• 제목/요약/키워드: Sensor Modeling

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유체와 접한 판재에 박힌 압전센서의 유한요소 모델링 (Finite Element Modeling of a Piezoelectric Sensor Embedded in a Fluid-loaded Plate)

  • ;김재환
    • 소음진동
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    • 제6권1호
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    • pp.65-70
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    • 1996
  • 유체와 접한 판재에 박힌 압전센서의 응답을 복합적인 유한요소 해석기법을 이용하여 모델링 하였다. 판재 구조물은 유체영역에서 전파되는 음향파에 의해서 가진된다. 구조물과 압전소자 주위의 유에부분을 유한요소기법을 써서 모델링였고 임의로 나눈 가상경계에서는 평면과 해를 적용하여 변위를 일치 시켰다. 또한, 이 경계에서 변위의 번분까지도 Penalty factor를 써서 일치 시켰으며 가상경계에서의 투명성을 증가시키기 위해서 유한요소의 각 절점에 회전자유도를 추가시켰다. 압전 센서 응답의 수치 결과가 구하여졌고 이것은 센서의 삽입효과가 적을 뿐만 아니라 구조물의 특성에 민감하다는 것이 밝혀졌다.

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자율주행 드라이빙 시뮬레이터용 IMU 센서 에뮬레이터 (IMU Sensor Emulator for Autonomous Driving Simulator)

  • 이재운;박동혁;원종훈
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.167-181
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    • 2024
  • 자율주행 기술 개발에 있어서 드라이빙 시뮬레이터의 활용은 사고 환경에 대한 다양한 테스트를 단시간에 효과적으로 수행 가능하게 하여 개발 비용 및 노력을 획기적으로 줄일 수 있다. 그러나 드라이빙 시뮬레이터는 실제 환경과 차이가 존재한다는 심각한 단점이 존재하므로 드라이빙 시뮬레이터를 이용하여 개발된 자율주행 알고리즘이 실제 차량 시스템에 직접 적용시킬 때 큰 차이가 발생하는 문제가 있다. 이러한 문제는 Sim2Real 문제로 정의되며, 시나리오, 센서 모델링, 차량 동역학 등으로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 Sim2Real 문제 중에서 IMU센서에 대해서 Sim2Real 문제 해결 방안에 대한 연구를 수행한다. 실제 환경과 에뮬레이터된 가상 IMU 센서의 차이를 줄이기 위해서 IMU 센서의 정밀 오차 모델링을 통한 센서 에뮬레이터 기술에 대해 소개한다. Bias, Scale Factor, Misalignmnet, Random Walk에 따른 오차를 가상 IMU 센서 등급별로 모델링하고 이를 실제 IMU 센서의 등급에 따른 오차 지표와 비교함으로써 IMU 센서의 Sim2Real 문제를 완화한다.

능동 소나망 분산탐지 체계의 모델링 및 설계 (Modeling and Design of a Distributed Detection System Based on Active Sonar Sensor Networks)

  • 최원용;김송근;홍순목
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.123-131
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    • 2011
  • In this paper, modeling and design of a distributed detection system are considered for an active sonar sensor network. The sensor network has a parallel configuration and it consists of a fusion center and a set of receiver nodes. A system with two receiver nodes is considered to investigate a theoretical aspect of design. To be specific, AND rule and OR rule are considered as the fusion rules of the sensor network. For the fusion rules, it is shown that a threshold rule of each sensor node has uniformly most powerful properties. Optimum threshold for each sensor is obtained that maximizes the probability of detection given probability of false alarm. Numerical experiments were also performed to investigate the detection characteristics of a distributed detection system with multiple sensor nodes. The experimental results show how signal strength, false alarm probability, and the distance between nodes in a sensor field affect the system detection performances.

Self Organization of Sensor Networks for Energy-Efficient Border Coverage

  • Watfa, Mohamed K.;Commuri, Sesh
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제11권1호
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    • pp.57-71
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    • 2009
  • Networking together hundreds or thousands of cheap sensor nodes allows users to accurately monitor a remote environment by intelligently combining the data from the individual nodes. As sensor nodes are typically battery operated, it is important to efficiently use the limited energy of the nodes to extend the lifetime of the wireless sensor network (WSN). One of the fundamental issues in WSNs is the coverage problem. In this paper, the border coverage problem in WSNs is rigorously analyzed. Most existing results related to the coverage problem in wireless sensor networks focused on planar networks; however, three dimensional (3D) modeling of the sensor network would reflect more accurately real-life situations. Unlike previous works in this area, we provide distributed algorithms that allow the selection and activation of an optimal border cover for both 2D and 3D regions of interest. We also provide self-healing algorithms as an optimization to our border coverage algorithms which allow the sensor network to adaptively reconfigure and repair itself in order to improve its own performance. Border coverage is crucial for optimizing sensor placement for intrusion detection and a number of other practical applications.

클거스터 기반 다중 홉 센서 네트워크의 모델링 기법 (Modeling of the Cluster-based Multi-hop Sensor Networks)

  • 최진철;이채우
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권1호
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    • pp.57-70
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    • 2006
  • 센싱, 데이터 가공, 통신이 가능한 소형의 센서 노드로 구성된 무선 센서 네트워크는 다양한 환경 변화를 측정할 수 있는 유용한 수단이다. 센서 노드에서 측정된 데이터는 모든 데이터를 수집, 처리하며 사용자에게 전달하는 기능을 가진 프로세싱 센터에 전송된다. 이러한 과정은 에너지 제약을 가진 센서 노드를 고려하여 설계되어야 한다. 일반적으로 인접한 센서 노드는 유사한 정보를 가지므로, 로컬 클러스터를 형성하고 클러스터 헤드에 의해 집약된 데이터를 프로세싱 센터에 전송하는 클러스터링 기법이 저전력 구동에 효과적이다. 자동 구성능력을 지닌 기존의 다중 홉 클러스터 에너지 소비량 모델링 기법은 개별 센서 노드의 정확한 에너지 소비량을 예측할 수 없는 문제를 가지고 있었다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 보완한 새로운 클러스터 에너지 소비량 모델링 기법을 제안한다. 제안된 모델링 기법은 보로노이 배열(Voronoi tessellation)을 이용하여 클러스터 헤드의 수에 따른 에너지 소비량을 모델링한다. 즉, 센서 필드의 면적, 분포된 센서 노드의 수와 통신 범위를 이용하여 전체 네트워크의 에너지 소비량을 클러스터 헤드의 수에 따라 정량적으로 나타낸다. 본 모델링 기법을 통해 전체 네트워크의 에너지 소비량이 최소가 되는 클러스터의 수를 예측함으로써 저전력을 실현할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 모델링 기법은 시뮬레이션을 통해 구성한 실제 네트워크의 에너지 소비량과 $90\%$ 이상의 정확도를 가지며, 기존 모델링의 $60\%$대에 비춰볼 때 상당히 우수한 정확도를 지니고 있다. 또한, 센서 노드의 밀도가 증가할수록 에너지 소비량 정확도가 증가하는 효과를 확인하였다.

Kung's Algorithm을 이용한 센서 고장진단 모델링에 관한 연구 (A Study on Modeling of Sensor Fault Diagnosis using Kung's Algorithm)

  • 이상목;김남호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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    • pp.355-357
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    • 2017
  • 최근 자동화 기술의 발전으로 산업체에는 대규모 자동화 시스템으로 변화되고 있다. 그에 따른 시스템 감시와 파라미터 측정에 사용되는 센서 또한 자동화 시스템에서 중요한 요소로 차지하고 있다. 따라서, 자동화 시스템에서 센서의 고장으로 인한 시스템 오작동으로 고장이 발생한다면 경제적 피해 및 인명피해를 초래할 수 있다. 본 논문에서는 센서의 직접적인 고장진단을 위해 Kung's Algorithm을 이용하여 센서 출력값 모델링과 결정이론을 통한 고장진단방법에 대해 제시한다.

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Unified Modeling Language based Analysis of Security Attacks in Wireless Sensor Networks: A Survey

  • Hong, Sung-Hyuck;Lim, Sun-Ho;Song, Jae-Ki
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제5권4호
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    • pp.805-821
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    • 2011
  • Wireless Sensor Networks (WSNs) are rapidly emerging because of their potential applications available in military and civilian environments. Due to unattended and hostile deployment environments, shared wireless links, and inherent resource constraints, providing high level security services is challenging in WSNs. In this paper, we revisit various security attack models and analyze them by using a well-known standard notation, Unified Modeling Language (UML). We provide a set of UML collaboration diagram and sequence diagrams of attack models witnessed in different network layers: physical, data/link, network, and transport. The proposed UML-based analysis not only can facilitate understanding of attack strategies, but can also provide a deep insight into designing/developing countermeasures in WSNs.

Micromagnetic Modeling of Spin-valve MR Head with Synthetic Antiferromagnet (SyAF)

  • Tahk, Y.W;Lee, K.J;Lee, T.D
    • Journal of Magnetics
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    • 제7권2호
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    • pp.55-58
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    • 2002
  • MR transfer behaviors of the permanent magnet biased spin valve MR sensors with SyAF (synthetic antiferromagnet) layers were studied by micromagnetics modeling. For narrow track MR heads, various height to width ratios were considered together with strength of permanent magnets which stabilities the free layed As the MR sensor width is reduced to $0.12 \mu{m}$, sensor height less than 0.09 ${\mu}{\textrm}{m}$ is needed to show good linearity and the Mr.t of permanent magnets smaller than 0.2 memu/$cm^2$ is sufficient for the domain stabilization. The conditions for single domain behavior of the free layer were also investigated through optimizing the biasing strength of permanent magneto the shield gap and the aspect ratio of MR sensor.

액체저항경사계의 특성과 동적모델링 (Characteristics and Dynamic Compensation Modeling of Liquid-Based Tilt Sensor)

  • 송무석;안자일
    • 대한조선학회논문집
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    • 제42권2호
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    • pp.73-79
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    • 2005
  • The characteristics of a tilt sensor utilizing the resistance change of an electrolyte associated with inclination is investigated, and a dynamic compensation modeling is proposed to make the real-time measurement of the absolute slope possible even with sporadically dynamic motion. Although the proposed system is small, economical and accurate for quasi-steady slope measurement, since it contains a freesurface the evolution of the liquid surface that has no direct relation to the real slope must be excluded for any rapid rotations or translations. For various artificial motions the response of the sensor is analyzed and simplified modeling equations are proposed.

자율 주행 용접 로봇을 위한 시각 센서 개발과 환경 모델링 (Visual Sensor Design and Environment Modeling for Autonomous Mobile Welding Robots)

  • 김민영;조형석;김재훈
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제8권9호
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    • pp.776-787
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    • 2002
  • Automation of welding process in shipyards is ultimately necessary, since the welding site is spatially enclosed by floors and girders, and therefore welding operators are exposed to hostile working conditions. To solve this problem, a welding mobile robot that can navigate autonomously within the enclosure has been developed. To achieve the welding task in the closed space, the robotic welding system needs a sensor system for the working environment recognition and the weld seam tracking, and a specially designed environment recognition strategy. In this paper, a three-dimensional laser vision system is developed based on the optical triangulation technology in order to provide robots with 3D work environmental map. Using this sensor system, a spatial filter based on neural network technology is designed for extracting the center of laser stripe, and evaluated in various situations. An environment modeling algorithm structure is proposed and tested, which is composed of the laser scanning module for 3D voxel modeling and the plane reconstruction module for mobile robot localization. Finally, an environmental recognition strategy for welding mobile robot is developed in order to recognize the work environments efficiently. The design of the sensor system, the algorithm for sensing the partially structured environment with plane segments, and the recognition strategy and tactics for sensing the work environment are described and discussed with a series of experiments in detail.