• 조명전기설비학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.20-26
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• 2001

본 논문에서는 터널의 내공변위를 측정하고 측정된 데이터를 효율적으로 관리하는 계측 시스템을 설계하였다. 계측 시스템은 마이크로콘트롤러로와 포텐시오메터형 변위센서로 구성되는 Intelligent Sensing Head와 계측 시스템을 운용하고 측정된 데이터를 관리하는 호스트 컴퓨터로 구성된다. Intelligent Sensing Mead와 호스트 컴퓨터는 다중노드 통신방식에 의하여 연결되며 다중노드 네트워크의 안정된 동작을 위하여 Daisy-Chain 형태로 네트워크를 구성하였고 Fail-Safe 회로를 설계하였으며 Modbus 프로토콜을 사용하여 시스템의 범용성을 높였다. 호스트 컴퓨터는 종합관리 소프트웨어에 의하여 다양한 측정조건을 선택할 수 있으며 데이터베이스를 이용하여 측정된 데이터를 관리한다. 설계된 시스템은 터널에 설치되어 효용성을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.141-145
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• 2018

본 논문에서는 이단계 칼만필터를 활용한 구조물의 3 자유도 동적변위 계측 시스템을 소개한다. 개발 시스템은 센서 모듈, 베이스 모듈, 컴퓨테이션 모듈로 구성되어 있다. 센서 모듈은 100Hz 샘플주파수의 고정밀 가속도를 계측하는 포스피드백 가속도계와 10Hz의 샘플주파수의 저정밀도의 속도, 변위를 계측하는 저가의 RTK-GNSS로 구성되어 있다. 계측된 데이터는 LAN 케이블을 통하여 컴퓨테이션 모듈로 전송되고, 컴퓨테이션 모듈에서 이단계 칼만필터를 활용하여 100Hz 샘플주파수의 고정밀 변위를 실시간으로 산정한다. 개발 시스템의 변위 계측 정밀도를 검증하기 위해 미국, 캘리포니아에 위치한 San Francisco-Oaklmand Bay bridge 에서 현장 실험을 수행하였으며, 실험 결과 1.68mm RMS 오차를 보임을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.235-245
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• 2002

본 연구는 터널 굴착시 막장 전방의 지반변화를 사전에 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 막장 전방에 파쇄대가 방향성을 가지고 존재 할 때 터널의 3차원 해석을 통하여 터널의 내공변위의 변화 경향을 살펴보았으며, 이를 통하여 막장전방의 지반 변화를 파악하고자 하였다. 이러한 터널의 내공변위의 변화는 경향선과 영향선을 이용하여 표현할 수 있으며 이를 이용하여 막장 전방에 존재하는 파쇄대를 예측하고자 하였다. 수치해석 결과에 의하면 막장전방에 파쇄대가 존재 할 경우 막장이 파쇄대에 접근할 수록 급격한 경향선의 변화가 나타난다. 또한 파쇄대가 방향성을 가지고 있는 경우에는 경향선의 급격한 변화 외에 측벽부의 변위 경향이 비대칭을 이루므로 인하여 평사투영도 상에 나타난 변위가 비대칭을 형성하는 것으로 파악되었다. 이러한 수치해석결과에 의한 내공변위 해석결과를 현장 계측 자료와 비교하였으며, 현장에서 계측한 오차를 줄일 수 있도록 계측데이터가 정규분포 한다고 가정하여 현장데이터를 분석한 결과 막장전방의 파쇄대의 존재 유무를 파악할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.249-254
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• 2017

본 논문에서는 가속도계와 속도계를 활용한 단기 동적변위 산정기법을 소개한다. 본 기법에서 변위는 측정된 가속도와 속도 데이터를 칼만필터 기반 실시간 융합 알고리즘에 적용하여 추정된다. 기존 변위센서(LVDT, LDV, Vision 등)는 고정된 지지점과 설치를 위해 별도의 가설물을 필요로 했기 때문에 지진 발생 시나 해상교량 적용에 한계가 있었다. 또한 Laser/Vision 기반 센서의 경우 시야확보가 어려운 경우 활용이 제한된다. 본 기법에서는 부착식 센서인 가속도계와 속도계를 활용하기 때문에, 고정된 지지점이 필요 없을뿐더러 부착만 되면 시야확보 여부로부터 자유롭다. 따라서, 지진, 해상교량뿐만 아니라 화재 시에도 적용 가능하다. 변위추정을 위해 누적되는 가속도의 이중적분 오차는 속도 계측치로 보정되며, 실험실 규모 테스트를 통해 해당 기법을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.151-160
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• 1999

암반 근입말뚝의 설계기준은 일반적으로 침하량 기준을 사용하므로 설계단계에서 암반근입말뚝의 하중-변위$(\sigma-\sigma)$ 거동을 잘 이해해야 하나 그 거동의 복잡성으로 인해 하중-변위 거동을 파악하기가 어렵다. 이를 위해 먼저 현장타설 콘크리트 말뚝에 대해 현장재하시험을 실시하여 그 결과로부터 암반 근입말뚝의 하중-변위 거동을 고찰하였고, 상용 프로그램인 ELAC을 이용하여 하중-변위 곡선의 형상에 큰 영향을 주는 입력변수를 변화시켜 가며 말뚝의 하중-변위 관계를 모사하였다. 최종적으로 수치해석 입력데이터와 현장 지반조사결과의 관계를 일반화함으로써 지반공학자가 설계단계에서 적절한 현장데이터를 이용하여 하중-변위 거동을 예측할 수 있도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권5호
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• pp.376-385
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• 2017

본 연구는 변위를 추정하기 위한 가속도 시간 적분 방법의 단점을 완화하기 위해 구조물의 가속도와 모드 형상을 이용한 보 구조물 변위 추정 기법을 제안하였다. 기존의 가속도 시간 적분 방법은 구조물의 초기 조건을 알기 어렵고 잡음에 의한 오차가 누적되기 쉽다는 문제가 있었다. 이런 문제를 해결하기 위해 모드 중첩법에 기반을 두는 변위 추정기법을 도출하였고 기법의 타당성을 검증하기 위해 2가지의 외팔보 진동 실험을 수행하였다. 실험으로부터 측정된 가속도 데이터와 외팔보의 모드 형상을 이용하여 보 구조물 정적 변위와 동적 변위를 추정하였고 레이저 변위 센서를 이용하여 직접 측정된 변위와 비교하였다. 이를 통해 제안된 보 구조물 변위 추정 기법의 타당성 및 유용성을 검증하였으며 추정한 변위와 직접 측정한 변위가 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.197-197
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• 2021

최근 기후변화와 하천 제방의 노후화로 인해 수재해 위험이 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 기존의 재래적인 하천 제방의 점검은 많은 인력과 예산 소모로 비효율적이며 제방 전구간 점검의 한계, 객관성의 한계 등 많은 한계점들이 존재하여 효과적인 홍수 대응을 위해 새로운 모니터링과 예/경보 시스템의 구축이 반드시 필요한 상황이다. 따라서 본 연구는 인공위성을 이용한 하천 제방 변위 산출과 수문학적 요인과의 관계 분석을 통해 하천 제방 건강상태 모니터링 시스템 방안을 제안하고자 한다. Sentinel-1 SAR 영상과 유럽 우주국(ESA)의 위성 영상 전처리 도구인 SNAP을 이용하여 2020년 여름 붕괴된 남원시의 금곡교 제방의 봄(4~5월), 여름(7~8월)의 변위를 산출하였고, 제방의 위험도 산정을 위해 토양수분관계를 분석하였다. 선행 연구(김상우,2019)에서는 농촌진흥청에서 제공하는 TDR(Time Domain Reflectrometry) 관측값과 Sentinel-1 SAR의 후방 산란계수의 토양수분관계가 일치하는 경향을 제시하여, 본 연구에서는 이를 이용하여 제방 후 방산란계수를 산출하고 변위와 토양수분도의 상관관계를 분석하여 변위 추세와 토양수분도의 추세가 일치하는 경향을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 향후에는 위성을 이용하여 산출한 제방의 변위와 토양수분도의 불확실성을 보완하고 기온, 수위, 토양도, 지하수위와 같은 수문기상학적 데이터의 분석을 통해 초정밀, 자동화 하천 제방 건강상태 모니터링 시스템이 구현 가능할 것으로 기대한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.22-30
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• 2011

건설현장에서 구조물 시공시 흙막이는 터파기 기초보호와 작업공간을 제공하는 역할을 한다. 흙막이 공사는 지반 굴착, 지하수 처리, 파일링, 버팀보 설치 등 복잡한 토공사 공정을 가진다. 토공사의 성격상 지반 여건 등 주위 환경의 변화에 따라서 다양한 응력변화가 발생되고, 이러한 변화가 주어진 설계한도를 벗어나면 인명사고를 동반한 붕괴사고로 이어질 수 있다. 이와 같은 이유로 구조물 기초공사에서 붕괴사고는 건설공사시 가장 주의해야 할 분야 중 하나이다. 본 논문은 흙막이 시공시 안전을 향상시키기 위한 USN (Ubiquitous Sensor Network) 기반의 데이터 획득 시스템을 제시한다. USN 기반의 데이터 획득 시스템은 초음파 센서를 활용하여 흙막이에 대한 변위를 분석하고, USN 기술이 제공하는 실시간 데이터 송수신 기능을 활용하여 원격으로 흙막이 벽체의 안정 상태를 지속적으로 관찰하고, 필요시 적절하게 대응하도록 지원한다. 연구효과를 검증하기 위하여 센서와 USN 기술을 접합하여 흙막이 벽체의 변위실험을 진행했으며, 검증결과 USN 기반 데이터 획득 시스템은 변위 데이터를 측정하여 흙막이 시공시 안전성을 향상시킬 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.639-646
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• 2016

본 연구에서는 특수한 상황(미끄러짐 발생 및 회전관성이 부하로 작용하는 경우)에서의 회전 엔코더 기반 측정방법의 단점을 극복하기 위하여 광 변위센서(ADNS-9500)를 사용한 비접촉식 변위 측정방법을 제안하였다. 정확한 변위 측정을 위해 데이터 수집 보드와 랩뷰를 활용하여 실험적으로 광 변위센서의 성능을 분석하였으며, 반복실험을 통해 실험조건(측정방향, 속도, 가속도, 높이, 표면 재질)에 따른 광 변위센서의 성능특성을 파악하였다. 성능실험 결과, 광 변위센서를 사용하여 정확하게 평면운동을 측정하기 위해서는 광 변위센서와 지면(대상 물체의 표면)과의 높이를 2.4 mm-3.2 mm로 일정하게 유지시켜야 하며, 각각의 축 방향, 속도, 표면 재질을 고려하여 민감도를 수정하여 변위 계산식에 적용해야 하는 것을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.377-378
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• 2008

본 논문은 시각 장애인들의 보행 시 앞을 볼 수 없는 점을 바탕으로 시각을 음성으로 대체하여 장애 물체가 발생하였을 경우 안전을 위하여 위험 요소를 사전에 경보하여 알려주도록 구현하였다. 시각 장애인들이 보행 시 장애 물체가 나타났을 경우 이를 입체 변위 센서인 초음파 센서로 장애물의 위치를 측정하고 측정된 거리 데이터를 근거리 무선통신인 블루투스를 동하여 송 수신하여 사용자인 시각 장애인에게 소형 스피커를 통하여 음성으로 알려주고 경고함으로써 위험 요소를 사전에 대처할 수 있도록 설계를 하였다. 초음파 입체 변위 센서를 이용하여 측정된 거리를 실시간 자동 거리 측정이 가능하도록 시스템을 구현하고 이 데이터를 근거리 무선 통신으로 송 수신하며 수신 모듈이 데이터를 음성으로 전환하여 실시간 자동 경보 시스템을 구축함으로써 보행 장애 위험물 감지가 보다 효율적으로 이루어지고 디지털화되게 시스템을 개선하였다.