• 한국군사과학기술학회지
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• 제21권4호
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• pp.456-463
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• 2018

With the development of weapon systems by mounting various sensors, it makes important to analyze the precise functioning of sensor to external environment. In the case of small arms with magnetic sensor, the malfunction of small arms might be caused by strong external magnetic fields. In this study, the effects of magnetic sensor on external magnetic fields were analyzed, and optimal magnetic shield and shield structure were designed through M&S. In addition, the magnetic-shielding effectiveness of magnetic sensor in small arms was verified with commercial shielding materials. As a result, it was demonstrated that the Fe-Cu-Si-Nd-B with the structure of multi-layer metallic shields was shown the magnetic-shielding effectiveness of 83 % for an external permanent magnet and 19 % for an alternating magnetic field of 180 dBpT at 60 Hz, respectively.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2007년도 The 1st International Symposium on Advanced Magnetic Materials
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• pp.144.2-144.2
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• 2007

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권1호
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• pp.67-75
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• 2010

본 논문에서는 실외환경에서 주행하는 이동로봇의 위치를 추정하는 알고리즘을 제안한다. 실외환경은 실내와 다르게 바닥이 고르지 않고, 경사진 지형 등 지면에 대한 불확실성을 포함한다. 이러한 환경에서 로봇의 진행 방향을 추정하기 위해 magnetic 센서 또는 IMU(Inertial Measurement Unit)가 예전부터 많이 사용되어 왔다. Magnetic 센서는 진행방향에 대한 절대 각도를 알려주며, IMU는 센서 내부에서 자이로스코프와 가속도계, 전자 나침반을 사용하여 각도 정보를 제공한다. 하지만 본 연구에 사용된 이동로봇은 전기자동차로써 자기장의 영향을 많이 받기 때문에 위 두 센서를 사용할 수가 없는 실정이다. 그래서 자기장의 영향을 받지 않는 1축 자이로 센서 3개를 이용한 자이로 모듈을 구성하여 진행방향을 추정하는 알고리즘을 구현하였다. GPS와 엔코더, 자이로 센서 모듈 등을 통해 얻은 정보를 융합하여 확장 칼만 필터 알고리즘에 의한 이동로봇의 위치추정 알고리즘을 개발하였고 실험을 통하여 제안한 알고리즘의 성능을 검증하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권4호
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• pp.579-591
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• 2015

This paper investigates a magnetoelectric (ME) vibration energy harvester that can scavenge energy in arbitrary directions in a plane as well as wide working bandwidth. In this harvester, a circular cross-section cantilever rod is adopted to extract the external vibration energy due to the capability of it's free end oscillating in arbitrary in-plane directions. And permanent magnets are fixed to the free end of the cantilever rod, causing it to experience a non-linear force as it moves with respect to stationary ME transducers and magnets. The magnetically coupled cantilever rod exhibits a nonlinear and two-mode motion, and responds to vibration over a much broader frequency range than a standard cantilever. The effects of the magnetic field distribution and the magnetic force on the harvester's voltage response are investigated with the aim to obtain the optimal vibration energy harvesting performances. A prototype harvester was fabricated and experimentally tested, and the experimental results verified that the harvester can extract energy from arbitrary in-plane directions, and had maximum bandwidth of 5.5 Hz, and output power of 0.13 mW at an acceleration of 0.6 g (with $g=9.8ms^{-2}$).

• 한국자기학회지
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• 제23권6호
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• pp.200-204
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• 2013

마그네트론 스퍼터를 이용하여 반강자성/비자성/강자성의 삼층박막 $50{\mu}m{\times}50{\mu}m$ 크기의 십자 형태의 PHR 자기센서를 제작하고, 도메인스코프를 이용하여 외부자기장에 의한 PHR 센서의 자화거동을 관찰하였다. 또 자기저항 신호로부터 센서 특성 및 자기 민감도를 측정하였다. 삼층 구조의 PHR 센서에서 자기이력곡선 이동으로부터 측정한 교환결합력은 20 Oe였으며, $20^{\circ}$에서 자기 민감도는 $20{\mu}V/Oe$이였다. 이를 이용하여 자기 모멘트가 $10^{-13}emu$인 자기 박테리아를 $1{\times}10^3$개 정도의 분해능까지 측정하였으며, 또한 자기 민감도와 박테리아에 의한 출력 전압을 이용해 계산한 결과 박테리아 한 마리가 가지는 자기장의 크기는 $5{\times}10^{-5}Oe$이였다.

• Journal of Magnetics
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• 제21권3호
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• pp.330-339
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• 2016

A magnetic field sensing system with a single primary sensor and multiple reference sensors deployed locally and orthogonally, was proposed for downlink signal reception and interference cancelling for Through-the-Earth Communication (TEC). This paper mathematically analyzes a design optimization process for a search coil magnetometer (SCM), and applies that process to minimize the bandwidth of the primary SCM for TEC signal reception and the volume of reference SCMs for multiple distributions. The primary SCM achieves a 3-dB bandwidth of 7 Hz, a sensitivity threshold of 120 fT/${\surd}$Hz, and a volume of $2.32{\times}10^{-4}m^3$. The entire sensing system volume is as small as $10^{-2}m^3$. Experiments with interference from industrial frequency harmonics demonstrated an average of 36 dB and 18 dB improvements in signal-to-interference ratio and signal-to-interference plus noise ratio, respectively, using multichannel recursive-least-squares algorithm. Thus, the proposed sensing system can reduce the interference effectively and allows reliable downlink signal reception.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권5호
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• pp.581-592
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• 2020

Magneto-rheological fluids and magneto-strictive materials are of the well-known smart materials which are used to control and reduce the vibrations of the structures. Vibration analysis of a smart annular three-layered plate is provided in this work. MR fluids are used as the core's material type and the face sheets are made from MS materials and is assumed they are fully bonded to each other. The structure is rested on visco-Pasternak foundation and also is subjected to a transverse magnetic field. The governing motion equations are derived based on CPT and employing Hamilton's principle and are solved via GDQ as a numerical method for various boundary conditions. Effect of different parameters on the results are considered and discussed in detail. One of the salient features of this work is the consideration of MR fluids as the core, MS materials as the faces, and all of them under magnetic field. The outcomes of this study may be led to design and create smart structures such as sensors, actuators and also dampers.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권5호
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• pp.565-584
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• 2020

The nonlinear thermo-electro-elastic buckling behavior of viscoelastic nanoplates under magnetic field is investigated based on nonlocal elasticity theory. Employing nonlinear strain-displacement relations, the geometrical nonlinearity is modeled while governing equations are derived through Hamilton's principle and they are solved applying semi-analytical generalized differential quadrature (GDQ) method. Eringen's nonlocal elasticity theory considers the effect of small size, which enables the present model to become effective in the analysis and design of nano-sensors and nano actuators. Based on Kelvin-Voigt model, the influence of the viscoelastic coefficient is also discussed. It is demonstrated that the GDQ method has high precision and computational efficiency in the buckling analysis of viscoelastic nanoplates. The good agreement between the results of this article and those available in literature validated the presented approach. The detailed mathematical derivations are presented and numerical investigations are performed while the emphasis is placed on investigating the effect of the several parameters such as electric voltage, small scale effects, elastomeric medium, magnetic field, temperature effects, the viscidity and aspect ratio of the nanoplate on its nonlinear buckling characteristics. It is explicitly shown that the thermo-electro-elastic nonlinear buckling behavior of viscoelastic nanoplates is significantly influenced by these effects. Numerical results are presented to serve as benchmarks for future analyses of viscoelastic nanoplates as fundamental elements in nanoelectromechanical systems.

• 한국게임학회 논문지
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• 제19권5호
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• pp.91-102
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• 2019

본 논문에서는 ARCore를 사용한 비전 기반 스마트폰용 AR 게임 개발을 하는데 있어 평면 추적의 정확도 개선 방법을 제안한다. ARCore에서는 SLAM과 스마트폰의 IMU를 혼합하여 사용하는 VIO 방식이다. IMU를 사용하는데 있어 가속도계와 자이로스코프의 단점으로 인해 한번 인식된 평면을 계속하여 추적하는데 있어 오차가 발생한다. 이를 위해 기존 센서뿐만 아니라 자기장계 센서를 추가하여 자세 측정의 오차를 최소화하고 이를 평면 추적에도 활용될 수 있도록 하는 방법을 제안한다. 제안 방법을 통해 평면 추적에 있어서 ARCore의 경우보다 스마트폰 자세 추정의 오차를 줄일 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.166-172
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• 2011

저가의 홀센서를 이용하여 자석의 위치를 인식하는 센서 시스템을 제안하였다. 먼저 모델식을 이용하여 자석에 의한 자기장을 측정하고, 수평 자계와 수직 자계의 특성을 분석하여, 센서의 배치방법을 결정하였다. 자석과 홀센서의 위치 관계에 따라서 측정된 자기장 값으로부터 자석의 위치를 추정하는 알고리즘을 제안하고, 이론적인 오차를 계산하였다. 또한 마이크로 컨트롤러를 사용하여 개발할 때의 단점인 실시간 데이터 확인이 어려운 점을 극복하기 위해서 컴퓨터용 응용 프로그램을 작성하여, 작업의 수월성을 높였다. 계산된 이론적 오차는 0.0025cm 이하로 나타났으며 실제로 개발된 시스템의 오차는 0.07cm 이하로 측정되어 여러 가지 상황에서 제안한 방법들의 우수성을 입증하였다.