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고정익 UAV 모델링 및 비행조종컴퓨터 기반 오토파일럿 통합 시뮬레이션 HILS 환경 구축 (Modelling of Fixed Wing UAV and Flight Control Computer Based Autopilot System Development for Integrated Simulation HILS Environment)

  • 김남수;이동우;이호형;홍수운;방효충
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권12호
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    • pp.857-866
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    • 2022
  • 고정익 UAV는 다른 항공기 플랫폼보다 항속거리와 항속시간에서 큰 이점을 가진다. 이러한 이유로 군에서 정찰용으로 많이 사용된다. 본 연구에서는 랜딩기어를 포함한 고정익 UAV의 모델링을 실시하고, 비행조종컴퓨터에 사용될 유도 및 제어기 설계 및 HILS 환경 구축을 실시하였다. 또한 이륙, 순항, 착륙의 모든 과정을 자동으로 수행하는 오토파일럿 시스템을 제작하였다. 연구에 사용한 고정익 UAV를 Datcom 및 AVL 공력해석 소프트웨어를 사용하여 공력계수를 추출하고 6자유도 모델링을 실시하였다. 비행조종컴퓨터는 항공기의 16개의 비행모드를 분별하여 Carrot Chasing 기반 유도 명령을 생성하는 유도기와 Nonlinear Dynamic Inversion 기법을 사용한 제어기로 구성되어있다. SIMULINK를 사용하여 구현된 모델링과 비행조종컴퓨터는 RTNgine을 사용하여 HILS 환경을 제작하여 고정익 UAV의 통합 시뮬레이션 환경을 제작하였다.

분산형 시스템을 적용한 음성합성에 관한 연구 (A Study on Speech Synthesizer Using Distributed System)

  • 김진우;민소연;나덕수;배명진
    • 한국음향학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.209-215
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    • 2010
  • 최근 광대역 무선 통신망의 보급과 소형 저장매체의 대용량화로 인하여 이동형 단말기가 주목 받고 있다. 이로 인해 이동형 단말기에 문자정보를 청취할 수 있도록 문자를 음성으로 변환해 주는 TTS(Text-to-Speech) 기능이 추가되고 있다. 사용자의 요구사항은 고음질의 음성합성이지만 고음질의 음성합성은 많은 계산량이 필요하기 때문에 낮은 성능의 이동형 단말기에 는 적합하지 않다. 본 논문에서 제안하는 분산형 음성합성기 (DTTS)는 고음질 음성합성이 가능한 코퍼스 기반 음성합성 시스템을 서버와 단말기로 나누어 구성한다. 서버 음성합성 시스템은 단말기에서 전송된 텍스트를 데이터베이스 검색 후 음성파형 연결정보를 생성하여 단말기로 전송하고, 단말기 음성합성 시스템은 서버 음성합성 시스템에서 생성된 음성파형 연결정보와 단말기에 존재하는 데이터베이스를 이용하여 간단한 연산으로 고음질 합성음을 생성할 수 있는 시스템이다. 제안하는 분산형 합성기는 단말기에서의 계산량을 줄여 저가의 CPU 사용, 전력소모의 감소, 효율적인 유지보수를 할 수 있도록 하는 장점이 있다.

3차원 공간에서 바닥의 움직임에 의한 규칙파의 생성을 모의할 수 있는 선형 스펙트럼법 (Linear Spectral Method for Simulating the Generation of Regular Waves by a Moving Bottom in a 3-dimensional Space)

  • 정재상;이창훈
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제36권2호
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    • pp.70-79
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    • 2024
  • 본 연구에서는 3차원 공간에서 바닥의 움직임에 따른 선형파의 생성을 모의할 수 있는 스펙트럼 법을 소개한다. 지배방정식은 선형의 동역학적 및 운동학적 자유수면 경계조건이며, 두 식은 Fourier 공간에서 해석된다. 해석된 속도포텐셜 및 자유수면변위는 연속방정식과 운동학적 바닥경계조건을 항상 만족해야 한다. 수치해석에서 시간 적분은 4차 Runge-Kutta 법을 이용하여 해석하였다. Fourier 공간에서 해석한 결과는 Fourier 역변환을 통해 실제 공간에서의 속도포텐셜과 자유수면변위로 표현된다. 본 수치모델을 이용하여 다양한 형상의 바닥이 규칙적으로 움직이는 경우 생성되는 규칙파에 대해 모의하였다. 또한 바닥의 움직임을 이용하여 비스듬히 전파하는 규칙파의 생성도 모의하였다. 수치모델의 결과는 해석해와 비교하였으며, 거의 일치하는 결과를 보였다.

심근 수축에 있어서 Calcium 이온의 기원에 관한 약리학적 연구 (The Pharmacological Studies on the Origin of Calcium ion in Myocardial Contraction)

  • 고창만;김경환
    • 대한약리학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.67-73
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    • 1994
  • Na-Ca 교환은 calcium 이온을, 세포 내외의 Na 이온 농도차에 의해서 형성되는 원동력의 방향에 따라, 세포내로(역방향 Na-Ca 교환), 혹은 세포밖으로(정방향 Na-Ca 교환) 이동시킨다. 그러므로 Na-Ca 교환은 심근 수축 운동의 조절 기전의 하나로 받아 들여지고 있다. 그러나, 세포내의 Na 이온 농도는 항상 세포외의 농도보다 낮으므로, 역방향 Na-Ca 교환의 존재와 아울러 이의 심근 수축에 있어서의 역할 가능성에 대해 많은 연구자들이 회의를 가지고 있는 것이 사실이다. 그러므로 본 연구는 흰쥐의 좌심방을 이용하여, 역방향 Na-Ca 교환의 존재 여부와 그 역할의 존재 가능성을 추구하여 보고자 하였다. 흰쥐의 좌심방은 전기장 자극(0.5msec, supramaximal voltage)으로 수축을 유발하고, 자극 빈도를 안정시 4Hz에서 0.4, 1, 8Hz로 변동시킬때 그 수축 장력에서 특징적인 역 사다리 효과(negative staircase effect)가 나타내었으나, 이때 $^{45}Ca$ 섭취는 저빈도로 갈수록, 또한 고빈도로 갈수록 증가되는 이원적인 증가를 나타내었다 자극 빈도를 4Hz 에서 0.4Hz로 변동시에는 수축 장력이 특징적인 삼단계 변환, 즉 급격히 증가하는 첫단계에 이어 급격하게 감소하는 이단계와 안정되어지는 삼단계로 나타났다. $^{45}Ca$ 섭취도 장력 변동과 같은 양상으로 처음 30초 동안에 현저하게 증가한 후 감소되었다. Na-Ca 억제 약물인 benzamil은 $10^{-5}M$에서부터 $3{\times}10^{-4}M$까지 용량에 비례하여 특히 초기의 장력증가를 봉쇄하였다. Bay K-8644$(3{\times}10^{-5}M)$ 처치는 자극 빈도 감소에 따른 수축력 증가를 현저하게 항진시켰으며, benzamil처치는 이때에도 억압을 나타내었다. Verapamil $3{\times}10^{-5}M$ 전처치시에는 4Hz 자극시의 수축 운동은 완전히 소실시켰으나, 0.4 혹은 1 Hz로 바꿈에 따라 수축 운동이 재현되었다. 이때 $^{45}Ca$ 섭취는 verapamil을 전처치하지 않은 경우보다 현저하게 항진되었다. 이상의 결과로 보아, 흰쥐의 좌심방에서 자극 빈도 감소후에는, 먼저 역방향 Na-Ca 교환에 의해 calcium이온이 세포내로 유입되어 수축운동의 항진이 유발되고, 이어 Na-Ca 교환이 정방향으로 변환되어 calcium이온을 세포밖으로 유출시킴에 따라 수축 운동이 감소된다고 생각한다.

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확장된 Born 근사에 의한 시추공간 전자탐사 2.5차원 모델링 (Crosshole EM 2.5D Modeling by the Extended Born Approximation)

  • 조인기;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제1권2호
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    • pp.127-135
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    • 1998
  • 전자탐사에서 Born 근사는 이상체내에서의 전기장을 이상체가 없는 균질 매질에서의 일차장으로 대치하는 방법으로 복잡한 전자기 산란(EM scattering)문제를 근사하는데 널리 사용되고 있는 방법이다. 그러나 Born 근사는 이상체의 전도도가 주변 매질에 비하여 너무 크거나, 이상체의 크기가 클 때는 상당히 부정확한 결과를 나타낸다. 확장된 Born근사법은 이러한 Born근사의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 방법으로 이상체내의 전기장을 탈분극 텐서와 일차 전기장의 곱으로 근사하는 방법이다. 한편 전자탐사에 3차원 송신원을 사용하는 2차원 모델링은 주로 유한차분법과 유한요소법이 이용되었다. 일반적으로 이들 미분 방정식을 이용하는 2차원 전자탐사 모델링에서 3차원 송신원 문제의 해결을 위하여 Fourier변환을 통해 파수영역(wavenumber domain)으로 이동하는 방법이 사용되어 왔다. 또한 파수영 역에서 계산된 결과는 Fourier 역변환을 통하여 다시 공간영역(space domain)으로 이동해야 하는 번거로움이 있다. 따라서 이들 방법은 계산시간이 많이 걸리고 이상체가 없는 지역도 미소체로 분할해야 하므로 수치계산시 대량의 기억용량이 필요하다. 본 연구에서는 Born근사의 문제점 및 전자탐사 2차원 모델링시 3차원 송신원 문제를 해결할 수 있는 확장된 Born 근사법에 근거한 전자탐사 2.5차원 모델링 프로그램을 개발하였다. 이 모델링 프로그램을 이용하여 수직 자기 쌍극자를 송신원으로 하는 시추공간 전자탐사법에 대한 2차 자기 장을 계산하고 적분 방정식에 의한 3차원 모델링 결과와 비교, 분석하였다. 모든 주파수 대역에서 확장된 Born근사에 의한 2.5차원 모델링 결과가 3차원 모델링 결과와 잘 일치하고 있다. 그러나 이상체의 전도도와 모암의 전도도 차이가 10배 이상의 경우일 때는 두 반응은 상당한 차이를 보인다. 따라서 본 연구에서 개발된 확장된 Born 근사에 의한 2.5차원 모델링은 이상체와 모암의 전도도 차이가 너무 크지 않을 경우 이상체의 위치 및 형상을 파악하는데 효과적일 것으로 기대된다.

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원격탐사자료와 수치표고모형을 이용한 지질학적 선구조 분석기술: 경상분지 의성지역을 중심으로 (A Technique Assessing Geological Lineaments Using Remotely Sensed Data and DEM : Euiseons Area, Kyungsang Basin)

  • 김원균;원중선;김상완
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.139-154
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    • 1996
  • 본 연구에서는 Landsat TM 센서의 관측방향에 따른 선택적 증감효과와 이를 고려한 지질학적 선구조의 주방향성 분석방법을 고찰하고자 하였다. 이를 위하여 경상분지내 의성지역의 2개의 소지역에 대한 TM 영상, 수치표고모형으로부터 얻어진 음영기복도, 지질도 및 지형도에서 분석한 선구조도에 대해 Hough 변환을 적용하여 얻어진 결과들의 상관관계 및 선구조의 주방향을 비교, 분석하였다. Hough 변환은 지질학적 선구조의 방향성을 객관적으로 분석하는데 효과적이며, 본 연구에서는 Hough 변환을 이용하여 실제적인 선구조의 방향성을 구할 수 있었다. 위성 영상에서 센서의 관측방향에 따른 선택적 증감효과를 보정하기 위해서는 센서의 관측방향에 평행한 선구조를 분석할 수 있는 보조자료가 필요하며, 본 연구에서는 태양의 조명방위각이 센서의 관측방향에 수직인 음영기복도를 보조 자료로 이용하여 선구조 분석을 실시하였다. 분석결과 방위각을 달리한 음영기복도의 각각의 방향성분을 모두 더한 자료도 선구조도와의 상관관계가 높아 해석의 보조자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에 의하면 신동층군과 하양층군의 일부를 포함하는 의 성군일대는 $N5^{\circ}$~$10^{\circ}$W 방향의 주방향성을, 하양층군, 유천층군 및 불국사화강암이 분포하는 청송군일대는 N55$^{\circ}$~$65^{\circ}$W 의 주방향성을 보인다. 해석시 수치표고모형을 보조자료로 사용하여, 의성군일대의 TM 영상에서는 나타나지 않은 $N55^{\circ}$~$65^{\circ}$W 방향의 선구조의 존재가 확인되었으며, 그 위치가 백악기의 특징적인 주향이동단층인 가음단층과 금천단층의 연장선상에 놓여 있어 두 단층은 북서부의 신동층군까지 연장될 가능성이 있는 것으로 사료된다.

지역적 다수의 경로를 이용한 혈관 추적 알고리즘 (Vessel Tracking Algorithm using Multiple Local Smooth Paths)

  • 전병환;장영걸;한동진;심학준;박형복;장혁재
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권6호
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    • pp.137-145
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    • 2016
  • 본 논문에서는 새로운 방법의 3차원 컴퓨터단층영상에서 혈관을 추적하는 알고리즘을 소개하고자 한다. 해당 방법은 먼저 빠르게 다수의 2차 혹은 3차의 정칙곡선들로 대표되는 혈관의 지역적 모델들을 생성한다. 혈관의 특징을 고려한 비용함수로부터 각 곡선들은 영상데이터를 기반으로 생성된 비용을 부여 받는다. 추적 과정에서 매 단계 다음 혈관을 추정하기 위한 곡선들은 특정 기준에 의하여 여과되어 결국 혈관의 내부에 위치한 곡선들만 걸러낸다. 그 후 이들을 기반으로 혈관의 중심 선에 해당하는 최적의 정칙곡선 하나를 선정하게 된다. 지역적으로 최적인 정칙곡선이 순차적으로 검출되며 이들을 연결하여 하나의 혈관을 대표하는 구분적으로 부드러운 곡선을 만들어낸다. 짧은 정칙곡선은 제어 점들만으로 빠르게 기하학적 변환이 가능하며, 정의역 모든 구간에 대하여 미분이 가능하므로 곡률과 비틀림과 같은 기하학적 정보를 얻기 용이한 장점이 있다. 해당 방법에서 사용되는 정칙곡선모델이 혈관을 분류하고 추적함에 있어서 그 적합성을 증명하였고, 공공 데이터를 이용한 실험을 통하여 정확성과 수행 시간에 대해 최신기법들과 비교할만한 결과를 얻었다.

초광대역 통신시스템 응용을 위한 이중채널 6b 1GS/s 0.18um CMOS ADC (A Dual-Channel 6b 1GS/s 0.18um CMOS ADC for Ultra Wide-Band Communication Systems)

  • 조영재;유시욱;김영록;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권12호
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    • pp.47-54
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    • 2006
  • 본 논문에서는 초광대역 통신시스템 응용을 위한 이중채널 6b 1GS/s A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 IGS/s의 신호처리속도에서 전력, 칩 면적 및 정확도를 최적화하기 위해 인터폴레이션 기반의 6b 플래시 ADC 회로로 구성되며, 입력 단에 광대역 열린 루프 구조의 트랙-앤-홀드 증폭기를 사용하였으며, 넓은 입력신호범위를 처리하기 위한 이중입력의 차동증폭기와 함께 래치 단에서의 통상적인 킥-백 잡음 최소화기법 등을 적용한 비교기를 제안하였다. 또한, CMOS 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩으로 집적하였으며, 디지털 출력에서는 새로운 버블 오차 교정회로를 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 ADC는 0.18um 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 1GS/s의 동작속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 30dB, 39dB를 보이며, 측정된 시제품 ADC의 DNL 및 INL은 각각 1.0LSB, 1.3LSB 수준을 보여준다. 제안하는 이중채널 ADC의 칩 면적은 $4.0mm^2$이며, 측정된 소모 전력은 1.8V 전원 전압 및 1GS/s 동작속도에서 594mW이다.

초광대역 임펄스 지반탐사레이더에서 지면의 영향에 따른 임펄스 전파 특성 연구 (Influence of lossy ground on impulse propagation in time domain for impulse ground penetrating radar)

  • 김관호;박영진;윤영중
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권11호
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    • pp.42-47
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    • 2007
  • 본 논문은 초광대역 임펄스를 이용한 지반탐사 레이더에 있어서 지면 및 지면과 안테나 사이의 간격에 따른 임펄스 전파에 미치는 영향을 기술한다. 영향 연구를 위해 평판형 초광대역 다이폴 안테나를 개발하였다. 우선, 수치해석 방법을 이용하여 지면의 유전율 변화 및 안테나와 지면 사이의 간격에 대한 영향을 시뮬레이션하였다. 결과를 비교하기 위하여 실제 모래 및 수분이 포함된 토양으로 구성된 시험장을 제작하여, 개발된 다이폴 안테나를 사용하여 주파수 영역에서의 지면의 변화 및 안테나와 지면의 간격 차이에 의한 주파수 영역에서의 투과 특성을 조사하였다. 역 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역에서 시뮬레이션 및 측정된 투과 특성을 시간 영역에서의 임펄스 응답 특성을 구하였다. 시뮬레이션과 측정 결과로부터 지면의 유전율이 높을수록 안테나와 지면과의 간격 변화가 클수록 최대 투과값이 생기는 주파수가 높아졌고, 투과 계수도 증가하였다. 시간영역에서는 유전율이 높을수록 지표면의 직접 반사에 의해 수신되는 신호가 크게 증가하였고, 수신 신호의 모양은 완전히 변형되었다. 또한, 지면과 안테나 사이의 간격 변화로 시간영역 반사 신호의 첨두치의 시간 위치가 변경됨을 알 수 있었다.

해면질골 팬텀으로서 개포된 구조를 갖는 구리폼 및 니켈폼에서 구조적 특성에 대한 군속도 및 감쇠계수의 의존성 (Dependencies of Group Velocity and Attenuation Coefficient on Structural Properties in Copper and Nickel Foams with an Open-Celled Structure as Trabecular-Bone-Mimicking Phantoms)

  • 김성일;이강일
    • 한국음향학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.158-166
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    • 2011
  • 본 연구에서는 해면질골에서 해면소주 두께 (Tb.Th) 및 해면소주 간격 (Tb.Sp)과 같은 구조적 특성에 대한 군속도 및 감쇠계수의 의존성을 살펴보기 위하여 해면질골 팬텀으로서 개포된 구조를 갖는 8개의 구리폼 및 니켈폼이 이용되었다. 구리폼 및 니켈폼의 군속도 및 감쇠계수는 12.7 mm의 직경 및 1.0 MHz의 중심 주파수를 갖는 한 쌍의 광대역, 비집속형 초음파 변환기와 함께 수중에서 투과법을 이용하여 측정되었다. 구리폼 및 니켈폼을 투과한 초음파 신호에서 Biot의 fast wave 및 slow wave가 분리되어 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. 구리폼 및 니켈폼의 군속도는 Tb.Th 및 Tb.Sp와 모두 높은 양의 상관관계를 나타냈다. 구리폼의 감쇠계수는 Tb.Th 및 Tb.Sp와 높은 음의 상관관계를 나타내는 반면에 니켈폼의 감쇠계수는 Tb.Th 및 Tb.Sp와 높은 양의 상관관계를 나타냈다. 이와 같은 결과는 해면질골 샘플 또는 팬텀을 이용한 다른 연구자들에 의하여 보고된 결과를 이해하는데 도움이 된다.