본 논문은 자기장을 이용한 자율주행 전기자동차의 조향 제어에 대한 연구이다. 도로의 중앙에 일정 간격으로 영구자석을 설치하고 차량에 자기 센서를 장착하여 차량의 이동에 따른 자기장의 변화를 측정하여 조향 제어가 되도록 하였다. 단일 자석에 의한 자계 분포로부터 일정한 간격으로 나열된 영구자석에 의한 자계를 분석하였고, 이를 이용하여 자석에 의한 직선 및 곡선 도로를 만들어 주행 시뮬레이션을 하였다. 차량의 조향 제어를 위해 신경회로망을 이용하여 제어기를 구성하고, 자석을 설치하여 만든 실험도의에서 실제 제작한 전기자동차를 이용하여 주행 실험을 하였다. 실제 주행 실험에서 차체와 외부 지자기에 의한 영향을 보상하여 제안된 방법에 의한 자율 주행 차량의 자율 주행이 가능함을 확인하였다.
요골동맥의 운동에 대한 공간적 맥진파형 특징을 얻기 위해 2차원 배열 자기터널접합(magnetic tunnel junction; MTJ) 센서를 이용하여 공간 맥진파형 진단장치(spatial pulse diagnostic apparatus; SPDA)를 설계하였다. 자극배열의 위치변동에 대한자장 분포의 변화는 2차원 자기장 유한요소해석 소프트웨어(finite element method magnetics; FEMM)를 사용하여 모의실험을 하였다. 그 결과 평행한 자극배열에서 높은 감도와 균일한 자기장 분포를 얻을 수 있다. 또한 자석배열의 공간 변위 변화는 MTJ 센서의 출력신호 변화와 비례하였다.
스마트폰 기반의 추적은 다양한 시나리오에서 널리 연구되어왔다. 그러나 우리가 아는 한, GPS 신호 및 무선 인프라가 항상 이용 가능하지 않는 지하 대중교통 시스템의 추적 문제를 해결한 연구는 극소수에 불과하다. 전동차의 위치를 아는 것은 지하철 승객에게 유용한 서비스를 개발하는데 필요하다. 따라서 지하철 승객을 대상으로 스마트폰 센서를 이용하여 모션 상태 및 정차역을 추정하는 방법이 연구되고 있다. 이 논문에서는 스마트폰의 기압계와 자기 센서를 이용하는 추적 방법을 제안한다. 이 논문에서 제안된 방법은 먼저 기압의 변동 및 자기장의 세기에 따라 전동차가 운행하는지 정차하는지를 추정한다. 그 다음에 고도 값과 자기장 값으로 전동차가 정차하는 정확한 역을 추정한다. 우리는 서울의 지하철 5호선 데이터를 사용하여 제안된 방법을 평가했다. 이전 방법과 비교하여 제안된 방법은 더 높은 정확성을 얻었다.
최근 많은 전자 기기들이 무선센서 네트워크 기술들을 접목하면서, 다양한 종류의 센서들이 무선센서 네트워크로 연결하여 사용할 수 있게 되었다. 하지만, 이런 무선센서 네트워크 장비들은 다양한 종류의 네트워크 기술들을 사용하는 데, 각각의 네크워크 기술에 따라 장단점이 존재한다. 따라서 이런 장단점을 잘 고려하여 적용하려는 분야와 목적에 부합할 수 있도록 최적으로 잘 선택하여야 한다. 특히 자기장 관련 센서는 다른 센서들과 달리 복잡한 센서 데이터를 처리함에 있어서, 자기장 센서만의 독특한 특징과 성질이 존재하기 때문에, 개발 초기에 잘 이해한 후에 설계를 하여야 한다. 본 논문에서는 자기장 필드에 발생하는 자기장 센서 데이터의 비선형 데이터를 처리할 수 있는 저가이면서 소형의 웨어 러블 장비를 제안하였다. 또한 무선 센서 네트워크 기술들을 선택하는 방법에 대해서 논의를 하고, 실제 자기장 센서 장치들이 네트워크로 구성하는 방법을 소개하였다. 결론적으로 개발된 웨어러블 자기장 센서장치가 구성하는 무선 센서 토포러지를 제시하고, 이 무선센서 네트워크 망에서 실제 데이터 전송의 성능 및 효능을 보였다.
잠수함이 가장 취약한 시기는 잠수함이 스노클이나 잠망경 운용을 위하여 잠망경 심도로 항해할 경우이며, 이때에는 비음향 탐지센서인 레이더와 광학, 사람에 의한 시각에 탐지될 확률이 매우 높다. 따라서 본 논문에서는 이러한 상황에서 탐지되는 취약성을 극복하고자 잠수함 마스트 및 잠망경 부분에 비음향 스텔스를 적용하고자 한다. 먼저 비음향 탐지센서에 대해서 조사하고, 그에 따른 스텔스 기법을 분야별 분석하여 최적화한 결과 다층형 구조로 선체표면부터 RAM layer, IR layer, Camouflage layer 구조로 각각 RAM layer는 자성재료인 페라이트계열로 3~5 mm, IR layer는 Ceramic 또는 Nickel 계열로 1~2 mm, Camouflage layer는 군청색 계열 페인팅을 제시하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권2호
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pp.187-194
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2015
Accurate relative location estimation is a key requirement in indoor localization systems based on wireless sensor networks (WSNs). However, although these systems have applied not only various optimization algorithms but also fusion with sensors to achieve high accuracy in position determination, they are difficult to provide accurate relative azimuth and locations to users because of cumulative errors in inertial sensors with time and the influence of external magnetic fields. This paper based on ultra-wideband positioning system, which is relatively suitable for indoor localization compared to other wireless communications, presents an indoor localization system for estimating relative azimuth and location of location-unaware nodes, referred to as target nodes without applying any algorithms with complex variable and constraints to achieve high accuracy. In the proposed method, the target nodes comprising three mobile nodes estimate the relative distance and azimuth from two reference nodes that can be installed by users. In addition, in the process of estimating the relative localization information acquired from the reference nodes, positioning errors are minimized through a novel modified rounding estimation technique in which Kalman filter is applied without any time consumption algorithms. Experimental results show the feasibility and validity of the proposed system.
This paper suggests the Cardioid beamforming algorithm of the doublet sensors employing DIFAR (directional frequency analysis and recording) sensor signals in the frequency domain. The algorithm enables target bearing estimation using the signals from directional sensors. The algorithm verifies its applicability by successfully estimating bearings of a target projecting ten narrow-band signals in shallow water. The estimated bearings agree very well with those from GPS (global positioning system) data. Assuming the bearings from GPS data to be real values, the estimation errors are analyzed statistically. The histogram of estimation errors in each frequency have Gaussian shape, the mean and standard deviation dropping in the ranges -1.1°∼ 6.7°and 13.3∼43.6°, respectively. Estimation errors are caused by SNR (signal to noise ratio) degradation due to propagation loss between the source and receiver, daily fluctuating geo-magnetic fields, and non-stationary background noises. If multiple DIFAR systems are employed, in addition to bearing, range information could be estimated and finally localization or tracking of a target is possible.
This study presents an effective methodology on integrated monitoring system for a maglev guideway using WDM-based FBG sensors. The measuring quantities include both local and global quantities of the guideway response, such as stains, curvatures, and vertical deflections. The strains are directly measured from multiplexed FBG sensors at various locations of the test bridge followed by curvature calculations based on the plane section assumption. Vertical deflections are then estimated using the Bernoulli beam theory and regression analysis. Frequency contents obtained from the proposed method are compared with those from a conventional accelerometer. Verification tests were conducted on the newly-developed Korean Maglev test track. It has been shown that good agreement between the measured deflection and the estimated deflection is achieved. The difference between the two peak displacements was only 3.5% in maximum and the correlations between data from two sensing systems are overall very good. This confirms that the proposed technique is capable of tracing the dynamic behavior of the maglev guideway with an acceptable accuracy. Furthermore, it is expected that the proposed scheme provides an effective tool for monitoring the behavior of the maglev guideway structures without electro magnetic interference.
The following composition establishes a nonlocal strain gradient plate model that is essentially related to mass sensors laying on Winkler-Pasternak medium for the vibrational analysis from graphene sheets. To achieve a seemingly accurate study of graphene sheets, the posited theorem actually accommodates two parameters of scale in relation to the gradient of the strain as well as non-local results. Model graphene sheets are known to have double variant shear deformation plate theory without factors from shear correction. By using the principle of Hamilton, to acquire the governing equations of a non-local strain gradient graphene layer on an elastic substrate, Galerkin's method is therefore used to explicate the equations that govern various partition conditions. The influence of diverse factors like the magnetic field as well as the elastic foundation on graphene sheet's vibration characteristics, the number of nanoparticles, nonlocal parameter, nanoparticle mass as well as the length scale parameter had been evaluated.
The weld seam tracking system for arc welding process uses various kinds of sensors such as arc sensor, vision sensor, laser displacement and so on. Among the variety of sensors available, electro-magnetic sensor is one of the most useful methods especially in sheet metal butt-joint arc welding, primarily because it is hardly affected by the intense arc light and fume generated during the welding process, and also by the surface condition of weldments. In this study, a dual-electromagnetic sensor, which utilizes the induced current variation in the sensing coil due to the eddy current variation of the metal near the sensor, was developed for arc welding of sheet metal butt-joints. The dual-electromagnetic sensor thus detects the offset displacement of weld line from the center of sensor head even though there's no clearance in the joint. A set of design variables of the sensor were determined for the maximum sensing capability through the repeated experiments. Seam tracking is performed by correcting the position of sensor to the amount of offset displacement every sampling period. From the experimental results, the developed sensor showed the excellent capability of weld seam detection when the sensor to workpiece distance is near less than 5 mm, and it was revealed that the system has excellent seam tracking ability for the butt-joint of sheet metal.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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