• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.304-310
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• 2017

본 논문은 자율주행자동차가 곡선 주행 차로를 따라 주행 경로를 인지하고 경로 제어가 가능하도록 하기 위한 IPM 기반의 차선 검출기 구조에 대해 제안하고 RTL (Register Transfer Level) 기반의 회로 구현 결과에 대해 설명한다. 제안한 회로 구조는 곡률이 심한 차선에 대해 높은 정확도를 보장하기 위해 역투영 정합 영상을 Near/Far 영역으로 구분하여 허프 변환과 차선의 후보 영역 검출 연산을 적용한다. 자율주행자동차의 경우 다양한 알고리즘을 탑재해야 하므로 임베디드 시스템에서 차선 인식기의 시스템 자원 사용량을 줄이기 위해 차선 인식에 사용하는 영상 데이터 및 각종 파라미터 데이터에 대해 메모리 접근 회수를 최소화하는 방법을 제안하였다. 제안한 회로는 Xilinx Zynq XC7Z020에서 LUT 16%, FF 5.9%, BRAM 29%의 FPGA 자원 점유율을 보였으며 100MHz 클럭에서 Full-HD ($1920{\times}1080$) 영상을 초당 42장 처리 가능한 성능을 갖고 약 96% 차선 인식률을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1131-1136
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• 2015

VoIP(Voice over Internet Protocol)와 IP Telephony 기술이 발전함에 따라 기존 회선이 아닌 인터넷 망을 사용하여 전화를 사용하는 IP-PBX(Internet Protocol Private Branch Exchange)의 사용이 증가하고 있다. IP-PBX는 전화회선을 사용하지 않아 전화 업무가 많은 기업들과 기관들의 경영비용을 절감할 수 있으며 일반전화 회선과 유사한 품질을 제공한다. 하지만 IP-PBX를 도입하기 위해선 고가의 하드웨어 장비나 상용 소프트웨어를 구매해야 하는 초기 비용이 필요하다. 본 논문에서는 고가의 하드웨어 장비나 상용 소프트웨어를 구매하지 않고 IP-PBX를 도입할 수 있는 방안을 제안한다. 제안하는 IP-PBX는 Raspberry Pi와 Asterisk를 사용하여 IP-PBX 서버를 설계하고 구현한다. 그리고 구현된 IP-PBX 기반으로 PC와 스마트 폰 간의 음성 통화를 실시하여 논문의 적합성을 검증한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.398-411
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• 2016

기계학습 방법의 하나인 SVM은 뛰어난 일반화 성능으로 영상처리 분야에서 많이 사용하고 있다. 하지만 SVM을 이용한 시스템에서 미리 학습된 데이터가 아닌 다른 데이터를 이용하려하면 새로 학습을 시켜야 하는 경우가 생긴다. 특히, 임베디드 환경에서는 이러한 상황에서 학습 시간이 오래 걸려 SVM을 적절히 이용하지 못하는 경우가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 SVM의 학습 및 분류를 모두 수행할 수 있도록 하나의 FPGA로 구현하였다. SVM 연산의 복잡성으로 인해 생기는 반복연산을 병렬처리를 통하여 해결하고 커널 사용으로 생기는 지수 연산을 변형하여 고정 소수점 연산이 가능하도록 하였다. 제안하는 하드웨어는 Xilinx사의 ZC 706보드에 구현하였고, 구현한 FPGA의 검증을 위하여 TSR 알고리즘을 이용하였다. 구현한 하드웨어는 100 MHz의 주파수로 동작하며, 2천개의 데이터를 이용한 학습 시 약 5sec가 소요되고 $1360{\times}800$ 해상도에서 분류 시 약 16.54msec가 소요됨을 확인했다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권4호
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• pp.6-13
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• 2011

정규상호상관 기반의 이미지 유사도 비교방법은 조명차 등에 강인한 특성이 있어 널리 사용되어 왔으나, 비효율적인 연산구조로 인해 실시간 연산을 요구하는 임베디드 시스템과 같은 응용분야에서는 적용하는 데 한계가 있었다. 본 논문에서는 효율적 연산방법을 통해 실시간 이미지 유사도 비교가 가능한 정규상호상관 기반의 하드웨어 연산구조를 제안한다. 제안된 구조는 적분이미지 기반의 윈도우 연산 방법을 사용하여 정규상호상관 함수의 윈도우 영역의 합 연산과정을 효율적으로 처리한다. 이를 위해 화소 입력과 동시에 적분이미지 생성이 가능한 구조와 메모리 효율적인 부분화 적분이미지 방법을 적용하여 적분이미지 생성과정에서의 부담을 최소화 한다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권5호
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• pp.30-37
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• 2007

수질 감시를 위한 물벼룩 활동량 측정을 실시간으로 측정하는 하드웨어를 구현 하였다. 물벼룩은 수질 감시에 빈번히 시용하는 살아있는 생물학적 센서라고 할 수 있다. 물벼룩은 수질이 오염이 되면 활동량의 변화가 나타나기 때문에 물벼룩의 활동량을 감시함으로서 해당 수질의 독성 물질의 유입을 즉각 확인할 수 있다. 물벼룩의 활동량 조사는 기존의 방법은 LED를 이용한 발광부와 Photo TR.을 이용한 수광부를 사용하는 방법이 있으나 물벼룩이 빛에 민감하게 반응하고 측정 대상인 물벼룩을 기준에 두고 2 개의 장치(발광부와 수광부)를 두는 불편한 점이 있었다. 본 논문은 기존의 방식을 대체하기 위해 CCD 카메라를 사용한다. CCD 카메라의 영상처리를 위해 이미지 버퍼에 저장한 후 컴퓨터나 DSP를 사용하여 소프트웨어로 일괄 처리를 하는 것이 아니라 실시간으로 하드웨어로 처리하는 시스템을 구현하였다. 그리고 구현된 하드웨어로 수질 경보를 위한 원격 모니터링 임베디드 시스템을 구축하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.483-492
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• 2013

SURF는 영상의 특징점을 추출하고 서술자를 생성하는 알고리즘으로 객체인식 및 추적, 파노라마 이미지 생성 등 여러 영상처리 시스템에 응용되고 있다. SURF 알고리즘은 영상의 크기, 회전, 시점 등의 변화에 강인한 특징을 갖지만 복잡하고 반복적인 연산이 많아 실시간 처리가 어렵다. 실제 PC(Pentium, 3.3GHz) 환경에서 1000개 정도의 특징점이 추출되는 VGA($640{\times}480$) 해상도의 영상을 이용하여 실험한 결과 특징점 추출 및 서술자 생성에 총 240ms 이상이 걸려 약 4frame/sec로 실시간 처리가 불가능한 것을 확인하였다. 본 논문에서는 SURF 알고리즘의 메모리 접근 패턴을 분석하여 라인 메모리를 효율적으로 구성해 메모리 사용을 최소화하고 반복적으로 수행되는 연산을 병렬처리 하는 방법으로 하드웨어를 설계하였다. 하드웨어 설계 검증 결과 Xilinx사의 Virtex5LX330 FPGA를 타겟으로 합성 시 101,348LUTs(66%)와 1,367KB의 내부 메모리를 사용하고, 100MHz 동작 클록에서 30 frame/sec로 실시간 처리가 가능함을 볼 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권10호
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• pp.805-812
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• 2013

스마트무인기의 비행제어컴퓨터는 탑재장비와의 입/출력 신호처리, 비행제어법칙 연산 그리고 고장진단 및 이중화 기능 등이 구현된 비행운용프로그램이 탑재되어 있다. 비행운용프로그램은 PowerPC 755 프로세서와 VxWorks 5.5 실시간운영체제 환경에서 개발되었다. 비행운용프로그램은 메모리 참조 모듈, 탑재장비 입/출력 신호처리 모듈 그리고 비행제어법칙 모듈로 구성되었고 각각의 모듈은 계층 구조로 설계되었다. 메모리 참조 모듈과 신호처리 모듈은 벤치 테스트를 통해 검증되었고, 비행제어법칙 모듈은 시뮬레이션 시험, 지상통합시험, 안전줄 시험 그리고 비행시험을 통해 검증되었다. 본 논문에서는 비행운용프로그램의 개발환경, 소프트웨어 구조 그리고 검증 및 관리방법에 대해서 기술하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권2호
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• pp.232-239
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• 2016

Recently, in order to increase the efficiency and mission success rate of UAVs (Unmanned Aerial Vehicles), the necessity for formation flights is increased. In general, GPS (Global Positioning System) is used to obtain the relative position of leader with respect to follower in formation flight. However, it can't be utilized in environment where GPS jamming may occur or communication is impossible. Therefore, in this study, monocular vision is used for measuring relative position. General PC-based vision processing systems has larger size than embedded systems and is hard to install on small vehicles. Thus FPGA-based processing board is used to make our system small and compact. The processing system is divided into two blocks, PL(Programmable Logic) and PS(Processing system). PL is consisted of many parallel logic arrays and it can handle large amount of data fast, and it is designed in hardware-wise. PS is consisted of conventional processing unit like ARM processor in hardware-wise and sequential processing algorithm is installed on it. Consequentially HW/SW co-designed FPGA system is used for processing input images and measuring a relative 3D position of the leader, and this system showed RMSE accuracy of 0.42 cm ~ 0.51 cm.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.389-394
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• 2012

현재 대부분 시스템은 부트 펌웨어에 대한 보안 취약점이 무시되어 왔다. 부트 펌웨어는 하드웨어 제어 권한과 다른 외부 장치의 권한을 가지고 있기 때문에 보안 메커니즘이 고려되지 않은 상태에서는 악의적인 프로그램이나 코드에 의해 하드웨어가 제어되고 악의적인 코드에 의해 운영체제 손상, 프로그램 도용과 같은 심각한 시스템의 오류를 초래할 가능성이 높다. 본 논문에서는 부트 펌웨어에 대한 신뢰성을 제공하기 위해 악의적인 코드 탐색과 프로그램 도용방지, 운영체제의 보안 로드를 위하여 기존 부트스트랩 방식에 벗어난 암호화된 부트스트랩 패턴을 가지는 소프트웨어 기반의 구조적 보안 메커니즘을 제안한다. 또한 실험 결과를 통해 다른 소프트웨어 보안 메커니즘 비해 적은 1.5~3% 사이의 오버헤드와 검출능력의 우수함을 입증한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.949-955
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• 2018

HIL 시뮬레이션은 복잡한 실시간 임베디드 시스템을 개발하고 테스트하는 데 사용되는 기법이다. HIL 테스트는 해양플랜트와 같은 고부가가치 선박인 LNGC의 PMS 성능 검증을 위한 효율적인 플랫폼이 된다. 그러나 국내 조선소를 비롯한 연구기관에서 스스로 HIL 테스트를 수행하기에는 시간이 필요하다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 연구는 전력 공급 장치 / 소비 장치, 제어콘솔, MSBD 로 구성된 FPGA 기반의 PMS-HIL 시뮬레이터를 제안한다. 제안된 HIL시뮬레이션 플랫폼은 실제 장비 데이터를 사용하였고, PMS의 부하 공유 테스트를 수행하였다. 제안된 시스템은 대칭, 비대칭 및 고정 부하분배를 통해 검증하였고 공장수락시험 대체 가능성을 보여 준다. 또한 향후 에너지관리시스템 개발을 비롯한 선박 자동화 및 자율운항을 위한 추가 시스템 개발 시 많은 도움을 줄 것으로 사료된다.