• Smart Structures and Systems
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• 제6권5_6호
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• pp.461-480
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• 2010

This paper analyses the data collected from the $2^{nd}$ Jindo Bridge, a cable-stayed bridge in Korea that is a structural health monitoring (SHM) international test bed for advanced wireless smart sensors network (WSSN) technology. The SHM system consists of a total of 70 wireless smart sensor nodes deployed underneath of the deck, on the pylons, and on the cables to capture the vibration of the bridge excited by traffic and environmental loadings. Analysis of the data is performed in both the time and frequency domains. Modal properties of the bridge are identified using the frequency domain decomposition and the stochastic subspace identification methods based on the output-only measurements, and the results are compared with those obtained from a detailed finite element model. Tension forces for the 10 instrumented stay cables are also estimated from the ambient acceleration data and compared both with those from the initial design and with those obtained during two previous regular inspections. The results of the data analyses demonstrate that the WSSN-based SHM system performs effectively for this cable-stayed bridge, giving direct access to the physical status of the bridge.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.127-135
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• 2014

게임이나 오락 분야에서 많이 적용되어왔던 체감형 콘텐츠와 실감형 기기들은 각기 상호작용을 통해 사용자의 참여도나 재미를 극대화할 수 있는 기술이다. 본 논문에서는 안드로이드 플랫폼 기반으로 체감형 콘텐츠를 제작하고, 이를 3축 가속도 센서와 진동센서를 갖는 체감형 인터페이스를 통해 제어하는 인체 착용형 블루투스 기기를 설계하고 구현한다. 개발된 체감형 인터페이스 기기는 스마트폰 앱을 이용하여 최적의 3축 동작성 및 기능성을 테스트하고 사용자 편리성을 가진 체감형 기기로서 유용함을 입증한다. 또한 블루투스를 통한 센서 데이터 전송 최적화 프로토콜을 구현하여 스마트폰 콘텐츠의 오동작을 줄일 수 있음을 보인다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제18권3호
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• pp.58-67
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• 2019

한전의 저압전송전선로로 이용되고 있는 지중저압접속함은 지중선로의 분기나 접속을 목으로 하고 있다. 지중저압접속함은 거리의 미관을 고려하는 효용성에 비하여 여름철 집중호우나 도로의 침수에 의하여 감전사고가 발생하는 등 안전대책이 필요하다. 본 논문에서는 지중저압접속함 내부에 온습도, $CO_2$, 수위, 가속도, 진동 센서를 장착하고 센서 데이터를 지그비모듈을 이용하여 지상으로 데이터를 전송한다. 지상과의 통신을 위한 안테나(볼티드 안테나)를 제안하여 이를 통한 데이터 수신을 확인하였다. 전송된 데이터는 LF 모드 및 HEX모드에서 완벽한 수신 성공률이 확인되었으며, 볼티드 안테나는 난환경 사태에서 실험한 결과 지중상태와 수중상태의 차이는 보이고 있으나, 지중저압접속함으로부터 10m 정도 떨어진 지상과의 통신에는 충분히 수신감도라고 판단되었다. 수신된 데이터는 PC기반의 GUI를 통해 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권8호
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• pp.111-118
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• 2023

본 논문에서는 비행 시뮬레이터와 VR분야에서 사용될 수 있는 가속도 센서와 진동 센서를 적용한 와이파이 기반의 조이스틱을 제안한다. 비행시뮬레이터는 ICT 및 SW 응용분야에 속하는 기술로 항공기의 환경을 재현하는 시뮬레이션 환경을 제공한다. 비행시뮬레이터의 일반적인 조종 장치는 고정식으로 특정 장치에 부착되어 사용되어 사용자의 활동 영역의 한계성을 가진다. 본 논문에서는 자유로운 공간 활용성을 위하여 3차원 공간 조종 장치를 구현하였다. 또한, 제안하는 조종 장치는 기존 VR장비의 컨트롤러에 비해 정확하고 정교한 조종을 위하여 3축 센싱과 정보를 표시하는 디스플레이 및 와이파이 통신을 위한 보드를 설계하고 유니티 기반의 가상 환경을 구현하여 적용 가능성을 확인하였다. 구현된 장치는 통신 인터페이스를 통해 조종 장치가 정상적으로 동작하는 것을 확인하였으며, 게임 내 센싱 값과 구현된 보드에서 측정한 센싱 값이 일치하는 것을 확인하였다. 연구의 결과물은 비행시뮬레이터 외에도 VR 및 다양한 메타버스 관련 콘텐츠에 활용될 수 있을 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권6호
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• pp.771-777
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• 2017

The applications of smartphones or other portable smart devices have dramatically changed people's lifestyle. Researchers have been investigating useage of smartphones for structural health monitoring, earthquake monitoring, vibration measurement and human posture recognition. Their results indicate a great potential of smartphones for measuring pedestrian-induced loads like walking, jumping and bouncing. Smartphone can catch the device's motion trail, which provides with a new method for pedestrain load measurement. Therefore, this study carried out a series of experiments to verify the application of the smartphone for measuring human-induced load. Shaking table tests were first conducted in order to compare the smartphones' measurements with the real input signals in both time and frequency domains. It is found that selected smartphones have a satisfied accuracy when measuring harmonic signals of low frequencies. Then, motion capture technology in conjunction with force plates were adopted in the second-stage experiment. The smartphone is used to record the acceleration of center-of-mass of a person. The human-induced loads are then reconstructed by a biomechanical model. Experimental results demonstrate that the loads measured by smartphone are good for bouncing and jumping, and reasonable for walking.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.214-221
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• 2005

For decades, airships have being developed in Europe (especially German) and America. Airships are planning to be used for advertisements and airliners as well. In Korea, KARI (Korea Aerospace Research Institute) is developing stratospheric communication airship and the similar research is carried out in Japan. Among them, Zeppelin of German has the cutting-edge airship technology with Zeppelin NT. In this paper, the flight performance and stability were evaluated by comparing mathematical theory and the real test. The stability was examined through dynamic modeling and assured by designing controllers at each flight mode. Elevator angle, rudder angle, magnitude of thrust and tilting angle of thrust vector were used as control inputs. Moreover, after measuring the airship velocity, flight direction, magnitude and direction of the wind, attitude angles and trajectories of the airship at each flight mode, the results were compared with the simulation. To get the reasonable data, low-pass filter and band-stop filter were designed to get rid of the sensor noise and engine vibration. The test was accomplished at cruise mode, turning mode, and deceleration. To conclude, with comparing the simulation data and flight test data, it could be known that the dynamic model used in this paper was reasonable.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.57-62
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• 2019

본 논문에서는 회전기기의 전압, 전류, 온도, 가속도, 진동 등을 측정 전송할 수 있는 oneM2M 기반의 실시간 회전기기 센싱 데이터 수집 및 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였다. 구현된 시스템은 전기적 결함(과전류, 역상, 결상, 지락)과 기계적 결함(MC 카운터, 모터동작시간, 베어링 및 권선온도, 모터 회전수, 절연저항)의 전기 또는 물리적인 현상 측정이 가능하며, 센서데이터 수집, 웹서버, php, 데이터베이스에 데이터 저장, 웹 접속 통한 데이터 모니터링까지 가능하도록 시스템을 구성하였다. 회전기기에서의 기계적 결함을 실험한 결과, 절연저항 및 모터회전수 측정 결과 시험저항 값과 기준 입력값 각각에서 유사한 실험 결과를 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.201-206
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• 2016

비상체가 자세를 유지하기 위한 자세기준에는 비상체의 무게중심을 지나 서로 직교하는 3축을 취하는데 그것을 각각 롤(roll)축, 피치(pitch)축, 요(yaw)축 이라 부른다. 자세측정 장치는 이 3축에 대한 변동을 검출하는 센서이다. 본 논문에서는 HMD에 자세측정 장치를 부착하고. 이동로봇플랫폼에 팬틸트를 장착하여 카메라를 제어한다. 가속도센서는 진동에 매우 취약하기 때문에 센서데이터에 노이즈가 심하게 발생하며, 센서데이터를 매핑(mapping)하는 과정에서 데이터들의 간격이 많이 벌어지는 문제도 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 평균필터와 Cosine Interpolation을 적용하여 팬틸트 동작을 방해하는 요소를 제거하였다. 제안한 성능을 평가하기 위해 실외환경에서 HMD에 부착한 센서데이터를 원격으로 전송하여 이동로봇에 탑재된 팬틸트 카메라를 제어하였다. 실험결과 약간의 지연은 발생하였으나 비교적 안정하게 팬틸트 카메라가 제어됨을 확인할 수 있었다. 또한, 이동로봇은 평지나 경사면 등 어떠한 지형에서도 주행이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.301-308
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• 2021

사회기반 시설물의 노후화에 대응해 이상 징후를 파악하고 유지보수를 위한 최적의 의사결정을 내리기 위해선 디지털 기반 SOC 시설물 유지관리 시스템의 개발이 필수적인데, 디지털 SOC 시스템은 장기간 구조물 계측을 위한 IoT 센서 시스템과 축적 데이터 처리를 위한 클라우드 컴퓨팅 기술을 요구한다. 본 연구에서는 구조물의 다물리량을 장기간 측정할 수 있는 IoT센서와 클라우드 컴퓨팅을 위한 서버 시스템을 개발하였다. 개발 IoT센서는 총 3축 가속도 및 3채널의 변형률 측정이 가능하고 24비트의 높은 해상도로 정밀한 데이터 수집을 수행한다. 또한 저전력 LTE-CAT M1 통신을 통해 데이터를 실시간으로 서버에 전송하여 별도의 중계기가 필요 없는 장점이 있다. 개발된 클라우드 서버는 센서로부터 다물리량 데이터를 수신하고 가속도, 변형률 기반 변위 융합 알고리즘을 내장하여 센서에서의 연산 없이 고성능 연산을 수행한다. 제안 방법의 검증은 2개소의 실제 교량에서 변위계와의 계측 결과 비교, 장기간 운영 테스트를 통해 이뤄졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.295-311
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• 2021

본 연구에서는 사장교 케이블에 대한 장력계측장치의 현장적용성에 대한 실험을 수행하였다. 사장교 케이블의 장력을 추정하기 위해서 진동법을 이용하였으며 대상교량에 대해서 케이블의 가진을 통해서 모드특성을 분석하였고 케이블의 장력을 추정하기 위한 계측장치로는 GTDL360, NI Module, 9 Axes Motion Sensor등을 적용하였고 5개의 대상교량에 대해서 상기 계측장치들을 이용하여 케이블의 모드특성을 분석하여 케이블장력측정실험의 적정성을 평가하고 케이블의 장력을 추정하였다. 또한 5개의 대상교량에 대해서 수치해석을 실시하여 케이블의 고유진동수 및 케이블장력을 해석하였다. 현장 계측결과에 의한 케이블의 추정장력과 수치해석에 의한 케이블의 추정장력을 비교하여 현장계측방법의 적정성을 판단하였으며 분석결과 현장 계측에 의한 케이블의 계측장력과 해석에 의한 추정장력은 오차범위내에 있어서 상기 계측장치들을 현장에 적용하여도 무방할 것으로 판단된다. 현장실증교량의 가속도 기반의 케이블 추정장력과 수치해석에 의한 해석장력과의 값을 비교분석한 결과 값이 허용범위 내로 가속도 기반의 케이블 추정장력값은 적정한 것으로 판단된다. 또한, 현장적용성 분석결과 센서의 설치위치 및 기상조건의 제한 등 계측장치의 한계점이 존재하므로 추후 케이블 스마트 장력계측시스템에 관한 지속적인 후속연구가 필요할 것으로 판단된다.