• 스마트미디어저널
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• 제9권4호
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• pp.26-35
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• 2020

미래의 주가를 예측하기 위한 시도는 과거부터 꾸준히 연구되어왔다. 그러나 일반적인 시계열 데이터와 달리 금융 시계열 비정상성(non-stationarity)과 장기 의존성(long-term dependency), 비선형성(non-linearity) 등 예측을 하는 것에 있어서 여러 가지 방해 요인이 존재한다. 또한, 광범위한 데이터의 변수는 기존에 사람이 직접 선택하는 것에 한계가 있으며 모델이 변수를 자동으로 잘 추출할 수 있도록 하여야 한다. 본 논문에서는 비정상성 데이터를 정규화할 수 있는 슬라이딩 타임스텝 정규화(sliding time step normalization) 방법과 LSTM 형태의 오토인코더(AutoEncoder)를 사용하여 모든 변수로부터 압축된 변수로 미래 주가를 예측하는 방법, 기간을 나누어 전이 학습을 하는 이동 전이 학습(moving transfer learning)을 제안한다. 또한, 실험을 통하여 100개의 주요 금융 변수들만을 사용하는 것보다 뉴럴 네트워크를 통해서 가능한 많은 변수를 사용하였을 때 성능이 우수함을 보이며, 슬라이딩 타임스텝 정규화 방법을 사용하여 모든 구간에서 데이터의 비정상성에 대해 정규화를 수행함으로써 성능 향상에 효과적임을 보인다. 이동 전이 학습 방법은 스텝 별 테스트 구간에서 모델의 성능을 평가하고 전이학습을 함으로써 긴 테스트 구간에서 성능 향상에 효과적임을 보인다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제40권5호
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• pp.312-321
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• 2003

본 논문은 장애물을 인식하고 회피하면서 목적지까지 자율적으로 이동할 수 있는 로봇을 구현한 논문이다. 우리는 본 논문에서 영상처리보드의 구현이라는 하드웨어적인 부분과 자율 이동로봇을 위한 영상궤환 제어라는 소프트웨어의 두 가지 결과를 나타내었다. 첫 번째 부분에서, 영상처리를 수행하는 제어보드로부터 명령을 받는 로봇을 나타내었다. 우리는 오랫동안 CCD카메라를 탑재한 자율 이동로봇에 대하여 연구해왔다. 로봇의 구성은 DSP칩을 탑재한 영상보드와 스텝모터 그리고 CCD카메라로 구성된다. 시스템 구성은 이동로봇의 영상처리 보드에서 영상을 획득하고 영상처리 알고리즘을 수행하고 로봇의 이동경로를 계산한다. 이동로봇에 탑재된 CCD카메라에서 획득한 영상 정보는 매 샘플링 시간마다 캡쳐한다. 화면에서 장애물의 유무를 판별한 후 좌 혹은 우로 회전하여 장애물을 회피하고 이동한 거리를 Feedback하는 시스템을 구현하여 초기에 지정한 목표지점가지 로봇이 갈 수 있도록 간략한 경로를 계획하여 절대좌표를 추적해 나가는 알고리즘을 구현한다. 이러한 영상을 획득하고 알고리즘을 처리하는 영상처리 보드의 구성은 DSP (TMS320VC33), ADV611, SAA7111, ADV7176A, CPLD(EPM7256ATC144), SRAM 메모리로 구성되어 있다. 두 번째 부분에서는 장애물을 인식하고 회피하기 위하여 두 가지의 영상궤환 제어 알고리즘을 나타낸다. 첫 번째 알고리즘은 필터링, 경계검출 NOR변환, 경계치 설정 등의 영상 전처리 과정을 거친 영상을 분할하는 기법이다. 여기에서는 Labeling과 Segmentation을 통한 pixel의 밀도 계산이 도입된다. 두 번째 알고리즘은 위와 같이 전처리된 영상에 웨이브렛 변환을 이용하여 수직방향(y축 성분)으로 히스토그램 분포를 20 Pixel 간격으로 스캔한다. 파형 변화에 의하여 장애물이 있는 부분의 히스토그램 분포는 거의 변동이 없이 나타난다. 이러한 특성을 분석하여 장애물이 있는 곳을 찾아내고 이것을 회피하기 위한 알고리즘을 세웠다. 본 논문은 로봇에 장착된 한 개의 CCD 카메라를 이용하여 장애물을 회피하면서 초기에 설정해둔 목적지가지 도달하기 위한 알고리즘을 제안하였으며, 영상처리 보드를 설계 및 제작하였다. 영상처리 보드는 일반적인 보드보다 빠른 속도(30frame/sec)와 해상도를 지원하며 압축 알고리즘을 탑재하고 있어서 영상을 전송하는 데에 있어서도 탁월한 성능을 보인다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.138-142
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• 2019

골든타임의 확보 방안으로 충북 청주시에서 시행하는 긴급차 우선신호체계 운영 결과를 분석하였다. 화재현장에 도착하기까지 도로상의 극심한 교통정체, 긴급차 앞으로 끼어드는 차량, 긴급차 길터주기에 비협조적인 차량 등 출동 중에 나타나는 장애요인들은 심각한 상태이다. 이와 같은 도로상의 장애문제를 해결하기 위하여 긴급차 우선신호체계를 도입하는 것은 반드시 필요하다. 2017년 4월부터 2018년 6월까지(1년 2개월, 426일) 출동시간과 날짜, 긴급차의 이동거리와 시간, 교통신호 통제구간과 통과시간, 단축시간 등을 측정하였다. 293개의 출동회수 중 교통이 혼잡하고 출동이 잦은 5개의 구간에서 140개의 선택하였다. 교통신호시스템을 통제한 결과는 놀라웠다. 총괄적으로 신호를 통제하지 않을 때에는 1 km를 주행하는데 3 min 3 s가 결렸지만 신호를 통제하여 긴급차를 우선통행하도록 하는 경우에는 1 km를 1 min 23 s에 주행하여 처음의 45.4% 밖에 걸리지 않았다. 즉 15 min 걸리던 주행시간을 6 min 49 s로 줄인 것이다. 이러한 결과를 볼 때 긴급차 우선신호시스템은 가능한 한 빨리 전국적으로 실시하여야 할 것이다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.37-43
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• 2010

우리는 두 생물무리가 서로 가로지르거나 결합하는 현상을 주변에서 흔히 볼 수 있다. 예로, 하천의 물고기 무리가 운동하다 바위나 돌같은 장애물을 만나 두 무리로 나누어졌다가 장애물 뒤에서 다시 하나로 합쳐지는 현상이 있다. 우두머리를 가지는 두 생물 무리가 각도${\theta}$를 가지고 서로 충돌하면서 가로질러 지나갈 때의 동역학을 연구하였다. 두 무리의 각 우두머리 개체는 다른 개체에 의해 영향을 받지 않는다. 이에 비해 무리의 개체들은 우두머리의 운동방향을 쫓아 가도록 시뮬레이션 되었다. 이 두 무리의 가로지르기 동역학을 이해하기 위해서, 무리개체의 평균 단위속도의 합으로 정의되는 질서매개변수${\phi}$를 조사하였다. 두 무리가 서로 만나는 순간, 두 무리의 운동량 균형이 무너지면서 ${\phi}$값이 급격히 올라갔다. 그리고 두 무리가 서로 분리되어질 때, 두 번째로 ${\phi}$값이 피크를 보였다. 무리개체들은 서로 충돌하면서 그들의 우두머리 개체를 쫓아가는데 방해를 받게 되는데 이로 인해 두 번째 피크이후에 불규칙적인 작은 피크들이 관측되었다. 두 피크값, $d_1$ (첫번째) 그리고 $d_2$ (두번째), 은 서로 다른 충돌각도 ${\theta}$에 대해서 동기화 현상을 보였다. 이 시뮬레이션 모델은 생물행동을 연구하거나 다개체 로봇 시스템 개발에 유용하게 사용되어 질수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권3호
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• pp.97-107
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• 2017

자동문에 있어서 적외선과 마이크로파 센서는 물체인식 입력신호를 통해 모터 개폐동작 제어를 담당하는 핵심부품으로 많이 사용하고 있다. 적외선과 마이크로파 기반의 센서를 자동문에 적용한 기존 시스템 경우, 대부분 건물외부로 노출하여 설치하기 때문에 태양의 적외선 또는 가시광선에 의해 오동작이 발생하게 된다. 또한 실내 외의 온도 차로 인한 환경변화는 물체인식 검출신호에 잡음을 일으키는 원인이 되기도 한다. 이러한 문제점과 더불어 빠르게 이동하는 물체를 감지센서가 검출영역에 대한 처리속도를 따라가지 못하는 하드웨어 결함이 감지 사각지대를 만들게 된다. 이는 자동문을 이용하는 통행자의 안전문제에 직접적인 영향을 주고 있기 때문에 빠른 개선방안이 필요한 시점이다. 본 논문은 기존의 감지센서 외에 초음파 센서를 추가 설치하여 검출영역을 개선하기 위한 실험을 진행하였다. 초음파 신호의 검출특성과 장점을 자동문에 적용하여 빠르게 이동하는 물체의 접근경로와 고정 장애물의 위치영역을 정확하고 신속하게 처리하는 연산회로와 검출 알고리즘을 구현하였다. 이를 통해 초음파 센서를 적용한 자동문이 사각지대를 감지하는 검출영역에서 성능개선으로 이어지는 결과를 현장실험을 통해서 확인하고 개선방안을 제안하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.20-27
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• 2018

본 논문에서는 이중 주차의 문제점을 고찰하고 이를 해결할 수 있는 방법을 제안한다. 주차 공간이 부족한 지역에서 이중 주차가 매우 빈번히 행해지고 있다. 지정된 구획 라인에 주차된 차량이 이동할 길을 이중 주차된 차량이 막고 있는 경우에는 사람이 이중 주차된 차량을 밀어서 이동시켜야 한다. 이중 주차된 차량을 사람이 손으로 밀어서 이동시키는 것은 매우 위험하고 어려운 일이며 특히 노약자나 여성에게는 더욱 그러하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이중 주차된 차량을 자동으로 이동시킬 수 있는 이중 주차된 차량용 자동 이동 장치를 제안하고 개발하였다. 기본 아이디어는 이중 주차된 차량의 한 쪽 바퀴를 회전시켜서 이중 주차된 차량을 이동시키는 것이다. 이중 주차된 차량의 한 쪽 바퀴를 회전시키기 위해서 두 개의 롤러로 구성되는 롤러부를 설계 제작하였다. 개발된 자동 이동 장치는 두 개의 롤러와 두 개의 이동 바퀴, 네 개의 캐스터를 가지고 있으며 이중 주차된 차량을 이동시키면서 장애물과의 충돌을 피하기 위해 초음파 센서를 장착하고 있다. 다수의 실험을 통하여 개발된 자동 이동 장치가 이중 주차된 차량을 안전하고 손쉽게 이동시킬 수 있다는 것을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.41-47
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• 2012

본 논문에서는 초음파 송신 시간을 일정 패턴으로 계획하여 송신하고 연속해서 수신되는 거리 데이터 값을 이전상태의 데이터를 통해 예측된 거리값으로 매핑 시키는 알고리즘을 제시하였다. 에러값에 대한 패턴을 인식하여 다중반사에 의한 에러를 판별 및 제거할 수 있다. 그리고 이동 로봇을 이용하여 다중반사 환경에서 실험을 통하여 거리값의 손실 없이 정확한 데이터를 획득할 수 있음을 실험을 통하여 보였다. 이동로봇에 다양한 센서기술들을 이용하여 실내에서 활용하기 적합한 지능적 역할을 수행할 수 있는 다목적용 자율 이동 로봇에 환경인식을 위한 다중 초음파센서를 장착하여 초음파 반사에 따른 크로스토크 실험결과를 제하였다. 또한, 기존 로봇에 장착된 초음파를 이용하여 계획송신(Scheduling firing)방법을 적용하여 임의의 환경에서의 실험결과를 통해 제시한 방법에 대한 유효성을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1927-1932
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• 2003

In a previous study, the authors have proposed the Cooperative Collision Avoidance (CCA) method which enables mobile robots to cooperatively avoid collisions, by extending the concept of the Velocity Obstacle to multiple robot systems. The method introduced an evaluation function considering an operation objective so that each robot can choose the velocity which optimizes the function. As the evaluation function could be of an arbitrary type, this method is applicable to a wide variety of tasks. However, it complicates the optimization of the function especially in real-time. In addition, construction of the evaluation function requires an operation objective of the other robot which is very hard to obtain without communication. In this paper, the CCA method is improved considering such problems for implementation. To decrease computational costs, the previous method is simplified by introducing two essential assumptions. Then, by treating the desired direction of locomotion for each robot as the operation objective, an operation objective estimator which estimates the desired direction of the other robot is introduced. The only measurement required is the other robot's relative position, since the other information can be obtained through the estimation. Hence, communicational devices that are necessary for most other cooperative methods are not required. Moreover, mobile robots employing the method can avoid collisions with uncooperative robots or moving obstacles as well as with cooperative robots. Consequently, this improved method can be applied to general dynamic environments consisting of various mobile robots.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.168-173
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• 2003

In this paper, we will present a deeper look on optimal design methods that are related to path-planning for a mobile robot. To control the motion of a mobile robot in a clustered environment, it's necessary to know a suitable trajectory assuming certain start and goal point. Up to now, there are many literatures that concern optimal path planning for an obstacle avoided mobile robot. Among those literatures, we have chosen 2 novel methods for our further analysis. The first approach [4] is based on HJB(Hamilton-Jacobi-Bellman) equation whose solution is the return-function that helps to generate a shortest path to the goal. The later [5] is called polynomial-path-planning approach, in this method, a shortest polynomial-shape path would become a solution if it was a collision-free path. The camera network plays the role as sensors to generate updated map which locates the static and dynamic objects in the space. Therefore, the exhibition of both path planning and dynamic obstacle avoidance by the updated map would be accomplished simultaneously. As we mentioned before, our research will include the motion control of a true mobile robot on those optimal planned paths which were generated by above algorithms. Base on the kinematic and dynamic simulation results, we can realize the affection of moving speed to the stable of motion on each generated path. Also, we can verify the time-optimal trajectory through velocity tuning. To simplify for our analysis, we assumed the obstacles are cylindrical circular objects with the same size.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.806-811
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• 2005

The robot to search and rescue is used in narrow space where human cannot approach. In case of this robot, it can overcome obstacles such as wrecks or stairs etc. Also, this robot can do various locomotion for each object. In this reason, an articulated robot has advantages comparing with one module robot. However, the existing articulated robot has limits to overcome vertical passages. For expanding contacted territory of robot, a novel mechanism is demanded. In this paper, the novel mechanism of articulated mobile robot is designed for moving level ground and vertical passages. This paper proposes to change wheel alignment. The robot needs two important motions for passing vertical passages like pipe. One is a motion to press wheels at wall for not falling into gravity direction. The other is a motion that wheels contact a vertical direction of wall's tangential direction for reducing loss of force. The mechanism of the robot focused that two motions can be acted to use just one motor. Length of each link of robot is optimized that wheels contact a vertical direction of wall's tangential direction through kinematic modeling of each link. The force of pressing wall of robot is calculated through dynamic modeling. This robot composes four modules. This mechanism is confirmed by dynamic simulation using ADAMS program. The articulated mobile robot is elaborated based on the results of kinematic modeling and dynamic simulation.