• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.130-134
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• 2019

본 논문에서는 레이저기반 응력측정을 위한 비접촉식 로드셀을 개발을 위하여, 실내실험을 통하여 기술을 검증하고, 실규모 실험을 통하여 문제점을 파악하였으며, 최종적으로 현장적용에 적합한 응력측정용 비접촉식 로드셀 프로토타입을 개발하였다. 이를 위하여, 중심공 압축타입의 로드셀 제작에 사용되는 로드셀 몸체 표면에 용사코팅기술을 이용하여 알루미나를 도포하고, 레이저를 기반으로한 압분광법을 이용하여, 비접촉식으로 응력을 계측하였다. 이때, 인가되는 응력과 스펙트럼 이동간의 관계가 선형임을 확인하였다. 해당 기술의 현장 적용성 확인을 위하여, 실규모 프리스트레스 콘크리트 시편을 제작하고, 레이저를 조사하여 인가된 응력을 확인하는 과정에서, 반복적인 상황 하에서 레이저 조사 위치가 동일해야 함을 확인하였다. 이를 보완하기 위하여 프로브를 고정할 수 있는 케이싱이 포함된 로드셀 프로토타입을 제작하였고, 실내일축압축시험을 통하여 압축력과 스펙트럼 이동간의 선형성을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통하여 개발된 비접촉식 로드셀을 이용하여, 압축력을 효과적으로 측정할 수 있을 것으로 기대된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.28-34
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• 2018

본 논문은 적외선 온도센서를 이용한 재실인원 측정을 통한 출입자 관리 시스템, 방 내부의 움직임 파악하기 위한 PIR센서 모듈, 그리고 취침 상태를 판별하기 위한 스마트 호흡감지 모듈로 구성된다. 센싱부와 알고리즘 구동 부를 일체화 한 임베디드 형태의 센서 모듈과 통신 시스템으로 구성하였다. 고령화 사회가 가속화, 고급화됨에 따라 실버케어에 대한 사회적 비용이 증가하고 프라이버시를 보호하기 위해선 효율적인 실버케어기기 개발을 통하여 비용 감소가 필요하다. 제안된 비 영상 인체감지 IOT 센서 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 구현하였고 기존의 영상에 의한 감시 방법과 비교하여 우수한 성능을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.491-498
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• 2022

우리의 일상생활에서 양질의 수면은 행복 지수와 밀접한 관계가 있다. 사람들은 수면 장애를 만성 질환으로 인식하든 아니든 많은 어려움을 호소하고 있으며 일상생활에서 수면 중에 호흡 곤란을 경험하는 경우가 종종 발생한다. 수면 중에 호흡 관련 장애를 자동으로 인식하는 것은 매우 중요하나 현실적으로 매우 어렵다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 가정에서 건강관리를 위해 모바일 기반의 비접촉 수면 모니터링을 제안한다. 수면 중 호흡 신호는 스마트 폰의 소리 센서를 이용하여 호흡 신호를 수집하고, 신호의 특징을 추출, 호흡의 주파수, 진폭, 호흡의 주기, 호흡의 패턴을 분석한다. 모바일 건강이 모든 문제를 해결하지는 못하나 개인의 건강 상태의 조기 발견과 지속적인 관리를 목적으로 하고, 일반 가정의 침실에서 스마트 폰으로 추가 센서 없이 수면 중에 호흡과 같은 생리학적 데이터 모니터링의 가능성을 보여준다.

• 한국의류학회지
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• 제39권3호
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• pp.369-378
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• 2015

Various forms of wearable bio-signal monitoring systems have been developed recently. Acquisition of stable bio-signal data for health care purposes needs to be unconscious and continuous without hindrance to the users' daily activities. The garment type is a suitable form of a wearable bio-signal monitoring system; however, motion artifacts caused by body movement degrade the signal quality during the measurement of bio-signals. It is crucial to stabilize the electrode position to reduce motion artifacts generated when in motion. The problems with motion artifacts remain unresolved despite their significant effect on bio-signal monitoring. This research creates a foundation for the design of garment-type wearable systems for everyday use by finding a method to reduce motion artifacts through modular design. Two distinct garment-type wearable systems (tee-shirt with a motion artifact-reducing module (MARM) and tee-shirt without a MARM) were designed to compare the effects of modular design on the measurement of heart activity in terms of electrode position displacement, signal quality index value, and morphological quality. The tee-shirt with MARM showed superior properties and yielded higher quality signals than the tee-shirt without MARM. In addition, the tee-shirt with MARM showed a better repeatability of the heart activity signals. Therefore, a garment design with MARM is an efficient way to acquire stable bio-signals while in motion.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.477-478
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• 2007

본 논문에서는 압력 온도 센서를 이용하여 수면자의 수면상태를 인식하고 이를 감지할 수 있는 수면상태 감지 시스템을 제안하였다. 기존의 수면상태를 측정하는 방법에 있어 문제점으로 들 수 있는 고가의 장비, 측정의 불편 등을 해소하기 위해 사용이 간단한 Straingage 타입의 압력센서와 프로브 타입의 온도센서를 이용하여 저비용의 효율적인 시스템을 구현 하였고, 수면 매트에 실세 적용하여 그 유효성을 평가하였다. 제안된 시스템은 압력 온도센서를 이용해 수면 매트부, 센싱데이터를 감지 수집하여 수신된 데이터를 증폭하는 수면상태 감지정보 시스템부로 구성되었다. 시스템 구축을 위해 먼저, 수면 매트부는 비접촉 방식의 압력 온도 센서를 사용하였고, 수면상태 감지정보 시스템부는 미세한 변화를 보이는 데이터를 차등 증폭기 원리를 이용하여 증폭하였다. 센서가 수면자에 의해 변환할 때 발생되는 아날로그 신호를 검출 증폭한 후 감지하는 시스템이다. 본 연구에서 세안한 수면상태 감지 시스템을 이용하여 개인생환 습관인 수면시간을 실시간으로 감지하고 데이터화하여 수면자의 수면 상태를 파악하여 건강한 수면을 위한 방법을 권고할 수 있다. 향후 감지된 데이터를 이용해 실시간으로 가족들의 수면상태를 알릴 수 있는 헬스케어 모바일 응용 서비스로도 활용이 기대된다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (C)
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• pp.138-143
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• 2008

RFID 기술은 기존의 바코드 기술보다 발전된 무선의 비접촉 인식 기술로서, 유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심기술로 간주되고 있다. RFID 태그는 기존의 단순한 사물의 인식 기능 중심에서 사물의 상태 및 환경 정보를 감지할 수 있는 센서 태그로의 발전으로 물류 프로세스의 양적, 질적 향상을 도모할 수 있게 되었다. 센서 태그는 환경 정보를 센싱하기 위하여 배터리를 내장하고 있으며, RF Transceiver의 내장 유무에 따라 자체적으로 신호를 보낼 수 있는 active 센서 태그와 리더로부터의 신호를 사용하는 semi-passive 센서 태그로 구분된다. Semi-passive 센서 태그는 배터리를 부착함으로써 passive 태그에 비해 인식률과 인식거리가 향상되었고 active 태그에 비해 단가가 매우 저렴하여 센서 태그가 부착된 물품의 상태를 모니터링하고 환경을 감시하는 다양한 응용에 사용될 수 있다. 이러한 응용의 요구에 따라 Edge Manager는 기존의 passive 태그는 물론 센서 태그를 지원함으로써 상위 응용에게 정제된 결과를 전달할 필요성이 있다. 본 논문에서는 특히 semi-passive 센서 태그를 지원하는 Edge Manager의 설계를 위하여, 센서를 사용한 또 다른 활용 분야인 센서 네트워크에서의 질의 유형을 분석하고, semi-passive 센서 태그의 특징을 고려한 요구사항을 분석한다. Semi-passive 센서 태그는 센서 네트워크의 센서 노드와는 달리 태그 레벨에서 필터링과 병합을 수행할 수 없으므로 Edge Manager에서 이러한 기능이 제공되어야 한다. 본 논문에서는 Edge Manager에서의 센서 태그 데이터에 대한 질의를 위한 방법으로 EPCglobal ALE 표준명세의 ECSpec을 확장하는 방법을 제안하고, 센서 태그 데이터의 특성을 고려한 필터링 기법과 병합(aggregation) 기법을 적용한 질의 처리가 가능한 Edge Manager의 구조를 제시한다.

• 감성과학
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• 제26권3호
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• pp.149-160
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• 2023

본 연구에서는 뇌혈류 신호를 측정할 수 있는 시변자계 기반의 비접촉식 직물센서를 설계하여 뇌혈류 신호 검출 및 감성평가의 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물센서는 40 denier의 은사를 30합사 한 후 컴퓨터 기계 자수하여 코일형 센서로 구현하였다. 뇌혈류 측정 실험을 위해 코일형 센서를 경동맥 부위에 부착하고, ECG (Electrocardiogram) 전극과 RSP (Respiration) 측정 벨트를 부착 및 착용하도록 하였으며, 동시에 초음파 진단기기를 사용해 도플러 초음파 검사(Doppler Ultrasonography)를 수행하여 혈류 속도를 측정하였다. 피험자에게 Meta Quest 2를 착용시키고, 실험을 위해 조작된 영상 시각 자극을 보여주면서 혈류 신호를 측정한 후 시각 자극에 대한 감성평가 설문지를 작성하도록 하였다. 측정 결과, 도플러 초음파 검사를 통해 측정된 혈류 속도 신호에 변화가 생길 때 직물센서로 측정한 신호도 함께 변화하는 것으로 나타났다. 이를 통해 코일형 직물센서를 이용하여 뇌혈류활동 신호를 측정할 수 있다는 것을 검증하였다. 또한, 감성평가를 위하여 ECG 신호와 PLL 신호(직물센서 신호)에서 추출한 HRV를 계산해서 비교한 결과, 시각 자극으로 인한 교감신경계와 부교감신경계의 활성화에 따른 비율의 변화에 대해서는 직물센서로 측정한 신호와 ECG 신호를 이용해 계산한 값이 비슷한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 시변자계 기반의 코일형 직물 센서를 통해 뇌혈류 변화 측정 및 감성 모니터링이 가능할 것으로 사료된다.

• 감성과학
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• 제21권4호
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• pp.63-76
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• 2018

본 연구의 목적은 스마트 헬스케어를 위해 접촉식 직물전극의 구조가 심장활동 신호 획득에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 본 연구에서는 심장활동 신호 측정을 위하여 전극의 크기와 구성방식을 조작한 6종의 접촉식 직물전극을 컴퓨터 자수 방식으로 구현하였고, 이를 가슴밴드에 부착하여 응용형 리드 II(modified Lead II) 방식으로 심장활동 신호를 검출하였다. 건강한 신체의 남성 4명을 대상으로 서서 정지한 자세에서 각 직물전극을 사용하여 심장활동 신호를 검출하였으며, 모든 유형의 전극에 걸쳐 4회씩 반복측정 하였다. 심장활동 신호의 수집을 위해 BIOPAC ECG100 장비를 사용하여 1 kHz로 샘플링하였으며, 검출된 원 신호를 대역통과 필터를 사용하여 필터링하였다. 직물전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능을 비교하기 위하여 신호의 파형과 크기를 파라미터로 하여 정성적 분석을 실시하였고, 각 전극을 통하여 획득된 심장활동 신호의 SPR(signal power ratio)을 산출함으로써 정량적 분석을 실시하였다. 산출된 SPR 값을 대상으로 하여 비모수 통계분석 방식의 차이검정과 사후검정을 실시함으로써 6개 전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능 차이를 구체적으로 분석하였다. 연구 결과 접촉식 직물전극의 구조에 따라 심장활동 신호의 품질에는 정성적, 정량적 측면에 걸쳐 모두 주요한 차이가 있는 것이 고찰되었다. 접촉식 직물전극의 구성 측면에 있어서는 입체전극이 평면전극에 비해 더 우수한 품질의 신호가 검출되는 것으로 나타났다. 한편 3가지 전극 크기에 따른 심장활동 신호 획득의 유의한 성능 차이는 발견되지 않았다. 이러한 결과는 심장활동 신호 획득을 위한 접촉식 직물전극 구조의 두 가지 요건 중 구성방식(평면/입체)이 웨어러블 헬스케어를 위한 심장활동 신호 획득의 성능에 주요한 영향을 미치는 것을 시사한다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 직물전극이 일체형으로 통합된 의복형 플랫폼을 구현하고 성능 고도화 방안을 연구함으로써, 시공간의 제약 없이 고품질의 심장활동 모니터링이 가능한 스마트 의류 기술을 개발하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.227-234
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• 2018

슬로싱과 같은 액체의 동적 거동을 측정하고 제어하는 연구가 다양한 공학분야에서 활발히 진행중이다. 건축공학분야에서도 건축물의 풍진동을 저감시키는 동조액체감쇠기의 연구에 액제 진동이 측정되고 있다. 본 논문에서는 기존 파고 측정 센서의 한계를 극복하기 위하여 레이저 장비 중 LDV와 스캐닝 장비 중 갈바노미터스캐너를 이용하여 동조액체감쇠기 내의 액체 진동을 측정하는 방법을 제안하고 검증하였다. LDV가 속도와 변위를 측정하는 원리를 기술하였고 갈바노미터스캐너의 구동 원리에 따라 LDV의 단일 포인트로 다점측정이 가능한 시스템을 구성하였다. 동조 액체감쇠기의 4점 액체 진동을 측정하여 각 점의 시간 영역 데이터를 기존에 사용하던 비디오 센싱 데이터와 비교하였고 파형 분석을 통해 진행파와 정상파를 구별할 수 있음을 확인하였다. 또한 측정 딜레이가 있는 데이터를 상호 상관을 취하여 특이값 분해를 하고 이론 및 비디오 센싱 결과와 일치하는 고유진동수와 모드형상을 도출하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.993-998
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• 2017

본 논문에서는 공장에서 많이 사용하는 삼상 배전반에서 자기센서를 이용한 고정밀 전류를 측정하기 위한 기법을 제안하고 이를 분석 및 검증한 결과를 서술하였다. 일반적으로 개방형 자기센서 기반의 비접촉식 방식으로 전류를 측정할 경우 인접한 전선의 전류에서 유도되는 자기장의 영향으로 그 오차가 10 % 이상으로 증가되는 단점을 가지고 있으며, 이로 인하여 대부분의 상용 전류센서의 경우 투자율이 큰 ferrite를 이용한 루프형 구조를 채택하고 있다. 제안된 고정밀 전류센싱 기법은 인접한 자기장의 크기를 측정하여 이를 수학적으로 제거함으로써 고정밀의 전류센서를 개방형 자기센서를 사용하여 구현 가능할 수 있으며, 전류센서의 단가 및 사이즈를 줄일 수 있어 공장 내의 다양한 하위 노드 단에서 소모되는 전류를 측정 가능한 장점을 가지고 있다.