본 논문에서는 사람의 수작업을 통해서 작업을 하고 있는 도로 노면 문자 도색 작업을 자동화하기 위해 문자의 요소 인식과 인식한 결과로 문자 구성 정보를 전달하고, 이 정보를 이용하여 문자를 도색하는 프로그램을 구성하여 도로 노면 문자 도색 모의실험을 수행하였다. 정보처리기기에 프로그램을 구성하여 작업할 문자들을 입력 받아, 이미지 변환과 세선화와 역세선화를 거쳐 만들어진 영상에서 끝점, 2모음점, 3선 이상 모음점, 고립점 등 특징 점들을 추출하고 특징점들을 이용하여 글자를 인식하고, 특징점들을 이용하여 만든 정보를 도로 노면 문자 도색용 장비로 보낸다는 가정 하에 도색 프로그램을 수행 후, 나타난 결과를 피드백 하여 도색 프로그램을 수정하여 도로 노면 문자 도색 작업에 쓸 수 있는 성능의 결과를 구성하였다.
본 연구에서 원추형 태양열 집광기의 흡수관 표면의 흑색 도색 여부에 따른 효율분석을 수행하였다. 원추형 집광기 시스템은 열 손실 최소화 및 집광비가 우수한 $45^{\circ}$의 원추각을 갖는 원추형 집광기를 설계 및 제작하였다. 원추형 태양열 집광시스템은 열매체 축열을 위한 온도센서가 내장된 축열조와 태양에너지를 집열시키는 원추형 집광기, 유량측정을 위한 유량계, 열매체의 강제순환을 위한 펌프로 구성되어있다. 또한 지속적인 태양추적을 위해 2축 태양 추적 장치를 설치하였다. 흡수관은 원추형 집광기의 중심부에 설비되었으며, 열매체의 순환을 위해 이중 열교환기 구조로 제작되었다. 흡수관의 길이는 열 손실을 최소화하기 위하여 집광기의 높이와 동일하게 설계하였다. 원추형 집광시스템의 작동유체인 물은 펌프에 의해 흡수관과 축열조를 강제순환 하게되고, 용량이 70L인 축열조에 흡수관으로부터 흡수된 태양 복사열이 저장된다. 원추형 집광시스템의 성능실험은 청명한 날 유량 2L/min, 4L/min, 6L/min에 대해 수행되었으며, 집열효율을 계산하여 비교 및 분석하였다. 흑색으로 도색된 흡수기를 부착한 원추형 집광시스템의 집열효율은 82.25%로 나타났으며, 무 도색 흡수관을 갖는 원추형 집광시스템은 73.26%의 집열효율을 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 흡수관 표면의 흑색 도색이 원추형 집광시스템의 집열효율에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
차선의 야간 시인성 향상을 위하여 차선도색 자동화 장비에 대한 개발 필요성이 대두되고 있다. 본 연구의 목적은 차선도색 장비의 성능을 생산성, 안전성 및 품질과 같은 다양한 측면에서 평가할 수 있는 방법론을 제시하고, 현장실험을 바탕으로 수동식 장비와 자동식 장비의 성능을 종합적으로 비교 및 분석하고자 한다. 연구결과는 다음과 같다. 차선도색 장비의 성능을 생산성, 안전성 및 품질 측면에서 분석할 수 있는 방법론을 제시하였다. 생산성 측면에서 차선도색 자동화 장비는 기존 수동식 장비와 비교하여 156.3%의 생산성 달성비율을 얻을 수 있는 것으로 분석되었다. 전문가 자문 및 문헌고찰을 바탕으로, 차선도색 단위작업의 안전성 요인 12개와 품질 요인 10개를 도출하였다. AHP 기법을 활용하여 안전성 및 품질 요인별 중요도를 산정하였다. 안전성 및 품질 측면에서 자동화 장비 개발로 인한 성능평가 결과, 안전성 향상률 49.8%와 품질 향상률 47.2%를 기대할 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제시한 성능평가 방법론을 통하여 차선도색 장비에 대한 객관적이고 정량적인 개발 타당성 및 기대효과 제시가 가능할 것으로 판단된다.
[ $1.71{\mu}m$ ] 범위의 표면 거칠기를 가진 철 시편에 대해 물속에서 후방산란된 초음파의 입사각 의존성(프로파일)이 측정되었다. 거칠기가 도색에 의해 숨겨졌을 때 수직 프로파일은 거칠기에 대한 분별력이 사라졌으나 레일리 각 근처에서의 후방산란 프로파일은 거칠기 의존성을 여전히 보여주었다. 레일리 각에서 직접 복사된 프로파일 세기는 거칠기와 비례하였고 코너에서 반사되어 되돌아오는 표면파로부터의 후방복사의 세기는 거칠기와 반비례하였다. 도색 처리된 시편에서 0.03 파장 이하의 직접 후방복사에서도 선형성이 관찰되었고 주기적 거칠기에 의해 발생한 비정상 저면 다중반사 현상이 사라졌다.
본 논문에서는 가상환경에서 페인트를 분사하여 시간으로 물체를 도색 하는 시뮬레이션을 위한 충돌처리 및 시각화 알고리즘을 제시한다. 이를 통하여 물체에 페인트가 뿌려지면서 도색 되는 모습을 사실적으로 표현해 줄뿐만 아니라, 페인트 누적 모델을 이용하여 물체에 누적된 페인트의 두께 정보까지 시뮬레이션 하여 시각화함으로써 가상훈련 시스템에 적용할 수 있도록 한다. 분사되는 유체시뮬레이션을 위해서 기존에는 파티클 시스템이 이용되고 있으나 실시간으로 도색이 되는 과정을 시각화하기 위해서는 수백만 개의 파티클에 대하여 충돌 검사를 수행해야 하기 때문에 적절하지 않다. 따라서 본 연구에서는 소수의 레이와 텍스처 기법을 이용하여 효율적으로 충돌 검사를 수행하는 알고리즘을 제안하고 이를 구현하였으며 실시간 페인트 시뮬레이션 구현 결과와 수행 시간 분석을 통하여 알고리즘의 효율성을 검증하였다.
야간 혹은 우천시에 노면표시의 시인성이 저하되어 교통안전에 위협을 초래하고 있는 가운데, 본 연구에서는 최근 소개된 차선도색 장비 성능개량에 따른 노면표시 수명 연장(1.5배), 축광차선도료를 배합한 야광 노면표시의 시인성 개선(32.7%), 인간공학적 검토를 통한 고속도로 차선도색 설치규격 개선안(도색길이 6m, 빈길이 12m, 차선폭 13cm: 도색면적 27.8% 절감)을 도입하였을 때 종합적인 소요비용 및 사고절감 편익을 고려한 경제성분석을 통해 도입타당성을 제시하고자 하였다. 기존 문헌을 바탕으로 노면표시 시인성 32.7% 개선에 따라 26.9%의 사고감소 효과가 있는 것으로 나타났으며, 이에 대한 고속도로 교통사고 절감편익은 125억원으로 산정되었다. 야광차선 도입 및 설치규격 개선에 따른 총비용 증가분은 306억원으로 고속도로 일괄 도입시 경제성(비용-편익비 0.41) 확보가 어려운 것으로 나타났다. 야간 교통사고가 잦은 상위 20개 구간을 대상으로 각 구간별 경제성 분석을 수행한 결과, 구간에 따라 비용-편익비가 0.67~4.20으로 전체 20개 구간 중 11개 구간에서 경제성이 확보되어, 특히 지방부 고속도로 사고다발구간에 야광 노면표시 및 설치 규격 개선을 우선적으로 적용시 사고 감소에 따른 경제성이 존재하는 것으로 확인되었다. 연구의 한계와 향후 연구주제가 함께 논문의 말미에 토의되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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