• 대한조선학회논문집
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• 제45권3호
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• pp.269-279
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• 2008

In this paper, an underwater navigation system with adaptive receding horizon Kalman filter (ARHKF) is studied. It is well known that incorrect statistical information and temporal disturbance invoke errors of any navigation systems with Kalman filter, which makes the autonomous navigation difficult in real underwater environment. In this context, two kinds of problems are herein considered. The first one is the development of an algorithm, which estimates the noise covariance of a linear discrete time-varying stochastic system. The second one is the implementation of ARHKF to underwater navigation systems. The performance of the derived estimation algorithm of noise covariance and the ARHKF are verified by simulation and experiment in the towing tank of Seoul National University.

• 대한교통학회지
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• 제30권6호
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• pp.71-80
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• 2012

본 연구에서는 개별차량의 구간통행시간 정보를 이용한 독립교차로의 실시간 신호제어 알고리즘을 개발하였다. DSRC와 같이 개별차량의 ID와 검지시각 정보를 수집할 수 있는 검지체계를 적용하였으며, 개별차량의 통행시간 정보로 부터 도착교통류율, 지체, 적색시간 변화에 따른 지체 변화량을 산정하기 위한 모형을 정립하였다. 통행시간기반 신호제어 알고리즘은 교차로 지체를 최소화 시키기 위한 현시별 적색시간 변화량을 결정하며, 선형계획모형을 적용하여 신호시간의 최적화 과정을 수행한다. 알고리즘의 효과평가를 위해 CORSIM과 RUN TIME EXTENSION을 적용한 미시적 시뮬레이션 분석을 시행하였으며, 이동류의 포화상태를 확인하여 지체 최소화를 위한 신호시간이 산정됨을 확인하였다. 또한 Probe 차량의 비율에 따라 이동류의 지체추정 성능을 확인하였으며, 특정 시나리오에 한정된 결과이나 40% 이상 Probe 차량 비율이 확보되는 경우 효과적 신호제어가 가능함을 확인하였다. 최근 국내 교통관리분야에서는 하이패스, 첨단교통관리시스템(ATMS), 광역교통정보사업(UTIS) 등 개별차량의 구간정보를 수집할 수 있는 검지체계가 급격히 확산되고 있으며, 본 연구는 실시간 신호운영 분야에서 검지체계의 변화를 수용하기 위한 방안으로서 새로운 형태의 신호제어 방법론을 제시하였다는데 의의가 있겠다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.450-458
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• 2017

본 연구에서는 곤충모방 날갯짓 비행체의 모델링과 제자리비행을 위한 자세제어 및 고도제어기를 설계하여 동역학 모델을 이용한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 곤충모방 날갯짓 비행체의 간략화한 날갯짓 운동, 날갯짓의 병진운동 및 회전운동에 대한 공력, 동체 동역학에 대해 수치모델링을 수행하였다. 제자리비행 자세제어를 위해 날갯짓 비행체가 가지는 시변 비선형 시스템을 선형화하여 설계한 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어기법을 통하여 자세안정화를 적용하였으며 PID 제어기법을 통해 고도제어를 수행하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 설계된 모델과 제어기의 성능을 확인하였으며 제자리비행을 위한 자세안정화 및 고도 제어가 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다. 또한 날갯짓에 의해 발생하는 주기적인 피칭 모멘트를 주기적인 제어입력을 통해 임계 안정하도록 자세 안정화를 수행하는 것을 확인 하였다.

• 대한인간공학회지
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• 제16권3호
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• pp.1-10
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• 1997

This paper is concerned with the development and evaluation of the camera calibration method for a real-time head tracking system. Tracking of head movements is important in the design of an eye-controlled human/computer interface and the area of virtual environment. We proposed a video-based head tracking system. A camera was mounted on the subject's head and it took the front view containing eight 3-dimensional reference points(passive retr0-reflecting markers) fixed at the known position(computer monitor). The reference points were captured by image processing board. These points were used to calculate the position (3-dimensional) and orientation of the camera. A suitable camera calibration method for providing accurate extrinsic camera parameters was proposed. The method has three steps. In the first step, the image center was calibrated using the method of varying focal length. In the second step, the focal length and the scale factor were calibrated from the Direct Linear Transformation (DLT) matrix obtained from the known position and orientation of the camera. In the third step, the position and orientation of the camera was calculated from the DLT matrix, using the calibrated intrinsic camera parameters. Experimental results showed that the average error of camera positions (3- dimensional) is about $0.53^{\circ}C$, the angular errors of camera orientations are less than $0.55^{\circ}C$and the data aquisition rate is about 10Hz. The results of this study can be applied to the tracking of head movements related to the eye-controlled human/computer interface and the virtual environment.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권3호
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• pp.205-216
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• 2003

회전안정화 로켓 모터를 이용하는 upper stage 위성체의 자세 불안정 현상을 연구하였다. 이 위성체는 대칭형의 본체와 내장된 유동질량으로 구성되며, 유동질량은 구진자로 모델링되었다. 종래의 선형모델이 갖는 단점을 보완하기 위해 정확한 시변 비선형 방정식을 사용하고, 본체 및 구진자 모두 회전 대칭축에 대해 정상상태에 있다고 가정하였다. 본 논문에서는 진자에 대한 준정상해(quasi-stationary solution) 및 공진조건을 파라미터의 함수로 결정하였다. 공진조건의 분석결과 유동질량은 계수자극 및 외부자극을 동시에 받으며, 자극을 받은 유동질량으로부터 에너지가 본체에 유입되면서 위성체는 불안정한 장동운동을 일으키는 것으로 확인되었다. 본 논문에서는 수치시뮬레이션 예시를 통하여 주어진 위성체 모델에 대해 발생가능한 공진조건에서 진자의 운동, 위성체 각 운동량 및 섭동모멘트의 관계 규명과 로켓모터 추진 후에 자세운동이 어떻게 변화하는가를 설명하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권5C호
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• pp.302-308
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• 2011

본 논문에서는 시변 다중 입출력 (multiple-input multiple-output) 방송(broadcast) 채널에서 피드백 양자화와 지연을 고려한 협력 빔형성 (coordinated beamforming: CBF) 시스템을 제안한다. 다중 데이터 스트림을 전송하는 CBF 시스템에 피드백 양자화 기법을 적용하고, 구현 복잡도와 피드백 오버헤드 측면에서 효율적인 CBF 시스템을 제시한다. 또한, 실제적인 무선통신 환경에서 발생하는 피드백 지연에 의한 오류를 최소화하기 위하여 사용자 단말에 선형 채널 예측기를 적용한다. 선형 예측기로 Wiener 필터를 이용하여 피드백 지연시간 후의 미래 채널을 예측하교 이를 토대로 피드백 정보를 생성함으로써 지연된 피드백 정보를 이용하는 CBF 시스템의 성능을 향상시킨다. 모의실험을 통해 다양한 도플러 (Doppler) 주파수의 MIMO 방송 채널에서 양자화와 Wiener 필터를 적용한 CBF 시스템의 향상된 심볼 오율과 합 전송률 성능을 확인한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.274-282
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• 2014

Time series of the dynamic response of a slender marine structure was predicted using quadratic Volterra series. The wave-structure interaction system was identified using the NARX(Nonlinear Autoregressive with Exogenous Input) technique, and the network parameters were determined through the supervised training with the prepared datasets. The dataset used for the network training was obtained by carrying out the nonlinear finite element analysis on the freely standing riser under random ocean waves of white noise. The nonlinearities involved in the analysis were both large deformation of the structure under consideration and the quadratic term of relative velocity between the water particle and structure in Morison formula. The linear and quadratic frequency response functions of the given system were extracted using the multi-tone harmonic probing method and the time series of response of the structure was predicted using the quadratic Volterra series. In order to check the applicability of the method, the response of structure under the realistic ocean wave environment with given significant wave height and modal period was predicted and compared with the nonlinear time domain simulation results. It turned out that the predicted time series of the response of structure with quadratic Volterra series successfully captures the slowly varying response with reasonably good accuracy. It is expected that the method can be used in predicting the response of the slender offshore structure exposed to the Morison type load without relying on the computationally expensive time domain analysis, especially for the screening purpose.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.1818-1826
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• 2014

해면 상태의 변화는 수중 음향 통신 수신 신호에 전방 산란 및 도플러 확산을 야기하여 수신 신호의 진폭, 주파수 및 위상은 시간적으로 변화한다. 따라서 통신채널의 일관성 대역폭과 페이딩 변화에 의해 고속 동기식 디지털 통신 성능은 장애를 받게 된다. 본 논문에서는 2가지의 해면 상태에서 QPSK의 성능을 평가하였다. 해면 산란이 성능에 미치는 영향은 LFM 신호를 이용하여 구한 채널의 임펄스 응답과 시간 일관성을 기반으로 해석하였다. 잔잔한 해면보다 거친 해면 상태의 임펄스 응답은 불안정하고 일관성 시간은 짧다. 이러한 결과와 수신 신호의 포락선, 진폭 및 위상과의 관계를 해석하여 QPSK의 비트 오류율이 해면 상태와 직접적으로 관계되는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권4호
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• pp.972-981
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• 2000

The phased array transducer has two distinct advantages. One is rapid scanning comparing with the conventional mechanical or manual scanning system. Therefore, output image is represented in real-time. The other is the dynamic focusing and the dynamic steering of ultrasonic beam. Only the delay times that are controlled electrically are used to focus and to steer beam without any lenses or wedges. In this study, the profile of the ultrasonic beam for the phased array transducer has been simulated in the Huygens principle with varying the inter-element spacing of the linear phased array transducer. From the result of this study, it was found that the ultrasonic beam spread wider as the inter-element spacing was decreased. However, the focusing effect was improved, even when the number of the element was not big. In addition, there was grating lobes that are constructed when the inter-element spacing is more than half wavelength. However, this grating lobe has lower amplitude than the main lobe.

• 전기학회논문지
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• 제57권3호
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• pp.518-526
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• 2008

The fuzzy self-tuning PID controller is a PID controller with a fuzzy logic mechanism for tuning its gains on-line. In this structure, the proportional, integral and derivative gains are tuned on-line with respect to the change of the output of system under control. This paper deals with two types of fuzzy self-tuning PID controllers, rule-based fuzzy PID controller and learning fuzzy PID controller. As a medical application of fuzzy PID controller, the proposed controllers were implemented and evaluated in a laparoscopic surgery robot system. The proposed fuzzy PID structures maintain similar performance as conventional PID controller, and enhance the position tracking performance over wide range of varying input. For precise approximation, the fuzzy PID controller was realized using the linear reasoning method, a type of product-sum-gravity method. The proposed controllers were compared with conventional PID controller without fuzzy gain tuning and was proved to have better performance in the experiment.