• 한국항해항만학회지
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• 제45권1호
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• pp.9-15
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• 2021

IMO는 자율운항선박을 인간의 간섭으로부터 독립하여 다양한 수준으로 운용되는 선박으로 정의하였다. 자율운항선박 안전운항지원서비스는 항계 및 협수로 내에서 안전하게 항만에 접이안하여 화물을 신속하게 적양하 할 수 있도록 육상에서 지원하는 공공 서비스 개발을 통해 자율운항선박의 안전성과 효율성을 향상시키기 위함이다. 이를 위하여 안전운항지원서비스에는 자율운항지원, 접이안 및 계류지원, 화물 적양하 및 선박입출항 지원, PSC 점검 지원, 상태모니터링 지원, 사고대응지원의 6종 서비스 개발을 포함하고 있다. 이 중 사고대응지원 서비스를 위해 선교항해장비에 대한 상대적 중요도를 전문가 집단의 의사결정방법 중 하나인 AHP 방법을 사용하여 구체적이며 정량적인 방법을 통해 객관적인 판단으로 안전하고 효율적인 안전지원서비스 제공을 위한 선교항해장비를 계층화하여 상대적 중요도를 평가하였다. 자율운항선박 안전운항지원서비스 중 사고대응지원서비스를 위한 선교항해장비를 수심정보, 위치정보, 속력정보로 구분하여 설문조사를 실시하였다. AHP 적용결과, 수심정보, 위치정보, 속력정보의 순으로 중요도를 평가하였으며, 위치정보제공을 위한 장비별 상대적 중요도는 레이더, DGPS, ECDIS, 자이로 컴파스, 자동조타장치, AIS 순으로 평가하였다. 이는 항해사 장비별 활용도와 해양사고에 미치는 영향에 대한 설문조사결과와 유사함을 알 수 있었다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.21-29
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• 2017

최근 증강현실(AR)에 대한 대중적인 관심의 증가와 함께, 건설장비에 AR 기술을 도입하여 효율성을 높이려는 다수의 연구가 진행되고 있다. AR 기술을 도입하기 위해선 실세계와 카메라의 가상세계를 오차없이 연결할 수 있는 정교한 외부 표정이 필수적이다. 하지만 건설 현장에서는 한정된 비용과 시간의 문제와 현재 상용화되어있는 야외용 트래킹 시스템(경사계, GPS시스템 등의 오차로 인해, 정교한 외부 표정을 도입하는 것이 사실상 불가능하다. 본 연구에서는 굴삭기에 적용되는 AR 시스템인 AR 네비게이터를 위하여 정교하지 않은 외부 표정을 이용하더라도 이미지 프로세싱 기법을 통해 가상 이미지를 매끄럽게(Seamless) 중첩시키는 방법을 제안한다. 본 연구를 기반으로, 건설장비에 특화된 AR 네비게이터의 개발을 완료할 수 있을 것이라 생각이 된다. 또한 개발된 AR 네비게이터를 건설현장에 보급함으로써, 건설현장의 작업 효율성과 크게 향상시킬 것이라 기대하고, 추후 굴삭기 뿐 아니라 다른 건설장비에 적용될 수 있는 AR 기반 시스템이 갖춰질 것이라 생각한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제55차 동계학술대회논문집 25권1호
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• pp.235-238
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• 2017

This study was to develop a portable digital radiography (PDR) system with a function measuring the X-ray source-with-detector angle (SDA) and to evaluate the imaging performance for the diagnosis of chest imaging. The SDA device consisted of an Arduino, an accelerometer and gyro sensor, and a Bluetooth module. According to different angle degrees, five anatomical landmarks on chest images were assessed using a 5-point scale. Mean signal-to-noise ratio and contrast-to-noise ratio were 182.47 and 141.43. Spatial resolution (10% MTF) and entrance surface dose were 3.17 lp/mm ($157{\mu}m$) and 0.266mGy. The angle values of SDA device were not significant difference as compared to those of the digital angle meter. In chest imaging, SNR and CNR values were not significantly different according to different angle degrees (repeated-measures ANOVA, p>0.05). The visibility scores of the border of heart, 5th rib and scapula showed significant differences according to different angles (rmANOVA, p<0.05), whereas the scores of the clavicle and 1st rib were not significant. It is noticeable that the increase in SDA degree was consistent with the increase of visibility score. Our PDR with SDA device would be useful to be applicable to clinical radiography setting according to the standard radiography guideline at various fields.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.21-28
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• 2020

본 논문에서는 새로운 형태의 전동 외발 손수레를 제안하였다. 제안된 전동 외발 손수레는 작업 동작을 감지하여 작업자의 의도에 따라 안전하고 균형을 잃지 않도록 하면서 자동으로 외발 손수레를 이동시킬 수 있도록 해 준다. 작업자가 손수레의 손잡이를 잡고 위 아래로 기울이면 외발 손수레에 장착된 방위각 센서를 이용하여 전후 방향의 각도인 피치각을 감지하고 이를 전후진 이동 의도로 간주하여 각도의 크기에 비례하는 속력으로 손수레의 바퀴를 가감속 제어하여 전후진시킨다. 또한 기존 손수레와 달리 적재함에도 추가의 자유도를 부가하여 회전할 수 있도록 하였고, 작업 중 손수레가 좌우 방향으로 기울어질 때 기울기인 롤각을 감지하고 이를 기반으로 하여 적재함이 항상 지면과 수평을 유지할 수 있도록 위치 제어하여 작업자가 손수레의 균형을 잃지 않고 안전하고 쉽게 손수레를 운전할 수 있도록 해 준다. 농업 현장이나 산업 현장에서 실제로 사용할 수 있도록 DC 모터와 인휠모터, 모터 드라이버, 2축 방위각 센서와 저가의 마이크로 컨트롤러를 사용하여 경제적이고 효율적인 제어 시스템을 구성하고 기구부 설계 제작도 수행하였다. 또한 피치각의 변화만 있는 경우, 롤각의 변화만 있는 경우, 그리고 피치각과 롤각이 동시에 변화하는 경우에 대한 실험을 통해 개발된 전동 외발 손수레의 안정성과 유용성을 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.666-673
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• 2013

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.

• 전자공학회논문지
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• 제52권8호
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• pp.29-39
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• 2015

본 논문은 모바일 광학식 손떨림 보정(OIS) 움직임 검출부의 성능과 안정도를 높이기 위하여 퍼지기반 손떨림 상태 검출 및 오차 보상 알고리즘의 설계 및 구현을 기술한다. OIS 움직임 검출을 위한 자이로 센서 출력에는 소자의 고유 오차가 포함되어 있기 때문에 신속한 손떨림 보정과 안정적인 손떨림 상태 검출을 위해서 정확한 오차 보상이 요구된다. 본 연구에서는 퍼지 알고리즘을 기반으로 낮은 연산량을 통해서 손떨림 주파수에 대한 각도 및 위상 오차를 신속하게 줄여서 보정 성능을 개선하였다. 또한 손떨림 각도 크기에 따라 {정지, 작은 손떨림, 큰 손떨림, 팬/틸트} 등의 손떨림 상태를 적절히 구분해서 시스템의 안정성을 향상시켰다. 모바일 OIS 움직임 검출부를 위해 제안된 알고리즘의 성능 및 안정도를 실제 손떨림과 같은 2~12Hz 주파수 범위의 ${\pm}0.5^{\circ}$, ${\pm}0.8^{\circ}$ 손떨림 진동에 대해서 정량적 및 정성적 실험으로써 평가하였다. 실험결과를 통해서 기존 BACF/DCF 알고리즘과 비교해서 평균 3.71dB의 개선된 성능을 검증하였고, 4가지 손떨림 상태를 안정적으로 검출하는 동작을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권4호
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• pp.189-194
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• 2017

이동형해상감시레이더는 해안을 따라 이동하며, 해역을 감시하는 기능을 수행한다. 초기 레이더의 방향은 차량의 선수방향으로 정렬되어 있기 때문에 전개지 이동 후 신속하게 표적의 방위각을 획득하기 위해서는 변경된 차량의 선수방향을 아는 것이 중요하다. 차량의 선수방위각은 자이로 컴퍼스, GPS 컴퍼스 혹은 전자 컴퍼스로 획득할 수 있다. 그 중에서 전자 컴퍼스는 가격이 저렴할 뿐만 아니라, 부피가 작고, 안정화 시간이 짧아서 빠른 기동성을 요구하는 이동형해상감시레이더에 적합하다. 하지만, 지자계 센서를 사용하다보니 주변 자장의 영향으로 오차가 발생될 수 있으며, 발생된 오차는 초기 위성의 자동추적을 어렵게 하고, 레이더의 탐지정확도를 떨어뜨린다. 따라서 본 논문에서는 이동형해상감시레이더 및 정지 위성간의 두 위치좌표로부터 측지학적 역 문제 해석을 통해 기준 방위각을 산출하고 이를 위성 안테나가 실제 지향한 방위각과 비교 산출하여 얻어진 보정값을 레이더에 반영하는 자동보정절차를 제안하고 제안된 방법을 실제 운용 중인 이동형해상감시레이더에 적용함으로써 운용가능성 및 편리성을 검증하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제29권1호
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• pp.21-29
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• 1993

한국의 연안어선에 장비된 소형자기컴퍼스의 장비현황과 성능을 연구하기 위하여 소형어선 219척의 선박제원과 자기컴퍼스 이용에 대한 현장 설문조사를 행하고, 그 중에서 총톤수 4-6톤급의 실험대상 어선 4척을 선정하여 그 선박의 자기컴퍼스의 설치위치별 자차측정과 성능실험을 행하고, 이를 검사, 조사하였다. 주요한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조사 대상으로 한 총톤수 1-10 톤급 연안어선 219척 중 4톤 미만의 어선은 약 50%를 차지하였고, 자기컴퍼스의 제작연도가 20-30년 경과된 어선이 14척이나 되었으며, 자차수정용구를 비치한 어선은 2척 뿐이었다. 2. 컴퍼스의 설치위치별로 측정된 자차를 분석한 결과, 기관실위의 브리지갑판상과 브리지내의 컴퍼스받침대위 및 브리지위의 컴퍼스 갑판상에 자차수정을 한 자기컴퍼스를 설치하여 사용하면, 브리지내의 컴퍼스대의 위와 브리지위의 컴퍼스 갑판상에서는 잔재자차가 $\pm$1~2 $^{\circ}$ 정도였으나, 기관실 위의 브리지갑판상에서는 그 잔재자차가 $\pm$5 $^{\circ}$로 이곳은 컴퍼스 설치 장소로서 부적당함을 알 수 있었다. 3. 연안어선에서 사용 중인 자기컴퍼스의 제반특성은 표준규격인 반주기의 평균치가 12초 이상이어야 하고, 3회 이상 진동해야하는 기준에 미달하였으며, 측정치인 자기능률 1400 CGS는 소형컴퍼스의 표준치 400$\pm$30 CGS와는 큰 차이가 있었다. 4. 실험 대상 어선에 장비하고 있는 자기컴퍼스의 수반각은 6~16 $^{\circ}$로서 한국표준규격인 1~1.5 $^{\circ}$에 비해 너무 크게 나타나 그 표준규격에 부적합한 것으로 판단되었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제6권6호
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• pp.271-280
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• 2017

본 논문에서는 자동차의 안전운전을 위해서 운전자의 생체정보를 수집하여 운전자의 상태에 따라 운전자에게 적절한 경보를 하거나, 직접 자동자를 제어할 수 있는 기반 시스템을 제시하였다. 기존의 운전자 얼굴정보를 촬영하여 정보를 획득하거나, 운전자의 시트나 스티어링 휠에 센서를 장착하여 생제정보를 획득하는 방식이 부정확하거나 단속적인 정보만을 얻을 수 있는데 비하여, 본 논문에서 제시한 웨어러블 장치는 의료장비 수준의 정확도를 얻을 수 있었으며, 지속적으로 높은 정확도의 생체신호를 얻을 수 있었다. 개발된 웨어러블 장치에는 심박, 피부전도도, 피부온도를 측정할 수 있는 센서를 장착하였으며, 자동차에서 발생되는 각종 잡음을 제거할 수 있는 필터 기술을 적용하였고, 가속도센서와 자이로 센서를 장착하여 측정 오차를 제거하는 기술을 적용하였다. 수집된 생체신호를 바탕으로 운전자의 상태를 판별할 수 있는 기준을 제시하였고, 공인인증기관에 의뢰하여 의료수준 정도의 정확성이 있음을 검증하였다. 실험실 시험과 실차 시험을 통하여 개발된 장치가 운전자의 상태를 측정할 수 있는 장치로 활용될 수 있음을 검증하였다.