• 제목/요약/키워드: 3D autonomous system

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자율운행 자동차의 에이전트 설계 및 프로토타입 개발 (Design and Prototype Development of An Agent for Self-Driving Car)

  • 임승규;이재문
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.131-142
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    • 2015
  • 자율주행 자동차는 전통적인 차량의 주요 수송 기능을 수행 할 수 있는 자동 운전 차량 말하며, 그것은 주변 환경을 감지하고 인간의 어떠한 입력 없이 이동 가능하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 자율주행 자동차를 시뮬레이션 할 수 있는 자율주행 자동차 에이전트를 설계하고 이에 대한 프로토타입을 개발하였다. 이를 위하여 자율주행 자동차에 대한 요구 사항을 분석하고, 전통적인 다중 에이전트 시스템에 적합하도록 에이전트를 설계하였다. 설계의 핵심 은 에이전트들은 오직 조종힘에 따라 이동하도록 하는 것이다. 설계된 에이전트의 프로토타입은 유니티3D를 이용하여 구현되었다. 프로토타입을 이용한 시뮬레이션 결과, 에이전트의 이동은 매우 자연스럽게 나타났다. 그러나 에이전트 수를 증가시키는 경우에 성능이 심각하게 저하되었고, 이에 대한 대안들을 제시하였다.

오픈 소스 기반의 정찰 및 탐색용 드론 프로그램 개발 (Development of the Program for Reconnaissance and Exploratory Drones based on Open Source)

  • 채범석;김정환
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.33-40
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    • 2022
  • With the recent increase in the development of military drones, they are adopted and used as the combat system of battalion level or higher. However, it is difficult to use drones that can be used in battles below the platoon level due to the current conditions for the formation of units in the Korean military. In this paper, therefore, we developed a program drones equipped with a thermal imaging camera and LiDAR sensor for reconnaissance and exploration that can be applied in battles below the platoon level. Using these drones, we studied the possibility and feasibility of drones for small-scale combats that can find hidden enemies, search for an appropriate detour through image processing and conduct reconnaissance and search for battlefields, hiding and cover-up through image processing. In addition to the purpose of using the proposed drone to search for an enemies lying in ambush in the battlefield, it can be used as a function to check the optimal movement path when a combat unit is moving, or as a function to check the optimal place for cover-up or hiding. In particular, it is possible to check another route other than the route recommended by the program because the features of the terrain can be checked from various viewpoints through 3D modeling. We verified the possiblity of flying by designing and assembling in a form of adding LiDAR and thermal imaging camera module to a drone assembled based on racing drone parts, which are open source hardware, and developed autonomous flight and search functions which can be used even by non-professional drone operators based on open source software, and then installed them to verify their feasibility.

디테일 향상 기법을 적용한 자동차용 열상카메라 개발 (Thermal Imaging Camera Development for Automobiles using Detail Enhancement Technique)

  • 조덕상;양인범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.687-692
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    • 2018
  • 본 논문은 첨단운전자지원시스템(Advanced Driver Assist System, ADAS) 및 자율주행자동차 등에 영상 정보를 제공하는 자동차용 열상카메라를 개발하고 그 영상의 디테일을 향상하기 위한 개선된 기법을 제안한다. 열상카메라는 온도 측정과 야간 영상 확보 등을 목적으로 의료, 산업, 군수 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 스마트자동차에서는 야간 영상 확보를 위하여 적용되고 있다. 첨단운전자지원시스템 및 자율주행자동차 등의 영상 센서로 활용되기 위해서는 객체인식이 가능한 수준의 영상 해상도 및 디테일이 요구된다. 본 논문에서는 자동차에 적용 가능한 $640{\times}480$ 해상도의 열상카메라를 개발하고 영상의 디테일을 향상하기 위한 BDE(Block-Range Detail Enhancement) 기법을 적용한다. 다양한 주행 환경에서 얻어지는 영상 디테일을 향상하기 위하여 대상 픽셀과 주변 8개의 픽셀 간의 Block-Range 값을 계산하여 5단계로 구분하고 각기 다른 Factor를 가감하도록 함으로써 활용도가 높은 영상을 얻을 수 있도록 한다. 개선된 기법은 130mK의 온도 차이까지 구분함으로써 영상의 어두운 부분도 상대적으로 세밀하게 구분하며, 영상의 밝은 부분과 어두운 부분 모두에서 고른 디테일 향상을 보여준다. 개발된 열상카메라와 디테일 향상 기법을 실차에 적용하고 시험하여 제안된 기법의 개선된 결과를 제시한다.

합성곱 네트워크 기반의 Conv1D 알고리즘에서 시간 종속성을 반영한 선박 연료계통 장비의 고장 진단 모델 (The Fault Diagnosis Model of Ship Fuel System Equipment Reflecting Time Dependency in Conv1D Algorithm Based on the Convolution Network)

  • 김형진;김광식;황세윤;이장현
    • 한국항해항만학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.367-374
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    • 2022
  • 본 연구는 자율운항 선박의 연료 계통 펌프와 청정기를 대상으로 고장을 진단 사례를 제시하였다. 계측된 신호의 시간종속성을 반영한 심층학습(Deep learning) 알고리즘 적용 절차를 구성하고, 장비의 정상 운전상태와 고장 상태에서 계측한 진동 신호를 고장 패턴 학습에 사용하였다. 특히, 진동 신호에 내포된 열화의 시간 종속성을 반영할 수 있는 방법을 찾고자 하였으며, 슬라이딩 윈도우 연산 과정을 가진 Conv1D를 이용하여고장의 시간 종속성을 반영하였다. 또한 계측된 신호의 차수를 2차원에서 3차원으로 확장하여 시간 영역의 특징을 반영할 수 있는 데이터 전처리과정을 고안하였다. Conv1D 알고리즘의 적층과 변수를 결정하는 과정에서 그리드 탐색 기법을 사용하여 초매개변수의 최적 값을 결정하였다. 마지막으로 제안한 데이터 전처리 방법과 시계열 데이터의 시간 종속성을 반영한 Conv1D 모델이 이상 감지 및 고장 진단에 타당성이 있음을 확인하였다.

몬테 카를로 복사 전달 행렬 방법을 사용한 산란 대기에서 동작하는 단거리 3차원 플래시 라이다 시스템의 수치적 모델링 (Numerical Modeling of a Short-range Three-dimensional Flash LIDAR System Operating in a Scattering Atmosphere Based on the Monte Carlo Radiative Transfer Matrix Method)

  • 안해찬;나정균;정윤찬
    • 한국광학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.59-70
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    • 2020
  • 3차원 플래시 라이다 시스템(3D flash LIDAR system)에서의 대기 산란을 해석하기 위해 몬테 카를로 복사 전달(Monte Carlo radiative transfer, MCRT) 방법을 바탕으로 수정된 수치 해석 모델인 MCRT 행렬 방법을 논의한다. MCRT 방법을 바탕으로 라이다 신호의 복사 전달 함수를 행렬 형태로 구성하며, 이는 특성 응답에 해당한다. 근축 근사에 기반하여 본 특성 응답 행렬의 중첩 및 합성곱 연산을 활용함으로써 확장된 전반적인 플래시 라이다의 전산 모사 모델을 개발한다. MCRT 행렬 방법은 기존의 몬테 카를로 기반 방법들에서 과도하게 증가할 수 있는 개별 라이다 신호의 추적을 대폭 경감시킨다. 그 결과 본 방법은 다양한 산란 조건 및 라이다 시스템 구성 환경에서도 그 신호 응답을 빠르게 획득할 수 있는 특징을 지닌다. 본 논문에서는 MCRT 행렬 방법에 기반한 전산 모델을 이용하여 상이한 대기 환경 조건에서 동작하는 3차원 플래시 라이다 시스템을 그 산란 조건, 즉, 그 가시거리에 따른 산란 계수를 달리하며 모사하고, 플래시 라이다 신호의 신호대잡음비의 악화, 신호 오류, 시공간적 확산 및 시간 지연 등 시스템상에서의 산란 효과에 의해 나타나는 다양한 현상을 수치적으로 분석한다. MCRT 행렬 방법은 자율 주행을 위한 플래시 라이다 시스템을 포함해 다양한 라이다 시스템을 분석하는데 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

무기체계 운용시험평가 개선전략 도출 및 우선순위 결정 (A Study on the Strategy for Improvement of Operational Test and Evaluation of Weapon System and the Determination of Priority)

  • 이강경;김금률;윤상돈;설현주
    • 융합보안논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.177-189
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    • 2021
  • 국방 연구개발은 변화하는 미래 전장환경에 대응하기 위해 중·장기 소요로 결정된 무기체계를 확보하기 위한 핵심과정이다. 특히 시험평가는 무기체계 연구개발의 마지막 관문으로서 전력화 전환여부를 결정하는데 필요한 정보를 제공해주고 무기체계의 수명주기와 연계된 성능보장을 위해서도 중요한 역할을 수행한다. 한편 최근 한반도 작전환경 및 국방 획득환경의 변화를 살펴보면, 크게 3가지 특징을 확인할 수 있다. 먼저 무기체계 전력화 운용시 지속적인 안전사고가 발생하여 전투원 안전에 대한 사회적 관심이 증대되었고, 획득비용의 증가에 따라 한정된 국방예산의 효율적 집행이 요구되고 있다. 또한 로봇·자율무기체계(RAS), 사이버 보안 시험평가 등 미래 전장환경에 대응하기 위한 전략적 접근이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 최근 변화된 안보환경의 특징을 고찰하여 무기체계 운용시험평가의 개선전략을 제시하고자 한다. 이를 위해 현행 무기체계 운용시험평가 시스템의 보완소요를 다차원 모형으로 분석하여 개선전략을 도출하였고 계층적 분석기법(AHP)을 통해 우선순위를 결정하였다.

모델링된 수중음향 채널환경에서 SC-FDE와 OFDM 전송방식의 심볼오율 비교 (A Comparison of Symbol Error Performance for SC-FDE and OFDM Transmission Systems in Modeled Underwater Acoustic Communication Channel)

  • 황호선;박규태;주재훈;신기철
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.139-146
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    • 2018
  • 수중음향통신은 자원 및 지질탐사, 무인잠수정을 이용한 수중탐지 등 산업, 과학, 군사 분야에 다양하게 이용될 수 있으며 최근 들어 미국을 비롯한 선진국을 중심으로 활발하게 연구되고 있다. 그러나 수중음향통신은 지상에서의 무선통신과 달리, 느린 음파 전달속도로 인한 전송대역의 제한과 다중경로에 의한 심볼간 간섭과 이로 인한 심각한 신호왜곡 등의 치명적인 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 문제점 중, 다중경로에 의한 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로 단일반송파 전송방식을 사용하는 주파수영역등화(FDE) 기법과 다중반송파 전송방식을 사용하는 직교주파수분할다중화 기법(OFDM)을 수중음향통신 채널에 적용하여 그 성능과 수중통신에서의 적용성 여부를 판단하였다. 이를 위해 모의된 수중채널을 바탕으로, SC-FDE와 OFDM 방식의 성능을 SER 관점에서 비교하였다. 수중채널은 벨홉모델을 이용하여 모의하였으며, 모의실험 결과, SC-FDE는 OFDM에 비해 $10^{-3}SER$ 기점을 기준으로 약 5dB 이상의 SNR 이득이 발생하였다. 모의실험 결과를 통해, SC-FDE가 수중 음향통신에 효율적으로 적용 가능한 시스템임을 보였다.

스테레오 카메라 기반의 적응적인 공간좌표 검출 기법을 이용한 자율 이동로봇 시스템 (Autonomous Mobile Robot System Using Adaptive Spatial Coordinates Detection Scheme based on Stereo Camera)

  • 고정환;김성일;김은수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권1C호
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    • pp.26-35
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    • 2006
  • 본 논문에서는 지능적인 경로 계획을 위한 스테레오 카메라 기반의 공간좌표 검출 기법을 이용한 자율 이동 로봇 시스템을 제안하였다. 우선 스테레오 카메라로부터 입력된 영상 중 좌 영상에 YCbCr 컬러 모델 및 무게 중심법을 이용하여 이동중인 보행자의 얼굴 영역과 중심좌표를 검출하고, 검출된 좌표 값에 따라 스테레오 카메라의 능동적인 로봇 제어를 통해 이동하는 보행자를 실시간적으로 검출하게 된다. 다음으로, 로봇구동에 의해 추적 제어된 스테레오 카메라의 좌, 우 영상간의 시차정보와 스테레오 카메라 내부 변환관계를 통해 깊이 정보를 검출한 후, 검출된 깊이 지도로부터 각 열에 존재하는 최소값을 이용한 2차원 공간좌표를 검출하여 이동 로봇과 보행자간의 거리와 위치좌표는 물론 다른 물체들과의 상대 거리를 산출하게 되며, 산출된 위치 좌표를 토대로 이동 로봇의 지능적인 경로 추정 및 판단에 따라 자율적인 주행을 수행하게 된다. 실시간적으로 입력되는 240 프레임의 스테레오 영상을 사용한 실험결과, 이동 로봇과 전방에 존재하는 장애물간의 거리 및 보행자와 장애물간 상대거리의 계산치와 측정치간의 오차가 평균 $2.19\%$$1.52\%$이하로 각각 유지됨으로써 경로 계획을 위한 공간좌표 검출에 기반을 둔 실질적인 이동 로봇 시스템의 구현 가능성을 제시하였다.

융합산업 규제영향분석 프레임워크 개발: 신산업 분야별 규제이슈 사례 연구 (Development of the Regulatory Impact Analysis Framework for the Convergence Industry: Case Study on Regulatory Issues by Emerging Industry)

  • 송혜림;서봉군;조성민
    • 지능정보연구
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    • 제27권3호
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    • pp.199-230
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    • 2021
  • 산업의 경쟁력을 강화하기 위해서는, 새로운 기술의 개발 및 사업화와 함께 관련된 규제·애로를 발굴하고, 적기(適期)에 대응하는 것이 매우 중요한 요소로 작용한다. 현 정부에서는 이러한 산업적 변화에 대응하여 신산업에 대한 투자 확대와 함께 해당 산업 분야에 적용되고 있는 기존 규제메커니즘의 개혁을 추진하고 있다. 이러한 정부 정책방향에 맞춰, 본 연구는 신산업 분야에서 발생될 규제이슈를 선제적으로 예측하기 위해, 신제품 및 서비스의 시장진출에 있어서 걸림돌이 되는 기존 규제 제도를 발굴하고, 적정성 평가 및 개선방안을 마련하기 위한 규제영향분석 체계를 구축하고자 하였다. 그 결과로, 본 연구에서는 규제영향분석 프레임워크를 제시하였으며, 실제 규제이슈 사례를 적용하여, 분석하고 개선안을 도출하는 전반적인 과정을 보여주고자 하였다. 본 연구의 결과는 '18년도에 정부에서 집중적으로 투자를 진행했던 융합 신산업 분야의 제품 및 서비스를 대상으로 하여, 기획(R&D)단계부터 상용화 되기까지의 일련의 과정에서 발생 가능한 규제들을 사전적으로 검토하는 방법론을 제안하였다. 규제영향분석 프레임워크를 통해 도출된 규제 개선안은 소관 부처에 건의되어, 실제로 법령이 개정되었다는 점에서 연구의 실무적 및 정책적인 시사점을 제시할 수 있으며, 본 연구에서 개발한 규제영향분석 프레임워크는 향후 신산업 분야에서 나타날 수 있는 규제 이슈들을 해결하는 것에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상한다.

중국(中國) 연변지구(延邊地區) 조선족(朝鮮族)마을의 구성(構成) 룡정시 지신향 장재촌을 대상으로 (Tie Spatial Structure of Ch'ang-ts'ai-ts'un Village A Case Study on a Rural Village of Korean Immigrants in Yen-pien Area of China)

  • 이규성
    • 건축역사연구
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    • 제3권1호
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    • pp.83-99
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    • 1994
  • Ch'ang-Ts'al-Ts'un is a rural Village near Lung-jing City in Yen-pien Korean Autonomous Province of China. It was formed about 100 years ago by Korean Immigrants and has been developed maintaing the characteristics of traditional Korean architecture. Therefore investigating the spatial structure of this village is a meanigful work to confirm and explore one branch of Korean architecture. This study aims at analyzing the spatial structure of the village using direct data collected from the field work and indirect data from books and maps. The field work consists of on-the-site survey of the village layout, interviews of residents, observation notes and photography. Ch'ang-Ts'ai-Ts'un is located 360-370 m high above the sea level and at the side of a long valley. A river flows in the middle of the valley and relatively flat arable land exists at the both sides of the river. The location of the village related to the surrounding river and mountains suggests that the site of the village was chosen according to Feng-Shui, Chinese and Korean traditional architectural theory. The main direction of the house layouts is South-western. The village has been growing gradually until today. Therefore it is meaningful to make the village layout before Liberation(1946 A.D.) because the characteristics of Korean architecture prevailed more in that period. The area of the previous village is limited to the west side of the creek. New houses were later added to the east of the creek, forming a 'New Village'. Previously the village was composed of 3 small villages: Up, Middle and Down. Also the main access roads connecting the village with the neighboring villages were penetrating the village transversely. Presently the main access road comes to the village longitudinally from the main highway located in front of the village. The retrospective layout shows the existence of well-formed Territory, Places and Axes, thus suggesting a coherent Micro-cosmos. The boundary of imaginery territory perceived by present residents could be defined by linking conspicous outside places sorrounding the village such as Five-mountains, Front-mountain, Shin-dong village, Standing-rock, Rear-mountain and Myong-dong village. Inside the territory there are also the important places such as Bus-stop, Memorial tower of patriots, Road-maitenance building and the village itself. And inside it 5 transverse and 1 longitudinal axes exist in the form of river, roads and mountains. The perceived spatial structure of the village formed by Places, Axes and Territory is geometrical and well-balanced and suggests this village is fit for human settlement. The administrative area of the village is about 738 ha, 27 % of which is cultivated land and the rest is mountain area. Initially the village and surrounndings were covered with natural forest But the trees have been gradually cut down for building and warning houses, resulting in the present barren and artificial landscape with bare mountains and cultivated land. At present the area of the village occupied by houses is wedge-shaped, 600 m wide and 220 m deep in its maximum. The total area of the village is $122,175m^{2}$. The area and the rate of each sub-division arc as follow. 116 house-lots $91,465m^{2}$ (74.9 %) Land for public buildings and shops $2,980m^{2}$ (2.4 %) Roads $17,106m^{2}$ (14.0 %) Creek $1,356m^{2}$ (1.1 %) Vacant spaces and others $9,268m^{2}$ (7.6 %) TOTAL $122,175m^{2}$ (100.0 %) Each lot is fenced around with vertical wooden pannels 1.5-1.8 m high and each house is located to the backside of the lot. The open space of a lot is sub-divided into three areas using the same wooden fence: Front yard, Back yard and Access area. Front and back yards are generally used for crop-cultivation, the custom of which is rare in Korea. The number of lots is 116 and the average size of area is $694.7m^{2}$. Outdoor spaces in the village such as roads, vacant spaces, front yard of the cultural hall, front yard of shops and spacse around the creek are good 'behavioral settings' frequently used by residents for play, chatting, drinking and movie-watching. The road system of the village is net-shaped, having T-junctions in intersections. The road could be graded to 4 categories according to their functions: Access roads, Inner trunk roads, Connecting roads and Culs-de-sac. The total length of the road inside the village is 3,709 m and the average width is 4.6 m. The main direction of the road in the village is NNE-SSE and ESE-WNW, crossing with right angles. Conclusively, the spatial structure of Ch'ang-Ts'ai-Ts'un village consists of various components in different dimensions and these components form a coherent structure in each dimension. Therefore the village has a proper spatial structure meaningful and appropriate for human living.

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