• 제목/요약/키워드: Smart Sensors

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이종 영상 간의 무감독 변화탐지를 위한 초분광 영상의 차원 축소 방법 분석 (Dimensionality Reduction Methods Analysis of Hyperspectral Imagery for Unsupervised Change Detection of Multi-sensor Images)

  • 박홍련;박완용;박현춘;최석근;최재완;임헌량
    • 한국지리정보학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.1-11
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    • 2019
  • 원격탐사 센서 기술의 발전으로 다양한 분광정보를 지니는 위성영상의 취득이 가능해졌다. 특히, 초분광 영상(hyperspectral image)은 연속적이고 좁은 분광파장대의 영역으로 구성되어 있기 때문에, 토지피복분류, 표적탐지, 환경 모니터링 등 다양한 분야에 효과적으로 활용할 수 있다. 원격탐사자료를 활용한 변화탐지 기법은 일반적으로 동일한 차원을 지닌 자료들의 차분을 통해 수행되기 때문에, 차원이 다른 이종 센서에는 적용하기 어려운 단점을 지니고 있다. 이에 본 연구에서는 다른 차원을 지닌 초분광 영상과 고해상도 위성영상에 적용가능한 변화탐지 기법을 개발하고, 이종 영상 간의 변화탐지기법 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위하여, 변화탐지 기법의 적용을 위해 상관도분석, 주성분분석 등을 활용하여 초분광 영상의 차원을 축소시켜 변화탐지에 사용하였으며, 변화탐지 알고리즘은 CVA(Change Vector Analysis)을 사용하였다. 변화탐지 성능의 평가를 위해 참조자료를 사용하여 ROC(Receiver Operating Characteristics) 곡선과, AUC(Area Under Curve)을 계산하였다. 실험결과, 원 초분광 영상을 활용한 경우보다, 적합한 차원 감소 기법을 통해 제작한 영상을 사용하였을 때의 변화탐지 성능이 더 높은 것으로 나타났다. 이는 차원 감소 기법을 적용하여 초분광 영상이 지니고 있는 잡음을 제거하는 것이 변화탐지 성능에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 추후 연구로는 융합기법을 적용한 고해상도 다중분광 영상을 이용하여 공간 해상도의 차이에 따른 변화탐지 성능을 분석할 예정이다.

와전류 탐촉자를 이용한 총구 탄속 측정에 관한 연구 (Study on the Projectile Velocity Measurement Using Eddy Current Probe)

  • 신준구;손대락
    • 한국자기학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.83-86
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    • 2015
  • 무기체계가 첨단, 고도화되면서 탄약을 정밀 제어하여 목표를 타격하기 위하여 공중폭발탄(ABM)이 개발되어 전장에서 운용되고 있다. 이러한 공중폭발탄의 시한정밀도를 향상시키기 위하여 총구를 이탈하는 탄의 속도를 측정하여 표적까지의 정확한 비행시간을 계산한 후 탄에 입력하여야 한다. 본 연구에서는 K4 기관총의 소염기 부분에 탄을 감지할 수 있는 장치를 도입하였다. 탄약의 주요 금속 부품은 신관 부분의 알루미늄과 파편 효과를 발휘하는 탄체의 철 부분, 총열의 강선부를 통과할 때 직진운동을 회전운동으로 전환시키는 회전탄대의 구리로 구성되어 있는데 알루미늄 부분을 탐지하기 위하여 와전류 탐촉자의 원리를 도입하였다. 탄이 총구를 벗어나는 수십 us 동안 탄속을 측정하기 위하여 U 자형의 MnZn Ferrite 코어에 코일을 권선하여 200 kHz의 교류 전류를 인가하여 탄의 총구 이탈 속도를 측정하였으며, 도플러 레이더와 병행 계측한 결과 ${\pm}1%$ 이내에서 잘 일치하였다.

도로데이터 기반의 모바일 증강현실 서비스 모델 제안 및 시스템 구현 (A Proposal of a Mobile Augmented Reality Service Model based on Street Data, and its Implementation)

  • 이정환;이준;권용진
    • Spatial Information Research
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    • 제23권5호
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    • pp.9-19
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    • 2015
  • 스마트기기가 보급되면서 사용자들은 위치기반 서비스를 사용하여 자신의 위치와 관련 있는 맞춤형 정보를 손쉽게 검색할 수 있다. 이러한 위치기반 서비스는 디바이스에 부착된 각종 센서들을 이용한 증강현실 기술을 활용하여 직관적이고 현실감 있는 정보를 제공하고 있다. 하지만 모바일 디바이스의 제한된 크기나 사용자 주변 환경을 고려하지 않은 정보 표시로 인해서 작은 화면상에 표시되는 콘텐츠간의 오버랩이나 사용자의 실제 이동 가능성을 무시하는 아이콘 배치 등의 문제점들이 대두되고 있다. 본 논문은 이런 문제점을 해결하기 위해 도로데이터를 활용한 모바일 증강현실 서비스 모델을 제안한다. 제안한 모델은 사용자들이 생활하는 실생활공간과 사용자 위치 및 콘텐츠가 도로데이터를 기준으로 배치된 정보공간으로 구성된다. 실생활공간에서는 도로상에 위치한 사용자가 주변의 도로를 카메라로 비추어 주변 콘텐츠를 요청한다. 그리고 정보공간에서 사용자의 위치로부터 콘텐츠까지의 이동경로를 고려하여, 비춰진 도로를 따라 손쉽게 이동 가능한 정보, 즉 이동 가능성이 보장된 정보들을 검색한다. 더불어 검색한 정보들을 도로를 기준으로 배치함으로써 모바일 증강현실 서비스에서 발생하는 문제점들을 해결하고 있다. 또한 본 논문에서는 제안한 모델을 적용한 시스템을 경기도 고양시의 "애니골" 지역을 대상으로 구현하여 그 효율성과 편의성을 확인하고 있다.

사용자의 이동정보를 활용한 클라이언트 인증 기반의 임베디드 보안 컨트롤러 설계 (Design of Embedded Security Controller Based on Client Authentication Utilizing User Movement Information)

  • 홍석원
    • 디지털융복합연구
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    • 제18권3호
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    • pp.163-169
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    • 2020
  • 스마트키는 다양한 임베디드 환경에서 활용하고 있지만 사용자의 위치에서 신호의 증폭을 통한 원격지 공격이 발생하고 있음을 알 수 있다. 방어 기법에 대한 기존 연구는 다수의 센서를 사용하거나 인증 속도의 개선을 위한 해시 함수를 사용한 경우가 있는데 이는 전력 소모를 증가시키거나 1종 오류가 발생할 가능성을 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 컨트롤러와 호스트 장치간의 인증 방식을 개선하여 사용자의 이동 정보와 클라이언트 인증 기반의 임베디드 보안 컨트롤러 모델을 제안하고자 한다. 제안하는 모델에 대하여 아두이노 보드와 GPS 및 블루투스를 이용한 통신을 위하여 암호화 알고리즘을 적용하였으며 인증을 위하여 사용자의 이동 정보를 사용하여 경로 분석을 통해 인증을 수행하였다. 그리고 제안하는 모델을 사용하여 동작 수행을 하더라도 작동 편이성에 큰 영향을 미치지 않았음을 암호화 및 복호화 시간 측정을 통하여 확인하였다. 제안하는 모델의 임베디드 보안 컨트롤러는 이륜차와 같은 리모트 컨트롤러와 이동 또는 고정형 호스트 장치를 가지고 있는 시스템 구조에서 적용할 수 있으며 연구 과정에 암호화 및 복호화 시간이 각각 100ms 이내에 처리를 수행할 수 있음을 확인하였으며 향후 경로 데이터 관리 방법에 대한 추가연구 및 암호화 및 복호화 소요 시간과 데이터 통신 시간을 줄일수 있는 프로토콜에 대한 연구가 더 필요할 것으로 판단된다.

자전거 주행의 진동 분석에 기반한 에너지 수확 증진 기술 개발 (Enhanced Energy Harvester Based on Vibration Analysis of Bicycle Riding)

  • 여정진;유문호;김정자;양윤석
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제49권1호
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    • pp.47-56
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    • 2012
  • 자전거는 균형을 유지하며 빠른 속도로 주행하는 과정에서 여러 형태의 상당한 운동 에너지가 내재되어 있어, 에너지 수확기술을 적용하는데 있어 큰 장점을 갖는 이동형 플랫폼이다. 자전거에 에너지 수확 기술을 적용해 높은 출력을 얻기 위해서는 주행 중인 자전거의 운동 특성을 면밀히 관찰하고 이해하는 것이 필요하지만 실제 도로를 주행하는 자전거의 움직임을 정밀하게 측정한 연구나 이를 위한 전용의 측정 장치는 거의 없는 실정이다. 본 연구는 MEMS 기반의 가속도 센서를 이용하여 주행 중인 자전거의 동적 상태를 측정하고 이를 토대로 자전거 주행에 동반되는 에너지의 특성을 분석함으로써 이에 적합한 에너지 수확 증진 기술을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 일반 자전거를 이용한 도로 주행 실험에서 주행 속도와 무관한 주파수 특성을 갖는 평균 1g 전후의 잉여 진동 에너지가 수반됨을 확인하였으며, 임의진동 에너지의 효과적인 수확을 위해 비선형 특성을 갖는 자기부상형 전자기 유도 방식의 에너지 수확기 프로토타입을 개발하였다. 개발된 에너지 수확기를 자전거에 장착하여, 휴대용 센서 및 근거리 무선 통신 모듈의 구동이 가능한 평균 1.5 mW 의 전력 생산을 검증하였다. 현재 자전거 차체의 진동분리 및 변환 효율 향상을 위한 연구가 진행 중이며, 향후 증진된 출력을 바탕으로 각종 스마트 정보 기기의 지속적인 전력공급을 위한 기반 기술이 될 것으로 기대한다.

인공지능을 활용한 다중 생체신호 분석 기반 스마트 감정 관리 시스템 (Smart Emotion Management System based on multi-biosignal Analysis using Artificial Intelligence)

  • 노아영;김영준;김형수;김원태
    • 전기전자학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.397-403
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    • 2017
  • 현대사회에서 스트레스로 인한 심리적 질병과 충동적 범죄들이 발생하고 있다. 스트레스를 줄이기 위한 기존 치료방법은 지속적인 방문 상담을 통해 심리상태를 파악하고, 약물치료나 심리치료로 처방하였다. 이러한 대면 상담 치료 방법은 효과적지만, 환자의 상태 판단에 많은 시간이 소요되며, 개인의 상황에 따라서 지속적인 관리가 어려운 치료 효율성의 문제가 있다. 본 논문에서 시청각적 스트레스에 의해 유발된 감정 상태를 실시간으로 분류하고, 사용자의 감정을 안정적인 상태로 유도하는 인공지능 감정 관리 시스템을 제안한다. 본 시스템은 PPG와 GSR를 이용하여 다중 생체신호를 측정하고, 적합한 데이터 형태로 변환하는 전처리 과정을 거쳐 SVM 알고리즘을 통해 기쁨, 진정, 슬픔, 두려움 등 대표적인 4가지의 감정 상태를 분류한다. 분류결과가 슬픔이나 두려움과 같은 부정적 상태로 판단되면, 실시간 감정관리 서비스를 제공하여 사용자의 감정이 안정적인 상태로 유도됨을 실험을 통해 검증한다.

Analysis of the PTO Torque of a Transplanter by Planting Condition

  • Kim, Wan Soo;Chung, Sun Ok;Choi, Chang Hyun;Cho, Jong Seung;Choi, Dug Soon;Kim, Young Joo;Lee, Sang Dae;Hong, Soon Jung;Kim, Yong Joo;Koo, Seung Mo
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제41권4호
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    • pp.313-318
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    • 2016
  • Purpose: This study measured and analyzed the PTO (power take off) torque of a transplanter according to the planting conditions during field operation. Methods: A torque measurement system was constructed with torque sensors to measure the torque of a PTO shaft, a measurement device to acquire sensor signals, and a power controller to provide power for a laptop computer. The field operation was conducted at four planting distances (26, 35, 43, and 80 cm) and two planting depths using the transplanter on a field with similar soil conditions. One-way ANOVA with planting distance and Duncan's multiple range test at a significance level of 0.05 were used to analyze the PTO torque. The torque ratio was calculated based on the minimum torque using the average PTO torque measured under each planting condition. Results: The average torques on the PTO shaft for planting distances of 26, 35, 43, and 80 cm at a low planting depth were 11.05, 9.07, 7.04, and 3.75 Nm, respectively; the same for planting distances of 26, 35, 43, and 80 cm at a middle planting depth were 12.20, 9.86, 7.94, and 4.32 Nm, respectively. When the planting distance decreased by 43, 35, and 26 cm, the torque ratio at a low planting depth increased by 88, 142, and 195%, respectively. When the planting distance decreased by 43, 35, and 26 cm, the torque ratio at the middle planting depth increased by 84, 128, and 182%, respectively. Conclusions: PTO torque fluctuated by planting distance and depth. Moreover, the PTO torque increased for short planting distances. Therefore, farmers should determine the planting conditions of the transplanter by considering the load and durability of the machine. The results of this study provide useful information pertaining to the optimum PTO design of the transplanter considering the field load.

국내외 ICT기반 노인 건강관리 서비스 동향분석 (Analysis of Health Care Service Trends for The Older Adults Based on ICT)

  • 이성현;홍성정;김경미
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.373-383
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    • 2021
  • 우리 사회는 빠른 속도로 고령화가 진행되고 있다. 이러한 초고령화 사회에서는 의료비 증가도 늘어나고 있으며 이 상황은 사회보장제도의 지속가능성을 저하시키는 국가적인 문제로 인식되고 있다. 이를 해결하기 위해 노인 건강관리를 위한 다양한 서비스가 추진되어왔지만 대부분 취약계층, 만성질환 발병 후 건강관리에 집중해 왔으며 예방차원의 건강관리는 부족하였고 대부분 시범사업으로 그치고 있는 것이 현실이다. 이에 본 논문에서는 국내외 노인대상 건강관리 서비스의 현황을 분석하고 이를 근거로 한계점과 개선점을 분석하여 IoT 기반의 토탈실버케어센터 구축을 제안하였다. IoT 기반의 토탈실버케어센터는 다양한 센서, 의료기기, 스마트밴드 등을 통해 노인들의 건강상태를 편리하게 모니터링 할 수 있으며, 이를 바탕으로 긴급히 방문해야 하는 사용자를 구분하여 간호제공자의 시간절약 및 업무의 효율화를 통해 간호서비스의 질을 향상시킬 수 있다. 또한 사용자의 건강상태 변화가 있는 경우 건강간호 중재를 적시에 제공할 수 있을 뿐만 아니라 실시간 영상시스템을 통해 정신적인 어려움을 극복하는데 도움을 줄 수 있다.

사장교 케이블장력 계측장치의 현장적용성 분석 (Field Application Analysis of Cable Tension Measuring Device on Cable-Stayed Bridges)

  • 이현철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.295-311
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    • 2021
  • 본 연구에서는 사장교 케이블에 대한 장력계측장치의 현장적용성에 대한 실험을 수행하였다. 사장교 케이블의 장력을 추정하기 위해서 진동법을 이용하였으며 대상교량에 대해서 케이블의 가진을 통해서 모드특성을 분석하였고 케이블의 장력을 추정하기 위한 계측장치로는 GTDL360, NI Module, 9 Axes Motion Sensor등을 적용하였고 5개의 대상교량에 대해서 상기 계측장치들을 이용하여 케이블의 모드특성을 분석하여 케이블장력측정실험의 적정성을 평가하고 케이블의 장력을 추정하였다. 또한 5개의 대상교량에 대해서 수치해석을 실시하여 케이블의 고유진동수 및 케이블장력을 해석하였다. 현장 계측결과에 의한 케이블의 추정장력과 수치해석에 의한 케이블의 추정장력을 비교하여 현장계측방법의 적정성을 판단하였으며 분석결과 현장 계측에 의한 케이블의 계측장력과 해석에 의한 추정장력은 오차범위내에 있어서 상기 계측장치들을 현장에 적용하여도 무방할 것으로 판단된다. 현장실증교량의 가속도 기반의 케이블 추정장력과 수치해석에 의한 해석장력과의 값을 비교분석한 결과 값이 허용범위 내로 가속도 기반의 케이블 추정장력값은 적정한 것으로 판단된다. 또한, 현장적용성 분석결과 센서의 설치위치 및 기상조건의 제한 등 계측장치의 한계점이 존재하므로 추후 케이블 스마트 장력계측시스템에 관한 지속적인 후속연구가 필요할 것으로 판단된다.

전천 후 생활보조 시스템을 위한 안전하고 경량화 된 인증기법 (A Secure and Lightweight Authentication Scheme for Ambient Assisted Living Systems)

  • 이명규;최현철;황보택근
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.77-83
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    • 2019
  • 인구 증가로 인해 노인 인구가 날로 증가하고 있다. 이런 노인들에겐 다양한 보살핌이 필요하지만, 노인들을 돌볼 수 있는 의료 종사자가 부족한 상황이다. 전천후 생활보조는 고령자의 안전과 건강한 삶을 보장하고, 고령자가 자신이 선호하는 환경에서 독립적으로 살 수 있는 기간을 연장하는 것을 목표로 한다. 전천후 생활보조는 스마트 장치, 의료 센서, 무선 네트워크, 건강관리 모니터링을 위한 컴퓨터 및 소프트웨어 응용 프로그램으로 구성된 시스템을 제공한다. 전천후 생활보조는 노인들의 건강과 건강 상태를 예방, 치료 및 개선하는 등의 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 정보 보안 및 개인 정보 보호는 전천후 생활보조 시스템 사용자가 보호받을 수 있도록 보장하는 데 중요하지만, 이러한 특성을 고려한 연구는 미미하다. 본 논문에서는 전천후 생활보조 시스템을 위하여 안전하고 경량화 된 인증기법을 제안한다. 제안된 인증기법은 전천후 생활보조 시스템에서 요구되는 중요한 보안 요구 사항들을 지원할 뿐만 아니라 다양한 유형의 공격으로부터 안전하다. 또한 제안된 인증 기법이 기존의 인증 기법들보다 더 안전하고 효율적이라는 것을 보여주기 위하여 보안 분석 결과를 제시한다.