• 한국항공우주학회지
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• 제44권11호
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• pp.965-972
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• 2016

유도형 탄약은 비행속도 증가를 이용한 기존의 사거리 증가 방식과 다르게 정밀 유도제어를 사거리 연장 및 정밀 타격하는 기술을 기반으로 한다. 고회전으로 상승하는 탄은 탄도 정점에서 후미 날개를 전개하여 회전을 감소하고, 최종적으로 회전을 제거한 후 비행하게 된다. 주 날개 전개 전 탄체 뒤집힘 감지를 위하여 자세 추정이 요구되는데, 회전 감속 중에서는 일정한 회전을 가정한 기존의 유도무기 자세 추정 기법을 사용할 수 없다. 또한, 비행 시에는 횡축 가속도를 제어하기 때문에 중력 가속도 성분을 기반으로 하는 일반적인 무인기의 자세 추정 기법은 큰 오차를 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 저속 회전 및 비행 중 자세추정기법을 제시하고, 무인기에 탑재하여 비행 실험을 통해 검증하였다. 저속 회전 중 자세 추정 기법은 롤 각을 상태변수로 갖는 칼만 필터 형태로 구성하였다. 비행 시 자세 추정 기법은 사원수를 이용한 곱연산 확장형 칼만 필터를 기반으로 하며, 가속도 측정치가 중력 가속도뿐만 아니라 선회에 의한 구심력을 포함하도록 측정 모델을 개선하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.609-617
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• 2016

일반적으로 보행자의 위치를 파악하는데 사용하는 시스템을 개인 항법 장치 (PNS: Personal Navigation System)라고 한다. 위성 항법 시스템(GPS: Global Positioning System)은 PNS의 대표적인 사례이나, GPS 위성 신호 수신이 어려운 지역에서는 적용이 어려운 단점이 있다. GPS 신호 음영지역에서의 위치정보를 획득하기 위한 방법으로서 보행자 관성 항법(PDR: Pedestrian Dead Reckoning)은 별도의 인프라 없이 관성측정장치(IMU: Inertial Measurement Unit)만을 이용하여 보행자의 위치를 추정하는 방식으로서 인프라 구축이 어려운 특수 분야에 적용이 적합한 방식이다. 본 논문에서는 전장환경과 같은 GPS가 제한되는 특수한 환경 하에서 보행자의 다양한 이동유형을 고려한 관성항법 기반의 보행자용 위치인식 기법을 제안한다. 걷기, 뛰기, 포복과 같은 다양한 이동 형태에 따른 보행 거리 추정을 위해 IMU에서 제공되는 센서의 정보를 활용하여 걸음 검출과 보폭 추정으로 구성되는 보행거리 추정 기법과 HDR 알고리즘과 EKF(Extended Kalman Filter) 기반의 보행방향 추정 기법을 제안한다. 또한 건물입구와 같은 GPS 신호가 수신이 되나 신뢰성이 떨어지는 구간에서의 GPS와 PDR간 위치정보 융합 기법을 제안한다. 제안 기법의 성능 검증을 위해 자체 위치인식 모듈을 제작하여 국외제품과 비교 실험을 실시하였다. 실험결과, 제안 기법은 약 600m의 이동경로에서 평균 위치오차 거리는 5.64m, 이동거리 오차율 3.41%의 결과를 보였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.49-54
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• 2023

GPS(Global Positioning System)는 군사 목적으로 개발되었고, 민간인 신호(GPS L1주파수 C/A 신호)를 개방하면서 많은 발전이 이루어졌다. 현재의 위성은 하루 약 2회 주기로 지구를 공전하며 위치를 측정하는데 위성 신호 3개(초기에는 시각 오차까지 계산하기 위하여 4개)이상을 수신하는데 전파 출발 시간에서부터 수신된 위성 신호의 전파 도달 시간(TOA)까지의 데이터를 삼변측량 방식을 통해 지상 수신기 3차원 위치를 결정한다. 그러나 GPS를 활용한 내비게이션의 경우 보통 5~10m의 위치 오차가 발생하며 아파트와 실내, 터널, 공장지대 및 산악 지대 등, 많은 지역이 GPS의 사각지대 또는 오차 범위 밖의 무력화 지역으로 존재하고 있다. 따라서 GPS 위성 신호의 수신이 불가능한 지역에서 현재의 위치 정보를 획득하기 위해서는 다른 방안이 제시되어야 한다. 본 연구에서는 가속도와 자이로 센서가 결합된 IMU(Inertial Measurement Unit)와 지자기 센서를 이용하여 GPS 신호 수신이 불가능한 지형에서도 위치인식이 가능하도록 시스템을 설계 하였다. 9-DOF IMU와 지자기 센서를 이용한 순간 속도 값을 계산하여 현재의 위치를 추적할 수 있는 방안을 연구 하였으며 제작과 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.1-8
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• 2015

신재생 에너지 개발에 대한 사회적 요구가 증가하면서 경제성 및 기술 성숙도가 높은 풍력발전이 많은 관심을 받고 있다. 대규모 에너지 생산을 위해 풍력 터빈의 대형화와 해상풍력 단지 개발에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 운영 및 관리(O&M, Operation and Management) 측면에서의 구조적 안전성 평가 및 유지관리의 중요성 또한 지속적으로 증가하고 있다. 안전성 평가를 위한 여러 항목 중 터빈 상부 즉, 허브 높이에서의 변위는 구조물의 강성에 의해 지배되는 직접적인 지표로, 구조물의 건전상태를 쉽게 평가할 수 있는 지표라 할 수 있다. 그러나 풍력 터빈과 같은 대형 구조물의 변위 측정은 장비의 한계로 직접적으로 측정하기에는 많은 어려움이 따른다. 따라서 이 연구에서는 (1) 경사와 가속도의 동적 계측응답 자료를 융합하여 간접적으로 변위를 추정하는 방법을 제안하고, (2) 제안된 방법을 제원이 공개되어 있는 NREL 5 MW급 풍력 터빈에 적용하여 경사계의 수, 경사계의 잡음 수준 및 계측 주파수에 따른 변위 추정의 정확도를 평가하였으며, 실제 변위 측정을 위한 매개변수 연구를 수행하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제23권4호
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• pp.243-252
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• 2020

이 논문에서는 시추공을 이용한 탐사나 자료 해석 시에 중요한 시추공 궤적 정보 획득 방법에 대한 이해를 공유하고자, 깊이에 따른 시추공의 좌표를 구하는 시추공 공곡 측정 문제를 좌표계 변환 공식에 기초하여 수학적으로 정리하였다. 먼저, 철재 케이싱이 설치되어 있지 않은 시추공에 적용 가능한 방법으로서 3성분 가속도계와 3성분 자력계를 함께 이용하여 시추공의 방위각, 편차각 그리고 센서회전각을 구하는 원리를 정리하였다. 다음으로, 철재 케이싱이 설치되어 있을 경우에 자이로스코프에서 3성분 각속도가 측정되었을 때, 좌표계 변환 행렬의 시간 미분 관계식에 기초해 각속도의 시간에 따른 적분을 통해 요-피치-롤 각을 구하는 수학적 이론을 정리하고 지구 자전의 영향을 제거함으로써 측정자료의 시간 적분에 의해 시추공의 궤적을 구하는 방법을 설명하였다. 오차가 포함된 측정 자료로부터 시추공 공곡 결정의 정확도를 높이는 중요한 방법으로 센서 또는 측정 자료를 융합하는 원리도 예를 들어 설명하였다. 시추공 공곡 측정원리는 GPS 수신이 불가능한 터널내에서의 궤적 추적 또는 무인비행체를 이용한 공중 탐사나 항공 탐사 시 센서의 자세 측정에도 활용될 수 있다. 또한, 센서의 융합에서 필수적으로 접목되어야 할 최적화 필터에 대해서도 중요 문헌 및 사례를 소개함으로써, 앞으로의 연구에 도움을 주고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4842-4848
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• 2015

본 논문은 재구성 빔 스티어링 안테나와 전방향성(루프) 안테나 간 정지상태와 이동상태일 때 통신 성능 비교를 보여준다. 두 안테나는 동일한 직물(${\varepsilon}_r=1.35$, $tqn{\delta}=0.02$) 위에 제작되었으며 5 GHz 대역에서 동작한다. 재구성 안테나는 빔 방향을 조향할 수 있도록 설계되었다. 빔 스티어링 기능을 수행하기 위해 안테나는 두 개의 핀 다이오드를 사용한다. 측정된 최대 이득은 5.9-6.6 dBi 이고 반 전력 빔 폭(HPBW)는 $102^{\circ}$ 이다. 통신효율을 비교하기 위해 GNU Radio Companion 소프트웨어툴과 USRP(User Software Radio Peripheral) 장비를 이용하여 두 안테나의 BER(Bit Error Rate)과 SNR(Signal-to-Noise Ratio)를 측정하였다. 그리고 송, 수신 안테나 사이의 일정한 거리에서 수신 안테나가 고정된 상태와 이동중인 상태 두 가지 경우를 비교하였다. 본 측정은 이상적인 전파환경인 무손실 안테나 챔버와 전파간섭이 존재하는 실제적인 환경인 스마트홈에서 진행되었다. 본 측정의 결과로 빔 스티어링 안테나의 성능이 루프 안테나보다 우수함을 알 수 있다. 또한, 통신효율을 비교하면 측정환경 측면에서는 무손실 안테나 챔버가 스마트홈보다 우수하며, 안테나의 고정/이동 측면에서는 고정된 상태가 이동중인 상태보다 좋은 결과를 보임을 알 수 있다.

• 한국대기환경학회지
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• 제26권5호
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• pp.533-542
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• 2010

The $PM_{10}$ concentrations in the underground should be monitored for the health of commuters on the underground subway system. Seoul Metro and Seoul Metropolitan Rapid Transit Corporation are measuring several air pollutants regularly. As for the measurement of $PM_{10}$ concentrations, instruments based on $\beta$-ray absorption method and gravimetric methods are being used. But the instruments using gravimetric method give us 20-hour-average data and the $\beta$-ray instruments can measure the $PM_{10}$ concentration every one hour. In order to keep the $PM_{10}$ concentrations under a healthy condition, the air quality of the underground platform and tunnels should be monitored and controlled continuously. The $PM_{10}$ instruments using light scattering method can measure the $PM_{10}$ concentrations every less than one minute. However, the reliability of the instruments using light scattering method is still not proved. The purpose of this work is to study the reliability of the instruments using light scattering method to measure the $PM_{10}$ concentrations continuously in the underground platforms. One instrument using $\beta$-ray absorption method and two different instruments using light scattering method (LSM1, LSM2) were placed at the platform of the Jegi station of Seoul metro line Number 1 for 10 days. The correlation between the $\beta$-ray instrument and the LSM2 ($r^2$=0.732) was higher than that between the $\beta$-ray instrument and the LSM1 ($r^2$=0.393). Thus the LSM2 was chosen for further analysis. Three different regression analysis methods were tested: Linear regression analysis, Nonlinear regression analysis and Orthogonal regression analysis. When the instruments using light scattering method were used, the data measured these instruments have to be converted to actual $PM_{10}$ concentrations using some factors. With these analyses, the factors could be calculated successfully as linear and nonlinear forms with respect to the data. And the orthogonal regression analysis was performed better than the ordinary least squares method by 28.45% reduction of RMSE. These findings propose that the instruments using light scattering method light scattering method can be used to measure and control the $PM_{10}$ concentrations of the underground subway stations.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권10호
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• pp.1271-1279
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• 2009

To develop low endotoxic and multi-immunogenic outer membrane vesicles (OMVs), a deletion mutant of the msbB gene in Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) was used as a source of low endotoxic OMV, and an expression vector of the canine parvovirus (CPV) VP2 epitope fused to the bacterial OmpA protein was constructed and transformed into the Salmonella ${\Delta}msbB$ mutant. In a lethality test, BALB/c mice injected intraperitoneally with the Salmonella ${\Delta}msbB$ mutant survived for 7 days, whereas mice injected intraperitoneally with the wild type survived for 3 days. Moreover, all mice inoculated orally with the ${\Delta}msbB$ mutant survived for 30 days, but 80% of mice inoculated orally with the wild type survived. The OmpA::CPV VP2 epitope fusion protein was expressed successfully and associated with the outer membrane and OMV fractions from the mutant S. Typhimurium transformed with the fusion protein-expressing vector. In immunogenicity tests, sera obtained from the mice immunized with either the Salmonella msbB mutant or its OMVs containing the OmpA::CPV VP2 epitope showed bactericidal activities against wild-type S. Typhimurium and contained specific antibodies to the CPV VP2 epitope. In the hemagglutination inhibition (HI) assay as a measurement of CPV-neutralizing activity in the immune sera, there was an 8-fold increase of HI titer in the OMV-immunized group compared with the control. These results suggested that the CPV-neutralizing antibody response was raised by immunization with OMV containing the OmpA::CPV VP2 epitope, as well as the protective immune response against S. Typhimurium in BALB/c mice.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.42-48
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• 2016

본 논문에서는 플라이백 DC-DC 컨버터에 사용되는 출력전압 정보를 보다 정확하게 감지하는 피크검출기를 집적회로로 설계하였다. 제안하는 피크검출기의 회로는 하나의 op-amp와 세 개의 트랜지스터로 이루어져 있다. 제안하는 회로는 단순한 구조로 이루어져 있기 때문에 제안하는 회로는 출력전압을 감지하는 과정에서 지연시간을 최소화 할 수 있다. 회로에서 op-amp와 몇 개의 트랜지스터를 사용함으로써, 제안하는 피크검출기가 종래의 커패시터와 다이오드로 설계된 피크검출기를 대신해 칩의 집적화가 가능해지고, 플라이백 컨버터의 모듈을 구성하는 소자가 트랜지스터로 대체되고 칩의 면적이 줄어들어 가격을 줄일 수 있다. 제안하는 회로는 0.35 um CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작하여 측정하였고, 칩 측정결과 모의실험결과와 잘 일치함을 보였다. 시뮬레이션 결과 사인파의 입력신호를 출력신호가 최대 0.3 ~ 3.1 %의 오차 범위 내에서 피크전압을 유지하는 것을 확인하였다. 칩 측정결과 모의실험결과와 잘 일치함을 보였다. 제안하는 회로의 결과를 통하여 종래의 피크검출기 회로의 좋지 않은 레귤레이션을 향상시키기 위하여 높은 플라이백 컨버터의 동작을 보일 수 있다. 플라이백 컨버터의 출력전압을 정확하게 감지하여 안정적인 컨버터 동작을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.277-284
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• 2018

본 논문은 향후 투명 디스플레이, 스마트글래스(smart glass) 등의 그 활용도가 증가 추세에 있는 투명전극과 관련된 논문이며, 본 논문에서는 투명 안테나 등의 투명 고주파 수동소자 설계 시, 투명 디스플레이 등에 가장 많이 사용되고 있는 ITO(Indium-Tin-Oxide)을 이용한 박막형(thin film type) 투명전극의 낮은 전기적 특성(면저항>$5({\Omega}/sq)$)으로 인한 성능저하를 개선하고자, 고주파 소자에 가장 일반적으로 사용되는 도체인 구리선(copper wire)으로 구현되는 정방형 메탈메쉬(square metal mesh)를 이용하여 투명전극을 구현하고, 이를 기본 단위로 하여 투명 패치 안테나를 구현하였고, 그 성능을 비교 분석하였다. 본 논문에서는 투명전극의 기본 설계 블록인 정방형 메탈메쉬의 광학적 특성(광 투과도) 및 전기적 특성(면저항)을 측정 및 분석하였고, 이를 이용하여 투명 패치 안테나를 설계, 측정, 분석하였다. 또한, 정방형 메탈메쉬는 광 투과도를 높이기 위해 얇은 구리선(w=0.2 mm)을 사용하였으며, 망(mesh) 크기(l=1, 2 mm)에 따른 광 투과도와 안테나 성능(방사이득, 방사패턴)과의 관계를 분석하였다. 투명 안테나 성능 측정 결과, 안테나 성능은 정방형 메탈메쉬의 광학적 특성과 반비례하며, 실제 활용 시에는 광학적 특성, 전기적 특성, 제작비용을 종합적으로 고려하여, 응용에 따른 투명 안테나의 활용이 필요하다.