• 지구물리와물리탐사
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• 제20권2호
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• pp.61-71
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• 2017

최근 도심 내 지반침하 사고가 증가하면서 지하공동 분포의 정밀한 조사를 위하여 지표레이다 탐사가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 지표레이다 탐사 자료의 일반적인 해석은 기초적인 자료처리만 적용된 후, 주관적인 분석이 수행되기 때문에 해석 결과의 신뢰도 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 이 연구에서는 영상처리 분야 기술 중에 하나인 모서리 탐지 기법을 지표레이다 탐사 자료의 공동 및 파이프와 같은 강력한 회절원에 의한 이벤트에 적용시켜 그 특성을 분석하였다. 분석을 위하여 공동 또는 매설관로 등에 대해 얻어진 지표레이다 탐사 현장자료에 영상처리 기술을 적용하였다. 그 결과, 모서리 탐지 기법을 이용하여 공동 또는 매설관로 등의 회절원에 의한 주요 이벤트들이 효과적으로 분리되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 급격한 경사를 가지며 기록되는 강력한 회절원에 의한 이벤트와 달리 지반침하를 일으키는 공동은 비교적 넓은 규모를 가지고 있어 완만한 경사 이벤트로 기록되기 때문에 진폭변화에 따른 방향성 분석을 통해 회절원에 의한 이벤트들과 효과적으로 분리할 수 있었다. 효과적으로 분리된 결과들을 바탕으로 해석을 수행하게 되면 지하공동 분석 시 신뢰도를 향상시킬 수 있을 것이라고 생각한다. 향후, 이러한 기법들이 많은 현장자료에 대해 검증을 거친다면 방대한 양의 지표레이다 탐사 자료 해석의 반자동화에도 기여할 수 있을 것이라고 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권11호
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• pp.1129-1140
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• 2013

강우는 수문 순환에서 중요한 요소 중에 하나로 시 공간적 변동성이 크므로 정확한 공간 강우장의 파악이 요구된다. 열대강우 관측 위성(Tropical Rainfall Monitoring Mission, TRMM)에서 제공하는 3B43 월 누적 강우량 자료는 25 km의 공간 해상도를 갖고 있어 공간 강우장의 정확성을 높이기 위해 상세화 기법을 적용하여 1 km의 공간 해상도로 생성하였다. Terra 위성에 탑재된 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometers) 센서가 제공하는 정규식생지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) (공간 해상도 1 km)와 강우 자료의 관계성을 회귀식으로 나타냈고 상세화 기법에 적용하였다. 이에 따른 결과를 지점과 위성 강우 자료와의 차이를 통해 보정하는 방법인 GDA (Geographical Difference Analysis)와 지점과 위성 강우 자료와의 비율로 편차를 보정하는 GRA (Geographical Ratio Analysis) 상세화 기법을 사용하여 공간 강우장을 나타내었다. 우리나라의 공간 강우장 결과를 지점 자료를 기준으로 비교 검증을 실시하였다. 그 결과 GDA 상세화 기법의 경우가 2009년(Bias=4.26 mm, RMSE=172.16 mm, MAE=141.95 mm, IOA=0.64), 2011년(Bias=17.21 mm, RMSE=253.43 mm, MAE=310.56 mm, IOA=0.62)으로 가장 잘 맞는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 우리나라의 공간 강우장을 1 km의 공간 해상도로 파악할 수 있었으며, 더 나아가 지점의 수를 늘려 보정을 정밀하게 하거나, 강우 레이더 자료를 가지고 상세화 기법을 적용한다면 더욱 정확한 공간 강우장을 파악할 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_4호
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• pp.1555-1565
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• 2018

화산체의 미세 지표변위 관측은 화산의 위험성과 분화 가능성을 평가하는데 중추적인 역할을 한다. 화산체 관측을 위해 고정 지상 관측 장비들을 이용할 경우 유지 관리가 어렵고 위험 및 비용 지출이 큰 반면, 인공위성을 이용한 원격탐사 기법은 저비용으로 정기적인 모니터링이 가능하다. 이 논문에서는 인공위성 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar; SAR) 간섭기법(Interferometric SAR; InSAR)을 Galapagos Sierra Negra 화산에 적용하여 2005년 화산분화 이전의 변형을 효과적으로 연구한 Chadwick et al.(2006)의 연구에 이어, 가장 최근에 이 화산체가 어떠한 화산활동을 하고 있는지를 최신 SAR 인공위성인 Sentinel-1자료를 이용하여 분화 전 마그마 활동을 분석하였다. 2017년 1월부터 2018년 1월까지의 descending mode Sentinel-1A SAR 영상을 취득하여 고정산란체 간섭기법(Persistent Scatter InSAR)을 적용하였으며, Mogi model을 통해 최근 마그마의 활동 깊이 및 팽창량을 추정하였다. 그 결과 2018년 6월 분화 이전의 화산체 활동 양상이 2005년 분화 이전의 활동 양상과 유사하다는 사실을 확인하였고, 활동 깊이와 팽창 반경을 추산해 내는 데 성공하였다. 본 연구 결과는 인공위성 SAR와 역산 기법을 통해 화산체의 활동 양상을 특징짓고 이를 통해 화산분화의 조기 모니터링 가능성을 제시하고 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.1331-1340
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• 2020

해상 객체 검출은 선장이 육안으로 해상 주변의 충돌 위험성이 있는 부유물을 컴퓨터를 통해 자동으로 검출하여 사람이 확인하는 방법과 유사한 정확도로 인지하는 방법을 말한다. 기존 선박에서는 레이더의 전파를 통해 해상 부유물의 유무와 거리를 판단하였지만 형체를 알아내어 장애물이 무엇인지는 판단할 수 없는 약점이 있다. 반면, 카메라는 인공지능 기술이 발달하면서 물체를 검출하거나 인식하는데 성능이 우수하여 항로에 있는 장애물을 정확하게 판단할 수 있다. 하지만, 디지털 영상을 분석하기 위해서는 컴퓨터가 대용량의 화소를 연산해야 하는데 CPU는 순차적 처리 방식에 특화된 구조이기에 처리속도가 매우 느려 원활한 서비스 지원은 물론 안전성도 보장할 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 해상 객체 인식 소프트웨어를 개발하였고 연산량이 많은 부분을 가속화하기 위해 FPGA로 구현하였다. 또한, 임베디드 보드와 FPGA 인터페이스를 통해 시스템 구현 완성도를 높였으며 소프트웨어 기반의 기존 구현 방법보다 약 30배의 빠른 성능을 얻었고 전체 시스템의 속도는 약 3배 이상이 개선되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제39권6호
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• pp.429-435
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• 2021

GPR (Ground Penetrating RADAR)은 도로의 포장 상태 및 싱크홀, 지하관로를 검사하는 센서로 도로관리에 지하공간통합지도는 지하에 매설된 지하시설물(상수, 하수, 가스, 전력, 통신, 난방), 지하구조물(지하철, 지하차도, 지하보도, 지하주차장, 지하상가, 공동구), 지반(시추, 관정, 지질)의 총 15종의 지하정보를 3차원 기반에서 한눈에 확인할 수 있도록 구축한 지도를 말한다. 본 연구는 2차원의 지하시설물 데이터를 3차원 기반의 지하공간통합지도(지하시설물 3차원 모델)로 변환함에 있어 발생하는 관로별 연결부위 처리 문제와 지하시설물 관로의 요철문제를 보정하는 기술을 개발하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 우선 지하시설물 데이터를 3차원 기반으로 생성하는 기술에 대한 국내·외 현황을 조사·검토하였으며 실제적인 문제 해결을 위하여 곡면보정 알고리즘과 요철보정 알고리즘을 개발하였다, 곡면보정 알고리즘은 2차원의 라인을 3차원의 원통으로 만들어 연결하는 경우 접합부위가 자연스럽게 연결될 수 있도록 고안하였으며 요청보정 알고리즘은 한 개의 단위 관로에 여러 개의 버텍스가 포함되어 이를 3차원 모델로 만들었을 때 발생하는 요철현상을 해결할 수 있도록 고안하였다. 개발된 알고리즘을 검수하기 위하여 알고리즘이 적용된 보정프로그램과 뷰어프로그램을 개발하였다. 위와 같은 과정을 토대로 지하시설물 3차원 모델을 현실과 동일하게 제작할 수 있었다. 본 연구는 지하공간통합지도의 활용도 제고를 위한 기반 연구로써 그 의의가 있을 것으로 판단된다.

• 우주기술과 응용
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• 제1권2호
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• pp.199-216
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• 2021

한국우주과학회 태양우주환경분과에서는 국내 우주환경 관측 자료 활용도를 높이고, 분야 간 융합 연구 기회를 모색하기 위해 국내 연구소와 대학에서 활용 중인 태양, 자기권, 전리권/고층대기 자료 현황을 조사하였다. 자료는 관측 방식에 따라 지상과 위성 자료로 분류하였고, 개발 또는 활용 중인 모델 정보도 포함한다. 이 논문에서는 조사 결과를 바탕으로 극지연구소와 한국천문연구원에서 운영하는 전리권/고층대기관측기 현황과 자료 설명 및 활용 방법 등을 소개한다. 극지연구소에서는 남극 장보고과학기지와 세종과학기지, 그리고 북극 다산과학기지에 전천 카메라, 페브리-페로 간섭계, 이오노존데 등을 설치해 운영 중이다. 한국천문연구원은 보현산천문대 전천카메라와 충남 계룡대 VHF(Very High Frequency)/유성 레이더를 운영하고 있으며, 국내 40여 개 GNSS(Global Navigation Satellite System) 관측소에서 수집한 자료를 사용해 전리권 전자밀도 정보(total electron content)를 산출하고 있다. 또한 보현산천문대와 탐라 KVN천문대에 GNSS 신틸레이션 수신기를 설치해 전리권 교란을 관측하고 있다. 현재 관측 자료들은 웹 페이지나 FTP, 또는 요청을 통해 이용할 수 있다. 이 밖에 논문에 담지 않은 기타 전리권/고층대기 분야 자료 현황은 한국우주과학회 홈페이지에서 다운로드할 수 있다(http://ksss.or.kr/). 이 논문을 통해 우주과학 연구자들이 우주과학 자료에 대한 장기적이고 연속적인 관리의 중요성을 인식하고, 국내에서 생산 중인 자료의 활용도와 신뢰도를 높이는 데 이바지할 수 있길 기대한다. 더불어 국내 관측 자료의 활용을 극대화하기 위한 새로운 데이터 공유 체계에 관한 논의를 시작하는 계기가 되길 바란다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5D호
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• pp.635-644
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• 2009

외부 환경에서의 영상처리 기술은 외부환경에 매우 민감하여 외부환경이 급격하게 변화할 때마다 정확도가 많이 떨어지는 경향이 있다. 따라서 교통감시시스템으로 정확한 교통정보를 산출하기 위해서는 (여기서 교통감시시스템은 영상처리 기술을 이용하여 교통상황을 감시하는 시스템) '전이시간대의 그림자 제거', '야간에 차량 전조등에 의한 왜곡', '비', 눈, 그리고 안개에 의한 잡음', '폐색(occlusion)' 등을 필히 해결해야만 한다. 본 논문은 다양한 변화가 일어나는 실외환경에서 영상처리 기술을 이용하여 교통량, 속도, 점유시간을 산출하는 시스템을 개발하였다. 따라서, 시스템의 성능을 검증하기 위해 한국건설 기술연구원에서 운영하고 있는 곤지암 시험장에서 2008년 12월 16일부터 18일까지 교통량, 속도, 점유시간에 대해 4개차로 (상행 2차로, 하행 2차로)를 대상으로 평가하였다. 평가 방법은 기준데이터가 되는 레이더 검지기 데이터와 본 연구의 영상처리기술에 의해 산출된 데이터를 비교하는 방법으로 수행되었다. 평가 결과, 주간, 야간, 일출, 일몰 시간대 모두 교통량, 속도, 점유시간 산출 값이 기준데이터와 비교했을 때 약 92%에서 97%까지의 정확도가 있는 것으로 평가되었다.

• 한국음향학회지
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• 제43권3호
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• pp.351-360
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• 2024

드론 기술의 발전으로 인해서 최근 다양한 분야에서 무인항공기가 활용되고 있으며, 이와 더불어 드론 사용 증가에 따르는 여러 가지 문제들이 발생하고 있다. 드론은 크기가 매우 작아서 레이더나 광학장비로 탐지하기 어려운 문제가 있으며, 따라서 최근에는 음향학적인 방법을 이용한 추적 방식이 적용되고 있다. 본 논문은 쿼드콥터 드론의 음향 특성을 활용하여 다수의 드론 위치를 추정하는 방법을 다루었다. 드론의 종류와 드론의 움직임 상태에 따라 각 로터로부터 유발되는 음향 특성이 구별되므로, 블레이드 통과 주파수 및 이에 대한 고조파 음원에 대한 위치 추정을 수행한 결과를 공간 군집화하여 드론의 음원을 재현하였다. 재현된 음원은, 위치 추정 알고리즘을 적용하여 최종적으로 다수의 드론 음원에 대한 위치를 결정하는데 사용된다. 쿼드콥터 드론의 음향 특성을 분석하기 위한 실험을 수행하였으며, 이때 측정한 음향 신호를 기반으로 서로 다른 세 종류의 드론에 대한 음원 위치 추정 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 통해 드론의 음향 특성을 활용하여 다수의 드론 위치를 추정할 수 있음을 확인하였고, 분리된 드론 음원의 명확성과 음원 추정 알고리즘이 다수의 드론 위치 추정 정확도에 영향을 주는 것을 관찰하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.81-88
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• 2021

본 논문에서는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기판을 적용하여 24 GHz 대역 회로에서 활용될 수 있는 수동소자 라이브러리를 구현하였다. 회로에서 사용 목적에 따라 큰 용량 값의 수동소자가 필요하며, 기본 구조인 전극 커패시터와 Spiral 구조 인덕터로 설계할 수 있지만, SRF(Self-Resonant Frequency)가 사용 주파수인 24 GHz 보다 낮아 고주파 영역에서는 활용이 불가능하다. 이러한 주파수 한계를 해결하기 위해, DC와 고주파 영역 사용 수동소자를 분류하여 제안하였다. 기본 구조는 DC와 같은 1~2 GHz 미만의 낮은 주파수 사용에 적합하다. 24 GHz 대역인 고주파용으로는 마이크로스트립 λ/8 길이 stub 구조를 제안하였고, open 및 short stub 구조는 각각 커패시터 및 인덕터로 동작하고, stub 고유의 임피던스 값을 가진다. 여기서 임피던스 계산식을 통해 수동소자 용량 값을 얻을 수 있다. 본 논문에서 고안한 수동소자는 유전율 7.5인 LTCC 기판으로 제작하고 측정하여, DC 사용 기본 구조 커패시터와 인덕터는 각각 2.35~30.44 pF, 0.75~5.45 nH 용량의 라이브러리를 구성하였다. 고주파 영역에서 사용 가능한 stub 구조의 커패시터와 인덕터는 각각 0.44~2.89 pF, 0.71~1.56 nH 으로 라이브러리를 구축하였다. 측정을 통해 용량 값을 다양화하는 방법을 검증하였으므로 더욱 세분화된 라이브러리를 구현할 수 있으며, 사용 주파수 24 GHz 대역의 레이더 모듈에서 다층 기판동작 회로와 집적화할 수 있는 수동소자의 대안이 될 것이다.

• 수산해양기술연구
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• 제19권1호
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• pp.25-32
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• 1983

레이다에서 전파반사표식으로 사용하고 있는 코오너리프렉터를 수중 초음파반사표지로 응용하기 위하여, 코오너리프렉터의 수중초음파반사특성을 이론적으로 고찰하고, 28,50,75KHz의 주파수에 대하여 주파수가 높을수록 높았고, 반사지향성은 직경이 증가함에 따라 예리하였다. 2. 직경이 150mm이고, 코오너각이 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$, 90$^{\circ}$인 코오너리프렉터의 최대반사강도는 각각 -25.0dB, -17.2dB, -15.2dB, -13.4dB, -11.0dB로서, 코오너각이 증가함에 따라 점차 증가하는 경향을 나타내었으나, 그 주엽 수는 코오너각이 증가함에 따라 점차 감소하였다. 3. 직경이 80mm이고, 코오너각이 90$^{\circ}$인 코오너리프렉터를 2,3,4,5,6,7개씩 음속축을 중심으로 간격없이 평면배열한 경우에 있어서, 반사강도는 각각 -18.2dB, -16.5dB, -15.4dB, -14.3dB, -13.4dB, -12.9dB로서, 이론치와 거의 일치하였으며, 코오너리프렉터수의 평방근에 비례하였다. 4. 직경이 80mm인 코오너리프렉터의 방향각(0,$\theta$sub(a))이 0$^{\circ}$, 2.5$^{\circ}$, 5$^{\circ}$, 7.5$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 12.5$^{\circ}$인 경우, 반사강도는 각각 -21.2dB, -21.9dB, -23.4dB, -26.0dB, -30.0dB, -36.8dB로서, 방향성이 증가함에 따라 반사강도는 급격히 감소하는 경향을 나타내었다.