• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권2호
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• pp.214-221
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• 2016

An attitude estimation algorithm which integrates gyroscope and vision measurements using an adaptive complementary filter is proposed in this paper. In order to make the filter more tolerant to vision measurement fault and more robust to system dynamics, fuzzy interpolator is applied. For recognizing the dynamic condition of the system and vision measurement fault, the cut-off frequency of the complementary filter is determined adaptively by using the fuzzy logic with designed membership functions. The performance of the proposed algorithm is evaluated by experiments and it is confirmed that proposed algorithm works well in the static or dynamic condition.

• 센서학회지
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• 제28권2호
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• pp.81-87
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• 2019

One of the major issues in inertial and magnetic measurement unit (IMMU)-based 3D orientation estimation is compensation for magnetic disturbances in magnetometer signals, as the magnetic disturbance is a major cause of inaccurate yaw estimation. In the proposed approach, a kinematic constraint is used to provide a measurement equation in addition to the accelerometer and magnetometer signals to mitigate the disturbance effect on the orientation estimation. Although a Kalman filter (KF) is the most popular framework for IMMU-based orientation estimation, a complementary filter (CF) has its own advantages over KF in terms of mathematical simplicity and ease of implementation. Accordingly, this paper introduces a quaternion-based CF with a constraint-combined correction equation. Furthermore, the weight of the constraint relative to the magnetometer signal is adjusted to adapt to magnetic environments to optimally deal with the magnetic disturbance. In the results of our validation experiments, the average and maximum of yaw errors were $1.17^{\circ}$ and $1.65^{\circ}$ from the proposed CF, respectively, and $8.88^{\circ}$ and $14.73^{\circ}$ from the conventional CF, respectively, showing the superiority of the proposed approach.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권9호
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• pp.1837-1845
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• 2015

도심지환경에서 정확한 차량 위치를 추정하기 위해서는 종방향 속도가 필요하다. 이러한 종방향 속도는 노면경사, 즉 차량의 피치각(Pitch) 산출을 통해서 가능하다. 하지만 단일 센서와 알고리즘을 이용한 피치각 추정에는 정확한 값을 기대할 수 없다. 본 논문에서는 정확한 피치각 추정을 위해 AKF(Adaptive Kalman Filter)와 CF(Complementary Filter)로 구성된 ACF(Adaptive Complementary Filter)를 이용하여 IMU(Inertial Measurement Unit)의 프로세스 노이즈와 측정에러를 주행환경에 맞게 조절하고, 이에 GPS(Global Positioning System)와 OBD(Onboard Equipment) 데이터를 융합한다. 그리고 노면 경사 모델에 따른 필터에 시스템 모델 최적화를 위해 IMMKF(Interactive Multiple Model Kalman Filter)를 사용하여 주행환경에 적합한 최종 피치각을 추정한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권1호
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• pp.168-180
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• 2018

In order to achieve the high quality output voltage of single-phase voltage source inverters, in this paper an Adaptive Complementary Sliding Mode Control (ACSMC) is proposed. Firstly, the dynamics model of the single-phase inverter with lumped uncertainty including parameter variations and external disturbances is derived. Then, the conventional Sliding Mode Control (SMC) and Complementary Sliding Mode Control (CSMC) are introduced separately. However, when system parameters vary or external disturbance occurs, the controlling performance such as tracking error, response speed et al. always could not satisfy the requirements based on the SMC and CSMC methods. Consequently, an ACSMC is developed. The ACSMC is composed of a CSMC term, a compensating control term and a filter parameters estimator. The compensating control term is applied to compensate for the system uncertainties, the filter parameters estimator is used for on-line LC parameter estimation by the proposed adaptive law. The adaptive law is derived using the Lyapunov theorem to guarantee the closed-loop stability. In order to decrease the control system cost, an inductor current estimator is developed. Finally, the effectiveness of the proposed controller is validated through Matlab/Simulink and experiments on a prototype single-phase inverter test bed with a TMS320LF28335 DSP. The simulation and experimental results show that compared to the conventional SMC and CSMC, the proposed ACSMC control strategy achieves more excellent performance such as fast transient response, small steady-state error, and low total harmonic distortion no matter under load step change, nonlinear load with inductor parameter variation or external disturbance.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.1110-1116
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• 2010

This paper present an effective complementary filtering method using encoder and gyro sensors for the self-localization(including heading and velocity) of indoor mobile robot. The main idea of the proposed approach is to find the pros and cons of each sensor through a various maneuvering tests and to design of an adaptive complementary filter that works for the entire maneuvering phases. The proposed method is applied to an indoor mobile robot and the performances are verified through extensive experiments.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.666-671
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• 2019

소형 드론에서 사용되는 FC(Flight Controller)는 사용하는 MCU가 대형 드론과는 달라서 복잡한 연산을 수행하지 않아도 되는 단순한 구조로 개발되었다. 또한 소형 드론의 균형제어는 복잡한 필터를 이용하는 Kalman Filter나 연산수가 상대적으로 많은 Complementary Filter를 이용한 방법보다는 좀 더 단순하고 간단해야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 이에 적합한 방법으로 동작하는 Two-Track 제어를 이용하여 효과적으로 소형 드론에서도 균형제어가 이루어질 수 있도록 하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 긴 시간의 변화량에 대한 데이터 처리를 통해 정확한 보정을 해주는 장점이 있는 Acceleration 센서와 짧은 시간의 변화량에 대한 데이터 처리를 통해 드론 균형을 유지해주는 Gyroscope 센서가 드론의 불균형에 대해 적응적으로 동작하여 단순한 구조와 적은 연산량으로도 효율적인 균형을 유지해주는 시스템이다. Two-Track 제어를 이용하여 100회 이상 반복하여 드론 비행을 실험한 결과 대부분 안정적인 동작을 수행하였으며, 갑자기 발생하는 급격한 바람의 영향에는 아직도 정상상태로 진입하는데 어려움이 있는 것을 제외하면 98% 이상 정상상태 동작을 유지하였음을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권1호
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• pp.305-326
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• 2019

Discriminative correlation filter (DCF) based tracking algorithms have recently shown impressive performance on benchmark datasets. However, amount of recent researches are vulnerable to heavy occlusions, irregular deformations and so on. In this paper, we intend to solve these problems and handle the contradiction between accuracy and real-time in the framework of tracking-by-detection. Firstly, we propose an innovative strategy to combine the template and color-based models instead of a simple linear superposition and rely on the strengths of both to promote the accuracy. Secondly, to enhance the discriminative power of the learned template model, the spatial regularization is introduced in the learning stage to penalize the objective boundary information corresponding to features in the background. Thirdly, we utilize a discriminative multi-scale estimate method to solve the problem of scale variations. Finally, we research strategies to limit the computational complexity of our tracker. Abundant experiments demonstrate that our tracker performs superiorly against several advanced algorithms on both the OTB2013 and OTB2015 datasets while maintaining the high frame rates.

• 방송공학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.174-184
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• 2008

보색 필터는 저조도 환경에서 좋은 감도와 잡음률을 가지고 있으며, 방송 시스템에서 사용되는 비월주사 방식과 호환이 가능하기 때문에 일반 사용자 수준의 디지털 비디오 카메라에 널리 사용된다. 그러나 보색 필터로부터 획득된 완전컬러 영상은 거짓색상과 지퍼효과와 같은 색상 잡음에 의하여 화질열화가 발생한다. 이러한 잡음들은 원색 필터에서 일반적으로 사용되는 에지 적응적 색상 보간 방식을 사용함으로써 없앨 수 있지만, 보색 필터의 특유한 패턴 때문에 원색 필터에서 사용되는 방식을 그대로 적용하기에는 어려움이 있다. 따라서 보색 필터에 알맞은 에지 적응적 색상 보간 방식을 적용하는 것이 중요한 과제 중 하나이다. 본 논문에서는 보색 필터를 위한 새로운 에지 적응적 색상 보간 방식을 제안한다. 에지 방향을 정확하게 추정하고 재현된 영상의 품질향상을 위해 분산의 함수가 가중치로 사용되었고, 여러 방향의 에지 성분을 고려하기 위해서 새로운 색상 변환 행렬이 제시되었다. 실험 결과를 통하여 제안된 방식이 기존의 방식보다 뛰어난 성능을 나타냄을 확인할 수 있다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권5호
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• pp.143-150
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• 2018

RF 기반 고속 무선통신 기술이 급속히 발전함에 따라 무선 주파수 대역을 기반으로한 IoT 네트워크용 디바이스가 빠르게 보급되고 있으나, 최근 IoT 네트워크 디바이스의 급속한 확산 속도에 비하여 RF 통신 기술의 발전속도가 미치지 못하고 있다. 이러한 상황에서 가시광원을 송신수단으로 사용하는 OWC 기술은 RF 기반 무선 통신의 대역 고갈 문제를 극복 할 수 있는 기술로서 주목받고 있으나, OWC용 데이터 수신 중 발생하는 LED 조명 형태의 왜곡으로 인하여 LED 조명 검출율이 저하되고 RoI의 설정이 부정확해지는 현상이 발생 할 가능성이 있다. 본 논문에서는 Adaptive Median Filter를 적용한 저속 카메라 통신용 LED 조명 검출 알고리즘을 제안하였다. 이를 통해 명확한 RoI 설정 및 LED 조명 검출이 가능할 것으로 사료되며, 본 연구결과를 통해 RF 기반 무선 통신기술의 보완재로서의 역할을 효율적으로 수행 할 수 있을 것으로 판단된다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권3호
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• pp.428-451
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• 2010

Traffic matrix-based anomaly detection and DDoS attacks detection in networks are research focus in the network security and traffic measurement community. In this paper, firstly, a new type of unidirectional flow called IF flow is proposed. Merits and features of IF flows are analyzed in detail and then two efficient methods are introduced in our DDoS attacks detection and evaluation scheme. The first method uses residual variance ratio to detect DDoS attacks after Recursive Least Square (RLS) filter is applied to predict IF flows. The second method uses generalized likelihood ratio (GLR) statistical test to detect DDoS attacks after a Kalman filter is applied to estimate IF flows. Based on the two complementary methods, an evaluation formula is proposed to assess the seriousness of current DDoS attacks on router ports. Furthermore, the sensitivity of three types of traffic (IF flow, input link and output link) to DDoS attacks is analyzed and compared. Experiments show that IF flow has more power to expose anomaly than the other two types of traffic. Finally, two proposed methods are compared in terms of detection rate, processing speed, etc., and also compared in detail with Principal Component Analysis (PCA) and Cumulative Sum (CUSUM) methods. The results demonstrate that adaptive filter methods have higher detection rate, lower false alarm rate and smaller detection lag time.