본 연구는 빠른 운항 속도와 짧은 운용 시간을 요구하는 임무에 활용될 저가 소형 자율 무인잠수정에 고가 대형 관성 측정 장치를 대신하여 사용할 수 있는 저가 소형 자세 측정 장치 개발 및 성능 검증을 수행하였다. 저가 소형 자세 측정 장치 개발을 위해서 MEMS 기술을 적용한 gyro, accelerometer 및 magnetometer 채택하여 MEMS 기반 하드웨어를 제작하였으며, 좌표 변환 공식과 칼만 필터를 적용하여 자세 계산 알고리즘을 구현하였다. 또한 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치에 대한 기본 성능 검증을 위한 지자기센서 검증 시험, 정적 자세 시험, 차량 시험, 운동 모사 장치 시험을 수행하였으며, 각각 시험 결과를 제시하였다. 지자기센서 검증 시험 결과 외부 자기장 보정을 통하면 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치의 측정 결과가 외부 자기장에 강인함을 확인하였으며, 정적 자세 시험 및 차량 시험을 통하여 자세 변화가 크지 않는 환경에서 자세 측정 오차가 $0.5^{\circ}/hr$ 임을 확인하였다. 운동 모사 장치 시험을 통하여 5분 내외 자세 변화가 큰 운동 중에도 자세 측정 오차가 발산하지 않고 $1^{\circ}/hr$ 이내임을 확인하였다. 상기 시험 결과로부터 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치가 목표 성능인 $1^{\circ}/hr$이내 roll, pitch, yaw 오차를 보여주고 있음 확인하였으며, 이로부터 20분 내외 운용 시간 동안 정확한 자세 정보 제공 가능성을 확인할 수 있었다.
Herman과 Prigogine에 의해 제안된 Two-fluid Model은 네트워크에서 거시교통류를 분석하는데 유용하다. Two-fluid Model은 정지차량 비율과 네트워크 평균속도의 관계를 통해 네트워크를 분석하는 것으로, 주로 신호 혹은 비신호교차로가 다수 존재하는 도시부 교통망에 적용되어왔다. 일반적으로 네트워크의 교통수요가 증가함에 따라 네트워크 내 평균주행속도와 평균통행속도 모두 감소하며, 네트워크 내 정지차량의 비율과 정체로 인한 저속차량의 비율도 증가한다. 본 연구는 정체상황을 고려한 Two-fluid Model을 제안하였다. 정체상황을 구분하는 임계속도와 정체상황이 네트워크에 미치는 가중치는 평균 제곱근 편차(RMSE)를 최소화하도록 값을 정산하여 적용하였다. 서울시 네트워크의 임계속도는 약 34 kph로 나타났으며, 정체상황이 네트워크에 미치는 영향의 가중치는 약 0.61로 나타났다. 본 연구에서 제안한 Model은 기존 Model에 비하여 $R^2$가 0.78에서 0.99로 크게 증가하였으며, 파라미터의 값은 큰 차이를 보이지 않았다. 이는 제안한 Model이 네트워크 및 신호운영 평가에 사용될 가능성이 있음을 의미한다.
축중계를 통한 화물차량의 축하중 자료는 도로의 설계, 유지관리, 시설물 보호 등의 위해서 필수적인 자료이다. 이와 같은 용도로 고속축중계의 자료는 도로계획, 연구자, 공무들은 고속축중계 자료를 활용한다. 또한 최근에는 중차량에 대한 단속에도 고속축중계의 자료를 활용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 일반국도에서 수집된 고속축중계 자료를 활용하여 축하중을 추정하는 모형을 개발하였다. 추정된 축하중 추정 모형은 기존의 평균값을 이용한 방법과의 비교를 통하여 개발된 모형에 대한 비교 평가하였다. 축중량 추정에 있어 기존의 평균값을 적용하는 것보다 회귀모형을 적용하는 것이 모든 차종에 걸쳐서 작은 오차를 보이는 것으로 분석되었다. 향후 이러한 모형은 현장에서 운영되는 고속축중계의 결측자료 보정, 재보정 여부에 대한 평가 등의 목적으로 활용될 수 있을 것이다.
To minimize the damage by wild birds and acquire the benefits such as protection against weeds and maintenance of water content in soil, the mulching black color vinyl after seeding should be carried out. Non-contact and non-destructive methods that can continuously determine the locations are necessary. In this study, a crop position detection method was studied that uses infrared thermal image sensor to determine the cotyledon position under vinyl mulch. The moving system for acquiring image arrays has been developed for continuously detecting crop locations under plastic mulching on the field. A sliding mechanical device was developed to move the sensor, which were arranged in the form of a linear array, perpendicular to the array using a micro-controller integrated with a stepping motor. The experiments were conducted while moving 4.00 cm/s speed of the IR sensor by the rotational speed of the stepping motor based on a digital pulse width modulation signal from the micro-controller. The acquired images were calibrated with the spatial image correlation. The collected data were processed using moving averaging on interpolation to determine the frame where the variance was the smallest in resolution units of 1.02 cm. Non-linear integral interpolation was one of method for analyzing the frequency using the normalization image and then arbitrarily increasing the limited data value of $16{\times}4pixels$ in one frame. It was a method to relatively reduce the size of overlapping pixels by arbitrarily increasing the limited data value. The splitted frames into 0.1 units instead of 1 pixel can propose more than 10 times more accurate and original method than the existing correction method. The non-integral calibration method was conducted by applying the subdivision method to the pixels to find the optimal correction resolution based on the first reversed frequency. In order to find a correct resolution, the expected location of the first crop was indicated on near pixel 4 in the inversion frequency. For the most optimized resolution, the pixel was divided by 0.4 pixel instead of one pixel to find out where the lowest frequency exists.
2차원 비정상의 RANS 방정식을 이용하여 피치가 고정된 3개 혹은 4개의 날개(hydrofoil)를 가지는 조류발전용 수직축 터빈주위의 비정상 유동장 해석을 수행하였다. 상용수치해석코드인 Fluent를 이용하여, 균일류에 놓인 $NACA65_3$-018날개에 대하여 받음각(angle of attack)의 변화를 주며 계산되는 유체력을 실험값과 비교하였고, 이를 바탕으로 대표적인 수직축 조류발전 터빈의 특성을 2차원적으로 고찰하였다. 사용된 수치해법은 대상 유동을 효과적으로 모사할 수 있음을 확인 하였고, 터빈의 최적 효율은 날개수 및 유속 대비 회전수 등의 적절한 조합으로 실현 될 수 있음을 파악하였다.
Kim, Hye-Jeong;Lee, Jun-Yong;Chun, Sang-Hyun;Hong, Sang-Jeen
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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pp.523-523
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2012
As the wafer geometric requirements continuously complicated and minutes in tens of nanometers, the expectation of real-time add-on sensors for in-situ plasma process monitoring is rapidly increasing. Various industry applications, utilizing plasma impedance monitor (PIM) and optical emission spectroscopy (OES), on etch end point detection, etch chemistry investigation, health monitoring, fault detection and classification, and advanced process control are good examples. However, process monitoring in semiconductor manufacturing industry requires non-invasiveness. The hypothesis behind the optical monitoring of plasma induced ion current is for the monitoring of plasma induced charging damage in non-invasive optical way. In plasma dielectric via etching, the bombardment of reactive ions on exposed conductor patterns may induce electrical current. Induced electrical charge can further flow down to device level, and accumulated charges in the consecutive plasma processes during back-end metallization can create plasma induced charging damage to shift the threshold voltage of device. As a preliminary research for the hypothesis, we performed two phases experiment to measure the plasma induced current in etch environmental condition. We fabricated electrical test circuits to convert induced current to flickering frequency of LED output, and the flickering frequency was measured by high speed optical plasma monitoring system (OPMS) in 10 kHz. Current-frequency calibration was done in offline by applying stepwise current increase while LED flickering was measured. Once the performance of the test circuits was evaluated, a metal pad for collecting ion bombardment during plasma etch condition was placed inside etch chamber, and the LED output frequency was measured in real-time. It was successful to acquire high speed optical emission data acquisition in 10 kHz. Offline measurement with the test circuitry was satisfactory, and we are continuously investigating the potential of real-time in-situ plasma induce current measurement via OPMS.
Accident statistics shows that the portion of fatal occupant injuries due to side impacts is considerably high. The side impact usually leads to a severe intrusion of side structure into the passenger compartment. Furthermore, the safety zone for the side impact is relatively small compared to the front impact. Those kinds of physics for side impact frequently result in a fatal injury for the occupant. Therefore, NHTSA and EEVC are trying to intensify the regulation for the occupant protection against side impact. Both the regulation and recent market trends are asking for an installation of side airbag. There are several types of system configuration for side impact sensing. In this paper, we adopt the acceleration-based remote sensing method for the side airbag control system. We mainly focus on the development of hardware and crash discrimination algorithm of remote sensing unit. The crash discrimination algorithm needs fast decision of airbag firing especially for high-speed side impact such as FMVSS 214 and EEVC tests. It is also required to distinguish between low-speed fire and no-fire events. The algorithm should have a sufficient safety margin against any misuse situation such as hammer blow, door slam, etc. This paper introduces several firing criteria such as acceleration. velocity and energy criteria that use physical value proportional to crash severity. We have made a simulation program by using Matlab/Simulink to implement the proposed algorithm. We have conducted an algorithm calibration by using real crash data for 2,500cc vehicle. The crash performance obtained by the simulation was verified through a pulse injection method. It turned out that the results satisfied the system requirements well.
Three phase hollow fiber-liquid phase microextraction (HF-LPME), which is faster, simpler and uses a more environmentally friendly sample-preparation technique, was developed for the analysis of Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs) in human urine. For the effective simultaneous extraction/concentration of NSAIDs by three phase HF-LPME, parameters (such as extraction organic solvent, pH of donor/acceptor phase, stirring speed, salting-out effect, sample temperature, and extraction time) which influence the extraction efficiency were optimized. NSAIDs were extracted and concentrated from 4 mL of aqueous solution at pH 3 (donor phase) into dihexyl ether immobilized in the wall pores of a porous hollow fiber, and then extracted into the acceptor phase at pH 13 located in the lumen of the hollow fiber. After the extraction, 5 ${\mu}L$ of the acceptor phase was directly injected into the HPLC/UV system. Simultaneous chromatographic separation of seven NSAIDs was achieved on an Eclipse XDB-C18 (4.6 mm i.d. ${\times}$ 150 mm length, 5 ${\mu}m$ particle size) column using isocratic elution with 0.1% formic acid and methanol (30:70) at a HPLC-UV/Vis system. Under optimized conditions (extraction solvent, dihexyl ether; $pH_{donor}$, 3; $pH_{acceptor}$, 13; stirring speed, 1500 rpm; NaCl salt, 10%; sample temperature, $60^{\circ}C$; and extraction time, 45 min), enrichment factors (EF) were between 59 and 260. The limit of detection (LOD) and limit of quantitation (LOQ) in the spiked urine matrix were in the concentration range of 5-15 ng/mL and 15-45 ng/mL, respectively. The relative recovery and precision obtained were between 58 and 136% and below 15.7% RSD, respectively. The calibration curve was linear within the range of 0.015-0.96 ng/mL with the square of the correlation coefficient being more than 0.997. The established method can be used to analyse of NSAIDs of low concentration (ng/mL) in urine.
기술이 발전하면서 카메라를 통해 3D 측정을 하는 방법은 계속 발전되어왔고 최근에는 여러 주기의 fringe pattern을 이용한 측정 방법을 쓰고 있다. 본 논문에서는 여러 주기의 fringe pattern을 이용한 3D 측정 방법에 대한 기존 방법의 문제점을 제시하고, 이에 대한 해결 방안으로 기준면의 절대위상과 물체의 위상차를 이용한 물체의 절대위상을 구하는 방법을 제안한다. 이를 이용하면 새로운 물체에 대해서 매번 여러 주기의 fringe pattern을 조사하지 않고 물체의 절대위상을 얻을 수 있다. 따라서 제안하는 방법을 이용하면, 측정단계에서 취득하는 영상의 개수가 적기 때문에 보다 빠른 속도로 3D 측정을 할 수 있다. 실험을 통하여 제안하는 방법의 유용성을 보였다.
고속 저전력 모바일 응용분야를 위한 1.8V 2-Gb/s SLVS 송신단을 제안한다. 제안하는 송신단은 데이터 전송을 위한 4-lane 송신단, 소스 동기 클럭 방식을 위한 1-lane 송신단, 그리고 8-phase 클럭 발생기로 구성된다. 제안하는 SLVS 송신단은 50 mV에서 650 mV의 출력 전압 범위를 가지며 고속 동작 모드와 저전력 모드를 제공한다. 또한, signal integrity를 개선하기 위한 출력 드라이버의 임피던스 교정 기법이 제안된다. 제안하는 SLVS 송신단은 1.8V의 공급 전압을 가지는 $0.18-{\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS 공정을 이용하여 구현된다. 구현된 SLVS 송신단의 데이터 jitter의 시뮬레이션 결과는 2-Gb/s의 데이터 전송속도에서 8.04 ps이다. 1-lane을 위한 SLVS 송신단의 면적과 전력소모는 각각 $422{\times}474{\mu}m^2$와 5.35 mW/Gb/s이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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