• Smart Media Journal
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• v.13 no.3
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• pp.18-26
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• 2024

Road surface monitoring is essential for maintaining road environment safety through managing risk factors like rutting and crack detection. Using autonomous driving-based UGVs with high-performance 2D laser sensors enables more precise measurements. However, the increased energy consumption of these sensors is limited by constrained battery capacity. In this paper, we propose a fusion sensor system for efficient surface monitoring with UGVs. The proposed system combines color information from cameras and depth information from line laser sensors to accurately detect surface displacement. Furthermore, a dynamic sampling algorithm is applied to control the scanning frequency of line laser sensors based on the detection status of monitoring targets using camera sensors, reducing unnecessary energy consumption. A power consumption model of the fusion sensor system analyzes its energy efficiency considering various crack distributions and sensor characteristics in different mission environments. Performance analysis demonstrates that setting the power consumption of the line laser sensor to twice that of the saving state when in the active state increases power consumption efficiency by 13.3% compared to fixed sampling under the condition of λ=10, µ=10.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.12 no.1 s.45
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• pp.73-82
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• 2007

This paper proposes how to reduce the amount of data transmitted in each sensor and cluster head in order to lengthen the lifetime of sensor network by data aggregation of the continuous queries. The most important factor of refuting the sensor's energy dissipation is to reduce the amount of messages transmitted. The method proposed is basically to combine clustering, in-network data aggregation and hierarchical filtering. Hierarchical filtering is to divide sensor network by two tiers when filtering it. First tier performs filtering when transmitting the data from cluster member to cluster head, and second tier performs filtering when transmitting the data from cluster head to base station. This method is much more efficient and effective than the previous work. We show through various experiments that our scheme reduces the network traffic significantly and increases the network's lifetime than existing methods.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2009.05a
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• pp.89-90
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• 2009

FBG temperature sensor and strain sensor has been used to monitoring shrinkage and temperature of concrete retaining wall in construction site in its casting early age. The test results indicate that this monitoring method is a practical method for monitoring concrete at very early age. The monitoring technique used in this research could be extended to monitor shrinkage and temperature for mass concrete structure.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.275-276
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• 2006

선박 및 해양기자재의 안전 진단을 위한 기존의 기술은 접 센서(point sensor)를 이용한 변형률 측정 기술이 대부분이라 할 수 있다. 본 논문은 기존의 기술보다 효율적으로 응용될 수 있는 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정(DTSS: Distributed Temperature & Strain Sensing) 기술에 대해 소개하고 있다. 이 기술은 선체 응력 모니터링, 해양 구조물 안전진단, subsea flowline 모니터링, platform의 riser 안정성, umbilical 모니터링 등에 활용될 수 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.92-92
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• 2011

최근 건설기술의 발전과 함께 강재 케이블을 이용하는 시설물의 시공이 점점 증가하는 추세이다. 특히 현수교, 사장교와 같은 초장대 교량에 사용되는 케이블은 주거더 및 상판에 의한 하중의 대부분을 지지하는 핵심부재이다. 하지만 이러한 케이블 부재는 부식, 파단 등으로 인한 단면손실이 발생할 수 있고, 이로 인한 손상부의 응력집중으로 인해 시설물 전체의 붕괴로 이어질 수 있는 위험성을 가진다. 따라서 조기에 단면손실을 찾아 사고를 미연에 방지할 수 있는 강재 케이블 비파괴 검사 기술기반의 건전성 모니터링이 필수적이다. 이러한 효율적인 건전성 모니터링을 위해 스마트 센서를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있는데, 그중 대표적인 스마트 센서중 하나인 마그네틱 센서는 높은 신뢰도와 어디에나 적용 가능한 재현성 때문에 구조물 건전성 평가에 적용하기 유용한 기술로 그 적용범위가 선박, 항공등으로 점점 넓어지고 있는 추세이다. 마그네틱 센서는 그 적용대상에 따라 다양한 마그네틱 특성을 활용할 수 있는데, 최근에는 투자율 계측을 통해 케이블의 장력 측정이 가능한 Elasto-Magnetic 센서(E/M 센서)가 개발되었고 그 활용성에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 이에 본 연구에서는 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술을 제안하고자 한다. E/M 센서는 본래 케이블의 장력측정을 위해 개발되었지만 본 연구에서는 강재 케이블 부재의 단면손실 검색을 위해 적용하였다. 제안된 기술의 실험적 검증을 위해 E/M 센서를 이용하여 4가지의 다른 직경을 가지는 강봉시편을 E/M 센서헤드의 1차 코일을 통해 자화시키고, 각각의 직경에서 출력전압을 2차 코일을 이용하여 계측하였다. 그 결과 강봉의 직경이 감소함에 따라 출력 전압이 감소함을 보였다. 반복실험을 통해 해상도 및 선형성이 확보되는 최적의 입력전압과 출력전압의 워킹포인트를 선정하였고, 선정된 조건에서 강봉시편을 일정 간격으로 스캔한 결과 단면감소에 따른 선형적인 출력전압 감소와 동시에 단면 변화 지점에서는 추세선에서 크게 벗어난 출력전압 계측값을 나타내었다. 본 실험을 통해 제안된 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술의 유용성 및 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.22 no.1
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• pp.21-31
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• 2010

In this study, a technique that uses wireless impedance sensor nodes is proposed to monitor tensile force of structural cable. To achieve this goal, the following approaches were implemented. First, a wireless impedance sensor node was designed for automated and cost-efficient prestress-loss monitoring. Second, an impedance-based algorithm was embedded in the wireless impedance sensor node for autonomous structural health monitoring of structural cables. Third, a tensile force monitoring technique that uses an interface plate for structural cables was proposed to overcome the limitations of the wireless impedance sensor node such as its narrow-band measurable frequency ranges. Finally, the applicability of the wireless impedance sensor node and the technique that uses the interface washer were evaluated in a lab-scaled prestressed concrete (PSC) girder model with internal and external tendons for which several prestress-loss scenarios were experimentally monitored with the wireless impedance sensor nodes.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.704-707
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• 2010

구조 건전성 모니터링에 사용되는 기존 센서들의 문제점을 극복하고 높은 분해능과 동특성 모니터링에 대한 이점을 지닌 FBG센서는 구조물 모니터링에 있어 큰 이점을 지니고 있다. FBG 센서는 점 센서라는 한계 때문에 구조물의 전체적인 변형률 및 응력 평가에 어려움이 있을 수 있다. 본 연구에서는 FBG 센서로부터 계측한 변형률 값들로부터 임의의 하중조건에서 철골 보의 변형률 분포를 추정하는 기법을 제시하였다. 임의의 개별 하중조건에 대해 FBG 센서로 계측된 값을 통해 센서의 부착 위치와 최소 필요 개수를 결정하고 변형률 추정식을 유도함으로써 FBG 센서의 계측 기법에 대한 기준을 세웠다. 나아가 임의의 조합 하중이 작용하는 실제의 경우를 고려하여 철골 보의 변형률 분포를 추정하는 보다 일반화된 수학적 모델을 제시하였다. 그리고 예제를 통하여 본 연구에서 제시한 변형률 분포 추정 모델을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.103-104
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• 2012

기존의 저항 전류측정 방법의 경우 샘플링이 되지 않는 시간에도 전류가 센서 저항에 흐르게 되어 전력낭비가 있었다. 본 논문에서는 센서저항에 병렬로 바이패스 MOSFET를 달아줌으로써 샘플링이 되는 시간에서는 MOSFET off동작을 통해 저항에 전류를 흐르게 하여 전류를 측정하고 샘플링이 되지 않는 시간에서는 MOSFET on동작을 통해 전류가 센서저항에 흐르지 않게 하여 전력낭비를 막고, 센서저항이 감당하는 정격전력도 낮추는 이점이 있는 저항 전류 측정방법을 제안하고자 한다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.36 no.8A
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• pp.683-690
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• 2011

The conventional sensor tag data filtering algorithm uses time window based data filtering for each tag data. However, this approach shows many performance problems such as low error and event detection rate and larger storage size requirement. In this paper, we propose a collaborative sensor tag data filtering algorithm to improve sensor data processing performance. simulation study shows that the proposed sensor tag filtering algorithm outperforms the conventional filtering algorithm in terms of the processing time, the size of required data storage memory and accuracy of error and event detection rate.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.12 no.1
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• pp.67-75
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• 2011

This paper presents the systematic optimal design of an overlapped ultrasonic sensor ring for high performance obstacle detection using effective beam overlap. Basically, a set of low directivity ultrasonic sensors of the same type are arranged in a circle at regular intervals with their beams overlapped. First, both real and simplified beam patterns of an ultrasonic sensor and several sensor models for obstacle position estimation within its beam pattern are introduced. Second, the obstacle detection range of an overlapped ultrasonic sensor ring and its simple sensor model for obstacle position estimation are described. Third, for both conic and non-conic shaped beam pattern, the design indices of an overlapped ultrasonic sensor ring for minimal positional uncertainty in obstacle detection are defined. Fourth, the constraints imposed on the structural parameters of an overlapped ultrasonic sensor ring to guarantee non empty beam overlap and to avoid excessive beam overlap are derived. Fifth, the optimal number of ultrasonic sensors for a given radius of an overlapped ultrasonic sensor ring and the optimal radius of an overlapped ultrasonic sensor ring are determined. Throughout this paper, the MA40B8 from Murata Inc. is taken as a representative commercial low directivity ultrasonic sensor.