• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제9권4호
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• pp.359-371
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• 2022

Bridges are critical to the civil engineering infrastructure network as they facilitate movement of people, the transportation of goods and services. Given the aging of bridge infrastructure, federal officials mandate visual inspections biennially to identify necessary repair actions which are time, cost, and labor-intensive. Additionally, the expansion joints of bridges are rarely monitored due to cost. However, expansion joints are critical as they absorb movement from thermal effects, loadings strains, impact, abutment settlement, and vehicle motion movement. Thus, the need to monitor bridge expansion joints efficiently, at a low cost, and wirelessly is desired. This paper addresses bridge joint monitoring needs to develop a cost-effective, real-time wireless system that can be validated in a full-scale bridge structure. To this end, a wireless expansion joint monitoring was developed using commercial-off-the-shelf (COTS) sensors. An in-service bridge was selected as a testbed to validate the performance of the developed system compared with traditional displacement sensor, LVDT, temperature and humidity sensors. The short-term monitoring campaign with the wireless sensor system with the internet protocol version 6 over the time slotted channel hopping mode of IEEE 802.15.4e (6TiSCH) network showed reliable results, providing high potential of the developed system for effective joint monitoring at a low cost.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권4호
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• pp.345-358
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• 2018

고고도 과학기구는 다양한 과학연구목표를 수행하기 위해 미국, 프랑스, 일본과 같은 항공우주선진국에서 수십 년간 사용되어 왔다. 고고도 과학기구는 초기 개발 및 운용비용이 막대하게 소요되므로 국가연구기관 중심으로 연구개발이 진행되어 왔지만 최근에는 저비용 고성능 오픈소스 소프트/하드웨어 생태계의 출현으로 과학기구 개발 진입장벽이 낮아졌다. 본 연구에서는 상용 기성품을 활용하여 저비용, 사용 용이성, 호환성, 제품 개발신속성을 고려한 소형 영압력기구(Zero Pressure Balloon) 시제품을 제작하였다. 또한, 8회에 걸친 비행시험을 통하여 비행운용기술을 축적하였으며 기구시스템의 작동신뢰성을 검증하여 향후 대형 영압력기구 운용을 위한 기반을 구축하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권8호
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• pp.674-682
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• 2014

RFTS(Radio Frequency Test Set)은 저궤도 위성과 정지궤도 위성의 AI&T 기간 동안 TC&R RF 서브시스템을 검증하는 필수 장비이다. 본 논문에서는 새로운 RFTS의 상세 설계 내용을 제시하는데 기존의 RFTS와 달리 위성 프로젝트 별 시험 수행 시 수정 없이 바로 적용할 수 있도록 하였다. 하드웨어와 소프트웨어는 이를 만족하도록 설계 되었고 기능 별 모듈화와 상용품 사용의 확장으로 보다 손쉬운 제어와 운용이 될 수 있도록 하였으며 시스템의 신뢰성 향상을 가져오도록 하였다. 또한 보다 정확한 기준 클락을 채택하여 RF 측정에 대한 신뢰도를 높였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권9호
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• pp.929-937
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• 2008

한국항공우주연구원에서 개발하고 있는 KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-I 발사체의 비행 안전용 센서의 하나로 활용하기 위하여 개발된 GPS 수신기 시스템은 위성발사체의 특수한 비행환경과 높은 동특성 환경에서도 정상적으로 동작해야 한다. 5년에 걸쳐 개발이 완료된 위성발사체용 GPS 수신기 시스템은 습도, 고온, 저온, 진공, 정현파 및 랜덤진동, 충격, 가속도, 전자파 환경시험 등을 통하여 특수한 환경에서의 성능을 검증하였으며, GPS 시뮬레이터를 이용한 다양한 성능시험을 수행하여 높은 동특성 환경에서도 안정적으로 동작할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서는 위성발사체용 GPS 수신기 시스템의 전 개발과정을 소개하고, 일반적인 GPS 수신기 시스템과 비교하여 개발된 GPS 수신기 시스템의 특수한 기능들을 설명한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.181-188
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• 2011

소형무인항공기의 경우 유효탑재하중의 여유가 많지 않기 때문에 AHRS의 소형화가 필요하다. 본 논문에서는 소형무인항공기를 위해 소형, 경량으로 설계 제작한 AHRS의 성능을 가속도 외란이 적은 환경에서 시험하고 평가하였다. 센서는 저가의 MEMS 제품을 사용했으며 자세 보정을 위해 가속도계와 지자기계가 같이 사용되었다. 자세계산에는 특이점이 존재하지 않고 비교적 계산이 간단한 쿼터니언을 사용했으며 자세 보정 알고리듬에는 칼만필터가 사용되었다. 본 논문에서는 소형무인항공기에 성공적으로 적용된 사례가 있는 상용 항법장치와의 비교를 통해 설계된 AHRS의 성능시험을 진행하였다. 설계된 AHRS의 자세 데이터가 상용 항법장치와 수직축 $0.5^{\circ}$이내, 수평축 $1.5^{\circ}$ 이내로 허용 가능한 차이를 가지는 것을 보였으며, 본 시험환경 내에서 소형무인항공기제어에 적합한 자세각 출력을 내는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권11호
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• pp.1036-1042
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• 2007

비행조종컴퓨터 하드웨어 개발은 상용 툴 및 전용 개발치구가 전무하여 전 근대적인 방법으로 개발하고 있어 개발 기간을 단축하기가 용이하지 않다. 모델링 및 시뮬레이션과 가상현실 기술을 이용하여 비행조종컴퓨터 하드웨어 개발에 적용하는 프로세스 개선 툴이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 비행조종컴퓨터 입/출력 신호 흐름, 입력 신호의 고장모니터 및 고장 관리 알고리즘, 논리 회로의 작동, 회로기판 조립체의 형상 및 장착 등과 같은 비행조종컴퓨터의 설계특성을 가상의 공간에 시각화 하고 모사할 수 있는 프로세스 개선 툴을 제안한다. 프로세스 개선 툴 사용자는 open flight format의 3차원 모델링 데이터를 이용하여 구성된 비행조종컴퓨터 모델을 사용하여 회로기판 조립체까지 분해/조립을 할 수 있으며 다양한 비행조종컴퓨터 설계 형상을 시뮬레이션 할 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권8호
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• pp.37-46
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• 2008

발사통제시스템(Launch Control System)은 유도무기체계에서 유도탄의 발사와 관련된 일련의 절차들을 제어하는 시스템이다. 이 시스템은 지정된 시간 안에 목표물에 대한 교전계획을 생성하고 이 정보를 탄에 장입하며 탄의 발사 제어를 수행해야 한다. 이 때문에 시스템의 하드웨어, 소프트웨어 고장뿐만 아니라 정해진 수행 시간의 초과 때문에도 임무가 실패될 수 있다. 본 논문에서 제안한 것은 발사통제시스템과 같은 내장형 실시간 시스템을 위한 고장허용 이더넷으로 별도의 하드웨어나 소프트웨어 없이 기존 상용의 이더넷 디바이스를 이중화하여 네트워크에 고장허용 기능을 제공하는 방법이다. 이를 위해 시스템의 각 구성 노드들을 이중의 네트워크 채널로 중복 시키고, 네트워크 트래픽에 대한 고장탐지 및 복구를 위해 통신 미들웨어를 설계하고 개발하였다. 이중채녈 기반의 통신 미들웨어를 통해 처리 시간이 중요한 시스템에 네트워크 고장으로 인한 시스템 중지를 방지하고 노드에 통신 손실이 발생하지 않도록 하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.424-434
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• 2015

위상배열 레이더 시스템에서 간섭과 재밍을 제거하기 위하여 적응빔 형성 알고리즘이 폭넓게 사용되고 있다. 최근에 와서 FPGA 기술의 발전으로 적응빔 형성 알고리즘의 실시간 처리가 가능하게 되었다. 본 논문에서는 능동위상배열 레이더를 개발하기 위해 전단신호처리기에 적용한 적응빔 형성기의 FPGA 기반 실시간 구현방법을 제안하였다. 개방형 VPX 벡플레인을 통한 통신의 상용 FPGA 보드를 활용하여 콤팩트한 적응빔 형성기를 개발하였다. 이 적응빔 형성기는 역행렬을 구하기 위해 QR 분해와 역 치환을 포함한 수많은 고속의 복소 신호처리와 벡터 및 행렬 연산으로 구성하였다. 구현 결과, FPGA를 통한 적응빔 형성 결과와 매트랩을 통한 시뮬레이션 결과가 일치함을 보였다. 또한, FPGA를 통한 적응빔 형성 알고리즘의 실시간 처리가 가능하여 능동위상배열 레이더 시스템에 적용 가능함을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제18A권5호
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• pp.181-192
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• 2011

정보우위는 현대전에 있어 승패를 결정할 수 있는 요소로써 효과적인 정보교환을 통해 달성이 가능하다. 현재 해군함정에는 다양한 체계가 탑재되어 운용 중이나 체계 들이 군 독자표준(MIL-STD)과 상용(COTS) 장비들이 혼재 되어 구성이 되어 상호운용성이 제한되고 체계들 간의 정보교환이 어렵다. 이에 본 논문에서는 Publish Subscribe 모델 기반의 함정 체계 간 정보교환 아키텍처를 제안한다. 제안 아키텍처는 Publish Subscribe 모델을 통신 미들웨어로 적용하여 서로 다른 체계들 간의 상호운용성을 향상시키고 정보교환이 가능하도록 하였으며 확장성을 가질 수 있도록 하였다. 그리고 Publish Subscribe Broker의 부하 경감을 위해 개선된 트리 기반의 매칭 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 트리 매칭 알고리즘은 트리를 구성하는 각 노드에서 Subscription의 Predicate 정보를 포함하여 이벤트 매칭 시간을 단축할 수 있다. 그리고 본 논문의 성능평가를 통해 제안한 트리매칭 알고리즘이 비교대상 알고리즘에 비해 이벤트 매칭시간을 절감 할 수 있는 것을 확인하였다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제6권2호
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• pp.107-117
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• 2005

A distributed hardware-in-the-loop simulation (HILS) platform is developed for designing an automotive engine control system. The HILS equipment consists of a widely used PC and commercial-off-the-shelf (COTS) I/O boards instead of a powerful computing system and custom-made I/O boards. The distributed structure of the HILS system supplements the lack of computing power. These features make the HILS equipment more cost-effective and flexible. The HILS uses an automatic code generation extension, REAL-TIME WORKSHOP$^{ (RTW$^{) of MATLAB$^{ tool-chain and RT-LAB$^{, which enables distributed simulation as well as the detection and generation of digital event between simulation time steps. The mean value engine model, which is used in control design phase, is imported into this HILS. The engine model is supplemented with some I/O subsystems and I/O boards to interface actual input and output signals in real-time. The I/O subsystems are designed to imitate real sensor signals with high fidelity as well as to convert the raw data of the I/O boards to the appropriate forms for proper interfaces. A lot of attention is paid to the generation of a precise crank/ earn signal which has the problem of quantization in a conventional fixed time step simulation. The detection of injection! command signal which occurs between simulation time steps are also successfully compensated. In order to prove the feasibility of the proposed environment, a simple PI controller for an air-to-fuel ratio (AFR) control is used. The proposed HILS environment and I/O systems are shown to be an efficient tool to develop various control functions and to validate the software and hardware of the engine control system.