• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.44-54
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• 2012

무선 센서 네트워크 환경에서 이동 객체 추적 기법은 환경 모니터링이나 군사 지역에서 적의 이동을 추적하는 실제 응용을 위한 핵심적인 기반 기술이다. 기존 연구에서는 저밀도를 갖는 실제 센서 네트워크 환경에 의해 발생되는 감지 공백 영역을 고려하지 않았다. 따라서 많은 이동 객체 추적 실패가 발생하여 에너지 소모가 증가하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 저밀도 환경과 감지 공백 영역을 고려한 이동 객체 추적 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 다항 회귀 분석을 이용해 객체의 경로를 예측하여 최소한의 센서 노드를 활성화시킨다. 또한 이동 객체 추적 실패가 발생할 경우 감지 공백 영역의 경계 노드만을 활성화 시키는 객체 추적 복구 기법을 수행한다. 이를 통해, 제안하는 기법은 에너지 소모량을 줄이고 감지 공백 영역 안에서도 높은 예측 정확도를 보장한다. 제안하는 기법이 기존 기법에 비해 이동 객체 추적에 소모되는 에너지를 평균 약 47% 감소시켰고, 센서 노드가 낮은 밀도로 배치된 상황에서 발생하는 감지 공백 영역에서도 평균 약 91%의 예측 정확도를 보였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.710-715
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• 2006

최근 반도체 제조기술의 발달로 저가의 센서 노드의 개발이 가능해 짐에 따라 실제 시스템에 대한 모니터링 및 제어 시스템의 개발이 가능하게 되고 있다. 이에 본 연구에서는 센서 네트워크 어플리케이션 중 하나인 움직이는 물체의 추적을 위한 새로운 형태의 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안된 알고리즘은 물체의 이동을 감지한 센서 노드들간의 협업을 통해 이동 물체의 움직임을 지속적으로 감지하는 것을 가능케 한다. 이로 인해 제안된 알고리즘은 타켓의 순간적인 놓침을 초래할 수 있는 예측 실패 등에 대해 강인한 특성을 갖는다. 또한 시뮬레이션 고찰을 통해 제안된 알고리즘이 랜덤한 움직임을 갖는 타켓에 대한 정확한 추적이 가능함을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권5호
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• pp.909-937
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• 2011

Energy efficiency is one of the most critical issues in the design of wireless sensor networks. In object-tracking sensor networks, the data storage and query processing should be energy-conserving by decreasing the message complexity. In this paper, a Prediction-based Energy-conserving Approximate StoragE schema (P-EASE) is proposed, which can reduce the query error of EASE by changing its approximate area and adopting predicting model without increasing the cost. In addition, focusing on reducing the unnecessary querying messages, P-EASE enables an optimal query algorithm to taking into consideration to query the proper storage node, i.e., the nearer storage node of the centric storage node and local storage node. The theoretical analysis illuminates the correctness and efficiency of the P-EASE. Simulation experiments are conducted under semi-random walk and random waypoint mobility. Compared to EASE, P-EASE performs better at the query error, message complexity, total energy consumption and hotspot energy consumption. Results have shown that P-EASE is more energy-conserving and has higher location precision than EASE.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권1호
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• pp.72-79
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• 2013

무선 센서 네트워크에서 선택적 활성화 기법은 객체를 감지하고 추적하는데 있어 에너지를 절약하기 위해 사용되는 기법이다. 최근 산불, 유해가스와 같은 연속객체를 추적하는데 선택적 활성화 기법을 사용한 프로토콜들이 제안되었는데 이들은 연속객체의 모양을 예측을 통해 그 객체의 경계 지역만 활성화하는 방법을 사용한다. 이 방법은 균일한 분포로 설치되어 있는 센서 네트워크에서는 잘 동작한다. 하지만, 현실적으로 랜덤하게 분포되어지는 무선 센서 네트워크에는 그대로 적용할 수 없다. 활성화 메시지는 순차적으로 전달되는데, 예측된 다음 경계 지역이 보이드 지역 내부에 위치했을 때, 이 활성화 메시지는 예측된 지역으로 전달될 수 없다. 이 때문에 센서가 적절한 시간에 활성화 되지 못하게 되고 센서는 많은 감지 오류를 유발하게 된다. 더욱이, 한번 활성화 제어가 실패하면 다음 활성화 제어도 실패할 확률이 매우 높다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 강건한 연속객체 추적을 위한 연결된 선택적 활성화 기법을 제안한다. 제안된 프로토콜은 네트워크 설정시 보이드 지역 정보 수집 후 그 정보를 고려하여 센서를 활성화 한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권8호
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• pp.591-595
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• 2009

센서 네트워크에서 개체 검출과 추적에 관한 기존 라우팅 프로토콜들은 사람, 동물, 차량 등과 같은 하나 또는 그 이상의 단일(individual) 개체들에 대한 검출과 추적을 하기 위한 방법에만 관심을 가질 뿐, 독가스, 생화학물질 등과 같은 연속적인 개체들을 검출하고 추적하는 프로토콜들은 많지 않다. 이러한 연속적인 개체들은 어느 지역에 계속적으로 분산되어 있고, 광범위한 지역을 차지한다는 점에서 단일 개체들과 차이가 있다. 따라서 많은 센서 노드들에 의해 검출되고 센싱되는 데이터들은 중복적이고 서로 깊이 관련되어 있다. 그러므로 지역적으로 센싱 데이터를 수집하고 통합하여 데이터를 보고하기 위한 효율적인 방안이 필요하다. 본 논문에서 우리는 연속적인 개체들을 검출, 추적하고 모니터링(monitoring)하기 위한 동적인 직사각형 영역에 기반한 연속적인 개체 추적 방안을 제안한다. 제안된 방안은 하나의 연속된 개체가 차지한 지역이 포함된 동적인 직사각형 영역을 구성하고, 영역에서 하나의 대표 노드가 연속된 개체를 검출하는 센서 노드들로부터 센싱 데이터를 수집하고 통합한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.918-931
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• 2013

기존의 Pan-Tilt Zooming 카메라를 이용한 객체 추적은 카메라를 통해 획득한 영상을 분석하여 물체의 이동을 검출하였다. 그러나 이 방식은 영상처리를 위한 알고리즘과 이를 위한 하드웨어 비용이 소요되었다. 그리고 주변 환경의 변화나 영상 잡음 등으로 유효하지 않은 영상이 획득되는 경우나 사각지대가 존재하여 영상의 획득 자체가 불가능한 경우에는 대응이 어렵다. 본 논문에서는 영상 정보처리 기반의 객체 추적 기술이 가지는 한계를 극복하기 위해 무선 센서 네트워크 기반의 IEEE 802.15.4 표준을 적용한 GPS수신기가 장착된 센서노드를 시설물에 장착하여 센서노드의 가속도 센서가 장착된 시설물의 움직임을 인식하고 해당 센서노드의 GPS 정보를 이용하여 물체를 추적할 수 있는 시스템을 제안한다. 이 시스템은 영상처리에 요구되는 연산량을 감소시킴과 동시에 넓은 지역의 이동 물체를 추적할 수 있도록 효율적인 PTZ 카메라 제어를 가능하게 한다. 또한 센서노드의 유동적 장착이 가능할 수 있도록 무선의 메쉬 네트워크를 구현하여 설치의 효율성을 올렸다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권8C호
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• pp.489-496
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• 2011

무선 센서 네트워크에서 넓은 지역의 현상 및 움직임을 지속적으로 추적, 관찰하기 위해 에너지 효율성은 가장 중요한 요소이다. 이러한 망에서 에너지를 절약하기 위해 센서노드들에 대한 선택적 활성화 기법은 효과적인 방법이다. 그러나 이러한 선택적 활성화 기법을 적용한 기존의 대부분의 연구들은 침입자, 탱크와 같은 개별객체에 대해서만 고려했기 때문에 산불, 유독가스와 같은 연속객체에 대해서는 기존 기법을 적용하기 어렵다. 이는 연속객체들은 주변 환경의 영향에 상당히 민감하기 때문에 매우 유동적이고 불안정하여 이동할 다음 위치를 단순히 시공간 기법만을 가지고 예상할 수 없지 때문이다. 따라서 본 논문에서는 망의 센서노드들이 충분히 밀집한 경우 보다 정밀한 예측을 위해 객체가 퍼지거나 수축될 것으로 예상되는 지역의 센서들을 클러스터 단위로 활성화 시키는 클러스터 기반의 선택적 활성화 기법을 제안한다. 또한, 본 방안은 예측을 위한 계산이 동시에 수행될 필요가 없기 때문에 예측을 함에 있어 비동기식 기법을 적용한다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제20권11호
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• pp.598-603
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• 2014

무선 센서 네트워크에서 객체의 위치 추적은 객체의 움직임 포착 및 동선 파악 등에 활용되는 중요한 어플리케이션이다. 따라서 객체의 정확한 동선을 파악하기 위해 추적의 정밀성이 중요하다. 하지만 기존의 연구들은 객체 추적을 위하여 사용자가 반복적으로 질의를 하기 때문에 에너지 효율성 및 정밀성이 떨어지게 된다. 따라서 본 논문에서는 객체 추적의 에너지 효율성 및 추적의 정밀성을 향상시키기 위하여, 각 노드들이 사용자의 질의를 객체의 예상 경로에 중계하는 방안을 제안한다. 이 방법은 객체 추적을 위하여 네트워크를 일정 크기로 클러스터링하고 각 클러스터 헤드를 트리로 구성한다. 객체를 감지한 클러스터 헤드는 트리를 통해 사용자에게 객체의 정보를 전달하고, 객체의 예상 경로에 위치한 클러스터 헤드에게 사용자의 질의를 중계해 줌으로써, 사용자의 반복적인 질의를 줄여준다. 시뮬레이션 결과, 제안방안이 기존의 객체 추적 연구에 비해 높은 에너지 효율과 추적 정밀성을 가지는 것을 보인다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제52권3호
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• pp.181-187
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• 2003

For the moving objects with environmental sensors such as object tracking moving robot with audio and video sensors, environmental information acquired from sensors keep changing according to movements of objects. In such case, due to lack of adaptability and system complexity, conventional control schemes show limitations on control performance, and therefore, sensory-motor systems, which can intuitively respond to various types of environmental information, are desirable. And also, to improve the system robustness, it is desirable to fuse more than two types of sensory information simultaneously. In this paper, based on Braitenberg's model, we propose a sensory-motor based fusion system, which can trace the moving objects adaptively to environmental changes. With the nature of direct connecting structure, sensory-motor based fusion system can control each motor simultaneously, and the neural networks are used to fuse information from various types of sensors. And also, even if the system receives noisy information from one sensor, the system still robustly works with information from other sensors which compensates the noisy information through sensor fusion. In order to examine the performance, sensory-motor based fusion model is applied to object-tracking four-foot robot equipped with audio and video sensors. The experimental results show that the sensory-motor based fusion system can tract moving objects robustly with simpler control mechanism than model-based control approaches.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권5호
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• pp.271-280
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• 2014

무선 센서 네트워크에서 이동 객체를 감지하기 위해 질의를 통해 위치를 획득하는 방법과 객체 감지 시 설정된 싱크로 보고받는 방법이 있다. 전자의 질의/응답 형태의 네트워크는 후자에 비해 사용자의 질의/응답에 따른 오버헤드가 있지만, 불필요한 정보 전달이 없으므로 에너지 효율적이다. 최근 질의/응답 형태의 연구들은 가상의 트리를 구성하여 질의를 하는 방법을 사용한다. 이동객체가 움직이는 네트워크에서 가상의 트리는 이동객체의 정보만을 트리에 가지고 있으며, 질의가 발생하면 트리에 저장된 정보를 참조하여 객체의 위치정보를 반환한다. 하지만 빠르게 움직이는 객체를 연속적으로 추적하는 경우, 다량의 질의 발생으로 인한 에너지 문제와 이동 객체의 속도에 따라 질의/응답 과정의 시간 지연으로 추적 정밀도 하락문제가 발생한다. 이러한 문제는 질의를 싱크에서만 하는 것으로부터 발생한다. 본 논문에서는 효율적인 이동 객체 추적을 위하여 싱크에서 시작된 질의를 각 리프노드가 이동 객체의 예상 경로에 중계함으로써 질의 경로를 줄이는 방안을 제시한다. 시뮬레이션을 통해 기존의 방법들에 비해 더 나은 에너지 효율 및 정밀성을 가진다는 것을 증명한다.