• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.609-617
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• 2016

일반적으로 보행자의 위치를 파악하는데 사용하는 시스템을 개인 항법 장치 (PNS: Personal Navigation System)라고 한다. 위성 항법 시스템(GPS: Global Positioning System)은 PNS의 대표적인 사례이나, GPS 위성 신호 수신이 어려운 지역에서는 적용이 어려운 단점이 있다. GPS 신호 음영지역에서의 위치정보를 획득하기 위한 방법으로서 보행자 관성 항법(PDR: Pedestrian Dead Reckoning)은 별도의 인프라 없이 관성측정장치(IMU: Inertial Measurement Unit)만을 이용하여 보행자의 위치를 추정하는 방식으로서 인프라 구축이 어려운 특수 분야에 적용이 적합한 방식이다. 본 논문에서는 전장환경과 같은 GPS가 제한되는 특수한 환경 하에서 보행자의 다양한 이동유형을 고려한 관성항법 기반의 보행자용 위치인식 기법을 제안한다. 걷기, 뛰기, 포복과 같은 다양한 이동 형태에 따른 보행 거리 추정을 위해 IMU에서 제공되는 센서의 정보를 활용하여 걸음 검출과 보폭 추정으로 구성되는 보행거리 추정 기법과 HDR 알고리즘과 EKF(Extended Kalman Filter) 기반의 보행방향 추정 기법을 제안한다. 또한 건물입구와 같은 GPS 신호가 수신이 되나 신뢰성이 떨어지는 구간에서의 GPS와 PDR간 위치정보 융합 기법을 제안한다. 제안 기법의 성능 검증을 위해 자체 위치인식 모듈을 제작하여 국외제품과 비교 실험을 실시하였다. 실험결과, 제안 기법은 약 600m의 이동경로에서 평균 위치오차 거리는 5.64m, 이동거리 오차율 3.41%의 결과를 보였다.

• 한국광학회지
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• 제13권5호
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• pp.442-448
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• 2002

지상용 천문 망원경에서 대기의 영향으로 인해 발생하는 오차를 실시간으로 보상해주는 적응 광학을 이용하면 지상용 망원경으로도 막대한 비용이 드는 우주용 망원경에 버금가는 이미지를 얻을 수 있다. 일반적으로 적응 광학계에서는 대기에 의한 파면 오차를 제거하기 위하여, 변형 거울을 변형시켜 각 부분의 파면 오차를 보정하는 방법을 이용하므로, 변형 거울을 효과적으로 변형시키기 위한 구동기의 특성과 구동기의 배열에 대한 연구가 필수적이다. 하나의 구동기론 작동하여 거울을 변형시킬 때, 변형된 거울면의 형태를 영향 함수라고 정의하며, 이러한 영향 함수를 이용하여 변형 거울을 효과적으로 모형화하고 설계할 수 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여 계산된 변형 거울의 실제 영향 함수를 가우시안 함수 형태로 단순화하고, 추가로 구동기들 사이의 영향을 고려한 커플링 계수를 도입하여, 주어진 구동기 배열에 대한 영향 함수를 결정하였다. 또한 변형 거울에 사용되는 구동기들 사이의 적절한 커플링 계수를 결정하기 위하여, 커플링 계수 변화에 따른 변형거울의 성능 변화를 해석하였다. 이와 같이 구성된 영향 함수를 이용하석, 구동기가 삼각형과 사각형 형태와 같이 등간격으로 배치되어 있을 때의 구동기 간격에 따른 변형 거울의 성능을 해석하고 효과적인 배열을 제안하였다.

• 한국광학회지
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• 제32권2호
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• pp.49-54
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• 2021

본 논문에서는 고출력 광섬유 레이저의 핵심 부품인 대구경 광섬유 엔드캡을 제작하는 장비를 설계 및 제작하였으며, 제작장비를 이용하여 대구경 광섬유 엔드캡을 제작하였다. 대구경 광섬유 엔드캡 제작장비는 레이저 광을 조사하여 접속 열원으로 사용하기 위한 CO2 레이저 광원부, 대구경 광섬유와 엔드캡의 위치를 이송하기 위한 정밀 스테이지 조립체, 스테이지 조립체와 연동되어 융착 시 정렬에 사용되는 비전 시스템으로 구성되어 있다. 레이저 광원의 출력은 스테이지 조립체와 연동되어 출력을 제어하며, 비전 시스템으로 대구경 편광유지 광섬유의 편광축을 정렬할 수 있도록 제작되었다. 자체 제작한 장비를 이용하여 클래드 직경이 400 ㎛인 대구경 편광유지 광섬유와 10(W)×5(D)×2(H) ㎣의 엔드캡을 레이저 융착하여 대구경 광섬유 엔드캡을 제작하였다. 제작된 대구경 광섬유 엔드캡의 신호광 삽입손실, 소광률 및 빔품질(M2)은 각각 0.6%, 16.7 dB, M2x=1.21, M2y=1.22로 측정되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_1호
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• pp.1709-1718
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• 2021

항공수심라이다[airborne bathymetric LiDAR (Light Detection And Ranging)] 시스템의 웨이브폼(waveform) 데이터는 기존의 이산반환(discrete-return) 데이터에 비해 정확도, 해상도, 신뢰도가 향상된 데이터를 제공하며, 사용자의 데이터 처리 통제력을 강화하며 반환신호에 대한 추가적인 정보 추출을 가능하게 한다. 웨이브폼 분해(waveform decomposition)는 수면과 해저 반사, 수중산란 및 각종 노이즈가 혼재되어 수신된 웨이브폼으로부터 각각의 에코(echo)를 분리하는 기술로, 지형 포인트 추출을 위해 선행되어야 하는 처리 과정이자 측량 성과를 좌우하는 주요 기술이다. 본 연구에서는 항공수심라이다 원시 데이터로부터의 포인트 추출 성능을 향상시키 위해 새로운 웨이브폼 분해 기술을 개발하였다. 기존의 웨이브폼 분해 기술들이 웨이브폼 피크(peak)들을 가우시안(Gaussian) 분해의 초기값으로 사용하여 분해된 에코의 개수와 분해 성능이 피크 탐지 결과에 좌우되는데 반해, 제안한 기술은 최초 피크들 외에 잠재적인 피크 후보들을 추정하여 추가함으로써, 분해 모델의 근사 정확도를 향상시켰다. 국내 개발된 항공수심라이다 장비인 씨호크(Seahawk)로부터 동해안에서 취득된 웨이브폼 데이터를 이용한 실험 결과, 가우시안 분해 방법 대비 제안한 방법의 모델 근사 적합도(RMSE 기준)가 약 37% 향상된 결과를 얻었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.781-788
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• 2021

본 논문은 K56 탄약운반장갑차의 주제어기와 서보제어기간의 통신에서 발생하는 통신오류를 개선하기 위한 설계에 관한 연구이다. K56 탄약운반장갑차는 K-55A1 자주포의 탄약 보급 및 적재를 자동화하여 운용을 보조하기 위한 장비이다. 탄약운반차의 캔통신보드는 주제어기의 내부에 탑재되어 서보제어기와의 통신을 위해 장착되는 핵심적인 기능품이다. 기존의 캔통신보드에서 정의되지 않은 오류가 간헐적으로 발생하는 문제점이 확인되었으며, 이로 인하여 탄적재 과정 중 탄약보급시스템 운용 중단 현상이 발생한 바가 있다. 본 논문은 발생된 문제를 해결하기 위하여 주제어기, 서보제어기간의 통신신호의 분석 및 기능시험을 통하여 고장 원인을 식별하였다. 또한 Read/Write 알고리즘 개선을 통한 재설계를 수행하여 오류 발생 현상을 해소하였다. 마지막으로, 제안된 원인 분석 및 설계의 유효성을 캔통신보드 단품 시험을 통하여 입증하였다. 이 연구가 캔통신보드의 신뢰성 향상을 통한 방위력 증진과 더불어, DPRAM을 이용하는 전자장치 전반의 신뢰성 향상에도 참고자료가 될 것으로 기대한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.77-86
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• 2022

본 연구의 궁극적인 목표인 지능형 해안 경계 체계 구축을 위해, 본 논문에서는 먼저 해안경계 지능화를 위한 AI 학습 모델의 구축 방안을 제시하였다. 우리는 3면이 바다로 이루어져있고 남과 북이 대치하는 상황으로 인해 해안 경계가 중요한 국가적 과업인 나라이다. 국방개혁 2.0에 의해 해안경계를 담당하고 있는 R/D (Radar) 운용인력이 감소하고 복무 기간이 단축되고 있다. 특히, 레이더와 같이 고도의 장비를 다루는 데에는 휴먼 에러가 발생할 개연성은 늘 상존하는 것이다. 해안 경계와 인공지능의 접목은 정부의 인공지능 국가전략의 구현과 확대라는 목표에도 필요 충분한 시점에 와 있다. 지능형 해안 경계 체계 구축을 위한 AI학습 모델 개발의 기능별 방안을 제시하였다. R/D신호 분석 AI모델 개발, 책임해역 분석 AI모델 개발, 표적 관리 자동화 기능으로 구분하였다. 이를 실현하기 위한 3단계 추진 전략을 살펴보았다. 1단계는 AI 학습모델 구축의 통상적인 단계로써, 데이터 수집, 데이터 저장, 데이터 여과, 데이터 정제, 데이터 변환 등이 이루어진다. 2단계에서는 R/D 특성에 기초해 신호분석을 실시하고, 실상과 허상을 분류하는 AI 학습모델 개발을 진행하고, 책임해역을 분석하고, 취약지역/시간 분석을 실시한다. 최종 단계에서는 AI 학습모델의 검증, 가시화 및 시연 등이 이루어진다. 군 무기체계에 AI 기술이 접목돼 지능화된 무기체계로 바뀌는 최초의 성과가 달성된다.

• 감성과학
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• 제9권2호
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• pp.111-118
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• 2006

본 논문은 긍정적인 정신적 흥분이 자율신경계에 어떤 영향을 주는 지에 대하여 연구하였다. 2002년 한일 월드컵 기간 중 국민이 경험한 정신적, 신체적 상태의 변화를 자율신경 평가 도구인 심박변이도(HRV)를 통하여 평가하였다. 실험 대상은 월드컵군과 정상 대조군으로 나누어 심박변이도 분석을 실시하였다. 대조군은 수도권 2개 대학병원 건강검진센터에 내원한 건강한 $20{\sim}}30$대 남녀 675명을 대상으로 선정하였고, 월드컵군은 수도권 소재 월드컵 경기장 3개소에서 경기를 관전하기 위하여 대기중인 20-30대 남녀 468명을 대상으로 하였다. 데이터분석은 남녀의 생리학적인 차이를 고려하여 남성군과 여성군으로 나누어 분석하였다. 그 결과, 지금까지 알려져 있던 스트레스 반응과는 다른 경향을 관찰 할 수 있었다. 일반적으로 스트레스 상태에서는 평균 심박수가 증가하는 것 이외에 다른 지표들은 감소하는 경향을 나타낸다. 그러나 긍정 스트레스(eustress) 상태에서 심박수와 SDNN 모두 유의하게 높은 것을 관찰 할 수 있었다(p<0.05). 특히 여성 그룹의 경우, 부정 스트레스(distress) 상태와는 반대로, 모든 주파수분석 파라메타가 유의하게 높게 나타났다(p<0.05, p<0.001). 심박변이도의 감소가 건강 상실의 지표가 된다는 점을 고려해 볼 때, SDNN의 증가와 모든 주파수 파라메타의 증가는 자율신경의 항상성조절 기전이 긍정적으로 작동하고 있음을 의미한다. 따라서 전 세계적인 스포츠 이벤트로 인한 긍정 스트레스상태의 유발이 국민 건강에도 긍정적인 영향을 준다고 할 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.366-375
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• 2019

본 실험은 토마토(Solanum lycopersicum L. 'Hoyong' 'Super Doterang') 암면재배에서 배지 전체의 정전용량을 측정할 수 있는 장치(Substrate capacitance measurement device, SCMD)를 기반으로 한 적정 급액 방법을 구명하기 위하여 누적일사량 제어구(Integrated solar radiation automated irrigation, ISR)와 물관수액흐름 제어구(sap flow automated irrigation, SF)를 대조구로 비교하면서 봄부터 여름철과 겨울철에 재배를 실시하였다. SCMD 제어구는 급액 개시 후 배지 한 개당 설정된 배액 목표량이 처음 발생하는 시점까지 10분간격으로 급액하였고 첫 배액이 배출되면 그 때의 배지의 정전용량(Capacitance)을 100%로 간주하고 그 기준치의 급액제어점(Capacitance threshold, CT)에 도달하면 급액 되었고 그 뒤 목표 배액량이 발생하면 급액이 멈추는 방식으로 제어되었다. 봄부터 여름재배에서 실험 처리를 위해 SCMD제어구의 일회 급액량 (Irrigation volume per event)을 50, 75, 또는 100mL로 설정하였고 겨울철 재배에서는 CT가 0.65, 0.75, 또는 0.90가 되면 급액 되도록 설정하였다. 봄부터 여름철 재배에서 일회 급액량을 50, 75, 100mL로 설정하였을 때 급액 횟수는 각각 39, 29, 19회였고 배액율은 각각 3.04, 9.25, 20.18%였다. 겨울철 재배에서 CT를 0.65, 0.75, 0.90로 설정하였을 때 급액횟수는 각각 5.67, 6.50, 14.67회였고 배액율은 9.91, 10.78, 35.3%였다. 봄부터 여름철 재배에서 일회 급액량 처리에 따른 물관수액흐름속도(SF) 변화는 1회 급액량과 배액량을 각각 50과 75mL로 제한한 경우 100mL로 제한한 경우와 비교하여SF 신호가 외부 광량 신호 (SI) 보다 늦어지는 경향(time lag)을 보였고 겨울철 재배에서 CT를 0.65로 설정한 경우는 물관수액흐름 속도나 함수율이 매우 낮아졌고 CT를 0.90로 설정한 경우는 함수율과 물관수액흐름 속도는 매우 높았으나 많은 배액이 배출되었다. 따라서 토마토 봄부터 여름철 재배에서 SCMD를 활용하여 CT를 0.9로, 배지 한 개당 배액 목표량을 100mL로 설정하였을 때 일회 급액량은 75~100mL 범위가 적합하고 겨울철 재배에서는 1회 급액량을 75mL로, 배액 목표량을 70mL로 설정하였을 때 CT는 0.75이상 0.9이하 범위가 적합할 것으로 판단되었다. 앞으로 정전용량 값과 배지 용적수분함량의 관계성을 구명하고 보정계수를 구하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제30권3호
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• pp.313-319
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• 2020

최근, 국내에서 발생하는 대가축의 질병은 바이러스 혹은 세균 등과 같은 병원체가 사료 섭취, 가축 간의 신체접촉, 호흡 등 다양한 경로를 통해 전파되어 발병되는 전염성 질병이다. 전염성 질병은 가축의 건강을 위협하고 생산성을 감소시키기 때문에 현장에서 조기 진단하여 개체 격리와 같은 통제 관리가 필수적이다. 기존 사용되고 있는 진단 키트들은 현장에서 사용하기에 용이하지 않으며 극소량의 감도에서 진단이 제한적인 단점을 가지고 있다. 그러므로, 현장에서 극소량의 감도와 진단의 편이성을 고려하여 DNA와 RNA 수준에서 진단할 수 있는 CRISPR/Cas 시스템은 최적의 시스템이라 할 수 있다. 본 연구논문에서는 대가축의 전염성 질병들을 현장에서 조기 진단함에 있어 CRISPR/Cas 시스템의 활용전략에 대해 소개하고자 한다. 최근 발견된 CRISPR/Cas 효소들은 2개의 클래스와 6가지 하위유형으로 분류되었다. 이 중에서 클래스 2에 포함되는 Cas 효소들은 대표적으로 제 2형에 Cas9, 제 5형에 Cas12a와 Cas12b, 제 6형에 Cas13a와 Cas13b가 있다. 현재까지 개발된 CRISPR/Cas 시스템들은 간단한 시각 신호를 통해 표적에 대한 정량 및 다중 감지가 가능하고 특히, 극소량 수준의 초고감도에서도 표적만을 진단할 수 있으며 단시간 이내에 진단 결과를 얻을 수 있다. 하지만 초고감도 DNA 혹은 RNA를 진단하기 위해 최적의 신호 증폭 방법과 결합되어야 하고 표적 DNA 혹은 RNA를 진단에 적합하도록 DNA를 RNA로, RNA를 DNA로 전변해야 하는 단점이 있다. 따라서, 현장에서 대가축의 전염성 질병을 조기에 진단할 수 있는 CRISPR/Cas 바이오센서를 개발하는데 있어 가축의 전염 매개체로부터 추출되는 병원체 유형(DNA 혹은 RNA)을 고려하여 최적의 Cas 효소를 선정하여야 하고 이에 따른 적절한 신호 증폭 방법이 결합되어야 한다. 따라서, CRISPR/Cas 시스템은 유전자 편집 방법을 사용하는 빠르고 효율적인 진단 도구이며 이 시스템은 소의 전염병을 조기에 진단하고 감염 확산방지에 도움될 수 있을 것으로 판단 되어진다.

• 천문학논총
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• 제36권3호
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• pp.65-78
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• 2021

Jagyeokru, an automatic striking water clock described in the Sejong Sillok (Veritable Records of King Sejong) is essentially composed of a water quantity control device and a time-signal device, with the former controlling the amount or the flow rate of water and the latter automatically informing the time based on the former. What connects these two parts is a signal generating device or a power transmission device called the 'Jujeon' system, which includes a copper rod on the float and ball-racked scheduled plates. The copper products excavated under Gongpyeong-dong in Seoul include a lot of broken plate pieces and cylinder-like devices. If some plate pieces are put together, a large square plate with circular holes located in a zigzag can be completed, and at the upper right of it is carved 'the first scheduled plate (一箭).' Cylinder-like devices generally 3.8 cm in diameter are able to release a ball, and have a ginkgo leaf-like screen fixed on the inner axis and a bird-shaped hook of which the leg fixes another axis and the beak attaches to the leaf side. The lateral view of this cylinder-like device appears like a trapezoid and mounts an iron ball. The function of releasing a ball agrees with the description of Borugak Pavilion, where Jagyeokru was installed, written by Kim Don (1385 ~ 1440). The other accounts of Borugak Pavilion's and Heumgyeonggak Pavilion's water clocks describe these copper plates and ball releasing devices as the 'Jujeon' system. According to the description of Borugak Pavilion, a square wooden column has copper plates on the left and right sides the same height as the column, and the left copper plate has 12 drilled holes to keep the time of a 12 double-hours. Meanwhile, the right plate has 25 holes which represent seasonal night 5-hours (Kyeong) and their 5-subhours (Jeom), not 12 hours. There are 11 scheduled plates for seasonal night 5-hours made with copper, which are made to be attached or detached as the season. In accordance with Nujutongui (manual for the operation of the yardstick for the clepsydra), the first scheduled plate for the night is used from the winter solstice (冬至) to 2 days after Daehan (大寒), and from 4 days before Soseol (小雪) to a day before the winter solstice. Besides the first scheduled plate, we confirm discovering a third scheduled plate and a sixth scheduled plate among the excavated copper materials based on the spacing between holes. On the other hand, the width of the scheduled plate is different for these artifacts, measured as 144 mm compared to the description of the Borugak Pavilion, which is recorded as 51 mm. From this perspective, they may be the scheduled plates for the Heumgyeonggak Ongru made in 1438 (or 1554) or for the new Fortress Pavilion installed in Changdeokgung palace completed in 1536 (the 31^st year of the reign of King Jungjong) in the early Joseon dynasty. This study presents the concept of the scheduled plates described in the literature, including their new operating mechanism. In addition, a detailed model of 11 scheduled plates is designed from the records and on the excavated relics. It is expected that this study will aid in efforts to restore and reconstruct the automatic water clocks of the early Joseon dynasty.