• 전기전자학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.33-40
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• 2015

전기 임피던스 단층촬영법(EIT)에서 역문제는 매우 높은 비정치성이므로 이것을 완화시키기 위해서 사전정보가 사용되고 EIT 역문제를 푸는 과정에서 만족스러운 복원성능을 갖기 위해 조정 기법은 적용된다. 반복적 Gauss-Newton 방법은 정확성과 빠른 수렴속도로 인해서 일반적으로 역문제를 푸는데 사용되지만 항상 좋은 성능을 내는 것은 아니며 조정 인자 선택에 따라 성능이 좌지우지된다. 비록 L-곡선과 같이 조정 인자를 결정하는데 이용할 수 있는 여러 가지 방법들이 존재하지만 이러한 방법들이 모든 경우에 적용할 수 있는 것은 아니다. 게다가 조정 인자는 스칼라이고 반복 연산동안 변하지 않는다. 그러므로 이 논문에서는 복원 성능을 향상시키기 위해서 조정 인자를 결정해주는 새로운 방법을 사용하였다. 각각의 반복 연산과정에서 도전율의 norm을 구하고 이것을 대각 행렬형태인 조정 인자를 구하는데 사용한다. 제안한 방법을 인체 흉부 영상 복원에 적용하였고, 기존의 방법들과 복원 성능을 비교하였다. 모의실험 결과, 기존의 방법들과 비교해서 개선된 성능을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권4호통권316호
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• pp.1-7
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• 2007

지상파 측위와 같이 사용자와 센서간의 거리가 짧은 경우에는 GN (Gauss-Newton) 방법을 이용하여 구한 추정치가 발산하기도 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 TDOA (Time Difference of Arrival) 측정치에 대해서는 QCLS (Quadratic Correction Least Square) 방법이 개발되었으나 추정치의 오차가 다소 크다는 문제점을 보였다. 본 논문에서는 가중최소자승법을 도입하여 기존 QCLS 방법의 성능을 개선하는 방안을 제안하였다. 제안한 방법에서 사용하는 가중행렬이 미지변수인 사용자 위치의 함수이기 때문에 먼저 가중행렬의 추정치를 구한 후 이를 이용하여 사용자 위치 추정치를 구하는 단계별 추정 방식을 제안하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법의 성능이 기존 QCLS 방법보다 항상 우수함을 보였으며, Gauss-Newton 방법이 수렴하는 경우 두 가지 방법이 대등한 성능을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.106-114
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• 2017

본 논문에서는 센서 결합을 이용하여 공간상의 시스템 자세를 정확히 추정할 수 있는 확장 칼만 필터를 설계하는 방법에 대해서 제안한다. 시스템 자세는 쿼터니언 상태 변수를 이용하여 표현하며, 이는 Gauss-Newton방법을 적용하여 가속도 센서와 지자기 센서로 부터 강체의 자세를 획득 하게 된다. 측정된 쿼터니언 값과 속도 센서 값, ARVR_SDK에 의한 영상 정보 값을 이용함으로써, 상태 변화를 추정 하게 되는데, 자세 추정의 정밀도를 높이기 위해 입력 값에 대한 에러를 보정하는 과정을 추가하여 적응적으로 입력 값을 조절하는 확장 칼만 필터를 설계 적용 하였다. 그 결과, 설계된 필터에 입력 값에 대한 오차가 있어도 일정부분 이를 보정하여 추정 값에 대한 신뢰도를 높이는 결과를 실험적으로 확인 할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권2호
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• pp.95-103
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• 2014

MT 자료에서 3차원 전기비저항 구조와 정적효과를 동시에 구하기 위한 실용적인 역산법을 소개한다. 이 방법은 감도행렬이 필요한 Gauss-Newton법을 기반으로 하고 반복과정에서 Broyden의 방식으로 감도를 수정하는 것을 기본으로 하고 있다. 이 논문에서는 합성 MT 자료에 대한 역산실험을 통해 근사역산법의 성능과 정적효과에 대한 가중치에 대해 검토하였다. 해석적으로 구해지는 초기감도를 Broyden의 방식으로 수정하는 역산법은 초기감도를 끝까지 쓰는 역산법보다 자료오차를 줄이는데 효과적이었다. 그리고 완전한 감도행렬을 반복 중간에서 단 한번만 사용하는 근사역산법으로서는 반복 전반부에서 완전한 감도를 사용할 때 자료오차를 가장 많이 줄이는 것으로 나타났다. 정적효과에 대한 가중치는 어느 특정 한계값 이하로 선택하면 최종 자료오차에는 결정적인 영향을 주지 않는다. 합성 MT 자료에 대한 실험 결과 이 역산법은 정적효과가 포함된 MT 자료로부터 3차원 전기비저항 구조를 재현하는데 효과적임을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권1호
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• pp.109-116
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• 2014

An electrical resistance tomography (ERT) technique combining the particle swarm optimization (PSO) algorithm with the Gauss-Newton method is applied to the visualization of two-phase flows. In the ERT, the electrical conductivity distribution, namely the conductivity values of pixels (numerical meshes) comprising the domain in the context of a numerical image reconstruction algorithm, is estimated with the known injected currents through the electrodes attached on the domain boundary and the measured potentials on those electrodes. In spite of many favorable characteristics of ERT such as no radiation, low cost, and high temporal resolution compared to other tomography techniques, one of the major drawbacks of ERT is low spatial resolution due to the inherent ill-posedness of conventional image reconstruction algorithms. In fact, the number of known data is much less than that of the unknowns (meshes). Recalling that binary mixtures like two-phase flows consist of only two substances with distinct electrical conductivities, this work adopts the PSO algorithm for mesh grouping to reduce the number of unknowns. In order to verify the enhanced performance of the proposed method, several numerical tests are performed. The comparison between the proposed algorithm and conventional Gauss-Newton method shows significant improvements in the quality of reconstructed images.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권12호
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• pp.3007-3019
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• 1993

For the same configuration, the stiffness of 6-node two dimensional isoparametric is stiffer than that of 8-node two dimensional isoparametric element. This phenomenon may be called 'Relative Stiffness Stiffening Phenomenon.' In this paper, the relative stiffness stiffening phenomenon was studied, and could be corrected by modifying the position of Gauss integral points used in the numerical integration of the stiffness matrix. For the same deformation (bending) energy of 6-node and 8-node two dimensional isoparametric elements, Gauss integral points of 6-node element have to move closer, in comparison with those of 8-node element, in the case of numerical integration along the thickness direction.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.76-84
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• 2013

순시(instantaneous) TDOA (time difference of arrival)와 FDOA (frequency difference of arrival)를 이용한 위치추정 방법은 추가적인 측정값 획득을 통해 정확도 향상을 도모할 수 있으며, 이를 위해서는 동시에 운용되는 수신단의 수를 증가하여야 한다. 하지만 전자전 환경에서 수신단 수의 증가는 아군의 피탐확률(probability of intercept) 상승으로 인한 전력 손실을 야기할 수 있고, 수신단 간의 데이터 링크 및 시각동기화와 같은 과정에 대한 추가적인 고려가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 이격된 2개의 이동 수신단만을 운용하여 연속적으로 다수의 TDOA와 FDOA 정보를 측정하고, 이를 이용하여 고정 신호원의 위치를 추정하는 방법을 제안한다. 이 경우 매 측정 순간마다 독립된 수신단 쌍(pair)이 추가되므로 각 수신단 조합은 서로 다른 기준 수신단을 가지게 된다. 그러므로 모든 수신단 쌍이 동일한 기준 수신단을 공유해야하는 QCLS (quadratic correction least squares) 방법을 적용할 수 없다. 이러한 이유로 본 논문에서는 비선형 LS 최적해를 반복계산을 통해 얻어내는 Gauss-Newton 기법을 적용한다. 또한 모의실험을 통해 획득된 TDOA와 FDOA의 수가 증가함에 따른 위치추정 결과의 RMSE (root mean square error)값과 CRLB (Cramer-Rao lower bound)를 비교하고, CEP (circular error probable) 평면을 도시하여 2차원 공간상에서의 기대 추정 성능을 분석한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.62-71
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• 2013

TDOA (time difference of arrival)와 FDOA (frequency difference of arrival)를 동시에 사용하는 신호원 위치추정 방법은 단일 정보를 이용하는 경우에 비해 높은 정확도를 가지며 이동 신호원의 속도 추정이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 최근 종속 미지변수를 정의한 후 비반복적으로 해를 구하는 방법들이 제안되고 있으나 전자전 환경과 같이 수신단과 신호원 간의 거리가 상대적으로 먼 경우에는 추정 정확도가 낮고 모든 수신단 쌍이 동일한 기준 수신단을 공유하여야 한다는 운용상의 제약이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 비선형 LS 최적해를 반복계산을 통해 얻어내는 Gauss-Newton 기법을 적용하여 이동 신호원의 위치좌표와 속도벡터를 추정한다. 또한 이동 신호원의 위치와 속도 추정 결과를 효과적이고 정량적으로 분석하기 위해 CRLB (Cramer-Rao lower bound) 행렬을 각각의 부공간으로 분해하여 2차원 공간상에 독립된 CEP (circular error probable) 평면으로 도시한다. 모의실험을 통해 주어진 수신단 배치와 조합에서 이동 신호원의 위치 및 속도 추정 성능을 확인하고 분석 결과를 제시한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권7호
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• pp.647-654
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• 2016

수신된 신호세기강도(RSSI)를 이용한 가시광통신기반 실내위치인식은 다른 무선 통신 위치인식 기법에 비해 정확성이 높기 때문에 많이 연구되고 있다. 하지만 수신기의 기울기와 방위에 따라 RSSI가 변할 수 있기 때문에 동일한 위치에서 수신된 신호조차도 큰 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 수신기의 기울기 변화에 의해 발생하는 오차를 감소시키기 위해 가우스-뉴턴(Gauss-Newton) 기법을 적용한 가시광통신기반 3차원 실내위치인식 알고리즘을 제안한다. 제안한 시스템은 수신된 RSSI를 선형 최소자승기법(LSM)을 적용하여 수신기의 초기 위치를 선정함으로써 연산량을 줄이고 수신기의 방위각과 기울기의 변화에 의하여 획득된 RSSI를 포함하는 3차원 비선형 모델에 가우스-뉴턴 기법을 사용하여 정확도를 개선하였다. 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하기 위하여 16개의 LED 조명이 설치된 $6{\times}6{\times}3m^3$의 실내 공간에서 수신기의 기울기 및 방위각 변화에 따른 기존의 선형 LSM 기반 삼변측량기법과 제안한 방법에 대한 오차를 비교 및 분석하였다. 실험결과 제안한 알고리즘 위치 정확도가 기존의 선형 LSM 기반 삼변측량기법 대비 82.5% 개선되었다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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• pp.557-562
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• 1991

In this paper, we present new methods for solving the inverse kinematics associated with 6 degree of freedoms manipulator by the numerical method. This method will be based on tracking stability of special nonlinear dynamical systems, and differs from the typical techniques based by the Newton-Gauss or Newton-Raphson method for solving nonlinear equations. This simulation results show that the new method is solving the inverse kinematics of PUMA 560 without the derivative of a given task space trajectories.