• 한국항행학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.927-934
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• 2012

본 논문은 저가의 GPS 수신기와 MEMS급 IMU, B-CDMA 무선 통신 모듈을 이용한 다수 차량의 상대위치 추정에 관한 연구이다. 차량의 상대위치를 추정함에 있어서, 각 차량의 가시 위성 조합이 불일치 할 경우 오차가 급증하는 현상이 발생한다. 본 논문에서는, 이를 개선하기 위하여 측정치 기반으로 상대위치를 계산하는 RGPS 알고리즘을 제안한다. 동시에 GPS/INS 통합 항법 알고리즘을 적용하여 각 차량의 방향각과 속도를 추정한다. 최종적으로 RGPS 알고리즘과 각 차량의 GPS/INS 통합항법 알고리즘 결과를 사용한 Position Integration Filter 알고리즘으로부터 최종적인 상대위치와 상대속도를 추정한다. 이와 같은 연구 결과를 증명하기 위하여 실제 실험을 통하여 추정 결과를 확인하였다. 실시간 프로그램과 실험용 모형 차량을 제작하여 상대위치, 상대속도 추정 실험을 실시, 실제 환경에서의 알고리즘의 성능을 검증하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.377-385
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• 2017

태양광 발전에 있어서 태양전지는 일사량, 온도와 부하에 의해 크게 변동하기 때문에 태양전지에 대한 특성 해석이 필요하다. 또한 태양광 발전에 있어서 가능한 많은 에너지를 얻기 위해서는 환경변화에 따른 태양의 위치추적이 필요하며 태양전지의 출력을 항상 최대로 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 태양광 발전의 효율을 높이기 위하여 센서와 마이크로프로세서를 이용한 태양광 위치추적 장치를 설계하여 고정방식의 태양광 발전과 위치 추적 방식의 태양광 발전에 대하여 비교해 보았으며, 태양전지에 대한 특성 해석과 수학적 모델링을 통한 시뮬레이션을 행하여 태양전지 특성 사양과 비교해 보았다. 또한 전력변환 시스템을 Boost 컨버터와 전압형 인버터로 구성하여 각각에 대하여 실험하였으며, Boost 컨버터 제어에서 최대 전력점 추적을 위해 일정전압 제어법을 사용하였으며 인버터의 제어에서는 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation) 제어법을 사용하여 실험해 보았다. 그 결과 태양전지 수학적 모델링 한 것의 시뮬레이션 결과와 태양전지 특성 사양과 비교하였을 때 5%이하의 오차를 보였으며. Boost 컨버터의 승압율은 167%로 시뮬레이션 한 것과 근사적으로 나타났고, 인버터는 시뮬레이션 한 것과 근사적 파형을 얻었으나 손실이 큰 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권6호
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• pp.545-557
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• 2017

이 연구는 사회 기반 구조물의 노후화에 대한 안전점검 기술분야에서 구조물 외관점검 기술의 효율적 대안에 관한 연구이다. 기존 육안점검 및 조사를 대신하여 산업용 드론과 딥 러닝기반의 이미지 분석 기법을 접목함으로써 막대한 인력과 시간소요 및 비용을 절감하고 높은 구역 및 돔 구조물의 접근 한계를 극복하고자 하였다. 구조물의 0.3mm 이상의 균열 손상을 검지할 수 있는 고 해상도 카메라와 라이다 센서, 임베디드 이미지 프로세서 모듈로 구성된 탑재체를 제작하여 산업용 드론에 탑재하였다. 이를 현장 시험에 적용하여 자동비행항법을 통해 시편의 손상 이미지를 촬영하였다. 또한 균열경을 이용하여 기존 육안 점검 방법으로 백태, 박리박락과 같은 면적형 손상과 선형 손상인 균열의 폭과 길이를 측정하여 최종 이미지 분석 검출 결과와 비교하고자 하였다. 촬영된 이미지 중 80장의 샘플을 골라 이미지 분석 기법을 적용하여 사전처리작업(pre-processing)-분리작업(segmentation)-특징점 추출작업(feature extraction)-분류 작업(Classification)-지도학습작업(supervised learning) 등의 과정을 거쳐 손상을 분리하고, 이를 딥러닝 기반 플랫폼으로 지도학습하여 분석 파라미터를 추출하였다. 지도학습을 수행하지 않은 임의의 이미지 샘플 60장을 신규로 추가하여 추출된 파라미터를 기반으로 이미지 분석을 수행한 결과, 손상 검출율의 90.5%로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.779-789
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• 2015

케이블교량은 교량길이가 길고 규모가 크기 때문에 온도에 의한 이동량과 형상변화는 일반교량보다 훨씬 크다. 따라서 공용 중 온도영향을 분석, 평가하는 것이 중요하며, 온도영향은 온도변화에 따라 교량 상부구조계가 늘어나거나 줄어드는 온도신축거동을 평가하는 것이 가장 기본이다. 이에 공용 중인 사장교에서 장기간 계측된 온도와 이종 변위 데이터를 활용하여 실제적인 온도신축거동을 평가하고자 하였다. 변위 데이터는 기존 신축변위계와 함께 새롭게 도입된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기에서 계측된 데이터를 활용하였다. 먼저 외기온도, 개별온도, 평균온도, 유효온도의 다양한 온도 조합에 대한 신축거동의 상관성을 분석하여 부재의 평균온도나 유효온도를 사용하는 것이 합리적임을 확인하였다. 부재 유효온도와 신축량의 선형회귀분석으로부터 단위온도신축량을 산정하고, 추가적으로 신축길이와 계측 단위온도 신축량의 선형회귀분석으로부터 선팽창계수와 중립점의 위치를 산정할 수 있었다. 이를 이론과 해석 결과와 비교함으로써 케이블교량의 실제 온도신축거동의 건전성을 평가할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권3호
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• pp.253-260
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• 2015

열악한 작업환경 때문에 수중항만공사를 기계화하려는 많은 노력들이 시도되고 있다. 본 논문은 수중항만공사 중 사석 고르기 작업을 수행하는 수중건설로봇에 대해 기술한다. 로봇의 블레이드는 울퉁불퉁한 지형에서도 사석 마운드를 기준면에 대해 평편하게 고르고, 다목적암은 사석을 파고, 채울 수 있게 설계되었다. 본 연구는 로봇에 설치된 위치 및 방위 센서와 동기를 이루면서 주행과 스윙운동이 포함된 다목적암과 블레이드의 기구학을 해석한다. 기준수심센서에 부여된 월드좌표에 대해서 블레이드와 다목적암의 위치와 방위를 나타내고, 기준면과 나란한 고르기 작업을 위한 형상을 찾는다. 고르기 작업을 위한 유압제어시스템을 개발하며, 로봇에 의한 육상 및 수중 사석 고르기 작업을 실시해 실험결과를 보인다. 로봇의 작업속도는 잠수부보다 8배 정도 빠르며 작업품질도 우수한 것으로 평가된다. 잠수부가 작업할 수 없는 대수심에서는 효율성이 더 좋을 것으로 기대된다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.48-52
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• 2007

최근들어 하드웨어방식의 GPS 수신기를 소프트웨어 방식의 Software-Defined Radio(SDR)기법으로 구성하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 소프트웨어 기반의 GPS 수신기는 기존의 하드웨어 방식으로 처리하는 신호획득부와 추적부를 마이크로 프로세서를 통해 소프트웨어 기법으로 처리하는 것을 말한다. 본 논문에서는 이러한 소프트웨어 기법을 이용하여 GPS 수신기를 설계하며 PC 기반에서 시뮬레이션을 통해 신호획득부, 추적부, 메시지 복조부를 설계하고 검증한다. 또한 의사거리 오차를 도출하기 위하여 신호 획득부와 추적부에 대해 효율적인 알고리즘을 제안하고 최종적으로L1 주파수대역의 여러 위성을 통해 수신된 채널간의 상대적 지연을 통해 의사거리를 계산한다. 본 논문에서 제시된 수신기기법은 향후 개발목표인 GPS/Galileo 복합시스템의 개발요소에 포함될 것이며 규격 및 성능을 검증할 방법을 제시할 뿐만 아니라 다양한 디버깅 환경을 제공함으로써 개발단계에 매우 유용하게 적용될 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권1호
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• pp.91-96
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• 2005

현재 국내에서는 NMEA 멀티플렉서를 개발한 사례 띤 제품이 몇몇 업체가 있으나, 외국 제품보다 인지도 및 제품판매의 실적이 미비하다. 그러므로 외국의 고비용 장비를 수입하여 사용하거나, 멀티 포트를 이용하여 NMEA 신호를 전송하는 프로그램을 소프트웨어적으로 구현하여 사용하고 있다. 그러므로 고비용이 지출되거나, 각 응용프로그램마다 별도의 처리 부분을 작성해야하는 문제점이 있다. 또한, NMEA 신호를 출력하는 각각의 장비들은 제조회사 및 플랫폼이 다르므로 이중의 자원낭비 및 손실 등을 초래할 수 있다. 본 논문에서는 경제적으로 NMEA 멀티플렉서 모듈을 구현하기 위하여 가상 시스템을 구성하여 실험을 실시하였다. NMEA 신호를 입력하기 위해 각 장비들은 가상의 데이터를 가진 노드로 대치하여 멀티플렉서 구현을 위한 가상의 시스템을 구성하고, 여러 문제들을 보완하기 위하여 신뢰성 있는 처리방법과 고성능의 단일 하드웨어 모듈로서 독립적으로 동작할 수 있다. 최적화된 큐의 설계를 이용하여 모듈의 메모리 효율을 높이며, 주요 항해 장비인 자이로콤파스, 에코 사운드, GPS 등과 실시간으로 RS232 멀티포트를 통하여 입력되는 신호를 실제 PC에서 출력하여 통신의 정확성을 유지할 수 있는 NMEA 멀티플렉서의 설계 및 구현에 대하여 제안하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권1호
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• pp.146-151
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• 2002

준설작업 효율성은 장비의 형식, 준설토의 특성, 작업의 성격, 작업 시행 전.후에 이루어지는 측량작업 등에 의해 결정된다. 특히, 준설선의 위치제어와 준설지점의 수심 측량은 전체 공정의 효율성 결정에 중요한 인자가 된다. 우리나라 준설업체가 주로 보유하고 있는 펌프식 준설선은 연속작업이 가능하고, 타 기종에 비해 작업해역에서 탁도 발생이 적다는 장점이 있지만 제거되는 슬러리에 토사 함유량이 적고, 위치 정확도가 낮다는 큰 단점이 있다. 본 연구에서는 LADGPS, 조석관측시스템, 광센서 각도추출장치, GIS와 전자해도를 이용하여 4개의 하부시스템으로 구성된 펌프식 준설선 통합공정관리시스템을 개발하여 준설선 위치제어, 실재 굴착이 이루어지는 준설지점의 위치결정, 작업해역의 조위가 보정된 실시간 수심결정, 작업지시내용 및 작업성과를 기록하고 이들 모든 정보를 작업자 모두가 실시간으로 모니터링하고 제어하는 공정관리를 수행할 수 치도록 하였다. 이 시스템을 펌프식 준설선인 '||'&'||'quot;은진PD-2'||'&'||'quot;에 설치하여 운영하였으며, 기존의 작업방식과의 작업효율성 비교를 위한 작업성과 데이타는 아직 추출하지 못했지만 일부 유사한 하$\circledcirc$시스템이 적용된 그라브 쿤설선 공정관리시스템의 효율성 분석결과에서 준설해역의 편평도가 45cm 이내로 양호하고, 작업기간을 227f 단축하였으며, 작업비용을 16.6% 절감된 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권1호
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• pp.97-102
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• 2003

와이어 로프는 엘리베이트, 건설현장의 리프트, 현수교 등 다양한 산업 현장에 응용되어 지고 있다. 특히, 크레인의 와이어 로프는 컨테이너 이송에 중용한 요소로서 컨테이너 이송 시 로프에 결함이 발생한다면 안전사고, 생산성 저하에 따른 경제력 손실 그리고 컨테이너 터미널의 경쟁력 손실 등 여러 가지 문제점이 초래된다. 이러한 문제점을 해결하기위해 원격 크레인 와이어 로프 결함 탐지 시스템을 개발하였으며, 본 시스템은 크게 결함 탐지부, 신호 처리부, 원격 모니터링부로 구성되어져 있다. 측정된 신호는 외부적 환경으로부터 노이즈를 가지게 되는데 원신호로부터 이러한 노이즈를 제거하기 위하여 이산 웨이브렛 변환을 적용하였다. 그 결과 와이어 로프 결함을 탐지하는데 있어서 좀더 쉽게 결함을 판별할 수 있었다. 결론적으로 이러한 시스템의 개발은 와이어로프의 교체 시기 연장으로 항만의 비용을 절감할 수 있으며, 경쟁력 향상 그리고 엘리베이터, 리프트 등 다양한 산업현장에 이러한 시스템을 적용할 수 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권6호
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• pp.395-400
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• 2017

Modbus는 각종 자동화 장비 감시 및 제어에 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 자발적 산업표준 통신 프로토콜이다. 그러므로 선박, 빌딩, 기차, 비행기 등 Modbus를 이용하는 모든 장비들과 연결이 가능하여 환경변수의 측정 및 원격제어가 가능하게 된다. 기존의 Modbus는 Serial 통신을 기반으로 사용되어 왔으며, Modbus TCP는 오늘날 인터넷 프로토콜로 가장 많이 쓰이는 TCP/IP를 기반인 Ethernet 통신을 이용하므로 Serial 통신에 비해 빠르고 사물인터넷(Internet of Things) 환경에 연결이 가능하다. 본 논문에서는 Modbus TCP 통신 프로토콜을 이용하여 무선 Wi-Fi 환경에서 LED 조명을 제어하기 위한 알고리즘을 설계하고, 선박의 통합관리 시스템에서 외부 환경요인 확인 및 원격제어가 가능한 LED 제어기 회로를 설계 및 구현 하였다. 외부 환경요소인 온도, 습도, 전류, 조도 값들은 센서를 통해 제어기로 받아들이며 이 값들은 Modbus 프로토콜을 통해 선박의 통합관리 시스템에 알리게 된다. Modbus는 TCP 통신으로 Master 기기와 연결 되어 온도, 습도, 전류, 조도 상태 모니터링 및 LED 출력 값 확인이 가능하고 또한 사용자가 원격으로 RGB 값을 변경할 수 있기 때문에 원하는 색으로 변경이 가능하게 된다. 제작한 제어기의 구현 확인을 위해 모의 선박 관리 시스템을 만들어 온도, 습도, 전류, 조도 상태를 모니터링 하고, 원격으로 RGB 값을 변경 하여 제어기의 LED 조명색상이 변화 되는 것을 확인 하였다.