주파수 변조 레이저, 참조 거울 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 대상 물체 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 편광 광분배기, 이미지 센서 앞단의 편광기, 광섬유 광원 앞단의 편광기, 편광 광분배기와 광원의 편광기 사이에 위치하는 ${\lambda}/2$ 판으로 구성된다. 제안된 시스템을 이용하여, 편광을 기반으로한 간섭이미지의 대조대비를 조절할 수 있다. 2) 신호처리 고속화 방법이 간섭계 시스템을 위해 제안되며, 이는 그래픽 처리 유닛(GPU)과 같은 병렬처리 하드웨어와 계산 통합 기기 구조(CUDA)와 같은 프로그래밍 언어로 구현된다. 제안된 방법을 통해 신호처리 시간은 실시간 처리가 가능한 작업시간을 얻을 수 있었다. 최종적으로 다양한 실험을 통해 제안된 시스템을 정확도와 신호처리 시간의 관점으로 평가하였고, 실험결과를 통해 제안한 시스템이 광학측정기법의 실적용을 위해 효율적임을 보였다.