• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.2
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• pp.124-132
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• 2017

With the growth of interest in the UAVs, the study of the UAV collision avoidance is in progress. Lidar, Video camera, laser sensor, and ultrasonic sensor may be utilized for collision avoidance of UAV. In this paper, the characteristics of MB 1230 ultrasonic sensor is analyzed through the experiment. When concurrently using multitudinous ultrasonic sensors, ultrasonic sensors do not generate correct measurement values. To solve ultrasonic sensor interference, sequentially transmitting ultrasonics signal is suggested by using 'Enable' signal input of ultrasonic sensor, so by activating each ultrasonic sensor gradually. This proposed solution is also verified by experimentation.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.16 no.5 s.98
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• pp.209-219
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• 1999

이상적인 초음파 물체 감지 센서는 감지거리가 길고, 고해상도와 작은 크기이어야 한다. 그러나 현재 공기 중에 사용되고 있는 선형 초음파센서로는 공기의 높은 음흡수 때문에 이 세 가지 조건을 동시에 만족하기는 어렵다. 본 논문은 서로 다른 주파수성분의 두 음파의 비선형 상호작용으로 생성되는 두 주파수 차이에 상당하는 주파수의 음파를 이용한 물체감지 비선형적 초음파 감지센서에 관한 연구이다. 링-디스크 두 요소로 구성된 비선형적 초음파센서에 의해 형성되는 음장을 예측할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, 이 프로그램을 이용하여 비선형적 초음파센서의 최적 형태와 주파수를 결정하고, 선형 초음파센서와 세 조건 측면에서 비교 검토하였다. 비교 결과 비선형적 초음파센서가 해상도측면에서 유리하고, 75 dB이하의 초음파 소음환경에서 사용할 때 감지거리면에서 유리하다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07d
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• pp.2426-2428
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• 2003

본 논문은 IEEE 1394 통신을 기반으로 하는 센서보드를 개발하고 센서보드의 초음파 센서만을 이용하는 이동 로봇의 지도 생성 및 위치 추정을 위한 과정에서 효과적인 초음파 센서 구성과 그에 따른 주변 환경 인식 방법을 소개한다. 일반적으로 이동 로봇의 주행을 위해서 시각센서, 초음파 센서, 레이저 센서 등과 같은 많은 센서들을 사용한다. 시각 센서나 레이저 센서를 이용하면 정확한 정보를 얻을 수 있으나 가격이 비싸다는 단점이 있다. 초음파 센서는 저렴하고, 데이터 처리와 사용이 쉽지만 반사각 민감성 같은 초음파의 특성상 일반적으로 자애물의 판별 여무에만 사용되는 경우가 많다. 따라서 본 문에서는 다중 초음파 센서만을 이용한 로봇의 위치 인식 문제를 보완하여 주변 환경 인식 방법을 소개한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2006.11a
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• pp.143-146
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• 2006

본 연구에서는 원전 시설 및 파이프라인의 초음파 비파괴 평가를 위하여 압전 소자를 이용한 초음파 센서를 설계하고 구현하였다. KLM 모델에 의하여 설계된 초음파 센서는 초음파 센서는 임펄스 응답 및 전기음향 측정 시험을 통하여 특성을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.163-163
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• 2017

모돈은 교배, 임신, 분만, 포유, 이유를 순환적 반복을 요구하는 개체로서 스마트 농장 시스템의 생산성 향상에 있어서 중요한 요소이다. 본 연구에서는 모돈 능력의 극대화 및 최적의 시스템 관리를 위해서 초음파 센서를 활용한 모돈의 지제 이상 징후를 실시간으로 계측할 수 있는 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 높이에 따라 상-중-하(30 cm 간격), 위치에 따라 전면부-후면부에 초음파 센서를 설치하고 이를 마이크로 컨트롤러에 연결하여 모돈의 지제 이상 유무 측정이 가능하도록 하였다. 모돈의 체형과 위치를 고려하여 설치된 초음파 센서의 위치 조절이 가능하도록 하였다. 또한 소형 LCD 모듈을 내장하여 실시간 모니터링이 가능하도록 하였으며, 측정된 데이터는 저장장치인 microSD 카드에 저장되도록 하였다. 모돈사의 환경을 고려하여 방밀형 구조로 하우징 마감하였다. 이 모돈 지체 이상 분석 시스템에 사용된 툴은 C언어를 이용하였다. 건강한 모돈을 대상으로 모돈의 지제의 관찰을 위하여 총 12회의 현장 실증실험이 수행되었으며, 현장 실증 시험 중 소요된 시간은 현장의 상황에 따라 다소 상이하였다 (8시간-28일). 높이 상에 위치한 전면부 및 후면부 초음파 센서 모두에서 모돈이 검출이 된 경우 정상 기립으로 간주하였고, 높이 상에 위치한 전면-후면부 초음파 센서 모두에서 모돈이 검출이 되지 않은 경우 정상적으로 누워 있는 걸로 간주하였다. 높이 하에 위치한 전면부 혹은 후면부 초음파 센서 한곳만 모돈이 검출된 경우 비정상적인 기립으로 간주하였다. 취득된 데이터를 분석한 결과 모돈의 정상적 상태 (기립상태, 누운 상태, 앉은 상태)와 그 외의 비정상적 상태로 분류가 가능하다. 또한 측정된 초음파 센서의 진동의 유무 및 파동형태에 따라서 모돈의 상태 예측이 가능하다. 초음파 센서의 진동 파동이 크고 안정된 상태인 경우 정상적인 활동 상태로 판단하였으며, 진동 파동이 작고 안정적인 경우는 수면 상태로 분류하였다. 실시간으로 지속적인 데이터 획득을 위하여 차후 초음파 센서 및 시스템의 보완작업이 필요하다. 이와같은 모돈의 행동 패턴에 따른 취득된 데이터를 분류하여 모돈의 발정에 의한 행동 특성(기립시간) 분석에 따른 발정 적기 발견 및 정량화 기술 개발에 활용이 가능하다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.11 no.1
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• pp.63-73
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• 2010

This paper presents the optimal design method of an overlapped ultrasonic sensor ring for reduced positional uncertainty, and its application to the obstacle detection with improved resolution. Basically, it is assumed that a set of ultrasonic sensors are installed to form a circle at regular intervals with their beams overlapped. First, exploiting the overlapped beam pattern, the positional uncertainty inherent to an ultrasonic sensor is shown to be significantly reduced. Second, for an ideal ultrasonic sensor ring of zero radius, the effective beam width is defined to represent the positional uncertainty, and the optimal number of ultrasonic sensors required for minimal effective beam width is obtained. Third, for an actual ultrasonic sensor ring of nonzero radius, the design index is defined to represent the degree of positional uncertainty, and an optimal design of an overlapped ultrasonic sensor ring consisting of commercial ultrasonic sensors with low directivity is given. Fourth, given measured distances from ultrasonic sensors, the geometric method is described to compute the obstacle position with reference to the center of a mobile robot. Finally, through experiments using our overlapped ultrasonic sensor ring prototype, the validity and performance of the proposed method is demonstrated.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2008.11a
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• pp.188-190
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• 2008

본 논문에서는 초음파 센서를 이용하여 이동하는 표적의 위치를 실시간으로 추적하는 위치추적 시스템을 개발하였다. 위치 추적 시스템은 4 개의 초음파 센서를 이용해서 각 센서에서 탐지되는 표적까지의 거리 정보를 이용하여 이동하는 표적의 위치좌표(x,y)를 구하였다. 특히 초음파 센서가 가지고 있는 빔폭 특성을 고려하여 4 개 센서 중 2개 센서에만 표적이 탐지될 경우 표적의 위치를 최적화하는 방안을 제시하였으며 개발된 알고리즘을 하드웨어에 장착하어 감시시스템이 실시간 양호하게 구동하는것을 확인하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.27 no.6
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• pp.263-270
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• 2008

The performance of an ultrasonic array sensor is determined by the properties of constituent materials and the effects of many structural parameters. In this study, with the finite element method, variation of the performances of an ultrasonic array sensor was analyzed in relation to its structural variables. Based on the analysis result, the structure of the ultrasonic array sensor was optimized to provide the highest sensitivity while satisfying such requirements as fractional bandwidth, center frequency and -20 dB pulse length. The optimization was carried out with the SQP-PD method for a target function composed of the ultrasonic array sensor performance. The optimized ultrasonic array sensor satisfied all the required specifications to be applicable to medical imaging diagnosis. The design technology in this paper can be utilized for other ultrasonic array sensors of a similar structure.

• 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.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.10 no.3
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• pp.198-206
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• 2009

This paper presents the reduction of the positional uncertainty of an ultrasonic sensor ring with overlapped beam pattern for the efficient obstacle detection of a mobile robot. Basically, it is assumed that a relatively small number of inexpensive low directivity ultrasonic sensors are installed at regular spacings along the side of a circular mobile robot with their beams overlapped. First, for both single and double obstacles, we show that the positional uncertainty inherent to an ultrasonic sensor can be reduced using the overlapped beam pattern, and also quantify the relative improvement in positional uncertainty. Second, given measured distance data from one or two ultrasonic sensors, we devise the geometric method to determine the position of an obstacle with respect to the center of a mobile robot. Third, we examine and compare existing ultrasonic sensor models, including Gaussian distribution, parabolic distribution, uniform distribution, and impulse, and then build the sensor model of overlapped ultrasonic sensors, adequate for obstacle detection in terms of positional uncertainty and computational requirement. Finally, through experiments using our prototype ultrasonic sensor ring, the validity of overlapped beam pattern for reduced positional uncertainty and efficient obstacle detection is demonstrated.