• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.319-326
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• 2013

본 논문에서는 다목적실용위성 3호의 초기 궤도운영 결과를 기술하였다. 다목적실용위성 3호는 2012년 5월 18일 발사된 이후 지상국 추적데이터 및 GPS 수신기 데이터를 이용한 궤도결정을 통해 위성의 초기 궤도정보를 획득하였다. 또한, 발사체 투입 궤도로부터 임무궤도로의 변경을 위한 궤도조정을 성공적으로 완료하였다. 그리고 GPS 수신기 원시데이터 및 IGS 데이터를 이용한 정밀궤도결정을 통해 궤도 정밀도를 확인하였다. 다목적 실용위성 3호는 현재 임무궤도에서 정상 운영 중에 있으며, 한국항공우주연구원 지상 관제국에서는 위성 임무 수행에 필요한 궤도 데이터를 매일 생성하여 배포하고 있다. 초기 운영 기간 동안 수행된 궤도운영 결과는 향후 다른 위성의 초기운영의 참고자료로 활용할 예정이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권11호
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• pp.979-987
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• 2012

본 논문에서는 무인전투기의 지형추종을 위한 궤적생성, 유도, 항법 알고리즘을 구현하고 이를 통합하였다. 적 방공망 제압과 같은 위험한 임무를 수행하는 무인전투기는 적의 대공방어망으로부터 생존성을 높이기 위해서 지면을 근접하여 비행하는 지형추종 알고리즘이 필수적으로 요구된다. 무인전투기가 지형추종 비행을 하기 위해서는 경로생성, 유도, 그리고 항법 분야 알고리즘이 통합되어야 한다. 본 논문에서는 항법 알고리즘으로 GPS가 교란된 상황을 대비하여 비선형 필터 기반의 지형참조 항법을 사용하였다. 경로생성을 위해 지형추종에 적합한 경로생성 기법으로 보로노이 다이어그램을 이용하여 적의 대공망을 회피하는 수평경로를 생성하고, Cubic Spline 기법을 사용하여 정해진 수평경로 상에서 지면과의 근접비행이 가능한 수직경로를 생성하였다. 유도 알고리즘으로 전방주시점 기반의 유도법칙인 Follow-the-Carrot 기법과 Pure Pursuit 기법을 사용하여 생성된 경로를 추종하게 하였다. 제안한 통합알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 수치 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제20권2호
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• pp.163-175
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• 2017

본 연구는 평면 도형의 도형 분류하기 과제를 제시할 때 길이와 각의 표기 여부가 도형의 개념 이해에 어떤 영향을 주는지 알아보는데 목적이 있다. 이를 위해, 초등학교 4학년 학생 33명을 대상으로 분류하기 과제 해결 과정을 Eye-tracker를 통해 녹화하고 정답률과 Gaze Duration을 중심으로 분석하였다. 그 결과, 이등변삼각형과 정삼각형의 분류하기에서는 길이를 제시하였을 때 정답률이 증가하고 Gaze Duration은 감소하였다. 예각삼각형과 둔각삼각형 과제에서도 직각을 표기했을 때 정답률이 증가하고 Gaze Duration이 감소하였다. 이러한 결과로 볼 때, 평면도형을 분류하는 과제를 제시할 때는 길이와 각을 표기하여 학생들이 어림하여 도형을 분류하기 보다는 도형의 개념 이해를 바탕으로 분류하는 것을 측정하는 데 초점을 두어야 할 것이다.

• Smart Structures and Systems
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• 제31권4호
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• pp.421-436
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• 2023

This paper presents a vibration displacement measurement and damage identification method for a space truss structure from its vibration videos. Features from Accelerated Segment Test (FAST) algorithm is combined with adaptive threshold strategy to detect the feature points of high quality within the Region of Interest (ROI), around each node of the truss structure. Then these points are tracked by Kanade-Lucas-Tomasi (KLT) algorithm along the video frame sequences to obtain the vibration displacement time histories. For some cases with the image plane not parallel to the truss structural plane, the scale factors cannot be applied directly. Therefore, these videos are processed with homography transformation. After scale factor adaptation, tracking results are expressed in physical units and compared with ground truth data. The main operational frequencies and the corresponding mode shapes are identified by using Subspace Stochastic Identification (SSI) from the obtained vibration displacement responses and compared with ground truth data. Structural damages are quantified by elemental stiffness reductions. A Bayesian inference-based objective function is constructed based on natural frequencies to identify the damage by model updating. The Success-History based Adaptive Differential Evolution with Linear Population Size Reduction (L-SHADE) is applied to minimise the objective function by tuning the damage parameter of each element. The locations and severities of damage in each case are then identified. The accuracy and effectiveness are verified by comparison of the identified results with the ground truth data.

• Smart Structures and Systems
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• 제31권4호
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• pp.393-407
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• 2023

To assess structural condition in a non-destructive manner, computer vision-based structural health monitoring (SHM) has become a focus. Compared to traditional contact-type sensors, the advantages of computer vision-based measurement systems include lower installation costs and broader measurement areas. In this study, we propose a novel computer vision-based vibration measurement and coarse-to-fine damage assessment method for truss bridges. First, a deep learning model FairMOT is introduced to track the regions of interest (ROIs) that include joints to enhance the automation performance compared with traditional target tracking algorithms. To calculate the displacement of the tracked ROIs accurately, a normalized cross-correlation method is adopted to fine-tune the offset, while the Harris corner matching is utilized to correct the vibration displacement errors caused by the non-parallel between the truss plane and the image plane. Then, based on the advantages of the stochastic damage locating vector (SDLV) and Bayesian inference-based stochastic model updating (BI-SMU), they are combined to achieve the coarse-to-fine localization of the truss bridge's damaged elements. Finally, the severity quantification of the damaged components is performed by the BI-SMU. The experiment results show that the proposed method can accurately recognize the vibration displacement and evaluate the structural damage.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제49권3호
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• pp.51-59
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• 2012

본 논문에서는 마르코프 네트워크로 모델링된 다관절체(Articulated body) 사람을 양안 영상(stereo image)을 통해 획득 되어진 디스패리티 맵(disparity map)을 이용해 효과적으로 추적하는 방법을 제안한다. 기존의 색상 정보만을 사용하여 에너지함수의 우도(likelihood)를 계산하는 방법은 조명 및 그림자의 영향과 배경 색상의 임의성 때문에 강건하지 못 하다. 본 논문에서는 색상 정보에 더불어 디스패리티 정보를 활용하여 우도를 계산하는 방법을 제안한다. 원통형 모양의 사람의 신체 요소(body part)는 2차원 영상으로 사영될 때 직사각형으로 사영되므로 이 직사각형의 디스패리티의 분포가 불연속 하지 않다는 특성을 이용한다. 또한 본 논문에서는 디스패리티 맵을 사용한 조건적 메시지 생성 방법을 제안해 신뢰 전파에서 불필요한 메시지 업데이트 수행을 줄이는 방법을 보여준다. 메시지 업데이트는 신뢰 전파 알고리즘의 전체 수행 시간에 80% 이상을 차지하므로, 조건적 메시지 생성 방법은 기존 대비 9~45%의 속도 향상을 보였다. 또한 사람의 연속적인 움직임 특성을 이용한 다이나믹 모델을 제안해 추적 속도를 향상하였다. 자세한 내용은 4장에 설명되어 있다. 실험 결과 제안하는 디스패리티 정보를 활용한 신뢰 전파를 사용해 다관절체를 추적하는 방법은 기존 대비 강건한 추적 결과와 함께 빠른 속도로 추적할 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.172-177
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• 2023

본 논문에서는 초음파 신호의 2차원 역추적 방법을 제안한다. 초음파 센서는 송수신 장치를 서로 쌍으로 이용하여 거리 측정 및 실내 위치 추적에 많은 연구가 되어 산업 분야에 쓰이고 있는 보편적인 기술이다. 본 논문에서는 초음파 신호를 수신기만 활용하여 임의의 초음파 송신 장치들의 신호원을 2차원 평면상으로 추적하는 방법을 제안한다. 초음파 신호를 추적하기 위해 수신기는 최소 3개를 이루어 신호를 수신한다. 3개의 수신기는 각각의 초음파 수신음의 도달 시간차를(Time Difference of Arrival, TDOA) 이용하여 방향 및 거리를 연산할 수 있다. 기존 초음파를 이용한 신호원 추적 방법은 송수신기가 쌍으로 이루어지거나 센서마다 독립적으로 설치가 되어야 하기 때문에 장치들의 시간 동기화가 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 초음파 수신기의 거리를 최소화하여 설치고 하나의 장치로 구성한다. 하나의 장치로 설치된 센서는 하나의 연산기로 처리하기에 시간 동기화 문제를 해결할 수 있다. 시간차 정확도를 올리기 위해 시간 분해능이 높은 고속 32비트 타이머를 사용하여 거리 및 방향을 빠르게 연산 및 추적할 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.497-502
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• 2015

One of the goals in the field of mobile robotics is the development of personal service robots for the elderly which behave in populated environments. In this paper, we describe a security robot system and ongoing research results that minimize the risk of the elderly and the infirm to access an area to enter restricted areas with high potential for falls, such as stairs, steps, and wet floors. The proposed robot system surveys a potential falling area with an equipped laser scanner sensor. When it detects walking in elderly or infirm patients who in restricted areas, the robot calculates the velocity vector, plans its own path to forestall the patient in order to prevent them from heading to the restricted area and starts to move along the estimated trajectory. The walking human is assumed to be a point-object and projected onto a scanning plane to form a geometrical constraint equation that provides position data of the human based on the kinematics of the mobile robot. While moving, the robot continues these processes in order to adapt to the changing situation. After arriving at an opposite position to the human's walking direction, the robot advises them to change course. The simulation and experimental results of estimating and tracking of the human in the wrong direction with the mobile robot are presented.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제1권2호
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• pp.6-15
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• 2011

This paper reports the design and fabrication of a micro-electro-mechanical-system(MEMS)-based electrostatic angular microactuator for a dual-stage servo. The proposed actuator employs a novel electrode pattern named "skewed electrode array(SEA)" scheme. It is shown that SEA has better linearity than a parallel plate type actuator and stronger force than a comb-drive based actuator. The moving and the fixed electrodes are arranged to make the driving force perpendicular to the rotating moment of arm. By changing the electrode overlap length, the magnitude of electrostatic force and stable displacement will be changed. In order to optimize the design, an electrostatic FE analysis was carried out and an empirical force model was established for SEA. A new assembly method which will allow the active electrodes to be located beneath the slider was developed. The active electrodes are connected by inner and outer rings lifted on the base substrate, and the inner and outer rings are connected to platform on which the slider locates. Electrostatic force between active electrodes and platform can be used for exiting out of plane modes, so this provides the possibility of the flying height control. A microactuator that can position the pico-slider over ${\pm}0.5{\mu}m$ using under 20 volts for a 2 kHz fine-tracking servo was designed and fabricated using SoG process.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.90-98
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• 2015

This research propose with image-based visual a new approach to design a feedback control of mobile robot. because mobile robot must be recharged periodically, it is necessary to detect and move to docking station. Generally, laser scanner is used for detect of position of docking station. CCD Camera is also used for this purpose. In case of using camera, the position-based visual servoing method is widely used. But position-based visual servoing method requires the accurate calibration and it is hard and complex work. Another method using cameras is inmage-based visual feedback. Recently, image based visual feedback is widely used for robotic application. But it has a problem that cannot have linear trajectory in the 3-dimensional space. Because of this weak point, image-based visual servoing has a limit for real application. in case of 2-dimensional movement on the plane, it has also similar problem. In order to solve this problem, we point out the main reason of the problem of the resolved rate control method that has been generally used in the image-based visual servoing and we propose an image-based visual feedback method that can reduce the curved trajectory of mobile robot in th cartesian space.