건설현장에서 구조물 시공시 흙막이는 터파기 기초보호와 작업공간을 제공하는 역할을 한다. 흙막이 공사는 지반 굴착, 지하수 처리, 파일링, 버팀보 설치 등 복잡한 토공사 공정을 가진다. 토공사의 성격상 지반 여건 등 주위 환경의 변화에 따라서 다양한 응력변화가 발생되고, 이러한 변화가 주어진 설계한도를 벗어나면 인명사고를 동반한 붕괴사고로 이어질 수 있다. 이와 같은 이유로 구조물 기초공사에서 붕괴사고는 건설공사시 가장 주의해야 할 분야 중 하나이다. 본 논문은 흙막이 시공시 안전을 향상시키기 위한 USN (Ubiquitous Sensor Network) 기반의 데이터 획득 시스템을 제시한다. USN 기반의 데이터 획득 시스템은 초음파 센서를 활용하여 흙막이에 대한 변위를 분석하고, USN 기술이 제공하는 실시간 데이터 송수신 기능을 활용하여 원격으로 흙막이 벽체의 안정 상태를 지속적으로 관찰하고, 필요시 적절하게 대응하도록 지원한다. 연구효과를 검증하기 위하여 센서와 USN 기술을 접합하여 흙막이 벽체의 변위실험을 진행했으며, 검증결과 USN 기반 데이터 획득 시스템은 변위 데이터를 측정하여 흙막이 시공시 안전성을 향상시킬 수 있다는 것을 보여준다.
Diaz Lantada, A.;Lafont Morgado, P.;Munoz-Guijosa, J.M.;Munoz Sanz, J.L.;Echavarri Otero, J.;Chacon Tanarro, E.;De la Guerra Ochoa, E.
Smart Structures and Systems
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제14권4호
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pp.517-539
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2014
The combined use of smart materials, complementing each others' characteristics and resulting in devices with optimised features, is providing new solutions in many industries. The use of ingenious combinations of smart materials has led to improvements in actuation speed and force, signal-to-noise ratio, sensor precision and unique capabilities such as self-sensing self-healing systems and energy autonomy. This may all give rise to a revival for numerous families of smart materials, for which application proposals had already reached a stationary situation. It may also provide the boost needed for the definitive industrial success of many others. This study focuses on reviewing the proposals, preliminary studies and success cases related to combining smart materials to obtain multifunctional, improved systems. It also examines the most outstanding applications and fields for the combined use of these smart materials. We will also discuss related study areas which warrant further research for the development of novel approaches for demanding applications.
본 논문에서 오픈 소스 하드웨어인 아두이노를 기반으로 하는 스마트 센서 네트워크 시스템 모델을 제안하고 구현하였다. 제안된 스마트 센서 네트워크 시스템은 센서 및 센서의 값을 처리할 수 있는 오픈 소스 하드웨어 기반인 아두이노 등으로 구성된다. 또한 센서로 부터 측정된 센서값을 활용할 수 있는 제어 장치부에 전송할 통신 모듈도 구성하였다. 제어 장치부에서는 온도, 습도, 광량과 같은 센서 데이터를 메인 프로그램으로 전송하고 메인 프로그램은 데이터를 DB에 저장하거나 특정한 제어 신호의 값을 제어장치 혹은 엑츄에이터에 전송한다. 사용자는 또한 웹을 통해 스마트 센서 네트워크에서 측정된 값을 사용하는 시스템의 정보를 확인하거나 각종 액츄에이터를 원격 제어할 수 있으며 제안 시스템의 상황 인지 및 자율 제어 기능을 통해 스마트한 관리가 가능하다.
최근에 소형무인기(small UAV)에 대한 관심이 증대되고 있는데, 이는 소형무인기가 비용대비 효율적이고 사람의 접근이 어려운 재난 환경 등에 적합하기 때문이다. 이러한 소형무인기에서 거리측정을 통한 매핑(mapping)은 필수적인 기술이다. 기존의 무인시스템 연구에서 거리 측정 센서는 주로 레이저 센서와 스테레오 비전 센서를 많이 사용하였다. 레이저 센서는 정확도와 신뢰성이 우수하지만 대부분 고가의 장비이고 스테레오 비전 센서는 구현이 용이하지만 무게 측면에서 소형무인기에 탑재하여 사용하기에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 레이저 포인터와 단일 카메라를 사용하여 저가의 거리측정기를 구성하는 방안을 소개한다. 제안한 시스템을 이용하여 거리를 측정하고 이로부터 맵을 구성하는 실험을 수행하였고 실제 데이터와 비교 분석하여 시스템의 신뢰성을 검증하였다.
대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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pp.410-415
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2004
Employing knowledge of adaptive possibilities of agents in multi-agents system, we have explored new aspects of distributed modular systems for building ubiquitous heterogeneous robotic systems using intelligent building blocks (I-BLOCKS) [1] as reconfigurable modules. This paper describes early technological approaches related to technical design, experimental developments and evaluation of adaptive processing and information interaction among I-BLOCKS allowing users to easily develop modular robotic systems. The processing technology presented in this paper is embedded inside each $DUPLO^1$ brick by microprocessor as well as selected sensors and actuators in addition. Behaviors of an I-BLOCKS modular structure are defined by the internal processing functionality of each I-Block in such structure and communication capacities between I-BLOCKS. Users of the I-BLOCKS system can easily do 'programming by building' and thereby create specific functionalities of a modular robotic structure of intelligent artefacts without the need to learn and use traditional programming language. From investigating different effects of modern artificial intelligence, I-BLOCKS we have developed might possibly contain potential possibilities for developing modular robotic system with different types of morphology, functionality and behavior. To assess these potential I-BLOCKS possibilities, the paper presents a limited range of different experimental scenarios in which I-BLOCKS have been used to set-up reconfigurable modular robots. The paper also reports briefly about earlier experiments of I-BLOCKS created on users' natural inspiration by a just defined concept of modular artefacts.
철도차량의 전동소음(Rolling noise)을 줄이기 위해서는 차륜과 레일의 음향조도(Acoustic roughness)가 국제규격에서 규정하는 일정값 이하로 관리되어야 한다. 이러한 음향조도의 관리를 위해서 사용되는 측정장치는 접촉식 변위센서를 주로 사용하게 되는데, 주행 중인 장치에서는 센서가 고정된 플랫폼의 위치가 가변적이고 레일면과 구동륜의 접촉시에 프레임의 피칭(Pitching)운동에 의해서 측정값의 오차가 발생하는 단점이 있다. 본 연구에서는 접촉식 변위센서를 통해 측정된 데이터의 정확도를 높이기 위해서, 플랫폼의 휠베이스, 바퀴의 개수 및 바퀴의 탄성접촉 등에 의한 레일표면 측정값의 변화와 스펙트럼 변화를 해석하였으며, 각 설계변수가 음향 스펙트럼에 미치는 영향을 분석하였다.
본 논문에서는 선체 청소로봇의 자동화를 위한 새로운 위치추정 방법을 제안하였으며, 제안한 위치추정 방법을 실제 선체 청소로봇에 적용 가능성을 평가하기 위해 동일한 주행방법을 가지는 소형로봇에 적용하여 위치추정 실험을 수행하였다. 위치추정 실험을 통해 광 변위센서를 사용한 위치추정 방법이 회전 엔코더를 사용한 방법보다 더 정확하게 위치를 추정하는 것을 확인하였으며, 더불어 제안한 위치추정 방법을 통해 로봇 주행방향 또한 기존의 회전 엔코더 방식보다 정확하게 계산되는 것을 확인하였다. 이후의 연구에서 제안한 위치추정 방법에 오차보정을 위한 센서를 추가하여 위치추정 정확도를 보완하고, 이를 실제 선체 청소로봇에 적용하여 사용할 계획이다.
An obstacle avoidance method for a mobile robot is proposed in this paper. Our research was focused on the obstacles that can be found indoors since a robot is usually used within a building. It is necessary that the robot maintain the desired direction after successfully avoiding the obstacles to achieve a good autonomous navigation performance for the specified project mission. Sensors such as laser, ultrasound, and PSD (Position Sensitive Detector) can be used to detect and analyze the obstacles. A PSD sensor was used to detect and measure the height and width of the obstacles on the floor. The PSD sensor was carefully calibrated before measuring the obstacles to achieve better accuracy. Data obtained from the repeated experiments were used to plot an error graph which was fitted to a polynomial curve. The polynomial equation was used to navigate the robot. We also obtained a direction-error model of the robot after avoiding the obstacles. The prototypes for the obstacle and direction-error were modeled using a neural network whose inputs are the obstacle height, robot speed, direction of the wheels, and the error in direction. A mobile robot operated by a notebook computer was setup and the proposed algorithm was used to navigate the robot and avoid the obstacles. The results showed that our algorithm performed very well during the experiments.
선내 유선 네트워크에서는 선내의 각종 센서와 제어기를 자율적으로 구성관리하고 원격제어를 제공하는 기능을 수행한다. 이러한 선박 내 유선 통신망에서 차등화서비스가 지원된다면, 우선순위가 높은 실시간 플로우는 최소전송률을 보장 받고 빠르게 전송되어, 지능적인 선박 통신망을 구현할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 선박 내 유선 네트워크에서 차등화 서비스를 지원하기 위해, 기존 RIO (RED In and Out) 방식보다 우수한 패킷 폐기 기술을 제안한다. 제안한 패킷 폐기기술은 개별 플로우별로 관리하지 않고 특정한 기준에 따라 몇 개의 플로우 그룹으로 나누어, 그룹별 관리를 통해서 동일 클래스 내 플로우 간 공평성을 제공한다. 시뮬레이션 결과에서는 RIO 방식보다 링크 이용률은 조금 감소하나, 다중 병목 구간을 경유하는 플로우들이 RIO 방식보다 더 많은 전송률을 보장 받음을 알 수 있다.
This paper describes the plan and procedure of a development test and evaluation that will be performed to verify the performance and technology of multi-mission unmanned surface vehicles (MMUSVs). In order to verify the design requirement of MMUSVs, we designed and manufactured the common platform of MMUSVs, which have an overall length of8.4 m, a displacement of 3,100 kg, and a speed of more than35 kts. The platform is equipped with several sub-systems, including radar and an EOTS/IRS. The EOTS/IRS, along with the search radar, is used for effective detection, identification, and targeting. The core technologies of MMUSV for DT&E will be investigated. The common platform design technologies, remote operating and control system technologies, autonomous navigation technologies, and unmanned operational technology of sensors and equipment will be studied for the development of the MMUSV's core technologies. The system will be able to make precise observations and track targets both manually and automatically during day and night conditions. Currently, the verification tests for each of the technologies and for the integrated system are in the pipeline for DT&E, which will be performed next year. Also, software reliability and life tests will be performed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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