• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권7호
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• pp.2334-2340
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• 2021

Radioactive particle tracking (RPT) is a minimally invasive nuclear technique that tracks a radioactive particle inside a volume of interest by means of a mathematical location algorithm. During the past decades, many algorithms have been developed including ones based on artificial intelligence techniques. In this study, RPT technique is applied in a simulated test section that employs a simplified mixer filled with concrete, six scintillator detectors and a¹³⁷Cs radioactive particle emitting gamma rays of 662 keV. The test section was developed using MCNPX code, which is a mathematical code based on Monte Carlo simulation, and 3516 different radioactive particle positions (x,y,z) were simulated. Novelty of this paper is the use of a location algorithm based on a deep learning model, more specifically a 6-layers deep rectifier neural network (DRNN), in which hyperparameters were defined using a Bayesian optimization method. DRNN is a type of deep feedforward neural network that substitutes the usual sigmoid based activation functions, traditionally used in vanilla Multilayer Perceptron Networks, for rectified activation functions. Results show the great accuracy of the DRNN in a RPT tracking system. Root mean squared error for x, y and coordinates of the radioactive particle is, respectively, 0.03064, 0.02523 and 0.07653.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권6호
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• pp.583-592
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• 2017

A method is proposed for locating the heat sources from temperature observations, and its applicability is investigated for urban thermal environment simulations. A Lagrangian particle dispersion model, which is originally built for simulating the pollutants spread in the air, is exploited to identify the heat sources by transporting the Lagrangian heat particles backwards in time. The urban wind fields are estimated using a diagnostic meteorological model incorporating the morphological model for the urban canopy. The proposed method is tested for the horizontally homogeneous urban boundary layer problems. The effects of the turbulence levels and the computational time on the simulation are investigated.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.311-316
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• 2009

본 논문에서는 파티클 필터(Particle Filter)를 사용한 모바일 감시 로봇을 위한 실시간 움직임 추정 알고리즘을 제안한다. 파티클 필터는 몬테카를로(Monte Carlo) 샘플링 방법을 기반으로 사전분포확률(Prior distribution probability)와 사후분포확률(Posterior distribution probability)을 가지는 베이지안 조건 확률 모델(Bayesian conditional probabilities model)을 사용하는 방법이다. 그러나 대부분의 파티클 필터에서는 초기 확률밀도(Prior probability density)를 임의로 정의하여 사용하지만, 본 논문에서는 Sum of Absolute Difference (SAD)를 이용하여 초기 확률밀도를 구하고, 이를 파티클 필터에 적용하여 모바일 감시 로봇 환경에서 임의로 움직이는 물체를 강인하게 실시간으로 추정하고 추적하는 시스템을 구현하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제46권5호
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• pp.126-134
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• 2009

본 논문은 움직이는 차 안에서 교통 표지판을 추적하는 영상 기반 시스템을 기술한다. 제안된 시스템은 복잡한 환경에서 강인한 추적의 성능을 위해 파티클 필터를 기반으로 하는 기본 구조를 가진다. 실제 환경에서 표지판을 실시간으로 추적하는 경우, 장애물에 의한 겹침 현상과 빠르게 변하는 도로 상황 때문에 시계열 데이터인 상태 정보를 예측하는 것은 많은 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기 위하여 어파인 변환의 파라미터를 상태 정보로 사용한 자기 회귀 모델을 파티클 필터의 상태 전이 모델로써 사용하고, 강인 통계를 사용하여 장애물에 의한 겹침 현상을 판단하여 추적 성능을 향상시키는 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 실험 결과에서는 본 논문에서 제안된 방법이 주행 중 실시간 추적을 위하여 효과적이며, 장애물에 의해 표지판이 겹치는 경우에도 추적이 잘 수행됨을 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(2)
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• pp.1457-1457
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• 2005

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.557-562
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• 2006

준설작업으로 인해 재부유된 퇴적물로 구성된 탁도플륨의 이송확산 거동을 예측하기 위해 이(1998)가 제안한 수치 해석의 혼합방법(hybrid method)을 사용하여 3차원 수치모형을 개발하였다. 본 모형에서는 이송 및 확산식의 수치해석에 있어 이송 과정은 전방입자추적기법(forward particle-tracking method), 확산 과정은 유한차분기법을 사용하여 수치계산에 있어 무작위 행보(random walk) 방법에 비해 계산시간이 크게 단축되었으며, 수치모의 결과의 정확성도 크게 향상되었다. 본 모형을 검증하기 위하여 1, 2차원 해석해와의 비교, 그리고 Kuo 등(1985)의 3차원 수리해석모형의 계산결과와 비교하였다. 본 모형의 검증 결과는 비교적 해석해와 잘 일치하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제3권1호
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• pp.73-83
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• 1997

To predict the oil-spill dispersion in marine waters, the oil-spill dispersion model based on Lagrangian particle-tracking method was developed and applied to Kwangyang and Jinju Bay. The tidal current movements to be required as input data of the oil-spill dispersion model were obtained by a two-dimensional numerical tidal model. Evaluation of tidal current movements using mean tide was successful. Modelling results were compared with the field data obtained at spill site. There were some descrepancies between modeling results and field data. However, the general pattern of modelling results was similar to that of field data. Provided the real-time tidal currents and more accurate wind data are supported, more favorable results can be obtained.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제5권3호
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• pp.123-131
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• 2009

This paper presents simulation results of particle transport in low-pressure, low-temperature plasma environment. The size dependent transport of particles in the plasma is investigated with a two-dimensional simulation tool developed in-house for plasma chamber analysis and design. The plasma model consists of the first two and three moments of the Boltzmann equation for ion and electron fluids respectively, coupled to Poisson's equation for the self-consistent electric field. The particle transport model takes into account all important factors, such as gravitational, electrostatic, ion drag, neutral drag and Brownian forces, affecting the motion of particles in the plasma environment. The particle transport model coupled with both neutral fluid and plasma models is simulated through a Lagrangian approach tracking the individual trajectory of each particle by taking a force balance on the particle. The size dependant trap locations of particles ranging from a few nm to a few ${\mu}m$ are identified in both electropositive and electronegative plasmas. The simulation results show that particles are trapped at locations where the forces acting on them balance. While fine particles tend to be trapped in the bulk, large particles accumulate near bottom sheath boundaries and around material interfaces, such as wafer and electrode edges where a sudden change in electric field occurs. Overall, small particles form a "dome" shape around the center of the plasma reactor and are also trapped in a "ring" near the radial sheath boundaries, while larger particles accumulate only in the "ring". These simulation results are qualitatively in good agreement with experimental observation.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권6호
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• pp.1520-1529
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• 2013

In this paper, we propose and assess the performance of "H infinity filter ($H_{\infty}$, HIF)" and "cost reference particle filter (CRPF)" in the problem of tracking a target based on the measurements of the range and the bearing of the target. HIF and CRPF have the common advantageous feature that we do not need to know the noise statistics of the problem in their applications. The performance of the extended Kalman filter (EKF) is also compared with that of the proposed filters, but the noise information is perfectly known for the applications of the EKF. Simulation results show that CRPF outperforms HIF, and is more robust because the tracking of HIF diverges sometimes, particularly when the target track is highly nonlinear. Interestingly, when the tracking of HIF diverges, the tracking of the EKF also tends to deviate significantly from the true track for the same target track. Therefore, CRPF is very effective and appropriate approach to the problems of highly nonlinear model, especially when the noise statistics are unknown. Nonetheless, HIF also can be applied to the problem of timevarying state estimation as the EKF, particularly for the case when the noise statistcs are unknown. This paper provides a good example of how to apply CRPF and HIF to the estimation of dynamically varying and nonlinearly modeled states with unknown noise statistics.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.186-192
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• 2009

본 논문은 비전을 이용한 인간 정면 상반신 포즈를 인식 방법에 대해서 기술한다. 일반적으로 HCI(Human Computer Interaction)와 HRI(Human Robot Interaction)에서는 인간이 정면을 바라볼 때 얼굴, 손짓으로 의사소통 하는 경우가 많기 때문에 본 논문에서는 인식의 범위를 인간의 정면 그리고 상반신에 대해서만 한정한다. 인간 포즈인식의 주요 두 가지 어려움은 첫째 인간은 다양한 관절로 이루어진 객체이기 때문에 포즈의 자유도가 높은 문제점 때문에 모델링이 어렵다는 것이다. 둘째는 모델링된 정보와 영상과의 매칭이 어려운 것이다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 모델링이 쉬운 그림모델(Pictorial Model)을 이용해 인체를 다수 사각형 파트로 모델링 하였고 이를 이용해 주요한 상반신 포즈를 DB화 해 인식한다. DB 포즈로 표현되지 못하는 세부포즈는 인식된 주요 포즈 파라미터로 부터 파티클필터를 이용해 예측한 다수 파티클로부터 가장 높은 사후분포를 갖는 파티클을 찾아 주요 포즈를 업데이트하여 결정한다. 따라서 주요한 포즈 인식과 이를 기반으로 한 세부 포즈를 추적하는 두 단계를 통해 인체 정면 상반신 포즈를 정확하게 인식 할 수 있다.