• 제목/요약/키워드: Polynomial Curve fitting

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Legendre 다항식을 이용한 주파수 응답 함수의 곡선접합과 모드 매개변수 규명 (Modal Parameter Identification from Frequency Response Functions Using Legendre Polynomials)

  • 박남규;전상윤;서정민;김형구;장영기;김규태
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권7호
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    • pp.769-776
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    • 2006
  • A measured frequency response function can be represented as a ratio of two polynomials. A curve-fitting of frequency responses with Legendre polynomialis suggested in the paper. And the suggested curve-fitting algorithm is based on the least-square error method. Since the Legendre polynomials satisfy the orthogonality condition, the curve-fitting with the polynomials results to more reliable curve-fitting than ordinary polynomial method. Though the proposed curve-fitting with Legendre polynomials cannot cover all frequency range of interest, example shows that the suggested method is quite applicable in a limited frequency band.

비선형 감마 곡선 알고리즘 개선을 위한 구간 분할 다항식 곡선 접합 (The Segmented Polynomial Curve Fitting for Improving Non-linear Gamma Curve Algorithm)

  • 장정훈;조호상;장원우;강봉순
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.163-168
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    • 2011
  • 본 논문은 감마보정을 위한 비선형 곡선 알고리즘의 개선에 관한 연구이다. 기존의 비선형 감마 곡선 생성 방법은 Gauss-Jordan 역행렬을 적용한 최소 자승 다항식(Least Square Polynomial)을 사용하였다. 이 방법은 다항식 계수 값 계산 과정 중 고차행렬의 역행렬 연산에서 $10^{-11}$ 이하의 매우 작은 값은 절단함으로써 곡선접합의 정밀도가 감소된다. 또한 입력으로 사용되는 샘플 포인트가 10-bit 기준으로 0~1023의 밝기 값에 대하여 고루 분포되어있는 경우에만 정확한 동작이 가능하다. 본 논문은 이러한 기존 알고리즘의 단점을 보완하기 위하여, 고차 다항식의 계수 값을 반데몬드 행렬(Vandemond Matrix)에 SVD분해(Singular Value Decomposition)와 QR분해법(QR Decomposition)을 적용하여 행렬의 고유치와 직교성분만으로 연산하였다 또한, 입력 데이터의 구간을 분할하여 각 구간의 다항식을 생성하고, 새롭게 생성된 다항식을 이용하여 곡선 접합을 수행하도록 하였다. 입력 데이터와 곡선 접합결과의 평균제곱오차(Mean Square Error: MSE)와 표준편차(Standard Deviation: STD)를 통한 오차율 비교 결과 최하위 비트(Least Significant Bit: LSB) 에러 범위에서 MSE가 약 $10^{-9}$ 이고 STD는 약 $10^{-5}$로 정밀도가 향상되었다.

커브피팅 알고리즘이 적용된 토크 정밀 측정 시스템 개발에 관한 연구 (Study on Torque precision measuring System using Curve Fitting Algorithm)

  • 이기원;하재승;강승수
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.1-11
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    • 2012
  • This paper is the study on the development of a torque precision measuring system using the curve fitting algorithm. This system can be divided into the hardware part and the software part. The hardware part consists of the main base board, the DAQ(Data Aquisition) board and Calibration parts. The software part consists of the software filter module and the curve fitting algorithm module. We have tested the torque transducer including the strain gauge for 200 Nm range and have analyzed the data acquired with the curve fitting algorithm by using this system. The DAQ board converts the electric signal induced by the transducer to the digital value precisely by using the shunt calibration procedure. The main board including the curve fitting algorithm calculates the exact digital torque value by using the digital value from the DAQ board. In this study, we confirmed that the result of the appropriate high-order power-series polynomial function is more accurate than the result of the low-order power-series polynomial through the system.

복소수 평면에서 안정한 유리함수에 의한 curve-fitting (Curve-fitting in complex plane by a stable rational function)

  • 최종호;황진권
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1986년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 17-18 Oct. 1986
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    • pp.119-122
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    • 1986
  • An algorithm is proposed to find a stable rational function, which is frequently used in the linear system theory, by curve-fitting a given data. This problem is essentially a nonolinear optimization problem. In order to converge faster to the solution, the following method is used. First, the coefficients of the denominator polynomial are fixed and only the coefficients of the numerator polynomial are adjusted by its linear relationships. Then the coefficients of the numerator are fixed and the coefficients of the denominator polynomial are adjusted by nonlinear programming. This whole process is repeated until a convergent solution is found. The solution obtained by this method converges better than by other algorithms and its versatility is demonstrated by applying it to the design of a feedback control system and a low pass filter.

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평면상의 점들에 대한 조각적 이차 다항식 곡선 맞추기 (Fitting a Piecewise-quadratic Polynomial Curve to Points in the Plane)

  • 김재훈
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제36권1호
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    • pp.21-25
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    • 2009
  • 본 논문에서 우리는 평면상에 점들이 주어지는 경우에, 조각적 이차 다항식 곡선으로 맞추는 문제를 다룬다. 곡선은 이차 다항식 선분들로 이루어지고, 하나의 선분은 두 점 사이를 연결한다. 하지만 이 곡선은 점들의 부분집합만을 지나고, 지나지 못하는 점들에 대해서는 $L^{\infty}$거리로 에러를 측정한다. 이 문제에 대해서 우리는 두 가지 최적화 문제를 생각한다. 첫째로 허용 가능한 에러의 범위가 주어지고, 곡선 선분의 개수를 줄이는 문제이고, 둘째로 선분의 개수가 주어지고, 에러를 줄이는 문제이다. 주어진 점들의 개수 n에 대해서, 우리는 첫번째 문제에 대한 $O(n^2)$ 알고리즘과 두번째 문제에 대한 $O(n^3)$ 알고리즘을 제안한다.

암반에 근입된 강관말뚝의 수평방향 지지거동 연구 (Analysis of Lateral Behavior of Steel Pile embedded in Basalt)

  • 김기웅;박정준;김진우
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.1-10
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    • 2016
  • 최근 해상풍력발전 단지 조성은 많은 양의 에너지를 창출할 수 있어 그 기대는 점차적으로 증가하고 있다. 특히 제주도는 풍황이 우수하여 해상풍력발전 시스템 운영을 위한 최적의 대상지이기는 하나, 화산활동에 의해 형성된 지형으로 육지부와 달리 현무암층 사이에 연약층인 화산쇄설물 및 공동이 불규칙하게 발달된 층상구조로 이루어져 있다. 이에 본 연구에서는 제주현무암의 p-y 곡선을 얻기 위한 수평재하시험을 실시하였다. 말뚝 수평재하시험중에 측정한 변형률 데이터로부터 p-y 곡선을 유도하기 위하여 수평변위(y)는 high order polynomial curve fitting 기법을 적용하고, 지반반력(p)은 piecewise cubic polynomial curve fitting 기법을 추천한다. 이는 지반반력을 계산하기 위하여 미분하는 과정에서 발생하는 에러를 최소화 할 수 있으므로 역해석을 통한 말뚝두부에서 하중-변위를 예측할 때 에러가 가장 작게 발생한다.

시변 주파수 선택적 채널에서 OFDM시스템을 위한 Curve-Fitting 채널추정 방법 (A Curve-Fitting Channel Estimation Method for OFDM System in a Time-Varying Frequency-Selective Channel)

  • 오성근;남기호
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권3호
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    • pp.49-58
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    • 2006
  • 본 논문에서는 시변 주파수 선택적 페이딩 채널에서 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 시스템을 위한 curve-fitting 채널추정 방법을 제안한다. 제안된 방법은 시간영역 및 주파수영역에서 1차원 curve-fitting을 통하여 smoothing과 interpolation을 순차적으로 수행함으로써 채널추정 정확도를 크게 개선할 수 있다. 먼저, 파일럿 심벌들을 사용하여 LS(least-Square) 추정치를 구하고, 이를 바탕으로 파일럿 밀도가 상대적으로 높은 영역을 선택하여 최소자승오차 기준에 따라 적절한 차수의 다항식으로 1차원 curve-fitting을 수행한다. 다음으로, 이 다항식을 이용하여 주어진 범위 내에 존재하는 LS 추정치들을 smoothing하고, interpolation 또는 prediction을 통하여 데이터 전송을 위하여 필요한 채널추정치들을 구한다. 이어서, 선택된 영역에서 얻어진 채널추정치들을 나머지 영역에서 또 다른 다항식을 사용하여 동일한 과정으로 1차원 curve-fitting을 통하여 smoothing과 interpolation을 수행함으로써 시간영역 및 주파수영역에서의 채널추정을 완료한다. 모의실험을 통하여 다양한 채널환경에서 MSE (mean square error) 및 BER (bit error rate) 성능을 분석한 결과, 제안된 방법이 기존의 채널추정 방법들에 비하여 월등히 우수하며, 최적의 Wiener 필터링 방법보다도 우수함을 보였다.

비선형 선배열 형상 추정을 위한 계수 반복 다항 근사화 기법 (Iterative Polynomial Fitting Technique Using Polynomial Coefficients for the Nonlinear Line Array Shape Estimation)

  • 조점군
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.20-25
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    • 2006
  • Low frequency towed line array with high array gain and beam resolution is a long range surveillance sensor for anti-submarine warfare. The beam characteristics is however deteriorated due to the distorted line array sensor caused by low towing speed, wind, current, and towing ship maneuvering. An adaptive beamforming method is utilized in this paper to enhance the distorted line array beam performance by estimating and compensating the nonlinear array shape. A polynomial curve fitting in the least square sense is used to estimate the array shape iteratively with the distributed heading sensors data along the array. Real time array shape estimation and nonlinear array beam calculation is applied to a very long towed line array sensor system and the beam performance is evaluated and compared to the linear beamformer for the simulation and sea trial data.

ECAM Control System Based on Auto-tuning PID Velocity Controller with Disturbance Observer and Velocity Compensator

  • Tran, Quang-Vinh;Kim, Won-Ho;Shin, Jin-Ho;Baek, Woon-Bo
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제10권2호
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    • pp.113-118
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    • 2010
  • This paper proposed an ECAM (Electronic cam) control system which has simple and general structure. The proposed cam controller adopted the linear and polynomial curve-fitting method to generates a smooth cam profile curve function. Smooth motion trajectory of master actuator guarantees the good performance of slave motion and has an important effect on the interpolation quality of ECAM. The auto-tuning PID velocity controller was applied to overcome the uncertainties in ECAM, and the gains of the controller are updated continuously to ensure the consistency of system performance under varying working conditions. The robustness of system against the varying load torque disturbances and noises is guaranteed by using the load torque disturbance observer to suppress the disturbance on master actuator. The velocity compensator was applied to compensate the degradation of performance of slave motion caused from the varying driving speed of master motion. The stability and validity of the proposed ECAM control system was verified by simulation results.

적외선 영상을 이용한 Gradient Vector Field 기반의 표적 및 화염 자동인식 연구 (A Study of Automatic Recognition on Target and Flame Based Gradient Vector Field Using Infrared Image)

  • 김춘호;이주영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.63-73
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    • 2021
  • 본 논문은 공중 혹은 해상배경에 표적과 화염이 동시에 존재할 때, 무인항공기에 장착된 EOTS(Electro-Optical Targeting System; 전자광학 추적장비)가 표적을 추적하기 위해 화염의 영향에 강건하도록 표적을 자동 인식하는 기법을 제안한다. 제안한 기법은 표적과 화염의 적외선 영상을 Gradient Vector Field로 변환하고, 각 Gradient magnitude를 Polynomial Curve Fitting 도구에 적용하여 다항식 계수를 추출 및 얕은 신경망 모델에 학습함으로써, 표적과 화염을 자동으로 인식한다. 확보한 표적 및 화염의 다양한 적외선 영상 DB를 학습데이터, 검증데이터, 시험데이터로 분류하여 제안한 기법의 표적 및 화염 자동 인식 성능을 확인하였다. 본 알고리듬을 활용하여 무인항공기의 자동비행 중 충돌회피, 산불탐지, 공중 및 해상의 목표물을 자동탐지 및 인식하는 분야에 적용될 수 있다.