• 한국융합학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.291-297
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• 2018

의료 현장에서의 최소침습수술(MIS)의 어려움 때문에 시뮬레이터 훈련이 활발히 연구되고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 S-chain모델을 사용하여 가상 장기와 변형과정을 표현하고 반발력 제공이 가능한 햅틱 시뮬레이터를 개발하고자 한다. S-chain알고리즘의 주요 원리는 반발력이 체인 요소의 수에 비례하는 것이며, 대상인 장기의 변형이 클수록 많은 계산시간을 요구한다. 이에 본 연구에서는 계산속도가 개선된 S-chain알고리즘을 회전움직임에 적용하여 제어성능을 평가하였다. 본 연구에서는 자기 점성 점성(MR) 유체를 사용하는 햅틱 마스터 시스템을 제안하고 S-chain모델을 개발한다. 결과적으로, 이 S-chain모델을 사용하여 가상의 장기와 실제 마스터 장치를 결합함으로써 반발력과 수술로봇의 좌표 위치를 서로 전달하는 햅틱 시스템을 구축하여, 햅틱 시뮬레이터의 제어 성능을 실험을 통해 평가하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권11호
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• pp.898-905
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• 2018

본 논문에서는 대지, 대공 표적을 포착 추적할 수 있는 적외선 및 가시광 센서가 탑재된 이종센서 영상탐색기의 종합 성능시험을 위해 구축한 HILS(Hardware In-the-Loop Simulation) 시스템 내에 적외선 표적원을 제안한다. 이 통합시스템은 다양한 종류의 표적과 시나리오 기반 이동 표적의 궤적을 모사하기 위해 열원 및 광원을 출력하는 100개의 모듈로 구성하였다. 또한 표적에 대한 위치, 속도, 방향, 배경 클러터와 재밍 환경 등을 모사할 수 있다. 이종센서 영상탐색기의 시험평가를 위해 구축된 HILS 시스템의 전체 시스템 구성과 적외선 표적원의 설계 및 측정 결과를 제시한다. 향후에, 구축된 HILS 시스템에서 모의비행 시나리오 기반으로 동적 실시간 포착 추적에 대한 단일 또는 이종센서가 탑재된 이종센서 영상탐색기의 성능을 시험할 예정이다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제7권1호
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• pp.231-236
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• 2019

Background/Objectives: This paper proposes a dual mode feedback-controlled cycling system for children with spastic cerebral palsy to rehabilitate upper extremities. Repetitive upper limb exercise in this therapy aims to both reduce and analyze the abnormal torque patterns of arm movements in three- dimensional space. Methods/Statistical analysis: We designed an exercycle robot which consists of a BLDC motor, a torque sensor, a bevel gear and bearings. Mechanical structures are customized for children of age between 7~13 years old and induces reaching and pulling task in a symmetric circulation. The shafts and external frames were designed and printed using 3D printer. While the child performs active/passive exercise, angular position, angular velocity, and relative torque of the pedal shaft are measured and displayed in real time. Findings: Experiment was designed to observe the features of a cerebral palsy child's exercise. Two children with bilateral spastic cerebral palsy participated in the experiment and conducted an active exercise at normal speed for 3 sets, 15 seconds for each. As the pedal reached 90 degrees and 270 degrees, the subject showed minimum torque, in which the child showed difficulty in the pulling task of the cycle. The passive exercise assisted the child to maintain a relatively constant torque while visually observing the movement patterns. Using two types of exercise enabled the child to overcome the abnormal torque measured in the active data by performing the passive exercise. Thus, this system has advantage not only in allowing the child to perform the difficult task, which may contribute in improving the muscle strength and endurance and reducing the spasticity but also provide customizable system according to the child's motion characteristic. Improvements/Applications: Further study is needed to observe how passive exercise influences the movement characteristics of an active motion and how customized experiment settings can optimize the effect of pediatric rehabilitation for spastic cerebral palsy.

• 실천공학교육논문지
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• 제9권1호
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• pp.15-21
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• 2017

졸업 조건 만족을 위한 졸업 작품 제작과 제작된 작품의 공학 논문 체계로 서술해야 하는 졸업 논문 제출 규정에 따라 전공단위에서 이루어진 절차의 개요를 제시하고, 개선에 필요한 사항을 제안한다. 설계 내용은 재난 지역의 인원이나 물체를 탐지하기 위한 소형 무인기 구성에 관한 것이다. 적외선 센서와 GPS를 소형 무인기인 드론에 탑재하고, 블루투스 통신을 이용하여 드론을 조종한다. 조종되는 드론이 구조 대상물을 탐지하고, 드론에 탑재된 GPS를 이용하여 실시간으로 탐지한 대상물의 위치를 수신하는 대상물 탐지용 드론을 설계하고 제작한다. 실험결과로 3~4 m 범위의 구조 대상물 탐지가 가능했고, 위치값을 실시간으로 전송하는 것을 확인했으며, RF 통신을 이용하여 통신 거리를 증가시킬 계획이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.29-36
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• 2019

국방 분야에서 무인 차량의 주행로는 포장 도로 뿐만 아니라, 자주 다양한 변화를 갖는 야지의 비포장 도로 등이 포함된다. 이 무인 차량은 주로 험지나 오지에서 감시 및 정찰, 진지 방어 등을 수행하므로 자율 주행을 위해서 예측하지 못했던 다양한 주행로와 환경을 수시로 접하게 되며, 이에 따라 추가 학습이 필요하다. 본 논문에서는 'Forgetting' 문제를 피하면서 거리 비교와 Class 비교를 통해 빠르게 추가 학습이 가능하도록 Approximate Nearest Neighbor를 수정한 GPU 기반 Additional Learning Nearest Neighbor(ALNN) 알고리즘을 제안한다. 또 ALNN 알고리즘은 학습 데이터가 누적될수록 연산 속도가 저하되는 문제가 있고, 본 연구에서는 OpenGL Shading Language 기반의 GPU 병렬 처리를 사용하여 이를 해결하였다. ALNN 알고리즘은 기존의 학습 데이터에 영향을 주지 않으면서 빠르게 추가 학습이 가능하여, 빈번히 실시간으로 재학습이 필요한 국방 등의 분야에 활용될 수 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.120-126
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• 2019

최근 정밀기계, 전기전자, 반도체 등의 급속한 산업의 발달로 전장장치의 고정밀도 가공의 필요성이 증대하고 있다. 작업자의 감각과 경험에 의존하던 절삭 공작기계 제어는 CNC(Computerized Numeric Controller: 컴퓨터 수치제어) 도입으로 가공 정밀도가 획기적으로 개선되고 있다. 또한 공작 기계의 운전 상태를 실시간 반영하는 가공 동특성(cutting dynamics)기법이 관심을 받고 있다. 본 논문은 CNC 공작기계에 음향센서를 부착하여 공구떨림 감지 및 안정화하는 방안을 제시한다. 공구 이송 위치와 음향센서 데이터를 동기화 하고 수집된 음향 주파수에서 이상 진동음에 대한 주파수를 분석하여 떨림을 감지한다. 또한 가공 동특성 기법을 적용하여 공구떨림 감지와 안정화의 신뢰성을 높인다. 제안한 기법은 금형 가공의 공구떨림 안정화 전후 가공 표면조도의 향상 관점에서 분석 평가한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.143-149
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• 2019

플로팅 홀로그램은 광고나 콘서트와 같이 넓은 공간에서 현장감과 실존감이 뛰어난 3D 입체영상을 제공하면서, 3D 안경의 불편함, 시각적 피로, 공간 왜곡 현상 발생을 감소할 수 있는 기술이다. 따라서 본 논문은 좁은 공간에서도 사용가능한 플로팅 홀로그램 환경에서 캐릭터 조작을 위한 사용자 제스처 인식 시스템을 구현한다. 제안된 방법은 하르 특징기반의 캐시케이드((Harr feature-based cascade classifier) 분류기를 이용하여 얼굴 영역을 검출하고, 검출된 얼굴 영역을 기준으로 실시간으로 체스쳐 차영상으로부터 사용자 제스쳐의 발생 위치 정보를 이용하여 사용자 제스쳐를 인식한다. 그리고 각각 인식된 제스쳐 정보는 플로팅 홀로그램 환경에서 생성된 캐릭터 움직임을 조작하기 위하여 상응하는 행위에 맵핑된다. 제안된 플로팅 홀로그램 캐릭터 조작을 위한 사용자 제스처 인식 시스템의 성능평가를 위해서는 플로팅 홀로그램 디스플레이 장치를 제작하고, 몸 흔들기, 걷기, 손 흔들기, 점프 등의 각 제스처에 따른 인식률을 반복 측정한 결과 평균 88%의 인식률을 보였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.177-184
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• 2021

본 논문은 무인잠수정을 도킹스테이션에 성공적으로 안전하게 도킹시키기 위해 확률 기반 평가지표를 설계하여 수중 도킹 과정을 평가하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 무인잠수정 상태와 수중 도킹을 위한 상태 기준의 일치 정도에 따른 도킹 성공 가능성을 확률로써 평가하는 방법이다. 평가는 무인잠수정의 기구학적 구속조건과 도킹 계획을 고려해 정의된 영역 내부에서 수행한다. 평가 과정은 확률밀도함수의 정의, 위치와 방향각 기준과의 차이에 따른 도킹스테이션 도달확률 계산, 확률지표의 산출 순서이며, 이를 통해 실시간으로 수중 도킹 과정을 평가한다. 수조실험을 통해 획득한 무인잠수정 데이터를 분석하여 제안하는 평가지표의 유효성을 검토하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권11호
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• pp.1384-1390
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• 2019

본 논문은 머신비전기반 자동검사를 위한 대상객체의 인식방향성 개선 연구로서, 영상카메라에 의한 자동 비전검사의 과정에서 제한성이 따르는 대상 객체의 인식방향성을 개선하는 방법을 제안한다. 이를 통하여 머신비전 자동검사에서 시험대상물의 위치와 방향에 상관없이 검사대상의 영상을 검출할 수 있게 함으로써 별도 검사지그의 필요성을 배제하고 검사과정의 자동화 레벨을 향상시킨다. 본 연구에서는 검사대상으로서 와이어 하네스 제조과정에서 실제 적용할 수 있는 기술과 방법을 개발하여 실제 시스템으로 구현한 결과를 제시한다. 시스템구현 결과는 공인기관의 평가를 통하여, 정밀도, 검출인식도, 재현률 및 위치조정 성공률에서 모두 성공적인 측정결과를 얻었고, 당초 설정하였던 10종류의 컬러구별 능력, 1초 이내 검사시간, 4개 자동모드 설정 등에서도 목표달성을 확인하였다.

• 산업융합연구
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• 제20권1호
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• pp.63-68
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• 2022

학교와 회사 건물의 복도 천장에는 보통 공용으로 사용할 수 있는 와이파이 엑세스 포인트(WiFi Access Point)가 설치되어 있다. 철문과 같이 신호 감쇠가 큰 재료로 구성된 출입문을 통해 와이파이 신호가 들어오는 건물 구조일 경우 문을 닫으면 인터넷 연결이 자주 끊기거나 실패하게 된다. 본 연구는 이를 해결하기 위해 라즈베리파이(Raspberry Pi)와 보조 배터리를 이용하여 경제적이고 이동 가능한 와이파이 확장기를 구현한다. 시중에 판매되는 와이파이 확장기는 전원 플러그가 위치한 곳에만 설치해야 하는 장소의 제약이 있고 스마트폰 핫스팟 기능에 기반한 와이파이 확장은 일부 고급형 기종에서만 가능하다는 단점이 있다. 그러나 제안 시스템은 출입문 안쪽에서 와이파이 수신 신호가 가장 좋은 위치에서 설치 가능하므로 원신호의 손상 가능성을 최소화하면서 와이파이 범위를 확장할 수 있다. 그 결과 출입문이 닫힌 환경에서 사무실내 전파 음영을 해소하고, 웹브라우징과 720p 해상도의 동영상 스트리밍 시청이 가능함을 실험을 통해 확인한다.