• 제목/요약/키워드: Error Response Curve

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예측 불가능한 호흡 변화에 따른 사이버나이프 종양 추적 방사선 치료의 정확도 분석 (An accuracy analysis of Cyberknife tumor tracking radiotherapy according to unpredictable change of respiration)

  • 서정민;이창열;허현도;김완선
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.157-166
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    • 2015
  • 목 적 : 사이버나이프 종양 추적 시스템(Cyber-knife tumor tracking system)은 환자 외부에 부착한 LED marker에서 얻어진 실시간 호흡 주기 신호와 호흡에 따라 움직이는 종양의 위치와의 상관관계를 바탕으로 종양의 위치를 미리 예측하고 종양의 움직임을 치료기와 동기화 (Synchronize) 시켜 실시간으로 종양을 추적하며 치료하는 시스템이다. 본 연구의 목적은 사이버나이프 종양 추적 방사선 치료 중 기침이나 수면 등으로 인해 예측 불가능한 갑작스러운 호흡 형태 변화에 따른 종양 추적 방사선 치료 시스템의 정확도를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 연구에 사용된 호흡 Log 파일은 본원에서 호흡 동조 방사선치료(Respiratory gating radiotherapy)나 사이버나이프 호흡 추적 방사선수술(Cyber-knife tracking radiosurgery)을 받았던 환자의 호흡 Log 파일을 바탕으로, 정현곡선 형태(Sinusoidal pattern)와 갑작스런 변화 형태(Sudden change pattern)의 Log 파일을 이용하여 측정이 가능하도록 재구성하였다. 재구성 된 호흡 Log 파일을 사이버나이프 동적 흉부 팬텀에 입력하여 호흡에 따른 움직임을 구현할 수 있도록 기존 동적 흉부 팬텀의 구동장치를 추가 제작하였고, 호흡의 형태를 팬텀에 적용 시킬 수 있는 프로그램을 개발하였다. 팬텀 내부 표적(Ball cube target)의 움직임은 호흡의 크기에 따라 상하(Superior-Inferior)방향으로 5 mm, 10 mm, 20 mm 3가지 크기의 변위로 구동하게 하였다. 팬텀 내부 표적에 EBT3 필름 2장을 교차 삽입하여 표적 움직임의 변화에 따라 사이버나이프 제조사에서 제공된 End-to-End(E2E) test를 호흡의 형태에 따라 각각 5회씩 실시하고 측정하였다. 종양 추적 시스템의 정확도는 삽입된 필름을 분석하여 표적 오차(Targeting error)로 나타내었고, 추가로 E2E test가 진행되는 동안 상관관계 오차(Correlation error)를 측정하여 분석하였다. 결 과 : 표적 오차는 정현곡선 호흡 형태일 경우 표적 움직임의 크기가 5 mm, 10 mm, 20 mm 에 따라 각각 평균 $1.14{\pm}0.13mm$, $1.05{\pm}0.20mm$, $2.37{\pm}0.17mm$이고, 갑작스런 호흡 변화 형태일 경우 각각 평균 $1.87{\pm}0.19mm$, $2.15{\pm}0.21mm$, $2.44{\pm}0.26mm$으로 분석되었다. 표적 추적에 있어 변위 벡터의 길이로 정의할 수 있는 상관관계 오차는 정현곡선 호흡 형태일 경우 표적 움직임의 크기가 5 mm, 10 mm, 20 mm 에 따라 각각 평균 $0.84{\pm}0.01mm$, $0.70{\pm}0.13mm$, $1.63{\pm}0.10mm$이고, 갑작스런 호흡 변화 형태일 경우 각각 평균 $0.97{\pm}0.06mm$, $1.44{\pm}0.11mm$, $1.98{\pm}0.10mm$으로 분석되었다. 두 호흡 형태에서 모두 상관관계 오차 값이 클수록 표적 오차 값이 크게 나타났다. 정현곡선 호흡 형태의 표적 움직임 크기가 20 mm 이상일 경우, 두 오차 값 모두 사이버나이프 제조사의 권고치인 1.5 mm 이상으로 측정되었다. 결 론 : 표적 움직임의 크기가 클수록 표적 오차 값과 상관관계 오차 값이 증가하는 경향이 있었으며, 정현곡선 호흡 형태보다 갑작스런 호흡 변화 형태에서 오차 값이 크게 나타났다. 호흡의 형태가 규칙적인 정현 곡선 형태더라도 표적의 움직임이 클수록 종양 추적 시스템의 정확도가 감소하는 것으로 판단할 수 있다. 사이버나이프 종양 추적 시스템의 알고리즘을 이용하여 치료 시행 시 환자의 기침 등으로 인하여 갑작스럽게 예측 불가능한 호흡 변화가 있는 경우 치료를 멈추고 내부 표적 확인 과정을 재실시 하여야 하며 호흡 형태를 재조정해야 할 필요가 있다. 치료 중 환자가 본인의 호흡 형태를 관찰 할 수 있는 고글 모니터 등을 착용하여 규칙적인 호흡 형태를 유도하는 것이 치료의 정확도는 향상될 수 있다고 판단된다.

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Overall damage identification of flag-shaped hysteresis systems under seismic excitation

  • Zhou, Cong;Chase, J. Geoffrey;Rodgers, Geoffrey W.;Xu, Chao;Tomlinson, Hamish
    • Smart Structures and Systems
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    • 제16권1호
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    • pp.163-181
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    • 2015
  • This research investigates the structural health monitoring of nonlinear structures after a major seismic event. It considers the identification of flag-shaped or pinched hysteresis behavior in response to structures as a more general case of a normal hysteresis curve without pinching. The method is based on the overall least squares methods and the log likelihood ratio test. In particular, the structural response is divided into different loading and unloading sub-half cycles. The overall least squares analysis is first implemented to obtain the minimum residual mean square estimates of structural parameters for each sub-half cycle with the number of segments assumed. The log likelihood ratio test is used to assess the likelihood of these nonlinear segments being true representations in the presence of noise and model error. The resulting regression coefficients for identified segmented regression models are finally used to obtain stiffness, yielding deformation and energy dissipation parameters. The performance of the method is illustrated using a single degree of freedom system and a suite of 20 earthquake records. RMS noise of 5%, 10%, 15% and 20% is added to the response data to assess the robustness of the identification routine. The proposed method is computationally efficient and accurate in identifying the damage parameters within 10% average of the known values even with 20% added noise. The method requires no user input and could thus be automated and performed in real-time for each sub-half cycle, with results available effectively immediately after an event as well as during an event, if required.

단일영역 오차보간 모델을 이용한 5-Hole Pressure Probe의 교정 (Calibration of a Five-Hole Pressure Probe using a Single Sector Error Interpolation Model)

  • 오세윤;안승기;조철영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.30-38
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    • 2006
  • 기존의 전통적인 회귀분석 기반 교정방법에 비해 높은 교정정밀도를 얻을 수 있는 5-hole pressure probe의 교정방안을 연구하였다. 이 새로운 교정기법은 교정시험으로부터 획득한 데이터와 곡선적합 결과간의 차이를 이용하여 산정한 단일 영역에 대한 오차보간 반응곡면을 사용한다. 끝단의 직경이 4.0 mm인 5-hole probe를 자체 제작하고, 레이놀즈수$4.11{\times}10^6$/m와 흐름각 ${\pm}48$에서 교정시험을 수행하였다. 최소자승 회귀분석모델과 단일영역 오차보간 모델을 적용하여 자료처리를 수행하고 이들 두 교정방안에 대한 비교평가와 분석을 수행하였으며, 아울러 교정 정밀도에 대한 평가도 수행하였다.

충격공진실험과 만능재료시험기에 의한 아스팔트 공시체의 동탄성계수 예측 모델 개발 (Development of the Predicted Model for the HMA Dynamic Modulus by using the Impact Resonance Testing and Universal Testing Machine)

  • 김도완;김동호;문성호
    • 한국도로학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.43-50
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    • 2014
  • PURPOSES : The dynamic modulus can be determined by applying the various theories from the Impact Resonance Testing(IRT) Method. The objective of this paper is to determine the best theory to produce the dynamic modulus that has the lowest error as the dynamic modulus data obtained from these theories(Complex Wave equation Resonance Method related to either the transmissibility loss or not, Dynamic Stiffness Resonance Method) compared to the results for dynamic modulus determined by using the Universal Testing Machine. The ultimate object is to develop the predictive model for the dynamic modulus of a Linear Visco-Elastic specimen by using the Complex Wave equation Resonance Method(CWRM) came up for an existing study(S. O. Oyadiji; 1985) and the Optimization. METHODS : At the destructive test which uses the Universal Testing Machine, the dynamic modulus results along with the frequency can be used for determining the sigmoidal master curve function related to the reduced frequency by applying Time-Temperature Superposition Principle. RESULTS : The constant to be solved from Eq. (11) is a value of 14.13. The reduced dynamic modulus obtained from the IRT considering the loss factor related to the impact transmissibility has RMSE of 367.7MPa, MPE of 3.7%. When the predictive dynamic modulus model was applied to determine the master curve, the predictive model has RMSE of 583.5MPa, MPE of 3.5% compared to the destructive test results for the dynamic modulus. CONCLUSIONS : Because we considered that the results obtained from the destructive test had the most highest source credibility in this study, the dynamic modulus data obtained respectively from DSRM, CWRM were compared to the results obtained from the destructive test by using th IRT. At the result, the reduced dynamic modulus derived from DSRM has the most lowest error.

회귀곡선을 이용한 단시간 노출에 대한 AEGL의 적용 (Apply AEGL for Short Time Exposure Using Regression Curve)

  • 이현진;정태준;이향직;정창모;고재욱
    • 한국가스학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.77-82
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    • 2017
  • 노후화 된 공정설비와 공장의 규모 확대 등 유해화학물질 사용량이 증가하고 있으며, 2013년부터 지속적으로 누출에 의한 사고가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 장외영향평가에서 누출에 대한 끝점 농도는 ERPG 2로 나타내며, 안전보건공단의 가이드에서 시간에 따라 7분 미만에서 10분의 AEGL 2, 7분 이상 25분 미만일 때는 30분의 AEGL 2값을 사용한다. 기준이 되는 끝점 농도가 시간에 따라 모호하게 사용되고 있어, 사고 발생 시 문제를 야기할 것으로 생각이 된다. 이에 본 연구에서 회귀곡선을 통해 1~10분 사이의 AEGL 값을 도출하고, 동 시간의 Probit function의 0% Lethality 데이터와 비교하였으며, AEGL 결과 값을 사용하여 보다 명확한 시간에 따른 독성누출 평가에 활용될 것으로 생각된다.

광대역 첩 신호의 진폭 및 위상오차 분석을 통한 IRF 성능 분석 (IRF performance prediction by analyzing of amplitude and phase errors for the wideband Chirp signal)

  • 김동식;김종필;이종환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.131-138
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    • 2016
  • 본 논문에서는 SAR (Synthetic Aperture Radar)에 사용되는 광대역 첩 신호에 대한 IRF(Impulse Response Function) 성능을 분석하였다. 영상 레이더의 첩 신호에서 영상품질에 크게 영향을 주는 인자는 진폭과 위상으로 크게 분류할 수 있다. 이 값들을 2차 다항식 커브 피팅을 사용하여 선형, 직교, 랜덤 그리고 리플 이득으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 인자들에 의한 IRF 영향을 분석하고, PSLR(Peak Side Lobe Ratio) 및 ISLR(Integrated Side Lobe Ratio)의 규격을 만족하기 위한 RF 비선형성에 의한 오차 값들의 최소치를 제안하였다.

계통안정화를 위한 SMES의 모델링과 적정위치 선정 (A Modeling and Optimal Site of SMES for Power System Stabilization)

  • 김정훈;임재윤;이종필
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제48권5호
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    • pp.494-501
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    • 1999
  • In this research, ANN modeling method of SMES unit is developed for stability analysis, and the optimal site is selected to maximize stabilization effect of SMES unit. The ANN is trained by learning data which is obtained through the application of complex test function into the traditional mathematical mode. In order to verify the validity of proposed modeling method, fault data of sample power system is applied to both the traditional and the ANN models. When the response of traditional and proposed models are compared, the average error for the active and reactive power are 2.51[%], and 0.24[%], respectively. From the comparison, the relevance of proposed method is validated. For the transient stability analysis, an application method of the proposed model is presented, and the transient stability performance index, which describes system stabilization effect of SMES at disturbance, is also suggested, and optimal site selection method of SMES is presented. In the viewpoint of the voltage stability, system stabilization criterion of local bus is presented from P­V curve, and then optimal site which can maximize the voltage stabilization of the whole power system, is decided from the proposed voltage stability performance index.

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A study on autonomy level classification for self-propelled agricultural machines

  • Nam, Kyu-Chul;Kim, Yong-Joo;Kim, Hak-Jin;Jeon, Chan-Woo;Kim, Wan-Soo
    • 농업과학연구
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    • 제48권3호
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    • pp.617-627
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    • 2021
  • In the field of on-road motor vehicles, the level for autonomous driving technology is defined according to J3016, proposed by Society of Automotive Engineers (SAE) International. However, in the field of agricultural machinery, different standards are applied by country and manufacturer, without a standardized classification for autonomous driving technology which makes it difficult to clearly define and accurately evaluate the autonomous driving technology, for agricultural machinery. In this study, a method to classify the autonomy levels for autonomous agricultural machinery (ALAAM) is proposed by modifying the SAE International J3016 to better characterize various agricultural operations such as tillage, spraying and harvesting. The ALAAM was classified into 6 levels from 0 (manual) to 5 (full automation) depending on the status of operator and autonomous system interventions for each item related to the automation of agricultural tasks such as straight-curve path driving, path-implement operation, operation-environmental awareness, error response, and task area planning. The core of the ALAAM classification is based on the relative roles between the operator and autonomous system for the automation of agricultural machines. The proposed ALAAM is expected to promote the establishment of a standard to classify the autonomous driving levels of self-propelled agricultural machinery.

한국형 SPAR(Soil-Plant-Atmosphere-Research) 시스템에서 대용량 관측 자료의 처리 및 품질관리 (Processing and Quality Control of Big Data from Korean SPAR (Soil-Plant-Atmosphere-Research) System)

  • 상완규;김준환;신평;백재경;서명철
    • 한국농림기상학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.340-345
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    • 2020
  • 본 연구에서는 첨단 옥외환경조절시설인 SPAR 시스템의 작물 및 환경 관측 자료의 품질 관리와 보증 방법을 최초로 제시하였다. 특히 실시간 군락 CO2플럭스의 경우에는 수집되는 자료의 특성을 고려하여 이상치의 제거와 보정이 병행되어야 함을 확인하였다. 본 연구를 통해 구축된 자료 처리 방법들은 향후 SPAR 자료를 통한 작물 생육 모형 개선에 매우 중요하게 활용될 수 있을 것으로 보인다. SPAR 내 작물과 환경 관련 10분 평균 자료는 국립식량과학원 내 작물 연구 통합 정보시스템(Crop Research Information System, CRIS) 웹사이트(www2.nics.go.kr/cris)에서 이용 가능하다.

B-Spline 곡선을 이용한 터치펜 잡음제거 (Touch-Pen Noise Reduction Using B-Spline Function)

  • 이상범
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.121-126
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    • 2017
  • 최근에 터치펜이 내장된 모바일 기기가 증가하고 있다. 터치가 가능한 디바이스는 펜을 터치 보드에 접속하는 순간부터 신호의 정확도와 반응 속도가 매우 중요하다. 따라서 터치 신호에 포함된 잡음을 빠르고 효과적으로 제거할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 터치스크린에 펜으로 입력된 터치 포인트 좌표에 섞인 노이즈를 제거하는 방법을 제안한다. 효과적인 필터링을 위해서는 먼저 입력된 신호 중에서 노이즈에 해당하는 좌표를 빠르게 Sampling함으로써 노이즈를 1차적으로 제거 한다. 그 다음으로 터치 좌표의 전체보정을 위해 B-Spline 곡선의 특성을 이용하여 좌표의 포인트를 보정하게 된다. 이는 다른 알고리즘들 보다 실시간성을 보장할 수 있다. 성능 평가 방법은 터치패드에 대각선을 10개의 구간을 나누어 오차 픽셀들을 기준 값들과 비교 평가하였다. 평균 오차는 7.1픽셀이며, 우리가 제안한 방법은 평균 4.1오차를 보였다. 따라서 우리가 제안한 방법을 이용하여 정확한 좌표에 표현 할 수 있는 터치 펜 시스템을 제시하였다.