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인공위성 SAR 영상 기반 태풍 중심 산정 (Estimation of Typhoon Center Using Satellite SAR Imagery)

  • 정준범;박경애;변도성;정광영;이은일
    • 한국지구과학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.502-517
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    • 2019
  • 지구온난화와 급속한 기후 변화는 북서 태평양 내 태풍의 특성에 오랫동안 영향을 미쳤고, 이로 인해 한반도 연안에서 치명적인 재해가 증가하고 있다. 마이크로파 센서의 일종인 Synthetic Aperature Radar (SAR)는 위성 광학 및 적외선 센서로는 바람을 구할 수 없는, 흐린 대기 조건인 태풍 주위에서 고해상도 바람장을 생산할 수 있다. SAR 자료로부터 해상풍을 산출하기 위한 Geophysical Model Functions (GMFs)에는 풍향 입력이 필수적이며, 이는 태풍 중심을 정확히 추정하는 것에 기반해야 한다. 본 연구는 태풍 중심 탐지 방법의 문제점을 개선하고 이를 해상풍 산출에 반영하기 위하여, Sentinel-1A 영상을 이용해 태풍 중심을 추정하였다. 그 결과는 한국 및 일본 기상청이 제공한 태풍 경로자료와 비교하여 검증하였고, Himawari-8 위성의 적외 영상도 활용하여 검증하였다. 태풍의 초기 중심 위치는 VH 편파를 이용해 설정하여 오차의 발생 가능성을 줄였다. 탐지된 중심은 한국 및 일본 기상청에서 제공하는 4개 태풍의 경로 자료와 평균 23.76 km의 차이를 보였다. Himawari-8 위성에서 추정된 태풍 중심에 비교했을 때 결과는 육지 근처에 위치하면서 58.73 km의 큰 차이를 보인 한 태풍을 제외하고는 평균 11.80 km의 공간 변이를 보였다. 이는 고해상도 SAR 영상이 태풍 중심을 추정하고 태풍 주위 해상풍 산출에 활용될 수 있음을 시사한다.

모터 운전 주파수에 동기화된 차단주파수를 갖는 HPF(High pass filter)를 적용한 영구자석 동기전동기의 자속기반 센서리스 제어의 추정 자속 DC offset 제거 기법 (Eliminating Method of Estimated Magnetic Flux Offset in Flux based Sensorless Control of PM Synchronous Motor using High Pass filter with Variable Cutoff Frequency)

  • 강지훈;조관열;김학원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.455-464
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    • 2019
  • 영구자석동기전동기의 쇄교자속 기반 센서리스 제어는 저속에서 위치추정 특성이 우수 하지만 계측된 전류가 ADC를 통해 변환되는 과정에서 발생한 DC offset에 의하여 쇄교자속 추정기의 적분기가 포화되는 문제점을 가지고 있습니다. 이러한 현상을 방지하기 위해 낮은 차단주파수를 갖는 HPF를 사용하여 DC offset 성분을 제거하는 방법이 사용되나, HPF의 낮은 차단주파수로 인해 고속에서 추정 성능이 저하되는 문제점이 있다. 반면 HPF의 차단 주파수를 높이게 되면, 저속에서 위상 앞섬 및 초기기동 실패의 문제가 발생한다. 본 논문에서는 HPF의 차단주파수를 영구자석동기전동기의 운전주파수에 동기화함으로써 낮은 속도에서는 HPF의 차단주파수를 낮게 하여 HPF에 의한 위상 앞섬을 줄이고, 높은 속도에서는 HPF의 차단주파수를 높게 함으로써 높은 DC offset 제거 성능을 통해 운전영역을 200% 확대한다. 또한, 추가적인 위상 보상 알고리즘을 통해 전 운전영역에서 HPF의 위상 앞섬이 1.5도 미만으로 감소되는 방법을 제안한다. 제안된 센서리스 제어 알고리즘은 세탁기용 영구자석동기전동기를 이용한 실험을 통해 검증한다.

ToA 측정치를 이용하는 Loran-C 다중 체인 측위 방법 (Loran-C Multiple Chain Positioning using ToA Measurements)

  • 김영기;황태현;김동현;서기열;박상현
    • 한국항해항만학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.23-32
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    • 2019
  • 본 논문에서는 체인을 선택하지 않고 수신된 모든 Loran-C 신호를 이용하여 위치를 측정하는 방법을 제안하였다. Loran-C 수신기는 여러 체인 중 하나만을 선택하여 해당 체인에 속한 송신국 신호만을 위치 측정에 사용한다. 이에 따라 수신기가 위치를 계산하기 위해 사용하는 신호의 수는 일반적으로 3~5개로 제한된다. 만약 더 많은 신호를 사용하여 위치를 측정할 수 있다면 수신기의 측위 성능은 정확도와 가용성 측면에서 향상될 것이다. 다음으로 제안하는 방법의 유효성 여부를 확인하기 위해 실측 시험을 수행하였다. 육상 정지측위 시험 결과를 분석함으로써 제안하는 방법으로 위치 측정이 가능함을 확인하였다. 또한, 해상 이동측위 시험 결과는 일반적인 Loran-C 수신기가 위치를 측정할 수 없는 상황에서 다중 체인 ToA 측위 방법으로 위치를 측정한 하나의 예시를 보여준다.

복잡지형에서의 일사량과 휘도 간의 관계 구명 (Relationship between Solar Radiation in Complex Terrains and Shaded Relief Images)

  • 윤은정;김대준;김진희;강대균;김수옥;김용석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.283-294
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    • 2021
  • 경사면일사량은 수평면일사량과 해당위치 지형경사도 간의 기하학적 관계인 일사수광비율을 통해 추정할 수 있다. 그러나 이렇게 추정한 일사량은 주변에 햇빛을 차단하는 장애물이 없다는 것을 가정하기 때문에 만약 실제 농사를 짓고 있는 농장 등에 이를 적용할 경우에 지형으로 인한 차광 등의 영향을 충분히 반영하지 못한다. 음영기복도는 태양의 위치와 지형의 기복으로 인한 직달일사의 변이를 밝기(휘도)로 수치화한 격자 형태의 자료로서, 하나의 격자는 가장 어두운 값 0에서 가장 밝은 값 255까지의 값을 갖는다. 본 연구에서는 지형으로 인한 차광효과를 모의하기 위해 30m 해상도의 DEM을 이용하여 연구지역의 음영기복도를 제작하고 휘도 분석을 수행하였다. 연구지역에 설치된 AWS 22개 지점의 기상자료를 수집하여 일조율 80% 이상인 날을 선별하고, 관측일사량과 각 지점의 휘도를 비교하여 휘도가 지형으로 인한 차광효과를 설명할 수 있는지 확인하였다. 분석결과 휘도와 일사량 간에 상관관계가 있는 것을 확인하였으며, 지형의 영향이 큰 지점에서의 직달일사가 시작되는 시점과 끝나는 시점은 태양고도 보다는 휘도와 잘 부합하는 것으로 나타났다. 추가적인 연구를 통해 주변 지형의 영향을 반영한 휘도를 이용한 상세한 일사량 추정이 가능할 것으로 기대된다.

고해상도 카메라와의 동시 운영을 통한 드론 다분광카메라의 외부표정 및 영상 위치 정밀도 개선 연구 (Improving Precision of the Exterior Orientation and the Pixel Position of a Multispectral Camera onboard a Drone through the Simultaneous Utilization of a High Resolution Camera)

  • 백승일;변민수;김원국
    • 한국측량학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.541-548
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    • 2021
  • 최근 농업, 산림관리, 해안환경 모니터링 등 다양한 분야에서 다분광 카메라의 활용, 특히 드론에 탑재되어 활용되는 사례가 증대되고 있다. 산출되는 다분광 영상은 위치정보를 위해 주로 드론에 탑재된 GPS (Global Positioning System)나 IMU (Inertial Measurement Unit) 센서를 이용해 지리참조(georeferencing)되는데, 보다 높은 정확도를 위해서는 직접 측량한 지상 기준점을 이용하기도 한다. 하지만, 직접 측량에 드는 비용 및 시간으로 인해 또는 직접 접근이 어려운 지역에 대해서는 지상 참조값을 활용하지 않고 지리참조를 수행해야하는 경우가 자주 발생하게 된다. 본 연구는 지상기준점이 가용하지 않은 경우에 다분광카메라로부터의 영상의 지리참조 정밀도를 향상시키기 위해 같이 탑재된 고해상도 RGB카메라의 영상을 활용하는 방안에 대하여 연구한다. 드론 영상은 우선 번들조정을 통해 카메라의 외부표정 요소를 추정하였고, 이를 지상 기준점을 이용한 경우의 외부표정 및 위치결과와 비교하였다. 실험결과, 고해상도 영상을 포함하여 번들조정을 하게 될 경우, 다분광 카메라 영상을 단독으로 활용할 때보다, 다분광 카메라 영상의 지리참조 오차가 비약적으로 감소하였음을 확인하였다. 추가로 한 지상 지점에서 드론으로의 방향각을 추정할 때의 오차를 분석한 결과, 마찬가지로 고해상도 RGB영상을 포함하여 번들조정하게 되면 기존의 방향각 오차가 한 단위이상 감소하는 것으로 나타났다.

GPS와 가속도계를 이용한 이동 물체의 속도 추정 (Speed Estimation of Moving Object using GPS and Accelerometer)

  • 염정남;이금분;박종민;조범준
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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    • pp.425-428
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    • 2008
  • 본 논문에서는 위성 항법 시스템(GPS)의 불연속성과 수신 음영 지역에서의 속도 추적 한계를 극복하기 위하여 가속도계와 GPS를 이용한 이동 물체의 속도를 추정하는 시스템을 제안한다. 시스템은 이동 물체에 부착된 GPS 수신기와 가속도계의 항법 정보를 입력받아 물체의 진동과 충격 그리고 가속도계 자체의 오차에 기인한 잡음을 보정하고, 이를 이용하여 GPS 음영 지역에서 이동 물체의 속도 추정과 GPS 항법 정보의 불연속성을 보완할 수 있도록 설계되었다. 본 시스템에 사용하기 위해 GPS와 가속도계를 이용한 칼만 필터 구조를 설계하고, GPS 수신 음영 지역에서도 물체의 속도를 추적할 수 있음을 검증하여, 향후 자동항법장치 등 텔레매틱스 산업에서의 응용 가능성을 제시하고자 한다.

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Estimation of Genetic Parameters for Finished and Furlong Times in Thoroughbred Racehorses

  • Cho, Byung-Wook;Ha, Tae-Yong;Cho, Kwang-Hyun;Kim, Si-Dong;Lee, Hak-Kyo;Kong, Hong-Sik;Park, Kyung-Do
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제22권12호
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    • pp.1609-1613
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    • 2009
  • The objective of this study was to estimate genetic parameters for racing performance traits of thoroughbredracehorses, using a total of 58,124 racing records of 4,200 horses at Gwacheon Racing Park collected from January 2002 to December 2006. This study measured start one furlong time, last three and last one furlong times, and the resulting furlong time averages were 14.2 seconds, 39.9 seconds and 13.9 seconds, respectively. Furlong time means a split time measured based on a 1/8-mile (or approximately 201 m) distance and finished time means total racing time measured from start position to finish line. In the shortest distance races of 1,000 m, the average last three and last one furlong time was fastest at 38.7 seconds and 13.6 seconds, respectively. The correlation between finished time and start one furlong time decreased as the race distance increased, and the same trend was recognized from the correlation between finished time and last three furlong time. In short distance races of 1,400 m or less, the starting ability was found to be an important trait. The average speed was highest at 56 km/h for a 1,000 m race and lowest at 53.2 km/h for a 1,700 m race. Heritabilities of the start one furlong time, the last three and last one furlong time were estimated to be 0.337, 0.245 and 0.210, respectively; and repeatabilities for them were 0.452, 0.353 and 0.309, respectively. Phenotypic and genetic correlations between the start and the last one furlong time were negative at -0.141 and -0.155, respectively.

고분해능을 갖는 간섭계형 리니어 스케일 제작 및 성능 평가 (Implementation and performance estimation of interferometer-type linear scale with high-resolution)

  • 김수진;은재정;최평석;권오영
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.86-92
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    • 2001
  • 미소 단위로 이동하는 물체의 이동 거리를 측정하기 위한 정밀 측정기기, 반도체 제조 장치, 공작기계 등의 위치 제어는 매우 중요한 요건이며, 이러한 장치들의 이동거리 측정에 대한 정확도는 전체 시스템의 성능을 좌우하게 된다. 따라서 정밀기기에서 이동 거리를 고정밀도로 측정할 수 있는 센싱 디바이스가 요구되며, 여기에는 레이저 간섭계의 분해능에 준하는 분해능을 갖고, 경제성 및 디지털 인터페이스에 대한 장점을 갖는 광학식 엔코더가 사용될 수 있다. 본 논문에서는 이동 거리를 측정하기 위해 회절 원리를 기초로한 고분해능 및 디지털 인터페이스가 용이한 간섭계형 리니어 스케일을 실험적으로 구성하였다. 그리고 이 리니어 스케일에서 발생된 간섭 신호는 제작된 광 검출기와 신호처리 회로를 통해 디지털화하였다. 그 결과 실험적으로 구성된 간섭계형 리니어 스케일은 스케일의 이동에 대하여 어떠한 분주 회로도 추가하지 않고, 단지 쉬운 광학적 구성으로 0.5$\mu\textrm{m}$의 분해능을 얻었다.

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수중운동체의 실린더 관 내부 이동시 작용력 예측에 대한 실험적 접근 (Experimental Approach for Estimation of Hydrodynamic Force Acting on a Submerged Streamlined Body Translating in a One-end-opened Cylindrical Tube)

  • 여동진;김연규;김동훈
    • 대한조선학회논문집
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    • 제49권2호
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    • pp.203-211
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    • 2012
  • The main object of this experiment is to estimate the hydrodynamic forces acting on a submerged streamlined body placed in a one-end-opened cylindrical tube moving with certain translational velocity. The best experimental design for this object is mimicking real situation, however sizes of model body and cylinder tube are just the same as those of real, for avoiding scale effects, mimicking real situation is not realizable. Hence, in this experiment, target body and cylindrical tube were designed to be towed with varying body position relative to cylindrical tube. For measuring hydrodynamic forces and flow velocity in the cylindrical tube, six one-component load cells and several one-hole Pitot tubes were used. Several conditions were checked with various end-plates those had different opening areas. Experiment results show that forces and flow velocity had different tendency with those expected, and the presence of a end-plate slows down the flow velocity in the cylindrical tube and affects pressure field in the tube to push the model submerged body forward of the tube. This tendency grows with decreasing opened area.

주거공간에 있어 주시정도 변화에 따른 주시특성의 분석과 추정에 관한 연구 (A study on the Estimation of Observation amount and the Analysis of observation characteristics depending on the change of observation degree In Housing Space)

  • 반영선;김종하
    • 한국실내디자인학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.95-102
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    • 2012
  • This study analyzed the observation characteristics with the subject of observation data through defining the change of the observation degree as attention /conscious observation /visual understanding. Furthermore, by obtaining the formular with which to estimate the subjects' observation amount, this study suggests a potential method for easier analysis of observation characteristics. The conclusions from the study are as the followings. First, the observation frequency was being generated with wide deviation among subjects while there was a flow-on characteristics depending on the degree of observation. These characteristics enabled the study to obtain the formular with which to estimate the observation amount. Second, the study could establish the area frequency by grade from the entire observation data. The area I was at most 4% for the area frequency but accounted for 18.2% of the entire effective observation time, and the area II 16% and 38.7% respectively. Accordingly, only considering the observation area distribution of the area I or the areas I and II shows which position of the space the subjects were observing. Third, with the subject of the relatively higher observation time at at the subject's observation characteristics, as the observation phase was getting higher, the observation time decreased more. Forth, by obtaining the formular to estimate the observation amount for observation data according to the change of observation degree, the study could find the estimating observation characteristics of additional subjects. The formular shortens the analysis time and facilitates the analysis process.

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