• 대한교통학회지
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• 제35권2호
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• pp.116-128
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• 2017

교통사고는 운전자가 주변 차량 및 도로기하구조 상태 변화에 대한 인지부족과 적절한 회피 행동을 능동적으로 수행하지 못하는 경우에 순간적으로 발생하는 차량의 물리적 충돌사건으로 정의 될 수 있다. 따라서, 운전자가 도로를 주행하면서 만들어 내는 주변 환경과의 상호작용을 지속적으로 모니터링하고, 교통사고를 유발할 개연성이 높은 이벤트를 검지하는 것은 교통사고 예방을 위한 선결조건이다. 본 연구에서는 연속류 도로를 대상으로, GPS(Global Positioning System)-IMU(Inertial Measurement Unit), 카메라, 레이더, 라이다가 부착된 조사 차량을 이용하여 도로기하구조 및 교통환경 정보를 취득하였다. 취득된 정보를 가공하여 차량의 상호 작용 및 도로기하구조 특성을 고려한 주변차량과의 충돌 가능성여부를 평가할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 특히, 도로기하구조를 제한속도(직선부), 안전 속도(곡선부)로 구분하여 평가하고, 교통안전지표인 SDI를 이용하여 차량의 주행안전성을 평가하였다. 본 연구에서 개발한 방법론은 도래하는 자율주행시대에 차량의 센서로 부터 수집이 가능한 자료를 이용하여 안전성을 평가한다는 관점에서 향후 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권3호
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• pp.215-226
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• 2008

센서네트워크가 다양하고 동적인 영역으로 발전해감에 따라 임무 갱신과 같은 기능을 위해 신뢰성 있는 멀티캐스팅 기술이 새롭게 요구되고 있다. 기존의 연구들은 NAK 기반 방식을 사용하고 있지만, 마지막 패킷 문제 등을 안고 있다. 본 논문은 묵시적 ACK와 간접 복구를 이용하는 ACK 기반 오류 제어 기법인 RM2I를 제안한다. 묵시적 ACK는, 송신 노드로부터 패킷을 받은 수신 노드가 다음 노드로 포워딩할 때 송신 노드도 이를 간접적으로 받게 되는데, 이 수신 내용을 ACK로 해석하는 것을 말한다. 간접 복구는 어떤 노드가 상위 노드가 아닌 이웃노드로부터 패킷을 간접적으로 받았을 때 이를 상위 노드로부터 받은 것으로 해석하여 오류 복구에 활용하는 것을 말한다. NS-2 시뮬레이터를 이용하여 다양한 환경 및 인자에서 RM2I의 에너지 성능을 분석 및 검증하였다. 실험 결과, 묵시적 ACK는 ACK의 수를 줄여 제어 부하를 감소시키고, 간접 복구는 재전송 횟수를 줄여 데이타 전송 부하를 감소시켰다. 또한, NAK 기반 오류 복구 기법의 이론적 에너지 성능 상한선을 계산하여 이와 비교하였다. 비교 결과, 에지 노드에서의 부하를 제외하면 어떤 NAK 기반 기법과도 견줄 수 있는 에너지 효율성을 제공한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.180-186
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• 2020

스마트 축사용 ICT 융복합 확산으로 1세대 낙농 스마트팜 모델에서 여러 제조업체에 의해 만들어진 각 장치들이 독자적인 통신 방식을 사용함으로써 각 장치간의 상호 운영이 제한되었다. 본 연구에서는 기존 ICT 장치의 상호 운용 확보 및 데이터 관리를 위하여 개방형 제어 기술 기반 1세대 낙농 스마트팜 모델의 고도화를 실시하였다. 이 과정에서 도출된 개방형 통합제어는 Open API의 소프트웨어 인터페이스 구조로 각 말단에 위치하는 ICT 장치와 센서들의 통신 방식에 맞추어 실시간 데이터 수집 역할을 맞는 Observer와 상위 통합관리 서버로 연결, 전송하는 역할을 수행하는 Broker로 구성된다. 개방형 통합제어를 통해 고도화 모델 도입에 따른 1세대 낙농 스마트팜 모델 현장 2 곳의 검증을 통하여 성과 분석한 결과 두당 일일평균 산유량이 전년도 대비하여 (A 농가 5.13%, B 농가는 1.33%) 증가하였고(p<0.05), 공태일수는 A농가에서 약 17.5%, B 농가에서 약 13.3% 감소하였다(p<0.05). 젖소는 ICT 장치 도입 이후 적응 기간이 요구되나 이후 지속적인 효과를 관찰할 경우, 생산량의 효과가 점차 증가 할 것으로 기대할 수 있다. 현재 축종별 1세대 스마트팜 고도화를 통해 ICT 장치의 통합관리 체계 구축 및 데이터 송수신 인터페이스에 대한 제시가 실시되었으나, 빅데이터 기반의 2세대 스마트팜 연구개발 진입을 위하여 데이터의 규격 및 송수신에 대한 표준제정 및 산업계의 참여 유도를 위한 정책마련이 시급하다. 또한, 인공지능과 빅데이터가 핵심인 2세대 모델의 데이터 활용안 개발을 통해 낙농 스마트팜의 2·3세대를 향한 기반 조성이 시급 할 것이라고 제언하는 바이다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권10호
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• pp.347-352
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• 2016

최근 IoT 기술을 다양한 분야에 적용하는 사례가 늘어나고 있는 추세이다. 특히 각종 환경 센서를 통해 수집되는 대량의 데이터를 분석하여 적절한 정보를 제공하는 기술에 대해 연구되고 있다. 이러한 기술은 각 산업분야 중 농산업분야에서도 연구가 활발히 진행되고 있다. 농산업 분야에서 생장환경의 조성을 위한 모니터링 및 제어에 대한 연구가 많이 진행되고 있으나 병해충 및 기상재해 정보는 우리나라 평균 기상환경에 맞추어 방제 매뉴얼을 작성하여 제공됨으로 인해 실제 지역별 환경에 매우 힘든 실정이다. 특히, 특용과수는 전남지역에 생산량이 매우 높은편으로 지역 실정에 맞는 정보를 효율적으로 제공하기 위해서는 지역별 정보에 대한 수집에서 전문가 정보 제공에 이르는 다양한 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 미세기상 기후 수집 및 영상 정보를 통한 이미지 분석, 예찰 모형 등을 통해 병해충 및 기상 재해에 대한 피해를 최소화하기 위한 통합지원 플랫폼을 제안한다. 특용과수의 병해충에 대한 피해를 줄이기 위해 다양한 IoT 기술들을 활용하여 이를 통해 병해충에 대한 방제시기를 적절하게 알려주고, 생장환경을 적절하게 유지함으로써 특용과수 농가의 피해를 최소화하고 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제20권2호
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• pp.191-202
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• 2010

본 연구에서는 부지조성을 위해 매립한 해성퇴적지반을 대상으로 성토량의 증가에 따라 발생되는 침하량과 측방유동량을 분석하여 연약지반의 깊이 및 성토하중을 고려한 침하량과 측방유동량 산정식을 제안하였다. 이를 위해 압성토공법이 적용된 해성퇴적지반 개량구간으로부터 현장조사와 실내시험 및 현장시험을 실시하였으며, 여러 계측기기를 설치하여 현장계측을 수행하였다. 그리고 이들 조사, 시험 및 계측결과로부터 지반의 분포상태, 물성 및 공학특성을 파악하였으며 회귀분석을 통한 침하량과 측방유동량을 산정하였다. 연구지역의 지층은 상부로부터 매립층, 퇴적층 및 기반암층으로 구성되어 있으며 자연적으로 형성된 점토층은 3.9~44.5 m 두께로 분포하고 있다. 그리고 지반개량을 위한 성토고는 4.7~7.8 m이고 이로 인해 발생된 침하량과 측방유동량은 각각 0.959~2.217 m 및 0.048~0.313 m 범위인 것으로 나타났다. 회귀분석을 실시한 결과 성토에 따른 침하량 및 측방유동량 산정식은 각각 $s=0.02h^2+0.11h$ 및 ${\delta}=0.01e^{0.37h}$와 같이 제시할 수 있다. 제안된 이들 경험식은 연구지역과 유사한 조건을 가진 해성퇴적지반에서 성토하중에 따른 침하량과 측방유동량을 개략적으로 산정할 시 적용이 가능할 것이다.

• 한국제4기학회지
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• 제17권2호
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• pp.129-133
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• 2003

Water is critically important for Tricholoma matsutake(Tm) growth because it is the major component of the mushroom by over 90%. The mushroom absorbs water through the below ground hyphal colony. Therefore, the objectives of our study were to investigate spatio-temporal water changes in Tm colonies. This study was carried out at Tm fruiting sites in Sogni Mt National Park, where the below-ground mushroom colonies have been irrigated. To identify spatial water status within the Tm soil colony soil moisture and ergosterol content were measured at six positions including a mushroom fruiting position on the line of the colony radius. To investigate temporal soil moisture changes in the soil colony, Time Domain Reflectometry(TDR) sensors were established at the non-colony and colony front edge, and water data were recorded with CR10X data logger from late August to late October. Before irrigation, whereas it was 12.8% at non-colony, the soil water content within Tm colony was 8.0% at 0-5cm from the colony front edge, 6.2% at 10-15cm and 6.5-7.5% at 20-40cm. And the content was 12.1% at 80cm distance from the colony edge, which is similar to that at the non-colony. In contrast, ergosterol content which is proportional to the live hyphal biomass was only 0.4${\mu}g$/g fresh soil at the uncolonized soil, while 4.9 $\mu\textrm{g}$/g fresh soil at the front edge where the hyphae actively grow, and 3.8 ${\mu}g$/g fresh soil at the fruiting position, l.1${\mu}g$/g at 20cm distance and 0.4${\mu}g$/g in the 40cm rear area. Generally, in the Tm fungal colony the water content changes were reversed to the ergosterol content changes. While the site was watered during August to October, the soil water contents were 13.5∼23.0% within the fungal colony, whereas it was 14.5∼26.0% at the non-colony. That is, soil water content in the colony was lower by 1.0∼3.0% than that in the non-colonized soil. Our results show that Tm colony consumes more soil water than other parts. Especially the front 30cm within the hyphal colony parts is more critical for soil water absorption.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.521-529
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• 2020

산불은 경제, 자연환경, 건강과 같은 삶의 여러 측면에서 몇 가지 악영향을 주는 가장 핵심적인 환경위험 중의 하나이다. 산불의 조기발견, 빠른 예측, 신속한 대응은 산불 위험으로부터 재산과 생명을 구하는데 본질적인 역할을 할 수 있다. 산불의 빠른 발견을 위해 기상청에서 각 지역에 설치한 로컬 센서를 통해 획득한 기상 데이터를 이용하는 방법이 있다. 기상 조건(예: 온도, 바람)은 산불 발생에 영향을 미친다고 알려져 있다. 본 논문에서는 산불의 피해 면적을 예측하기 위해 데이터 마이닝(DM) 기법을 적용한다. 다섯 종류의 DM 모델, 예를 들어 Stochastic Gradient Descent(SGD), Support Vector Machines(SVM), Decision Tree(DT), Random Forests(RF), Deep Neural Network(DNN)과 네 가지 입력 특성 그룹(공간, 시간, 기상 데이터 이용)을 최근 5년간의 경기도 지역에서 수집한 실제 산불 발생 데이터에 적용하였다. 실험결과는 기상 데이터만을 이용한 DNN 모델이 가장 우수한 성능을 보였다. 제안한 모델은 빈도수가 높은 작은 규모의 산불 예측에 더 효과적이었다. 제안한 예측 모델을 통해 도출된 이러한 지식은 소방 자원 관리를 개선하는데 특히 유용하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권5A호
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• pp.459-468
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• 2006

현재의 센서 네트워크에서의 라우팅은 센서 노드의 한정된 에너지를 고려하여 네트워크의 유지를 최대화하기 위한 방향으로 라우팅 경로를 설정하고 있다. 기존의 라우팅 알고리즘은 센서 노드의 한정된 자원과 이동성을 지원하기 위해 라우팅 테이블을 가지지 않고 라우팅이 이루어질 때마다 라우팅 경로를 찾아 주어진 경로로 라우팅을 수행하는 방법을 사용하고 있다. 센서 네트워크에서 베이스 스테이션 기능을 가지는 싱크 노드는 이동성을 보장 받지만 센서 노드 자체는 비이동성을 가정하는 경우가 일반적이다. 따라서 한정된 자원 내에서 라우팅을 수행하도록 라우팅 테이블의 크기를 최소화하는 방안이 제시된다면 새로운 라우팅 기법을 고려해 볼 수 있다. 본 논문은 라우팅 테이블의 크기를 최소화하는 방법으로, 비트맵을 구성하여 라우팅을 수행하는 새로운 라우팅 알고리즘을 제안한다. 각 노드는 이웃 노드와의 연결 정보를 비트로 표현하여 비트맵을 구성하는데, 전송에 필요로 하는 에너지를 최소화 하도록 이웃 노드에게 단 한번의 브로드캐스트를 수행한다. 그 결과, 모든 노드의 전체 네트워크의 링크 정보를 가지는 것이 아니라 부분적인 링크 정보를 가지게 된다. 링크 정보는 싱크 노드에 의해 만들어지므로, 부분적인 네트워크 연결 정보이지만 각 노드는 싱크 노드로 보고될 경로를 가질 수 있게 된다. 단 한번의 브로드캐스트이므로 메시지 전송 횟수를 최소할 수 있다. 즉, 센서 노드에서 메시지를 전송할 때 가장 많은 에너지를 소모하게 되는데, 경로 설정에 필요한 에너지를 줄이는 것은 노드가 가지는 한정된 에너지의 소모를 줄일수 있게 되어 네트워크의 생존 시간을 늘릴 수 있다는 것을 의미한다. 제안하는 라우팅 알고리즘은 기존의 라우팅 알고리즘에 비해 10% 정도의 메시지 전송 횟수를 줄일 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권3호
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• pp.62-70
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• 2011

CFA(Color Filter Array)를 사용하는 이미지 센서에서는 컬러정보를 획득하기 위해 디모자이킹 과정을 거치게 된다. 이상적인 컬러특성을 갖는 이미지센서에 적용되는 디모자이킹 방식은 실제로 이미지센서에 바로 적용할 경우 올바른 동작을 장담할 수 없는데, 이는 센서마다 그 특성이 다르기 때문이다. 따라서 디모자이킹 알고리즘을 적용할 때에는 각 센서의 특성에 따라서 다르게 적용이 되어야만 한다. 본 논문에서는 Honeycomb CFA방식을 사용하는 CCD 이미지 센서에서 사용되는 디모자이킹 알고리즘을 제안하고, 실제 이미지 센서(CBN385B)의 컬러특성을 고려하여 필터의 계수를 보정함으로써 개선된 성능을 갖는 디모자이킹 알고리즘을 제안한다. 또한 디모자이킹 알고리즘을 하드웨어로 구현하여 그 성능을 비교한다. 제안한 알고리즘을 검증하기 위한 방법으로 전체 ISP시스템을 구현 했으며, 성능을 확인할 지표로 알고리즘 자체성능은 PSNR로 이미지센서의 필터특성의 적용의 결과는 RGB분포도를 이용하였다. 결과적으로 기존의 방법에 비해 PSNR 값이 4~8dB 증가하였으며, 실제 이미지센서(CBN385B)에서 Red 성분으로 편중된 현상도 제거하였다. 또한 하드웨어 설계를 통해 소프트웨어적인 연산의 복잡성을 해결하였으며 검증을 위해 Spartan-3E FPGA가 사용되었다. 총 게이트 수는 45K개이며 25 frame/sec의 속도를 보였다.