• 정보과학회 논문지
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• 제41권10호
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• pp.745-761
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• 2014

기존 교통정보 수집시스템의 낮은 확장성과 높은 비용 등의 문제를 해결하기 위해 WSN 기반의 교통정보 수집 시스템이 최근 많이 연구되고 있다. WSN 기반 시스템은 기존 시스템에 비해 높은 확장성과 낮은 유지보수 비용을 가지는 장점이 있다. 최근에는 자기장센서, 가속도센서, 음향센서 등 다양한 센서를 이용하여 WSN 기반 교통정보수집 시스템 연구가 진행되고 있다. 하지만, 초음파센서를 이용한 WSN 기반 시스템은 아직 연구가 부족한 실정이다. WSN 기반 시스템은 배터리 동작, 낮은 컴퓨팅 파워와 같은 고유 특징으로 인해 에너지절약과 알고리즘의 경량화가 필요하다. 본 논문에서는 상세 모델링과 분석을 통해 도로환경에 따른 초음파 센서의 이상적인 에너지절약 방법을 제시한다. 또한 초음파 데이터를 이용한 차량인식 알고리즘의 경량화를 위한 방법을 제시한다. 제안된 방법은 초소형 마이크로프로세서에 실제 구현되었으며 성능평가를 통해 높은 차량인식 정확성을 보임을 확인하였다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권3호
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• pp.148-155
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• 2017

본 논문에서는 스마트폰 내 가속도, 자기장, 자이로스코프 센서들을 이용해 사용자의 걸음과 걸음 수를 인식하는 시스템을 개발하였다. 센서 데이터 분석을 통해 사용자의 걸음을 스마트폰을 손에 든 상황과 주머니에 넣은 상황에서의 걸음 패턴으로 분류하고 이를 추출할 수 있는 알고리즘을 사용하여 걸음 수 인식의 정확성을 개선하였다. 알고리즘을 적용한 결과 손에든 상황에서 96%, 주머니에 넣은 상황에서 95.5% 수준의 걸음 수 인식 정확도를 보였으며, 나머지 터치 스크린, 위아래 반복 흔들기, 앉아서 일어서기, 오른쪽 왼쪽 흔들기와 같은 행위로 인해 발생하는 6%의 오차를 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권5A호
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• pp.464-472
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• 2011

우선 센서 네트워크 기술이 환경 감시나 재난 감시와 같은 다양한 용용 분야에 적용되면서 지중 환경에서의 무선통신에 대한 필요성이 증가하고 있다. 특히, 지중에서는 기존의 전자기파를 이용한 우선 통신 방식이 비효율이기 때문에 그 대안으로서 자기장을 이용한 지중 통신 기술이 제시되었고, 최근 들어 자기장 통신 기술이 국내 KS 규격으로 제정되었다. 본 논문에서는 KS 규격으로 제정된 자기장 통신 매체 접근 제어(Media Access Control) 프로토콜의 성능을 분석 및 시뮬레이션 방법을 통해서 분석한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.49-54
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• 2023

GPS(Global Positioning System)는 군사 목적으로 개발되었고, 민간인 신호(GPS L1주파수 C/A 신호)를 개방하면서 많은 발전이 이루어졌다. 현재의 위성은 하루 약 2회 주기로 지구를 공전하며 위치를 측정하는데 위성 신호 3개(초기에는 시각 오차까지 계산하기 위하여 4개)이상을 수신하는데 전파 출발 시간에서부터 수신된 위성 신호의 전파 도달 시간(TOA)까지의 데이터를 삼변측량 방식을 통해 지상 수신기 3차원 위치를 결정한다. 그러나 GPS를 활용한 내비게이션의 경우 보통 5~10m의 위치 오차가 발생하며 아파트와 실내, 터널, 공장지대 및 산악 지대 등, 많은 지역이 GPS의 사각지대 또는 오차 범위 밖의 무력화 지역으로 존재하고 있다. 따라서 GPS 위성 신호의 수신이 불가능한 지역에서 현재의 위치 정보를 획득하기 위해서는 다른 방안이 제시되어야 한다. 본 연구에서는 가속도와 자이로 센서가 결합된 IMU(Inertial Measurement Unit)와 지자기 센서를 이용하여 GPS 신호 수신이 불가능한 지형에서도 위치인식이 가능하도록 시스템을 설계 하였다. 9-DOF IMU와 지자기 센서를 이용한 순간 속도 값을 계산하여 현재의 위치를 추적할 수 있는 방안을 연구 하였으며 제작과 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.194-199
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• 1996

평면 배열형 소나 센서에서는 트랜스듀서 상호간의 간섭효과들이 음을 방사하는 각각의 트랜스듀서 및 평면 배열의 빔패턴에 영향을 주게된다. 따라서 음향 방사출력의 계산은 소나용 트랜스듀서의 성능및 효율을 평가하는데 필수적이다. 음향 방사출력을 예측하기 위하여 무한 강성 배플에 고정된 수개의 트랜스듀서를 이론해석의 대상으로 설정하였다. 각 트랜스듀서는 자기방사 임피던스 및 상호방사 임피던스로 구성되어 있으며 이것의 총 방사 임피던스 및 음향반사 출력의 추출은 등가 전기회로 모델을 이용하였다. 이론및 수치해석의 결과에 근거하여 음향방사 출력은 각 트랜스듀서 상호간의 간섭의 양에 의존함을 보였으며 상호간섭에 의한 음향출력 손실은 25.05%에서 최고 51.52%정도임을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제42권4호
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• pp.33-40
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• 2005

본 논문에서는 이동 로봇 주위의 환경 인식과 자기 위치 인식을 위하여 초음파 센서와 한 개의 카메라를 이용하여 안정적인 이동 경로를 확보할 수 있는 방식을 제시하였다. 개발된 초음파 센서(SRF04)시스템은 주행환경의 지도 작성을 위하여 목표물의 특징 데이터를 작성하고, SDC313(SAMSUNG) 카메라에서 수집된 영상자료와 결합하도록 하여 안정적인 경로탐색이 가능한 이동로봇 제어방식을 실험을 통하여 구현하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제36권4호
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• pp.291-297
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• 2009

본 논문은 시각장애인들의 실외 보행 시 위험한 장애물을 탐지하여 진동으로 경고해주고, 필요에 따라 물체의 색상과 주변의 자기를 음성으로 알려주는 SmartWand 개발에 관한 것이다. 이 기기는 시각장애인들이 널리 사용하는 횐 지팡이에 쉽게 탈 부착할 수 있는 형태로 횐 지팡이로 감지할 수 없는 사각지대의 장애물을 초음파로 탐지하여 경고해주며, 컬러센서와 조도센서를 이용하여 물체의 색상과 주변의 밝기를 음성으로 알려주는 기능을 가지고 있다 SmartWand는 1, 2차 버전으로 개발되었는데, 2차 버전에서는 1차 버전의 사용성 평가 결과를 토대로 무게 및 크기를 줄여 실용성을 개선시켰으며, 가속도 센서를 통해 초음파 센서의 탐지 범위를 조정하여 시각장애인이 횐 지팡이의 타법을 행할 때 진행방향에 놓인 장애물만을 탐지할 수 있도록 하였다. 또한 지팡이로 땅을 칠 때의 충격으로 인한 초음파센서의 오동작을 제거하기 위한 필터를 사용하였다 이러한 기능들은 다양한 환경에서 실험을 통해 적절한 인자들을 결정하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.89-98
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• 2002

본 연구에서는 광계측 기술을 이용하여 배전자동화 개폐기 내에서 발생하는 전자 계측장치의 절연문제 및 측정오차의 문제점을 개선하기 위하여 배선자동화개폐기 내장형 광전류 및 광전압센서를 연구하였다. 자기광학 효과(magneto optic effect)인 페러데이효과(Faraday effect)를 이용하여 최적의 광전류 센서를 설계 제작하여 높은 전류까지 선형성을 유지시키고 다른 상의 전류에 대한 유도현상을 최소로 하기 위해 순철 코아를 사용하여 광전류 센서를 일체화시켜 설계 제작하였다. 설계내에서 결정의 굴절률 및 방위각의 변화에 의해 생기는 전기광학효과(electrooptic effect)인 포켈스 효과(pockels effect)를 이용하여 광전압센서를 구성하였으며 배전 자동화용 개폐기의 협소한 내부구조를 고려하여 공간전계방식을 채택하였다. 또한 다심의 광섬유를 개폐기와 외부의 신호처리 단말기와 연결하기 위하여 기밀형 멀티 광커넥터를 설계 자작하여 접속 손실 및 가스 누설 시험을 하였다. 전기적 특성시험에서 광 전류센서에서는 인가 전류에 대한 선형 특성은 20A 에서 700A까지 변동 오차 2.5% 이내의 선형성을 유지하였으며, 광전압센서에 있어서 인가 전압에 대한 선형 특성은 6.6kV에서 19.8kV까지 거의 변동 오차가 1% 이내로 우수한 선형 특성을 나타냈다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.97-97
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드 로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기 베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.20-20
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• 2010

반도체 공정 등에서 10-6~10-8 Torr의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하도록 비접촉 방식인 자기부상 방식의 적용이 최근 거의 표준화되어 있다. 자기베어링 시스템은 전자기력을 이용하여 자성체인 회전축을 부상지지 함으로써 비접촉 고속 회전이 가능하여 윤활이 용이하지 않은 진공 환경 등 가혹한 환경에 적합하며, 터보분자펌프는 자기베어링이 가장 널리 사용되고 있는 분야이기도 하다. 자기베어링 시스템의 설계는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어의 경우 전체 로터 시스템의 특성을 고려하여 설계되어야 하며, 주로 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 및 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 하드웨어 설계와 함께 제어시스템의 설계도 매우 중요하며, 이는 자기베어링 시스템이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등 여러 가지 기능이 요구되기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 제어를 위한 선형제어시스템의 구성을 실제 시스템의 적용을 통하여 설명하였다. 각 제어기는 DSP 를 이용한 디지털 제어시스템으로 구성되었으며, 2, 500 l/s 급의 복합 분자펌프 시작품에 적용하여 10,000 rpm까지의 기본성능시험을 수행하였다.