• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.9-20
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• 2014

국제적 환경의 변화와 ICT 소양 위주의 교육에서 벗어나 Computational thinking을 학교 교육과정에 반영하려는 노력이 전개되고 있다. 실제로 교육이 이루어지게 되면 교육용 컴퓨터의 정비가 이루어져야 한다. 국민권익위 자료에 의하면 기존의 방법대로 컴퓨터를 보급한다면 많은 비용이 든다. 본 연구의 목적은 Computational Thinking이 학교 현장 적용에 필요한 도구로서 저비용과 저 전력의 원보드컴퓨터의 가능성과 제한점을 연구 하였다. 연구방법으로 기본 성능비교, Physical Computing에 적용, 프로그래밍 교육에 적용, 컴퓨터 관리, 전력 소모, 실제 학생들에게 적용평가 등으로 나누어 연구했다. 연구결과 대용량의 데이터의 저장과 처리를 요구하지 않는 컴퓨팅이 아니라면 데스크탑 컴퓨터를 충분히 대체할 수 있으며, 전력소모 역시 기존 컴퓨터에 비해 최소 1/5 정도라는 결과를 얻었다. 세 개의 보드 중 Computational Thinking 지원, 사용상의 편의성, 속도 등을 고려하여 가장 적합한 것은 피시듀이노라는 결과를 얻었다.

• 문화기술의 융합
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• 제4권1호
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• pp.291-297
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• 2018

본 논문에서는 무대에서의 방송용 카메라를 위한 자동 객체추적 시스템을 구현한다. 객체추적을 위해서 Open-CV 기반의 파이썬 프로그램을 탑재한 PC, 라즈베리파이 3, 모바일 장치를 사용한다. 영상 객체추적 방법으로는 mean-shift, CAMshift, GMM을 이용한 백그라운드 모델링, SURF를 이용한 템플레이트 기반 추적, CMT, TLD 등의 방법들이 있다. CAMshift 알고리즘은 고속 및 성능의 강인함으로 실시간 추적에 효율적이지만, 본 논문에서는 CMT 알고리즘을 이용한 방송용 카메라의 영상 객체추적 시스템을 구현한다. 이것은 정적 및 적응형 일치성 때문에 최적의 영상 추적 방법이다. 제안된 시스템은 무대에서의 실시간 연속적인 객체추적을 위한 효율적이고 강인한 영상 추적 시스템에 잘 응용될 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권10호
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• pp.1247-1255
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• 2016

소형드론의 상용화를 위해서는 안전성과 자율운행기능의 확보가 필수적이다. 최근 드론제작이 상당히 용이해졌으나, 여전히 안정적인 드론의 제작은 쉽지 않다. 따라서 자체드론제작 필요성은 영상이나 자율이동 등 상위 알고리즘의 연구에 큰 장애요소로 존재한다. 본 연구에서는 상용드론과 Raspberry PI, 및 오픈소스를 활용하여, 쿼드로터 드론의 자율운행기술 개발 중 영상기반 자율운행을 설계해볼 수 있는 지상원격제어시스템(GCS)을 설계하고 구현하였다. 설계한 시스템은 모듈화된 구성으로 통신, UI 및 영상처리 모듈로 구성하였고, 특히 주행선유지 알고리즘을 구현하여 기능 및 성능 실험을 하였다. 설계한 주행선유지 알고리즘은 Hough 변환에 의하여 검출된 차선을 소실점 검출과 자제적인 라인트래킹 알고리즘을 개발하여 사용하여 인식오류를 줄였으며, 주행선과 드론의 진행방향을 계산하고 방향 (전진, 정지, 좌우회전)제어하였다. 구현된 시스템은 현재 100m육상트랙의 직선과 완만한 곡선을 2-3 m/s로 주행할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권3호
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• pp.677-685
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• 2017

기존에 개발된 스마트 가로등 관리 시스템은 도로에 설치된 가로등을 관리 및 유지보수하기 위해서 많은 시간과 비용이 필요하여 현재까지도 보급률이 매우 낮다. 따라서 본 논문에서는 기존의 가로등 관리 시스템들과 달리 장거리 통신이 가능하며 초기비용 및 유지비용이 상대적으로 저렴한 Long Range Wide-Area Network (LoRaWAN)통신을 이용한 가로등 관리 시스템을 제안한다. 또한 가로등의 상태 및 가로등 주변의 환경을 GUI에서 실시간 모니터링 및 제어를 하여 설치된 가로등에 문제가 발생 시 빠른 시간 내에 이를 확인할 수 있다. 마지막으로 구현된 시스템의 LoRaWAN 통신 테스트 및 센서 정확도 테스트를 실시하여 시스템의 성능을 검증한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권9호
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• pp.1254-1262
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• 2021

최근 우리나라는 농업인구의 고령화와 감소로 농업 환경이 급격히 변하고 있으며 이러한 문제를 해결하기 위해서는 농업의 생산성 향상과 노동력 절감이 절실히 요구되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 ICT 기술과 융합된 스마트팜이 그 한 대안으로 제시되고 있다. 국내에서 스마트팜은 현재 주로 온실에 보급되어 활용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 스마트팜 기술을 새싹삼을 재배하는데 적용하고자 한다. 이를 위해 묘삼(1.0g내외)을 사용하여 온실에서 수경재배와 화학농약을 사용하지 않는 청정한 환경관리 기술로 단기간(2~3개월)에 생산되는 수삼인 새싹삼을 재배하기 위한 고형 배지, 베드를 개발하였다. 또 이러한 환경에서 새싹삼의 생육과정을 모니터링하고 구동장치들을 제어하기 위해 사물인터넷 기반의 생육환경관리시스템을 개발하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.377-389
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• 2021

본 연구는 수직형 스마트팜, 즉 식물공장 관리의 디지털화를 위한 시스템의 구현을 위한 프레임워크 설계를 제안한다. 본 연구에서 제안한 디지털 트윈 시스템의 세부 프레임워크 모듈은 1) 스마트 식물공장 트윈 클라이언트 2) 스마트 식물공장 트윈 게이트웨이 및 3) 스마트 식물공장 트윈서버로 구현하였다. 특히 스마트 식물공장 트윈 게이트웨이는 디지털 트윈의 구현을 위한 표준 개방형 하드웨어 플랫폼으로 주로 사용되는 Eclipse Ditto를 사용하여 구현하였다. 또한, 각 요소는 초기화 및 데이터 전송과 같은 메시지 시퀀스를 정의하여 클라이언트, IoT 게이트웨이, 서버와 각기 통신이 가능한 인터페이스를 설계하였다. 본 연구에서 제안된 프레임워크의 검증을 위하여 식물공장에서 별도로 설치한 라즈베리파이를 통해 환경 및 제어데이터를 수집하여 이를 가상환경에 가시화하는 형태의 프로토타입 디지털 트윈 시스템을 개발하였다.

• 실천공학교육논문지
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• 제10권1호
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• pp.9-15
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• 2018

음성 인식 기반 API를 이용하여 디지털 사이니지(Digital Signage)를 구성하고, 상용화된 다른 제품들과 차별되도록 사용자의 음성 명령으로 날씨, 지도, 운동 정보, 일정, 영상 등의 정보를 얻는 VRSM(Voice Recognition Smart Mirror)을 제안하여, 독자적인 졸업인증제의 결과물로 평가받는 과정을 통해, 공학교육의 효과적인 실천 방안을 제시한다. 전공에서 2인 1조로 3학기동안 진행되는 작품 설계 및 제작 기회를 경험하였다. 종합설계를 통해 공학적 접근 방법과 창의적 사고 기회를 경험하였으며, 그 중간 결과에 대해 본 학회의 학술대회에 참가하여 우수 학술상을 수상하였고, 기타 학회의 논문 경진대회에서도 입상의 결과를 얻었다. 이 과정을 통해 얻어진 실무 능력의 향상이 자신감과 취업 기회 획득에 유리함을 실제 취업들을 통해 입증하였다.

• 융합보안논문지
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• 제22권1호
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• pp.29-38
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• 2022

감염 질병의 심각한 확산으로 인해 방역의 중요성이 점점 커지고 있다. 또한 방역 이슈가 없는 언택트 산업에 대한 관심도 늘어나고 있다. 본 논문에서는 등록된 사용자의 얼굴을 인식함으로써 비접촉 방식으로 출입을 통제하는 비용 효율적인 라즈베리파이 기반 도어락 시스템을 설계하고 개발한다. 우선, OpenCV의 Haar-based cascade를 사용하여 매우 단순한 특징들을 조합하여 객체를 찾고, 얼굴 인식을 진행한다. 그리고 LBPH (Local Binary Pattern Histogram)을 사용하여 이미지의 질감을 이진화하여 특징을 찾아낸다. 라즈베리파이 3B+ 보드, 초음파 센서, 카메라 모듈, 모터 등으로 언택트 도어락 하드웨어를 구현하고, 얼굴 인식 및 매칭 알고리즘을 포함한 소프트웨어를 기반으로 약 500장의 이미지 데이터를 학습시켜 실험한 결과, 최대 85.7%의 인식률을 보이며 사용자를 구분하는 성능을 검증할 수 있었다. 또한, Haar-cascade 알고리즘 성능의 광원에 대한 영향성을 파악하여 그 개선 가능성을 살펴보았다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권8호
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• pp.1661-1669
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• 2017

2017년 우리나라는 독거노인 130만 시대에 이르렀다. 정부는 독거노인의 안부를 체크하기 위해 생활보호사를 활용한 노인돌봄 기본서비스 사업을 추진하고 있다. 하지만 노인돌보미의 인력 부족과 서비스 이용률 저하로 관리의 어려움에 놓여 있다. 이러한 환경적 제약사항을 개선하기 위하여 본 논문에서는 온도, 습도, 동작 감지, 가스누출 감지 등의 센서를 활용하는 독거노인 모니터링 시스템을 구축하였다. 센서는 주기적으로 노인들의 각종 현황 데이터를 수집하여 서버에 전송하고, 이 데이터를 기반으로 실시간 그래프를 작성한 후 웹을 통해 모니터링하는 체제이다. 모니터링 과정에서 센서가 정해진 값의 범위를 벗어나면 보호자에게 경고 문자 메시지를 보내어 현황을 통보해 주는 기능을 추가하여 독거노인들의 안전 생활을 지원할 수 있도록 설계하고 구현하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.115-121
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• 2020

IoT 기술과 이 확산됨에 따라 얼굴 인식을 활용하는 다양한 응용들이 등장하고 있다. 본 논문은 딥러닝 기반의 얼굴 인식과 손 제스처 인식을 활용하는 원격 제어 시스템을 설계 구현한 내용을 기술한다. 얼굴 인식을 활용하는 응용시스템은 카메라로부터 실시간으로 영상을 촬영하는 부분과 영상으로부터 얼굴을 인식하는 부분, 그리고 인식된 결과를 활용하는 부분으로 구성된다. 영상을 실시간으로 촬영하기 위해서 어디서나 장착 가능한 싱글보드 컴퓨터인 라즈베리파이를 이용하고, 서버 컴퓨터에는 FaceNet 모델을 활용하여 얼굴 인식 소프트웨어를 개발하고 OpenCV를 이용한 손 제스처 인식 소프트웨어도 개발하였다. 사용자를 알려진 사용자와 위험한 사용자 그리고 모르는 사용자의 3 그룹으로 구분하고, 얼굴 인식과 손 제스처가 모두 통과된 알려진 사용자에 대해서만 자동 도어락을 오픈하는 응용을 설계 구현하였다.