• 센서학회지
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• 제32권3호
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• pp.199-206
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• 2023

This study presents a novel monitoring technique for underwater high-voltage direct current (HVDC) cables based on the Distributed Acoustic Sensor (DAS). The proposed technique utilizes vibration and acoustic signals generated on HVDC cables to monitor their condition and detect events such as earthquakes, shipments, tidal currents, and construction activities. To implement the monitoring system, a DAS based on phase-sensitive optical time-domain reflectometry (Φ-OTDR) system was designed, fabricated, and validated for performance. For the HVDC cable monitoring experiments, a testbed was constructed on land, mimicking the cable burial method and protective equipment used underwater. Defined various scenarios that could cause cable damage and conducted experiments accordingly. The developed DAS system achieved a maximum measurement distance of 50 km, a distance measurement interval of 2 m, and a measurement repetition rate of 1 kHz. Extensive experiments conducted on HVDC cables and protective facilities demonstrated the practical potential of the DAS system for monitoring underwater and underground areas.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.584-590
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• 2021

본 논문에서는 초음파 센서로 거리를 측정할 때 간섭에 의해 발생하는 유령 신호를 배제하고 올바른 신호를 인식하는 초음파 센서 간 신호 간섭 제거 방안을 제시한다. 제안하는 기법에서는 이전 거리 측정 값과 현재 거리 측정 값을 비교하여 거리의 변화가 한계값을 벗어나면 유령 신호로 인식하고 배제한다. 기존 기법에서는 한계값이 고정되어 있어서 초음파 센서나 대상 물체가 급격하게 움직일 경우 유령 신호를 제대로 배제하기 어렵지만, 제안하는 기법에서는 한계값을 고정하지 않고 초음파 센서나 대상 물체가 움직일 경우 상대 속도에 따라 한계값을 적응적으로 결정하는 알고리즘을 사용하여 정확도를 높인다. 초음파 센서로 물체까지의 거리를 측정할 때 간섭이 가장 잘 일어나는 동종의 초음파 센서를 다수 사용하여 간섭 신호를 발생시키는 실험을 진행하였고 제안하는 기법이 효과적으로 유령 신호를 배제하는 것을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권6호
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• pp.149-156
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• 2008

SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)은 무인 로봇 자동 항법시스템의 중요 기술로 센서 데이터로부터 로봇의 위치를 결정하고 기하학적 맵을 구성하는 것이다. 기존 방법으로는 초음파, 레이저 등의 거리 측정 센서를 이용해 로봇의 전역 위치를 찾는 방법과 스테레오 비전을 통한 방법이 개발되었다. 거리 측정 센서만으로 구성한 SLAM 시스템은 계산량이 간소하고 비용이 적게 들지만 센서의 오차나 비선형에 의해 정밀도가 조금 떨어진다. 이에 반해 스테레오 비전 시스템은 3차원 공간영역을 정확히 측정할 수 있지만 계산량이 많아 고사양의 시스템을 요구하고 스테레오 시스템 또한 고가이다. 따라서 본 논문에서는 단일 카메라 영상과 PSD(position sensitive device) 센서를 사용하여 SLAM을 구현하였다. 전방향의 PSD 센서로부터 일정 거리의 장애물을 감지하고 전면 카메라의 영상처리를 통해 장애물의 크기 및 특징을 감지한다. 위의 데이터를 통해 확률분포 SLAM을 구성하였고 실제 구현을 통해 성능검증을 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.418-420
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• 2005

This paper proposed ultrasonic distance measurement module development for correct distance detection with collision escaping or obstacle of mobile robot is traveling self-regulation. Representative ultrasonic module applied in existing was Polaroid company's 6500 series and Devantech company's SRF04/SRF08 series. This ultrasonic sensors are corrupted by systematic errors due mainly to the dependency of sound speed upon surrounding conditions and random errors of uncertain origin. Therefore Ultrasonic distance detecting means of error compensation method and high definition, narrow beam angle, board area distance detecting means to apply to ultrasonic mobile robot control urgently need. In this paper use internal type temperature compensation method to improve problem of ultrasonic distance measurement method instead of that volume that have shortcoming of used correct temperature compensation methods applied big addition device. Compensate error by environment change of temperature. Humidity density etc. and is applicable to mobile robot offering various interface and real-time processing developed possible distance measurement module.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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• pp.125-129
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• 2006

The analysis of the depth measurement system with multi-sensors (laser, camera, mirror) has been done and the parameter calibration technique has been proposed. In the proposed depth measurement system, the laser beam is reflected to the object by the rotating mirror and again the position of the laser beam is observed through the same mirror by the camera. The depth of the object pointed by the laser beam is computed depending on the pixel position on the CCD. There involved several number of internal and external parameters such as inter-pixel distance, focal length, position and orientation of the system components in the depth measurement error. In this paper, it is shown through the error sensitivity analysis of the parameters that the most important parameters in the sense of error sources are the angle of the laser beam and the inter pixel distance.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2167-2169
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• 2004

The main concern for a displacement measurement is the performance of a sensor such as speed, resolution, accuracy and so on. The mainly used sensors are a linear CCD(charge coupled device) and a PSD(position sensitive detection) as a non-contact type. The output value of a linear CCD is so sensitive to a temperature change that it needs a cooling device. Additionally, because of its structural problem, there are some limits in resolution and speed, and it needs a complex image processing algorithm. Also, PSD has some disadvantages like sensitivity to environmental lights and nonlinearities. Like this, a linear CCD and PSD have their own characteristics and if we know them well, we can choose the one of the two sensors properly in some applications according to purposes. In this paper, I performed which one is superior to the other among the two sensors in terms of accuracy, resolution, measurement speed, signal to noise ratio.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.37-45
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• 2009

The power wheelchair is an important and convenient mobility device. The demand of power wheelchair is increasing for assistance in mobility. In this paper we proposed a robotic wheelchair for mobility aid to reduce the burden from the disabled. The main issue in an autonomous wheelchair is the automatic detection and avoidance of obstacles and going to the pre-designated place. The proposed algorithm detects the obstacles and avoids them to drive the wheelchair to the desired place safely with panning scan from sensors of distance measurement and fuzzy control. By this way, the disabled will not always have to worry about paying deep attention to the surroundings and his path.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.543-550
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• 2018

4차 산업혁명의 도래와 함께 빠른 속도로 발전하고 있는 IoT 기술은 다양한 센서의 무선화를 가능하게 하였으며 많은 분야에서 응용연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 철도현장의 경우 수 km에 이르는 교량, 터널 등 계측사이트의 규모가 매우 방대한 특징으로 인해, 보편적으로 활용되는 전기식 센서의 경우 원거리 계측으로 인한 신호 잡음 문제, 전철화에 따른 고전압 환경에 기인한 전자기파 간섭 문제로 계측에 어려움이 있다. 이를 극복하고자, 전기식 센서를 대체하기 위한 광섬유 센서 연구가 많이 수행되었으나, 센서 종류의 다양성 부족 등이 현장 적용의 한계로 작용하고 있는 실정이다. 이런 현장의 상황을 토대로, 전기식 센서와 광섬유 센서를 동시에 사용할 수 있으며 IoT 기술을 통해 무선 데이터 통신이 가능한 하이브리드 계측시스템이 개발되었다. 본 연구에서는, 선행연구를 통해 개발된 하이브리드 계측시스템의 다양한 계측현장 적용성을 평가하기 위해 4가지 형태의 계측환경을 모사하여 실시간 계측 실험을 수행하였다. 실험결과, 전기식 및 광학식 센서 모두 높은 추종성을 보이며 원격지에서 실시간으로 계측이 가능하였으며, 본 계측시스템이 50개의 센서를 동시에 2.5kHz의 샘플링으로 계측할 경우에도 적용 가능한 수준임을 확인하였다. 향후, IoT 기반 하이브리드 계측시스템의 다양한 현장 적용을 통해 실시간 건전성 모니터링 기술 기반의 구조안전성 향상에 기여할 것으로 기대한다.

• 전기학회논문지
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• 제59권1호
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• pp.82-87
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• 2010

A measurement system of contact force between overhead contact line and pantograph of train is developed which measures the contact force by using four sets of full-bridge strain gauges instead of load cells and accelerometers. The sensors are installed on the pan head of pantograph and the measured data from the sensors are transmitted to a server system in the train by way of wireless Lan. This configuration of the measuring system makes it easy to install on the trains without any alteration of train system. The measurement system is applied to KTX on the Kyungbu high speed line, and the measured contact force data shows good agreement with those measured by load cell and accelerometers. The waveform of the contact force between overhead contact line and pantograph contains essential information about their conditions. The proposed measurement system can probe any defects on overhead contact lines with train running at high speed, which will be a powerful solution for the maintenance of long-distance overhead contact lines.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권3호
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• pp.273-282
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• 2003

This paper proposes a sensor-fusion technique where rho data sets for the previous moments are properly transformed and fused into the current data sets to enable accurate measurement, such as, distance to an obstacle and location of the service robot itself. In the conventional fusion schemes, the measurement is dependent only on the current data sets. As the results, more of sensors are required to measure a certain physical promoter or to improve the accuracy of the measurement. However, in this approach, intend of adding more sensors to the system, the temporal sequence of the data sets are stored and utilized for the measurement improvement. Theoretical basis is illustrated by examples md the effectiveness is proved through the simulation. Finally, the new space and time sensor fusion (STSF) scheme is applied to the control of a mobile robot in the indoor environment and the performance was demonstrated by the real experiments.