Based on the Deep Q-Network(DQN) algorithm of reinforcement learning, an active fault-tolerance method with incremental action is proposed for the control system with sensor faults of the once-through steam generator(OTSG). In this paper, we first establish the OTSG model as the interaction environment for the agent of reinforcement learning. The reinforcement learning agent chooses an action according to the system state obtained by the pressure sensor, the incremental action can gradually approach the optimal strategy for the current fault, and then the agent updates the network by different rewards obtained in the interaction process. In this way, we can transform the active fault tolerant control process of the OTSG to the reinforcement learning agent's decision-making process. The comparison experiments compared with the traditional reinforcement learning algorithm(RL) with fixed strategies show that the active fault-tolerant controller designed in this paper can accurately and rapidly control under sensor faults so that the pressure of the OTSG can be stabilized near the set-point value, and the OTSG can run normally and stably.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.58
no.5
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pp.303-313
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2021
Recently, quality control of the Liquefied Natural Gas Carrier (LNGC) cargo hold and block-erection interference areas using 3D scanners have been performed, focusing on large shipyards and the international association of classification societies. In this study, as a part of the research on LNGC cargo hold quality management advancement, a study on deep-learning-based scaffolding system 3D point cloud object detection and post-processing were conducted using a LNGC cargo hold 3D point cloud. The scaffolding system point cloud object detection is based on the PointNet deep learning architecture that detects objects using point clouds, achieving 70% prediction accuracy. In addition, the possibility of improving the accuracy of object detection through parameter adjustment is confirmed, and the standard of Intersection over Union (IoU), an index for determining whether the object is the same, is achieved. To avoid the manual post-processing work, the object detection architecture allows automatic task performance and can achieve stable prediction accuracy through supplementation and improvement of learning data. In the future, an improved study will be conducted on not only the flat surface of the LNGC cargo hold but also complex systems such as curved surfaces, and the results are expected to be applicable in process progress automation rate monitoring and ship quality control.
In structural health monitoring of large-scale structures, optimal sensor placement plays an important role because of the high cost of sensors and their supporting instruments, as well as the burden of data transmission and storage. In this study, a vibration sensor placement algorithm based on deep reinforcement learning (DRL) is proposed, which can effectively solve non-convex, high-dimensional, and discrete combinatorial sensor placement optimization problems. An objective function is constructed to estimate the quality of a specific vibration sensor placement scheme according to the modal assurance criterion (MAC). Using this objective function, a DRL-based algorithm is presented to determine the optimal vibration sensor placement scheme. Subsequently, we transform the sensor optimal placement process into a Markov decision process and employ a DRL-based optimization algorithm to maximize the objective function for optimal sensor placement. To illustrate the applicability of the proposed method, two examples are presented: a 10-story braced frame and a sea-crossing bridge model. A comparison study is also performed with a genetic algorithm and particle swarm algorithm. The proposed DRL-based algorithm can effectively solve the discrete combinatorial optimization problem for vibration sensor placements and can produce superior performance compared with the other two existing methods.
Kim, In-Sung;Seo, Jin-Woo;Ha, Dae-Wan;Ko, Yun-Seok
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.16
no.4
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pp.699-708
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2021
In this paper, a steering control and speed control algorithm was presented for autonomous driving based on two vision sensors and road speed sign board. A car speed control algorithm was developed to recognize the speed sign by using TensorFlow, a deep learning program provided by Google to the road speed sign image provided from vision sensor B, and then let the car follows the recognized speed. At the same time, a steering angle control algorithm that detects lanes by analyzing road images transmitted from vision sensor A in real time, calculates steering angles, controls the front axle through PWM control, and allows the vehicle to track the lane. To verify the effectiveness of the proposed algorithm's steering and speed control algorithms, a car's prototype based on the Python language, Raspberry Pi and OpenCV was made. In addition, accuracy could be confirmed by verifying various scenarios related to steering and speed control on the test produced track.
Motion synthesis using physics-based controllers can generate a character animation that interacts naturally with the given environment and other characters. Recently, various methods using deep neural networks have improved the quality of motions generated by physics-based controllers. In this paper, we present a control policy learned by deep reinforcement learning (DRL) that enables Luxo, the mascot character of Pixar animation studio, to run towards a random goal location while imitating a reference motion and maintaining its balance. Instead of directly training our DRL network to make Luxo reach a goal location, we use a reference motion that is generated to keep Luxo animation's jumping style. The reference motion is generated by linearly interpolating predetermined poses, which are defined with Luxo character's each joint angle. By applying our method, we could confirm a better Luxo policy compared to the one without any reference motions.
Khan, Rafiul Hasan;Lee, Youngsuk;Lee, Suk-Hwan;Kwon, Oh-Jun;Kwon, Ki-Ryong
Journal of Korea Multimedia Society
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v.22
no.5
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pp.558-572
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2019
Anthropomorphism is the attribution of human traits, emotions, or intentions to non-human entities. Anthropomorphic animal face masking is the process by which human characteristics are plotted on the animal kind. In this research, we are proposing a compact system which finds the resemblance between a human face and animal face using Deep Convolutional Neural Network (DCNN) and later applies morphism between them. The whole process is done by firstly finding which animal most resembles the particular human face through a DCNN based animal face classification. And secondly, doing triangulation based morphing between the particular human face and the most resembled animal face. Compared to the conventional manual Control Point Selection system using an animator, we are proposing a Viola-Jones algorithm based Control Point selection process which detects facial features for the human face and takes the Control Points automatically. To initiate our approach, we built our own dataset containing ten thousand animal faces and a fourteen layer DCNN. The simulation results firstly demonstrate that the accuracy of our proposed DCNN architecture outperforms the related methods for the animal face classification. Secondly, the proposed morphing method manages to complete the morphing process with less deformation and without any human assistance.
Seul Bi Lee;Youngtaek Hong;Yeon Jin Cho;Dawun Jeong;Jina Lee;Soon Ho Yoon;Seunghyun Lee;Young Hun Choi;Jung-Eun Cheon
Korean Journal of Radiology
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v.24
no.4
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pp.294-304
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2023
Objective: We aimed to investigate whether image standardization using deep learning-based computed tomography (CT) image conversion would improve the performance of deep learning-based automated hepatic segmentation across various reconstruction methods. Materials and Methods: We collected contrast-enhanced dual-energy CT of the abdomen that was obtained using various reconstruction methods, including filtered back projection, iterative reconstruction, optimum contrast, and monoenergetic images with 40, 60, and 80 keV. A deep learning based image conversion algorithm was developed to standardize the CT images using 142 CT examinations (128 for training and 14 for tuning). A separate set of 43 CT examinations from 42 patients (mean age, 10.1 years) was used as the test data. A commercial software program (MEDIP PRO v2.0.0.0, MEDICALIP Co. Ltd.) based on 2D U-NET was used to create liver segmentation masks with liver volume. The original 80 keV images were used as the ground truth. We used the paired t-test to compare the segmentation performance in the Dice similarity coefficient (DSC) and difference ratio of the liver volume relative to the ground truth volume before and after image standardization. The concordance correlation coefficient (CCC) was used to assess the agreement between the segmented liver volume and ground-truth volume. Results: The original CT images showed variable and poor segmentation performances. The standardized images achieved significantly higher DSCs for liver segmentation than the original images (DSC [original, 5.40%-91.27%] vs. [standardized, 93.16%-96.74%], all P < 0.001). The difference ratio of liver volume also decreased significantly after image conversion (original, 9.84%-91.37% vs. standardized, 1.99%-4.41%). In all protocols, CCCs improved after image conversion (original, -0.006-0.964 vs. standardized, 0.990-0.998). Conclusion: Deep learning-based CT image standardization can improve the performance of automated hepatic segmentation using CT images reconstructed using various methods. Deep learning-based CT image conversion may have the potential to improve the generalizability of the segmentation network.
International conference on construction engineering and project management
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2022.06a
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pp.426-432
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2022
HVAC systems play a critical role in reducing energy consumption in buildings. Integrating occupants' thermal comfort evaluation into HVAC control strategies is believed to reduce building energy consumption while minimizing their thermal discomfort. Advanced technologies, such as visual sensors and deep learning, enable the recognition of occupants' discomfort-related actions, thus making it possible to estimate their thermal discomfort. Unfortunately, it remains unclear how accurate a deep learning-based classifier is to recognize occupants' discomfort-related actions in a working environment. Therefore, this research evaluates the classification performance of occupants' discomfort-related actions while sitting at a computer desk. To achieve this objective, this study collected RGB video data on nine college students' cold discomfort-related actions and then trained a deep learning-based classifier using the collected data. The classification results are threefold. First, the trained classifier has an average accuracy of 93.9% for classifying six cold discomfort-related actions. Second, each discomfort-related action is recognized with more than 85% accuracy. Third, classification errors are mostly observed among similar discomfort-related actions. These results indicate that using human action data will enable facility managers to estimate occupants' thermal discomfort and, in turn, adjust the operational settings of HVAC systems to improve the energy efficiency of buildings in conjunction with their thermal comfort levels.
Soon-Kyo Lee;Sunmok Kim;Hyowon Woo;Suk Lee;Ki-Baek Lee
The Journal of Korea Robotics Society
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v.19
no.1
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pp.79-91
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2024
Large warehouses are building automation systems to increase efficiency. However, small warehouses, military bases, and local stores are unable to introduce automated logistics systems due to lack of space and budget, and are handling tasks manually, failing to improve efficiency. To solve this problem, this study designed small loading and unloading equipment that can be mounted on transportation vehicles. The equipment can be controlled remotely and is automatically controlled from the point where pallets loaded with cargo are visible using real-time video from an attached camera. Cargo recognition and control command generation for automatic control are achieved through a newly designed deep learning model. This model is designed to be optimized for loading and unloading equipment and mission environments based on the YOLOv3 structure. The trained model recognized 10 types of palettes with different shapes and colors with an average accuracy of 100% and estimated the state with an accuracy of 99.47%. In addition, control commands were created to insert forks into pallets without failure in 14 scenarios assuming actual loading and unloading situations.
This study aimed to develop a service model that uses a deep learning algorithm for detecting diseases and pests in strawberries through image data. In addition, the pest detection performance of deep learning models was further improved by proposing segmented image data sets specialized in disease and pest symptoms. The CNN-based YOLO deep learning model was selected to enhance the existing R-CNN-based model's slow learning speed and inference speed. A general image data set and a proposed segmented image dataset was prepared to train the pest and disease detection model. When the deep learning model was trained with the general training data set, the pest detection rate was 81.35%, and the pest detection reliability was 73.35%. On the other hand, when the deep learning model was trained with the segmented image dataset, the pest detection rate increased to 91.93%, and detection reliability was increased to 83.41%. This study concludes with the possibility of improving the performance of the deep learning model by using a segmented image dataset instead of a general image dataset.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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