• 수산해양기술연구
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• 제38권3호
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• pp.249-255
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• 2002

소형 레이더 신호를 정량적으로 분석하여 해상물표의 운동정보를 실시간으로 추출 및 표시하기 위한 radar target extractor(RTX)를 개발하고, 이 장치를 소형 레이더 장치에 부착시켜 소형 연근해 어선에서도 타선의 진운동정보나 충돌회피정보와 같은 각종의 항해정보를 활용토록 하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 개발한 RTX는 IBM PC 의 ISA bus를 통해 데이터를 입출력할 수 있도록 설계된 신호처리장치로서, 일반 선박용 레이더에서 출력되는 video signal, trigger, antenna bearing pulse, antenna heading mark를 직접 입력할 수 있도록 하였다. 이 장치는 레이더 펄스신호가 해상에 존재하는 물표로부터 반사되어 수신될 때, 그 물표의 신호정보 및 위치좌표정보를 PC 의 CPU 에 의해 처리하지 않고 RTX 자체에 내장된 전용 DSP를 이용하여 실시간으로 처리하도록 하였다. 이 장치에 서 video 신호는 analog devices 사의 AD9042 (12 bit, 40 MHZ monolithic A/D converter)를 이용하여 digital 신호로 변환되고, 그 화상 신호는 CRT에 PPI 방식으로 표시되었다. 이 때 안테나가 회전하면서 탐지한 레이더 물표의 echo 신호는 echo 신호의 강도가 증가하면서 다른 물표의 위치와 구별되면 하나의 물표로서 판정한다. 이 경우, 표적식별 알고리즘은 물표가 미리 설정한 물표포착영역(target acquiring zone)내에 있고, 해당 물표의 크기와 다른 물표와의 거리등에 대한 데이터가 식별기준을 만족하는가에 대한 처리를 수행하도록 개발되었다. 본 연구는 현재 소형어선에 탑재되고 있는 소형레이더의 성능 향상에 크게 기여할 것으로 판단되고, 또한 소형어선용 저가형 ARPA 시스템의 국산화에 필요한 기반기술을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.742-750
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• 2020

선체 부가물에서 발생하는 유동소음은 자체소음 관점에서 소나의 성능과 직결되고, 추진기 및 방향타와 상호작용을 통해 2차 소음원을 야기해 근접장 범위의 엄밀한 분석이 요구된다. 하지만 유동소음 해석에 적용되는 기존의 음향상사법은 음향 신호의 전파를 직접 모사하지 않는 간접법에 해당해 회절, 반사, 산란 특성을 고려할 수 없으며, 근접장 해석이 제한적이다. 본 연구에서는 격자 볼츠만 기법을 적용해 수중환경 유동소음의 전파과정을 직접 모사하였다. 격자 볼츠만 기법은 분자의 충돌과 흐름 과정을 통해 유동소음을 해석하는 기법으로, 압축성과 낮은 소산율, 낮은 분산율의 특성을 가지고 있어 소음해석에 적합하다. 선체 부가물 형상을 대상으로 RANS 해석을 통해 유동소음원을 도출하고, 유동-음향 경계면을 적용한 격자 볼츠만 기법으로 유동소음의 전파과정을 직접적으로 모사했다. 도출된 결과를 수음점의 위치에 따라 FW-H 결과 및 유체동압력 결과와 비교를 통해 근접장에서 타 기법 대비 격자 볼츠만 기법의 유용성을 확인했다.

• 한국진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.331-337
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• 2006

국제 직선형 충돌 가속기 (ILC; International Linear Collider). 자유전자 레이저 (FEL: Free Electron Laser)와 같은 차세대 가속기에 사용 할 공동형 빔위치 측정기 ( 공동형 BPM: cavity-type beam position monitor)를 일본 고에너지 연구소 (KEK; High Energy Accelerator Research Organization)와 공동으로 개발하였다. ILC 및 FEL의 운전을 위해서는 빔 기반 정렬 (beam-based alignment)과 되먹임 장치 (feedback system)가 필수적으로 요구되는데, 이를 위해서는 적절한 위치에 서브마이크론의 분해능을 지닌 빔위치 측정기를 설치하여야 한다 [1]. 공동형 BPM은 기계적인 정밀도에 매우 민감하므로 정밀한 제작과 미세한 기계적 조정을 통하여 성능을 달성하게 된다. 우리는 제작 오차를 줄이기 위하여 공진 공동, 빔 튜브, 도파관, 전기도입기 등 모든 부품을 조립 후 한꺼번에 진공 브레이징 하였다. 공동의 외주면에는 네 개의 튜닝 핀을 두어 공진주파수 및 x-y 격리도 (x-y isolation between coupled waveguide)를 미세 조정할 수 있도록 하였다. 현재 개발된 공동형 BPM 은 공진주파수는 6.422 GHz 이며, 공동 내경은 53.822 mm, 빔의 위치 측정 범위는 ${\pm}250 {\mu}m$이다. network analyzer를 관측하면서 튜닝핀을 이용하여 x-y 격리도를 -40 dB 이하로 조정할 수 있었다. 실제 KEK ATF2에서의 전자빔을 이용한 시험에서 신호의 모양, x-y 격리도, 민감도 등에서 만족한 결과를 얻었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권5호
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• pp.497-503
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• 2018

여객선과 실습선은 많은 인원이 승선한다는 점에서 서로 공통적인 특성을 갖고 있다. 이러한 이유로 여객선형 선박의 안전한 운항이 대단히 중요하다. 정상적인 항해 중, 선박은 다양한 형태의 타각을 사용하여 변침하고, 위험 물표와의 충돌 회피를 위해 선회하기도 한다. 선박이 선회하면 횡경사가 발생하고, 운항 당시 여건이 불리할 경우 위험횡경사가 발생하거나 전복사고로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 여객선과 유사한 두 척의 실습선을 대상으로 실선 선회 실험을 통해 횡경사를 계측하였고, 이를 선회 중 횡경사 이론식과 비교분석하였다. 그 결과, IMO 복원성 성능기준에 제시된 선회 중 횡경사 계산식을 이용한 최대횡경사 예측의 한계점을 확인하였다. 또한, 선회 중 횡경사 이론식에 전타 당시 선속을 반영하고, 계산된 결과값에 우 선회시 1.4배, 좌 선회시 1.1배를 적용하면 최대횡경사 예측이 가능함을 확인하였다. 본 연구는 선회 중 위험횡경사 예방에 관한 안전운항기준을 마련하는데 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.237-248
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• 2017

각종 사고 및 테러로 인한 폭발, 충돌, 화재 사고가 발생함에 따라 사회적인 안전 불감증이 더욱 고조되고 있으나, 실제 극한하중에 대한 구조물의 방호 설계가 반영되지 못하고 있는 실정이다. 특히, 원전격납구조물, 가스탱크 등과 같은 주요 시설물에 적용되고 있는 2방향 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 구조물에 대한 폭발, 그리고 폭발로 인한 2차적으로 발생 가능한 화재에 대한 연구가 미흡함에 따라 복합손상 시나리오에 대한 구조물의 검토가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 폭발 후 화재하중 복합손상을 분석하기 위하여 $1,400mm{\times}1,000mm{\times}300mm$의 2방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트를 제작하여, 폭발하중은 ANFO 25 kg의 장약량을 1.0 m 이격거리로 실험을 구성하고, 화재하중은 5분 이내에 $1,200^{\circ}C$의 화재하중을 가할 수 있는 RABT 화재시나리오를 적용하여 극한저항성능을 검토하였다. 본 연구는 향후 국내외 프리스트레스트 콘크리트에 대한 방호설계 및 폭발해석 등 관련 연구분야의 중요한 자료가 될 것이라 판단된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.259-264
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• 2014

본 연구는 자기 홀 센서의 특성으로 인해 실내 환경에서만 이용이 되었던 자기/자기-자이로유도 타입의 무인운반차를 실외 환경에서도 적용이 가능하도록 실외 주행용 자기 위치측정 장치를 설계 및 제작하는 것이다. 현재 이용되고 있는 자기 위치측정 장치는 측정 높이가 30mm로 바닥 환경이 고르고 평평한 실내 환경에 적합한 구조이다. 하지만 바닥 환경이 울퉁불퉁하거나 불균형적인 실외환경에 이용되는 무인운반차에는 부적합하다. 그 이유는 무인운반차 서스펜션이 부착되게 되고, 이 때 자기 위치측정 장치의 부착높이가 30mm 이하로 무인운반차에 가해진 충격으로 인해 장치와 바닥과의 충돌이 발생하게 되면 장치가 파손되기 때문이다. 따라서 실외 자기유도 무인운반차에 적용하기 위해서는 100mm 이상의 측정 높이를 가지는 자기 위치측정 장치가 필요하다. 현재 자기위치측정 장치의 성능 향상 및 개발에 관련된 다양한 연구들이 진행되었지만, 다양한 자기 홀 센서를 분석하여 본 논문에서는 자기위치측정 장치를 설계 및 제작하였고, 자기 홀 센서의 특성 정보를 이용한 특성 함수를 이용해 자성체의 위치를 검출하였다. 실험을 위하여 알루미늄을 이용한 실험 장비를 제작하였으며, 제안된 자기 위치측정 장치를 이용하여 실험한 결과 위치측정 정밀도 오차는 10mm 이하이고, 측정 높이는 평균 150mm 로 실외 자기유도 무인운반차에 적합한 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권8호
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• pp.1631-1636
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• 2015

무선 통신기술의 발전과 함께, 수중 통신 기술도 초기의 점대점 통신에서 벗어나 다수개의 노드를 연결하는 네트워크 구축으로 연구가 진행되고 있다. 수중의 통신환경은 전파지연, 도플러 효과, 다중경로, 그리고 전파손실의 측면에서 기존의 지상 무선 환경과 크게 차이가 있다. 따라서, 지상의 연구 결과가 수중에서 그대로 적용되기는 어려운 상황이다. 특히, 전파환경에 의존성이 큰 매체접속제어 프로토콜은 수중 통신망을 위해 새로 설계되어야한다. CSMA/CA는 데이터 패킷의 충돌을 피하고 숨겨진 노드 문제 등을 해결할 수 있으므로 이를 기반으로 한 여러 수중 매체접속제어 프로토콜들이 제안되어 왔다. 하지만 현실적으로는 RTS/CTS가 도달하는 전송범위 밖에서 발생한 간섭에 의해 수신신호의 성능이 저하되어 RTS/CTS의 효율이 감소될 수 있다. 본 논문에서는 수중 환경에서 전파반경 밖의 간섭 신호의 영향으로 인해 발생되는 신호대잡음비(SNR) 감소를 분석하여 RTS/CTS의 효율 감소를 도출하고, 기존 매체접속제어 프로토콜에 미치는 영향을 분석하였다. 또한, 수중 환경에서의 전파 간섭문제와 지상에서의 전파 간섭 문제를 비교 분석하여 지상과 차별화된 수중 통신환경에서 고려해야 할 사항들을 정리해 보았다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권5호
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• pp.574-580
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• 2016

본 논문에서는 Single Board 컴퓨터와 V2I (Vehicle to Infrastructure) 구조를 통해 다중 차량을 군집으로 제어하는 시스템을 소개한다. 그리고 이 시스템에서 핵심이 되는 중계기의 회피 기동 판단 알고리즘을 소개한다. 중계기는 이 알고리즘을 통해 차량으로부터 받는 센서 데이터를 활용하여 차선 위에 장애물이 있는지를 파악하고, 회피 기동 필요 여부를 판단한다. 해당 시스템의 성능 실험은 차선 위에 장애물이 있는 상황에서 Wi-Fi를 통한 다중 차량과 중계기 서버 간에 TCP/IP로 회피 기동 판단을 위한 주행 데이터를 전송하고 차량들의 주행 상태를 관찰하는 방식으로 진행하였다. 실험 결과를 통해 ISM (Industrial Scientific Medical) 주파수 간섭이 있는 상황에서 초기에 구현했던 회피 기동 판단 알고리즘이 높은 실패 확률을 가지고 있다는 것을 알게 되었고, 그것을 줄이기 위한 방법을 연구하게 되었다. 연구 결과 회피 기동 판단 알고리즘에 데이터 변화 감지기를 적용하는 방식으로 해결방법을 찾게 되었다. 본 논문에서는 ISM 주파수 간섭 상황에서 개선 사항인 데이터 변화 감지기 적용이 시스템의 신뢰도에 주는 영향을 보여주고자 한다. 본 기술을 적용하고 개선한다면, 차량 간 통신 또는 차량과 인프라 간의 통신을 통해 다중 충돌 사고와 같은 위기 상황에 대해 더욱 효과적으로 대응할 수 있을 것이며, 나아가 무인 운전 기술에 적용할 수 있을 것이다. 또한 추후 유사 시스템 구현에 대해 선행 연구 자료로서 이용될 수 있을 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권5호
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• pp.555-564
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• 2016

본 논문은 무인로봇을 활용하는 군 정찰 환경에서 발생하는 트래픽 속성을 고려한 슬롯 할당 기법을 제안한다. 전장 지역을 탐지하고 적으로부터의 위협을 사전에 확인하기 위해 사람을 투입하는 것 대신 점차 무인로봇이 그 역할을 대신할 것으로 예상된다. 관제센터가 무인로봇을 조종하기 위해 전송하는 제어메시지의 경우, 한 번의 오작동이 큰 비극을 낳을 수 있기 때문에 고 신뢰성이 요구된다. 또한 각 무인로봇들이 감시정찰을 위해 관제센터로 전송하는 정찰용 멀티미디어 데이터의 경우, 실시간으로 끊김없는 영상을 제공하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이러한 무인로봇 환경의 요구사항을 고려하여 효과적인 데이터 전송을 보장하기 위해 per-path 기반의 중앙집중식 TDMA 슬롯 할당 기법을 제안하였다. 관제센터가 트래픽 방향을 기반으로 중앙집중식으로 슬롯을 할당함으로써 무인로봇들 간의 슬롯 할당 충돌을 감소시키고 전송 지연을 감소시킨다. 본 제안 기법은 ns-3 시뮬레이터를 활용하여 성능을 검증하였고 TDMA기반의 비교 알고리즘보다 높은 패킷 전송 성공률을 보였으며 다운링크 트래픽 전송 시나리오에서 비교 알고리즘에 비해 짧은 지연 시간을 보였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권1호
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• pp.83-95
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• 2018

최근 조선 산업의 기술이 발전함에 따라 선박의 크기 및 성능이 향상되었다. 이에 따라 한 번의 선박 간 충돌로 인한 좌초 등의 사고가 대형 해난사고를 초래할 수 있게 되었다. 이러한 심각성을 고려하여 국제 사회에서는 해사안전 향상을 위해 지속적으로 전자해도 기준을 업데이트하고 있다. 국제수로기구(IHO)에서 관리하는 기존의 전자해도 관련 표준은 S-57로, S-57 안에는 기존 이진(Binary) 형태의 전자해도 데이터를 제작하기 위한 기준이 담겨있다. 그러나 S-57은 2000년 12월 3.1 버전이 발표된 이후 업데이트가 중단되어 지속적으로 성장하고 있는 해양공간정보의 기술 경향을 반영하지 못하고 있다. IHO에서는 이러한 흐름에 대처하기 위해 차세대 전자해도 제작기준 표준인 S-100을 제정하였으며, 기존 S-57과 다른 데이터의 교환 형식을 사용하였다. 기존 전자해도의 경우에는 이진 형태로 구성되었으나 차세대 전자해도 표준을 기반으로 한 S-10X 전자해도 데이터의 경우에는 피처 카탈로그(Feature Catalogue), 포트리얼 카탈로그(Portrayal Catalogue), GML로 구성되어 있다. 이러한 점을 고려할 때 전자해도의 유효성 검증 표준인 S-58의 업데이트 또는 새로운 유효성 검증 표준의 제정이 필요하다. 본 연구에서는 이에 변화된 데이터의 유효성 검증 시험을 위해 자체 소프트웨어를 개발하였고 테스트 결과에 따른 개선점을 도출하였다.