• 제목/요약/키워드: Spatial data update

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A Neural Network and Kalman Filter Hybrid Approach for GPS/INS Integration

  • Wang, Jianguo Jack;Wang, Jinling;Sinclair, David;Watts, Leo
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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    • pp.277-282
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    • 2006
  • It is well known that Kalman filtering is an optimal real-time data fusion method for GPS/INS integration. However, it has some limitations in terms of stability, adaptability and observability. A Kalman filter can perform optimally only when its dynamic model is correctly defined and the noise statistics for the measurement and process are completely known. It is found that estimated Kalman filter states could be influenced by several factors, including vehicle dynamic variations, filter tuning results, and environment changes, etc., which are difficult to model. Neural networks can map input-output relationships without apriori knowledge about them; hence a proper designed neural network is capable of learning and extracting these complex relationships with enough training. This paper presents a GPS/INS integrated system that combines Kalman filtering and neural network algorithms to improve navigation solutions during GPS outages. An Extended Kalman filter estimates INS measurement errors, plus position, velocity and attitude errors etc. Kalman filter states, and gives precise navigation solutions while GPS signals are available. At the same time, a multi-layer neural network is trained to map the vehicle dynamics with corresponding Kalman filter states, at the same rate of measurement update. After the output of the neural network meets a similarity threshold, it can be used to correct INS measurements when no GPS measurements are available. Selecting suitable inputs and outputs of the neural network is critical for this hybrid method. Detailed analysis unveils that some Kalman filter states are highly correlated with vehicle dynamic variations. The filter states that heavily impact system navigation solutions are selected as the neural network outputs. The principle of this hybrid method and the neural network design are presented. Field test data are processed to evaluate the performance of the proposed method.

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실시간 위치 기반 서비스를 위한 확장 SLDS 설계 및 구현 (Design and Implementation of the Extended SLDS for Real-time Location Based Services)

  • 이승원;강홍구;홍동숙;한기준
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.47-56
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    • 2005
  • 최근 이동 컴퓨팅 기술과 무선 측위 기술이 급속도로 발전하고 무선 인터넷이 보편화됨에 따라 이동체의 위치 정보를 활용하는 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)가 다양한 분야에서 제공되고 있다. 위치 기반 서비스를 제공하기 위해서는 이동체의 위치 정보를 주기적으로 저장하는 위치 데이타 서버가 필요하다. 기존에는 이동체의 위치 데이타를 저장하기 위해서 GIS 서버를 사용해 왔다. 하지만 GIS 서버는 정적 데이타를 기반으로 설계되었기 때문에 이동체의 위치 데이타를 저장하는데 적합하지 않다. 따라서, 본 논문에서는 이동체의 위치 데이타를 관리하기 위해 제안된 클러스터 기반 분산 컴퓨팅 구조를 갖는 GALIS(Gracefully Aging Location Information System) 아키텍처의 서브 시스템인 SLDS(Short-term Location Data Subsystem)를 확장하여 실시간 위치 기반 서비스를 위한 확장 SLDS를 설계 및 구현하였다. 확장 SLDS는 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 프로그래밍 기법을 이용하여 위치 데이타 처리의 실시간성을 보장하며, 이동체 데이타를 다수의 노드에 적절히 분산시킴으로써 대용량 위치 데이타를 효율적으로 관리할 수 있다. 그리고, 메인메모리에서 위치 데이타를 관리하기 때문에 검색 및 갱신 오버헤드가 적다. 또한, 실험을 통하여 확장 SLDS는 기존에 제시된 SLDS 보다 더 효율적인 저장과 부하 분산을 수행한다는 것을 확인하였다.

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수정된 RANSAC 알고리즘과 지상라이다 데이터를 이용한 수치지도 건물레이어 갱신 (Update of Digital Map by using The Terrestrial LiDAR Data and Modified RANSAC)

  • 김상민;정재훈;이재빈;허준;홍성철;조형식
    • 대한공간정보학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.3-11
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    • 2014
  • 최근 도시는 신규건축, 재건축 및 부분적인 리모델링 등 다양한 형태로 변화하고 있으며, 이에 따라 수치지도 또한 최신성 및 정확도를 유지할 수 있도록 지속적인 수정 및 갱신을 통해 사용자들에게 최적의 서비스를 제공할 수 있어야 한다. 일반적으로 수치지도 수정 및 갱신 방법으로는 항공사진 혹은 준공도면을 이용하고 있으나, 항공사진은 촬영주기제한 및 경제성 측면에서 국소 지역에 대한 수시 갱신이 어렵고 준공도면의 경우 품질 확보의 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 빠르게 변하는 도심지의 건물 개발 현황을 수치지도상의 건물 정보에 신속하게 반영하기 위해 지상라이다로부터 추출한 건물 footprint 자료를 이용하는 방법론을 제안하였다. 우선 지상라이다로부터 취득된 전체 건물의 포인트 클라우드 자료로부터 대표 옆면을 추출하고, 2차원 영상으로 투영한다. 투영된 포인트 클라우드 자료로부터 footprint를 추출하고, 추출된 footprint와 수치지도 상의 건물 footprint 간의 정합을 위해 2D Affine 모델을 사용하였다. 2D Affine 파라미터의 추정에는 두 footprint 자료로부터 취득된 무게중심을 사용하였으며, 무작위로 추출된 무게중심 간의 매칭을 위해 수정된 RANSAC (RANdom SAmple Consensus) 알고리즘을 제시하였다. 다양한 조건하에서 수행된 실험결과 제안된 알고리즘을 적용할 경우, 지상라이다로부터 추출된 건물데이터를 활용하여 효율적인 수치지형도의 갱신이 가능함을 확인할 수 있었다.

모바일 장치용 시공간 질의 처리 시스템의 개발 (Development of a Spatio-Temporal Query Processing System for Mobile Devices)

  • 신인수;양형식;김정준;한기준
    • 대한공간정보학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.81-91
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    • 2012
  • 최근 유비쿼터스 컴퓨팅 환경이 발전함에 따라 u-GIS는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 핵심 요소 기술로 대두되고 있고 이에 따른 시공간 데이터의 효율적인 관리에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 u-GIS 환경에서 모바일 장치는 나날이 증가하고 있는 대용량 시공간 데이터를 효율적으로 관리하기에는 어려움을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 모바일 장치용 시공간 질의 처리 시스템을 개발하였다. 모바일 장치용 시공간 질의 처리 시스템은 시공간 데이터에 대한 삽입/삭제/갱신/검색을 위한 다양한 시공간 연산자를 제공한다. 그리고 플래시 메모리에 최적화된 시공간 인덱스와 질의 수행 속도를 보장하기 위해 시공간 히스토그램을 이용한 질의 최적화 기능을 제공한다. 마지막으로, 모바일 장치용 시공간 질의 처리 시스템을 가상 시나리오에 적용함으로써 본 시스템이 모바일 환경에서 다양한 u-GIS 응용 분야에 유용하게 활용될 수 있다는 것을 검증하였다.

메인 메모리 다차원 인덱스를 위한 효율적인 MBR 압축 기법 (An Efficient MBR Compression Technique for Main Memory Multi-dimensional Indexes)

  • 김정준;강홍구;김동오;한기준
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.13-23
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    • 2007
  • 최근 실시간 서비스의 요구 사항을 갖는 위치 기반 서비스와 텔레매틱스 서비스를 효율적으로 제공하기 위해서 공간 메인 메모리 DBMS에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 공간 메인 메모리 DBMS에서 기존의 디스크 기반 다차원 인덱스들을 메인 메모리에 최적화하기 위해 엔트리 크기를 줄여 캐시 접근 실패를 최소화한 다차원 인덱스 구조들이 제안되고 있다. 그러나 엔트리 크기를 줄이기 위하여 부모 노드의 MBR을 기준으로 압축하거나 중복된 MBR을 제거하기 때문에 인덱스 갱신 시 MBR 재구성 비용이 증가하고 인덱스 검색 시 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 MBR 재구성 비용을 줄이기 위하여 넓은 분포의 경우와 좁은 분포의 경우로 나누어 압축 기준점을 다르게 적용하는 RSMBR(Relative-Sized MBR) 압축 기법을 제시하였다. RSMBR 압축 기법은 넓은 분포일 경우 부모 노드 확장 MBR의 좌하점을 기준으로 압축하고, 좁은 분포일 경우 전체 MBR을 일정 크기의 셀로 나누고 각 셀의 좌하점을 기준으로 압축한다. 또한 인덱스 검색 시 검색 비용을 줄이기 위하여 상대 좌표와 크기를 이용하여 MBR을 압축한다. 마지막으로, 본 논문에서는 실제 데이타를 통한 성능 평가를 수행하여 RSMBR 압축 기법의 우수성도 입증하였다.

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동적 적응을 위한 움직임 보상 계층형 동영상 부호화 (Motion-Compensated Layered Video Coding for Dynamic Adaptation)

  • 이재용;박희라;고성제
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권10B호
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    • pp.1912-1920
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    • 1999
  • 본 논문에서는 이종 환경에서 효과적으로 사용할 수 있도록 다중 계층형 비트열을 생성할 수 있는 계층형 동영상 부호화 방식을 제안한다. 제안하는 부호화 기법에서는 시축 해상도의 확장성(scalability)을 지원하기 위해 시축 계층구조에서 새로운 움직임 추정 구조를 가지도록 하고, 웨이브릿 분할을 이용하여 공간 확장성까지도 지원하도록 한다. 움직임 추정과 보상을 사용하여 시축 중복성을 더욱 줄여 조건 갱신 방식보다 압축률을 향상시킬 뿐만 아니라‘분산 부대역 인트라 갱신’기법을 사용하여 동적 적응이나 에러에 대해서도 효과적으로 동작할 수 있다. 또한 EZW (embedded zerotree wavelet) 기법을 사용하여 임베디드 비트열을 생성함으로써 추후에 데이터율 확장성을 쉽게 얻을 수 있도록 하였다. 따라서 제안하는 부호화 기법은 인터넷이나 ATM, 무선망과 같이 상호 운용과 확장성을 필요로 하는 네트웍 상에서 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

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항공 LiDAR 측량에 의한 수치지도 제작의 경제성 분석 (Analysis of Economical Efficiency of Digital Map in Production Cost by Aerial LiDAR Surveying)

  • 강준묵;윤희천;이진덕;박준규
    • 대한공간정보학회지
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    • 제15권1호통권39호
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    • pp.67-73
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    • 2007
  • 최근 여러 측면에서의 효용성 및 다양한 분야에서의 활용 가능성이 높게 평가되고 있는 LiDAR 시스템을 이용하여 취득한3차원의 지형공간정보는 수치지도 제작, 3차원 건물 및 도시모델링, 통신환경 분석 등 많은 분야에서 응용되고 있다. 이에 본 연구에서는 최신의 항공LiDAR 측량 기술을 이용하여 기존 항공사진 측량 기술에 의한 수치지도 제작 기법을 대치할 수 있는 여러 가지 요소 중 가장 기초적인 경제적 비용 부분을 분석하였다. 이는 향후 수치지도의 수정 갱신 및 제작을 위한 항공 LiDAR 측량의 적용성을 판단하는 중요한 기초 자료가 될 것이며, 나아가 국가의 예산절감 효과를 거두는 근거자료로 활용될 수 있을 것이다.

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A New Fuzzy Key Generation Method Based on PHY-Layer Fingerprints in Mobile Cognitive Radio Networks

  • Gao, Ning;Jing, Xiaojun;Sun, Songlin;Mu, Junsheng;Lu, Xiang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권7호
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    • pp.3414-3434
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    • 2016
  • Classical key generation is complicated to update and key distribution generally requires fixed infrastructures. In order to eliminate these restrictions researchers have focused much attention on physical-layer (PHY-layer) based key generation methods. In this paper, we present a PHY-layer fingerprints based fuzzy key generation scheme, which works to prevent primary user emulation (PUE) attacks and spectrum sensing data falsification (SSDF) attacks, with multi-node collaborative defense strategies. We also propose two algorithms, the EA algorithm and the TA algorithm, to defend against eavesdropping attacks and tampering attacks in mobile cognitive radio networks (CRNs). We give security analyses of these algorithms in both the spatial and temporal domains, and prove the upper bound of the entropy loss in theory. We present a simulation result based on a MIMO-OFDM communication system which shows that the channel response characteristics received by legitimates tend to be consistent and phase characteristics are much more robust for key generation in mobile CRNs. In addition, NIST statistical tests show that the generated key in our proposed approach is secure and reliable.

음향 측심기 수심인식률 향상 기법 연구 (A Study on Water Depth Measurement Rate Improvement using Echosounder)

  • 박동진;김영일;오영석;박승수
    • 대한공간정보학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.71-78
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    • 2008
  • 현재 해양 측량 및 선박항해 목적으로 음향측심기가 사용되어지고 있다. 하지만 신뢰성 있는 수심인식이 주 목적인 음향측심기가 낮은 수심 또는 험한 해저 지형에서 수심 인식률이 현저히 떨어지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 트랜듀서의 음파특성 파악 및 최적 알고리즘을 연구를 하였다. 알고리즘 연산처리를 하기 위해 최신 DSP프로세서(TMS320F2812)를 적용하여 고속으로 데이터처리를 하는 하드웨어 설계를 하였다. 마지막으로 기존방식과 최적 알고리즘을 적용한 방식을 비교하여 데이터 신뢰성을 비교하였다.

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AN UPDATE ON THE MOPRA SOUTHERN GALACTIC PLANE CO SURVEY

  • BRAIDING, CATHERINE;BURTON, MICHAEL G.
    • 천문학논총
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    • 제30권2호
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    • pp.103-105
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    • 2015
  • The 22 m diameter Mopra telescope in Australia is being used to undertake an improved survey of the CO J = 1-0 line at 3mm along the 4th quadrant of the Galaxy, achieving an order of magnitude better spatial and spectral resolution (i.e. 0.6 and 0.1 km/s) than the Dame et al. (2001) survey that is publically available for the Southern Galactic plane. Furthermore, the Mopra CO survey includes the four principal isotopologues of the CO molecule (i.e. $^{12}CO$, $^{13}CO$, $C^{18}O$ and $C^{17}O$). The survey makes use of an 8 GHz-wide spectrometer and a fast mode of on-the-fly mapping developed for the Mopra telescope, where the cycle time has been reduced to just 1/4 of a second. 38 square degrees of the Galaxy, from $l=306-344^{\circ}$, $b=0{\pm}5^{\circ}$ have currently been surveyed, together with additional 9 sq. deg. regions around the Carina complex and the Central Molecular Zone. We present new results from the survey (see also Burton et al., 2013, 2014). The Mopra CO data are being made publically available as they are published; for the latest release see the project website at www.phys.unsw.edu.au/mopraco.