• 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.

• 대한공간정보학회지
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• 제11권3호
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• pp.23-34
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• 2003

최근 GPS는 기준점 측량을 비롯한 각종 정밀측량과 항법 등에 그 효율성이 점점 증대되고 있다. 또한 구조물의 변위해석, 해양조위관측, 하천수위관측 및 수심측량 장비와의 조합에 의한 해저, 하상 지형의 모니터링 등에도 널리 이용되고 있다. 본 논문은 DGPS, RTK-GPS와 Echo Sounder 조합 해석에 의해 하구, 하상 모니터링 시 그 효율성을 높이기 위한 연구이다. 이를 위해 기초 실험으로 하구 지질특성을 고려한 수조 실험을 통해 Echo Sounder의 오차 보정량을 산출하고, 하구, 하상 3차원 모니터링을 위한 S/W를 개발하여 현장 실험에 적용, 제반 문제점을 보완하였다. GPS와 Echo Sounder의 조합에 의한 하구, 하상 지형 해석시 측량선의 유동에 의해 수면과 송수파기간의 거리변화에 대한 홀수에 의한 오차는 기하학적인 재배치를 통해 제거할 수 있었고, $z=BM+SAH-DBR_{(i)}-DRT-ED$의 보정식을 산출하였다. 또한 Echo Sounder와의 하구, 하상 지질 특성에 대한 수심측정 오차는 실험 수조를 이용하여 평균 입경-ES잔차 관계를 파악하고 회귀분석을 통해 $Y=0.00474{\ast}ln(X)-0.0045$의 보정식을 산출하여 적용 가능성을 검증하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권6호
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• pp.373-380
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• 2017

해양사고 원인의 대부분을 차지하고 있는 인적오류에 의한 운항과실에는 관련 지식의 결여, 잘못 이해하고 있는 지식, 적용절차의 미숙 등을 들 수 있다. 최근 해양경찰 경비함정에 장착되고 있는 추진기 형태를 살펴보면, 해상치안 수요에 따라 다양화 되고 있는 추세이다. 특히, 소형 경비정에 주로 장착되었던 워터제트 추진기가 중대형 경비함으로 점차 확대되어 전체 함정의 50%에 이르고 있으며, 축 형식은 2에서 4축, 버켓 유형도 전후진과 조향 제어방식이 전혀 다른 '이중역전버켓'과 '단일역전버켓' 방식으로 구분된다. 이러한 운항체계의 다양화는 운항자의 인적과실 요인을 증가시킬 수 있다. 그러나 워터제트 유형별 고유의 특성에 알맞은 조종법의 연구는 부족한 편이다. 이 논문에서는 워터제트 유형별 후진성능을 기반으로 외력의 도움 없이 해양경찰 전용부두의 요건에 적합한 횡이동 방법을 분석하였다. 이어서, 선박조종시뮬레이터를 활용하여 실험하고, 실험이 곤란한 워터제트 방식 함정은 함정장들의 인터뷰를 통하여 비교 검증하였다. 이를 기반으로 워터제트 운항 지식의 올바른 습득과 기술적 측면의 인적오류를 최소화하여 해상치안활동에 기반인 함정의 안전운항에 기여하고자 한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.1284-1289
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• 2014

In this Paper, outdoor position estimation system was implemented using GPS (Global Positioning System) and INS (Inertial Navigation System). GPS position information has lots of errors by interference from obstacles and weather, the surrounding environment. To reduce these errors, multiple GPS system is used. Also, the Discrete Wavelet Transforms was applied to INS data for compensation of its error. In this paper, position estimation of the mobile robot in the straight line is conducted by EKF (Extended Kalman Filter). However, curve running position estimation is less accurate than straight line due to phase change in rotation. The curve is recognized through the rate of change in heading angle and the position estimation precision of the initial curve was improved by UPF (Unscented Particle Filter). In the case of UPF, if the number of particle is so many that big memory gets size is needed and processing speed becomes late. So, it only used the position estimation in the initial curve. Thereafter, the position of mobile robot in curve is estimated through switching from UPF to EKF again. Through the experiments, we verify the superiority of the system and make a conclusion.

• 전자공학회논문지
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• 제53권11호
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• pp.139-147
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• 2016

본 연구는 한화탈레스에서 2011년부터 K-55A1 개량사업 중 사격통제장치(통신제어기, 전시통제기, 제원표시기, 전원공급기, 축전지)의 양산 생산에서 장비의 신뢰성을 향상하기 위해 제품의 입고 시점부터 유닛시험(회로카드 및 유닛 단위), 번인시험(초기고장배제), 통합 시스템 시험(장비 연동단위)의 각 단계별 생산시험장비개발에 대한 설계 방안을 기술하였다. K-55A1의 사격통제장치는 자주포를 제어하는 '머리'의 역할을 하며, 자주포의 여러 장치들(항법장치, 포구초속측정기 등)과 전기적, 물리적 연결을 한다. K-55A1 사격통제장치가 전력화되어 운용 시 한치의 오차 없이 정상 동작하기 위해서는 입고부터 출고 전까지 각 단계에 맞는 시험장비가 필요하다. 생산시험 장비이기에 시험의 절차를 최대한 자동적으로 운용할 수 있도록 구현하였을 뿐만 아니라 자주포와 연동 가능한 환경으로 구축할 수 있도록 생산시험장비 설계초기부터 초점을 맞추었다. 이러한 생산시험장비 개발을 통하여 K-55A1 사격통제장치가 전력화되어 운용 시 최상의 성능을 구동하여 대한민국 국방력을 강화하는데 일조 할 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.215-222
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• 2014

본 논문은 패러포일 투하 시스템을 설계하고 분석하는데 있다. 패러포일 시스템의 6-자유도(6-DOF) 모델을 새우고, 비선형 모델 예측 제어와 PID 제어 방법이 펄럭 편 요각을 제어하기 위해 각각 적용되었다. 펄럭 편 요각의 오버슈트 시간 및 세팅 시간의 결과를 비교하면서 PID제어 방법을 사용하는 것으로부터 펄럭 편 요각이 좀 더 안정화 되는 것을 확인하였다. 그런 다음 MATLAB에 의해 수행된 궤적 추종 효과의 시뮬레이션 결과에 의해 궤적 추종 제어기가 설계되었다. 패러포일 궤적의 측 방향 오차가 그것의 측 방향 편차 제어 방법에 의해 제거 될 수 있었다. 참고로 측 방향 편차는 현재 경로계획의 보간법에 의해 얻어졌다. 그리고 설계된 궤적을 사용하면서, 풍 외란을 추가하는 것으로부터 궤적 추종 시스템이 시뮬레이션 되었다. 시뮬레이션 결과는 풍외란이 PID로 제어되는 펄럭 편 요각 변화에 의해 제거됨으로써 설계된 궤적에 아주 만족하였다.

• 한국측량학회지
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• 제36권6호
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• pp.457-467
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• 2018

공공측량/통합기준점측량 작업규정은 기존 트래버스 측량 작업규정을 준용하고 있으며, GNSS관측 특성을 정확하게 반영하지 않아서 현장 작업과 자료처리에 어려움이 있다. 또한, GNSS관측 자료처리 절차에 대한 규정이 명확하지 않고, 정확도 검증방법 역시 일반적인 기준과 차이가 있다. 본 연구에서는 현재 규정을 분석하고 적절한 업무프로세스를 제안하기 위해 공공기준점 측량과 유사한 시나라오를 바탕으로 짧은 세션(30분) 데이터를 처리했다. 서울특별시 네트워크 RTK (Real Time Kinematic) 기준점에 대해서 3일간 동일한 시간대 결과를 비교했으며, 하루 중 시간에 따른 결과를 비교해서 전반적인 자료처리 정확도를 평가했다. 대류권 지연오차 추정여부에 따른 정확도 차이를 동시에 분석했으며, 추정결과는 24시간 정지측량 결과와 비교했다. 대류층 지연오차를 추정하는 것이 정확도와 좌표안정성 향상에 유리하며, 평균제곱근오차는 대략 평면 5mm, 수직 1cm 수준으로 추정되었다. 본 연구결과를 바탕으로 통합기준점을 포함한 동시관측 일간해를 추정하고, 이를 통합하여 최소제약조건을 통해 최종해를 결정하는 업무프로세스를 제안한다. 이를 위해서는 학술용 자료처리시스템을 이용한 자료처리자동화시스템이 구축되어야하며, GNSS자료처리를 위해 통합기준점과 공공기준점 코드를 표준화해야 한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권5호
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• pp.200-209
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• 2018

일반적으로 자율주행 차량은 측위를 위하여 GNSS(Global Navigation Satellite System)에서 절대위치 신호를 수신하여 지도에 매칭하는 방식을 사용한다. 하지만 도심이나 터널에서 정상적인 위성신호를 수신하기 어렵기 때문에 추측항법(Dead Reckoning)으로 절대위치를 추측하므로 누적 오차의 주기적 보정이 병행되어야 한다. 본 연구에서는 자율주행시 GNSS 위치 신호 수신이 어려운 터널 내에서 사용되는 추측항법의 오차를 일정수준 이하로 유지하기 위하여 기존 도로시설물을 이용한 오차 보정을 위한 시설물의 선정 방법을 제안하였다. 시설물의 특성으로서 모양, 설치위치 등 '다양성' 검토를 위하여 관련 기준 검토, 영상 및 라이다센서 조사로 얼마나 잘 인지하는 지에 대한 '인지성' 조사, 설치위치 및 간격에 의한 '규칙성'을 조사하여 후보시설물을 선정하였다. 본 연구 결과로 측위오차 보정 지원시설로 소화전함/안내표지(50m), 유도표지등A(300m), Lane Control System(500m), 최고/최저속도제한표지, 제트팬을 선정하였으며, 기존 시설물만으로 오차 보정이 가능하다고 판단하였다. 본 연구의 결과는 자율주행 차량의 터널내 측위보정시 활용될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권4호
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• pp.308-315
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• 2012

2007년 태안에서 발생한 허베이 스피리트호 사건은 연안 해역 안전관리에 대한 중요성을 다시 한 번 일깨워 주었고, 이에 대한 대응방안으로 연안VTS를 우리나라 전 해역에 걸쳐 구축 운영할 계획이다. 이제까지 VTS 기능에 관한 이론적인 고찰은 있었으나, 연안VTS의 기능에 관한 실증적인 연구는 없었다. 이에 본 연구는 현재 운영되고 있는 진도 연안VTS 운영성과를 분석하고, 사고예방 사례를 조사하여 연안VTS의 기능에 관하여 조사하였다. 연안VTS는 관제구역이 넓어 해상교통 특색이 장소마다 상이하며, 집중 관제를 필요로 하는 곳이 많았고, 통항선박 중 어선과 같은 비관제 대상 선박이 다수를 차지하여 이들의 관제가 중요한 것으로 조사되었다. 그리고 선박 운항자의 집중도가 항내보다는 떨어지므로 인적과실에 의한 사고 개연성이 높은 것으로 분석되었다. 연안VTS는 항만VTS와 같이 정보제공, 항행지원, 교통관리의 역할을 주로 하고 있지만, 수색구조 지원, 해상 보안, 해상치안 업무, 해양오염 대응, 비관제 대상 선박 업무 및 수상레저 안전관리 등의 기능이 강화되는 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권10호
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• pp.671-678
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• 2009

현재 진동 정보를 통해 기계 설비의 상태나 고장 유무를 판단하는 연구들이 다수 진행 중에 있는데, 대부분의 연구에서는 설비에 대한 진동을 모니터링하거나 고장 유무를 판별하여 사용자에게 알리는 수준이다. 본 논문에서는 진동 정보 적용 대상을 선박으로 정하고, 진동에 의한 고장 진단과 판별을 보다 정교하게 수행하는 선박 엔진 감지 기법과 시스템을 제안하였다. 일차적으로 이중화된 진동 정보 판별 기법을 적용하여 진동 정보를 확인한 다음에 고장 유무를 검사한다. 만일 고장이 발생한 경우에는 적분을 이용하여 고장 진동 파형에 대한 넓이를 기준으로 어떤 유형의 고장인지를 판별할 수 있는 기법을 적용하였다. 또한 선박의 진동 경향 분석과 엔진 안전 보존을 목적으로 진동 정보를 데이터베이스에 저장하고 추적할 수 있도록 시스템을 구현하였다. 제안 시스템을 선박 엔진의 고장 판별 유무와 고장 진동 파형 감별 인자에 대해 실험을 수행한 결과 고장 판별은 약 98% 정확성을 가졌고 고장 진동 파형 감별에서는 약 72% 정확성을 가졌다.