• 제목/요약/키워드: probability trajectory

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ADS-B based Trajectory Prediction and Conflict Detection for Air Traffic Management

  • Baek, Kwang-Yul;Bang, Hyo-Choong
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제13권3호
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    • pp.377-385
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    • 2012
  • The Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B) system is a key component of CNS/ATM recommended by the International Civil Aviation Organization (ICAO) as the next generation air traffic control system. ADS-B broadcasts identification, positional data, and operation information of an aircraft to other aircraft, ground vehicles and ground stations in the nearby region. This paper explores the ADS-B based trajectory prediction and the conflict detection algorithm. The multiple-model based trajectory prediction algorithm leads accurate predicted conflict probability at a future forecast time. We propose an efficient and accurate algorithm to calculate conflict probability based on approximation of the conflict zone by a set of blocks. The performance of proposed algorithms is demonstrated by a numerical simulation of two aircraft encounter scenarios.

도로 네트워크 환경에서 이동 객체 위치 예측을 위한 효율적인 인덱싱 기법 (An Efficient Indexing Technique for Location Prediction of Moving Objects in the Road Network Environment)

  • 홍동숙;김동오;이강준;한기준
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.1-13
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    • 2007
  • 현재 무선 통신 기술과 위치 정보 기술의 발달은 다양한 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Services)의 발전을 가져왔으며, 위치 기반 서비스에서 이동 객체의 미래 위치를 빠르게 예측하기 위한 미래 인덱스의 필요성이 높아지고 있다. 미래 인덱스와 관련한 대표적인 연구로써 도로 네트워크 환경에서 이동 객체의 과거 궤적 정보를 이용하여 신뢰성을 높인 확률 궤적 예측 기법이 연구되었다. 그러나, 이 기법은 장기간 미래 질의 시 방대한 미래 궤적 탐색 부하로 인해 예측 성능이 떨어지게 되며, 이 때문에 발생하는 빈번한 미래 궤적 갱신으로 인해 인덱스 유지비용이 매우 높아지게 된다. 따라서, 본 논문에서는 효율적인 장기간 미래 위치 예측을 위한 셀 기반의 미래 인덱싱 기법인 PCT-Tree(Probability Cell Trajectory-Tree)를 제시한다. PCT-Tree는 방대한 과거 궤적의 확률을 셀 단위로 재구성함으로써 인덱스 크기를 줄이고, 장기간 미래 질의의 예측 성능을 개선시킨다. 또한, 과거 궤적 정보를 이용하여 신뢰성있는 미래 궤적을 예측함으로써 미래 궤적 예측 오류에 따르는 통신비용과 미래 궤적 갱신으로 인한 인덱스 재구성 비용을 최소화 할 수 있다. 실험을 통해 도로 네트워크 환경에서 PCT-Tree가 기존 인덱싱 기법보다 장기간 미래 질의 성능이 우수함을 입증하였다.

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낙하산을 갖는 단거리 발사체의 오차분석 (A Study on the Circular Error Probability of Short-Range Rocket with Parachute)

  • 김찬수;조요한
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.218-225
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    • 1999
  • This paper contains the computational simulation of a free rocket with a parachute and the development of a firing table for each range. To obtain the trajectory of the rocket, 6 DOF model of rocket with parachute was generated and the wind tunnel test was done for the input parameters. Good agreement was obtained between the analysis of trajectory and the flight test result. Also the trajectory error analysis was performed by the Monte Carlo simulation. As a result of simulation, the CEP(Circular Error Probability) of the firing table was calculated.

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유도탄의 실시간 표적 재지정을 위한 랜덤 포레스트 기법과 시뮬레이션 기반 효과 분석 (Random Forest Method and Simulation-based Effect Analysis for Real-time Target Re-designation in Missile Flight)

  • 이한강;장재연;안재민;김창욱
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.35-48
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    • 2018
  • 북한의 전술탄도미사일(TBM, tactical ballistic missile)에 대한 방공 분야 연구는 빠른 속도로 변화하는 전장 환경을 고려해야 한다. 아군 유도탄의 표적 재지정 연구는 동적인 전장에 대한 대응뿐만 아니라 아군 방어 자산의 효과적인 운용을 가능하게 한다. 현재까지 진행된 연구는 의사 결정 과정에서 중요한 역할을 하는 TBM의 명중 확률이 고정된 값이기 때문에 실시간 전장 상황을 대변하지 못한다. 따라서 본 연구는 실시간 전장 환경을 고려한 명중 확률을 기반으로 의사 결정을 내리는 표적 재지정 알고리즘을 제안한다. 제안 방법론은 랜덤 포레스트와 무빙윈도우(moving window) 기법을 사용하여 현재 TBM의 위치 및 속도 정보로 TBM의 예상 궤적을 예측하는 궤적 예측 모형을 포함한다. 예상 명중 확률은 궤적 예측 모형과 유도탄의 시뮬레이터를 통해서 계산할 수 있으며, 계산된 명중 확률은 유도탄에 대한 표적 재지정 알고리즘의 의사결정 기준이 된다. 실험에서는 TBM 궤적 예측 모형에 사용한 방법론의 타당성이 검증되었으며, 표적 재지정 의사 결정 과정에서 제안된 모델을 통해 명중 확률을 사용하는 것의 우수성이 확인되었다.

The Reaction Probability and the Reaction Cross-section of N + O2→ NO + O Reaction Computed by the 6th-order Explicit Symplectic Algorithm

  • He, Jianfeng;Li, Jing
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권12호
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    • pp.1976-1980
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    • 2006
  • We have calculated the reaction probability and the reaction cross-section of the $N(^4S)+O_2(X^3\sum_{g}^{-})\;\rightarrow\;NO(X^2\Pi)+O(^3P)$ reaction by the quasiclassical trajectory method with the 6th-order explicit symplectic algorithm, based on a new ground potential energy surface. The advantage of the 6th-order explicit symplectic algorithm, conserving both the total energy and the total angular momentum of the reaction system during the numerical integration of canonical equations, has firstly analyzed in this work, which make the calculation of the reaction probability more reliable. The variation of the reaction probability with the impact parameter and the influence of the relative translational energy on the reaction cross-section of the reaction have been discussed in detail. And the fact is found by the comparison that the reaction probability and the reaction cross-section of the reaction estimated in this work are more reasonable than the theoretical ones determined by Gilibert et al.

Interaction of Gas-phase Atomic Hydrogen with Chemisorbed Oxygen Atoms on a Silicon Surface

  • Lee, Sang-Kwon;Ree, Jong-Baik;Kim, Yoo-Hang;Shin, Hyung-Kyu
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권5호
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    • pp.1527-1533
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    • 2011
  • The reaction of gas-phase atomic hydrogen with oxygen atoms chemisorbed on a silicon surface is studied by use of the classical trajectory approach. We have calculated the probability of the OH formation and energy deposit of the reaction exothermicity in the newly formed OH in the gas-surface reaction H(g) + O(ad)/Si${\rightarrow}$ OH(g) + Si. All reactive events occur in a single impact collision on a subpicosecond scale, following the Eley-Rideal mechanism. These events occur in a localized region around the adatom site on the surface. The reaction probability is dependent upon the gas temperature and shows the maximum near 1000 K, but it is essentially independent of the surface temperature. The reaction probability is also independent upon the initial excitation of the O-Si vibration. The reaction energy available for the product state is carried away by the desorbing OH in its translational and vibrational motions. When the initial excitation of the O-Si vibration increases, translational and vibrational energies of OH rise accordingly, while the energy shared by rotational motion varies only slightly. Flow of energy between the reaction zone and the solid has been incorporated in trajectory calculations, but the amount of energy propagated into the solid is only a few percent of the available energy released in the OH formation.

퍼프 유적선모델에 의한 대기오염물질의 장거리수송량의 평가 (Assessment of Long-Range Transport of Atmospheric Pollutants using a Trajectory Model with the puff Concept)

  • 정관영
    • 한국대기환경학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.167-177
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    • 1996
  • To investigate the source-receptor relationships aerosol model has been used to simulate the distribution behavior of the yellow sand. Data for meteorological fields were obtained by Meso-scale Analysis and Prediction Model System/Seoul National University (MAPMS/SNU) for five days (10-14 April 1988). To obtain the distributions of concentration of yellow sand,the aerosol model has been modified to allow quantifications of relative concentration distributions of yellow sand. Source regions of yellow sand were delineated by soil maps of China and emission rate as a function of wind stress(Westphal et al., 1987). Using 3-dimensional wind fields the backward trajectories from 3 receptor grids at the layer of .sigma. =0.95, 0.9, 0.85, 0.8 were calculated. In order to facilitate quantitative assessment of source-receptor relationships, it was assumed that the perturbations in along-trajectory and cross-trajectory proceed linearly with time, in accord with Gaussian distribution characteristics. On the basis of this assumption, the probability fields were calculated from every grid point with source strength 1. Using these probability fields and emission retes, the potential contributions of upstream sources along the trajectories were estimated. The results of this study indicate that the application of trajectory modeling is useful in investigating the quantitative relationship between source and receptor regions.

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모수적 궤적 기반의 분절 HMM을 이용한 연속 음성 인식 (Continuous Speech Recognition based on Parmetric Trajectory Segmental HMM)

  • 윤영선;오영환
    • 한국음향학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.35-44
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    • 2000
  • 본 논문에서는 음성 패턴을 효율적으로 모델링하고자 분절 특징(segmental feature)을 이 용하여 은닉 마코프 모델(hidden markov model)의 일반적인 형식에 기반한 새로운 모수적 궤적 모델 (parametric trajectory model)을 제안한다. 일반적으로 벡터의 열로써 표현되는 분절은 관측 열의 궤적(trajectory)으로 표현된다. 이 궤적은 연속적인 프레임들의 전이 정보(transitional information)를 표현하는 디자인 행렬을 이용하여 얻어지며, 다항식의 회귀 함수(polynomial regression function)로써 나타낼 수 있다. 이러한 궤적을 HMM에 적용하기 위해서 프레임 특징 대신 분절의 특성 을 표현하는 궤적으로 대치하고 우도(likelihood) 계산에 궤적들의 비교에 의한 확률 값을 반영시켜야 한다. 본 논문에서는 궤적간의 유사도를 측정하는 분절 우도(segment likelihood)와 모델을 구성하는 궤적변수의 추정 알고리즘을 제안한다. 임의의 분절에 대한 관측 확률은 제안된 분절 우도와 궤적의 추정 오차(estimation error of trajectories)의 곱으로써 표현된다. 궤적의 추정 오차는 상태에서 주어진 분절 우도의 가중치로 표현될 수 있으며, 이 가중치는 궤적과 대응되는 분절의 적합도를 표현하는 확률을 나타낸다. 본 논문에서 제 안된 모델은 일반적 인 HMM과 모수적 궤적 모델의 일반화(generalization) 또는 확장(extension) 모델로 생각될 수 있다. 본 모델의 성능을 평가하기 위하여 TIMIT 데이터에 기반한 실험을 한 결과, 분절 길이(segment length)와 회귀 차수(regression order)가 변할수록 일반적인 HMM에 비하여 뚜렷한 성능향상이 있음을 알 수 있었다.

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저궤도 위성의 폐기경로 생성 및 폐기기동 중 충돌위험 분석 (Removal trajectory generation for LEO satellites and analysis collision probability during removal maneuver)

  • 성재동;민찬오;정순우;이대우;조겸래;김해동
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.354-363
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    • 2012
  • 현재 지구 주변의 궤도에는 폐기된 위성을 비롯한 많은 우주파편이 존재하고 있으며, 임무를 수행중인 인공위성이나 유인 우주활동을 위협하고 있다. 2013년 7월까지 임무를 수행할 예정인 아리랑 2호 위성 또한 우주파편에 대한 고려가 필요하다. 본 논문에서는 앞으로의 원활한 우주활동을 위해 제정된 25년 규정 중 저궤도의 경우 임무종료 후 25년 이내에 지구대기로 하강하여 소각되어야 하는 요구조건을 소개하고, 이를 준수하기 위해 연료소모를 최소화하는 폐기경로 설계에 대한 내용을 기술하고 있다. 그리고 생성한 폐기경로에 접근하는 물체로 인한 위험성을 분석하게 위해서 몬테칼로 시뮬레이션을 이용한 방법을 제안하였다. 분석 결과 가장 위험성이 높은 경로의 충돌확률은 6.0741E-07으로 나타났으며 접근한 상대 물체의 크기를 알 수 없으므로 보다 정밀한 분석이 필요함을 알 수 있었다.

MEASUREMENT OF THREE-DIMENSIONAL TRAJECTORIES OF BUBBLES AROUND A SWIMMER USING STEREO HIGH-SPEED CAMERA

  • Nomura, Tsuyoshi;Ikeda, Sei;Imura, Masataka;Manabe, Yoshitsugu;Chihara, Kunihiro
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2009년도 IWAIT
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    • pp.768-772
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    • 2009
  • This paper proposes a method for measurement three-dimensional trajectories of bubbles generated around a swimmer's arms from stereo high-speed camera videos. This method is based on two techniques: two-dimensional trajectory estimation in single-camera images and trajectory pair matching in stereo-camera images. The two-dimensional trajectory is estimated by block matching using similarity of bubble shape and probability of bubble displacement. The trajectory matching is achieved by a consistensy test using epipolar constraint in multiple frames. The experimental results in two-dimensional trajectory estimation showed the estimation accuracy of 47% solely by the general optical flow estimation, whereas 71% taking the bubble displacement into consideration. This concludes bubble displacement is an efficient aspect in this estimation. In three-dimensional trajectory estimation, bubbles were visually captured moving along the flow generated by an arm; which means an efficient material for swimmers to swim faster.

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