본 논문에서는 기본 모드 원리를 침해하는 과도 고장이 존재하는 입력/출력 비동기 순차 회로의 내고장성교정 제어 시스템을 제안한다. 비동기 순차 회로의 과도 천이 과정에서 발생하는 비-기본 모드 고장을 극복하기 위해서는 고장에 의한 상태 천이가 종료되는 시점을 알아야 하며, 회로를 고장 상태로부터 원래 도달해야 하는 상태와 출력 등가적인 상태로 보내기 위한 교정 동작을 구현해야 한다. 본 논문에서는 이러한 고장 탐지 및 극복을 구현할 수 있는 출력 피드백 교정 제어기의 존재 조건을 규명한다. FPGA 실험을 통해 제안된 제어시스템의 설계 과정을 제시하고 응용 가능성을 검증한다.

개폐서지는 전력시스템에서 발생하는 과전압 현상 중의 하나이며 변전소의 차단기 등 개폐장치의 동작이나 송전선로의 고장으로 인해 발생한다. 특히 송전선로의 절연설계를 위하여 개폐서지의 피크를 산정하는 것은 매우 중요하고 AC/DC 병가선로의 안정적인 운영을 위한 절연협조의 기본적인 검토항목이다. 본 논문에서는 새로운 AC/DC 병가구조의 전력시스템에 대한 상정해석을 위하여 AC 765kV와 DC ±500kV Bi-Pole 시스템이 조합된 송전선로를 대상으로 하였다. 일반적으로 교류 송전시스템의 절연설계를 위한 비정상적인 과전압은 외부과전압으로 낙뢰에 의한 과전압과 내부과전압으로 개폐에 의한 과전압을 고려한다. 직류 송전시스템의 경우에는 개폐에 의한 과전압 보다 송전선로의 중간에서 지락고장이 발생하면 인접한 정상선로에 유기되는 내부과 전압을 개폐서지라하며 직류송전선로에 유기되는 가장 큰 일시적인 과전압을 의미한다. 본 논문의 연구목적으로 구성된 선로에 대하여 EMTDC 소프트웨어를 사용하여 모의하였으며, 다양한 AC/DC 혼합 형태에 대한 개폐과전압의 영향을 검토하였다.

가정에서 사람을 보조하기 위해 이동과 작업이 모두 가능한 모바일 매니퓰레이터의 필요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 크기가 작고 낮은 가격으로 구성할 수 있는 모바일 매니퓰레이터를 개발하기 위해 모바일 로봇에 탑재할 수 있는 소형 매니퓰레이터 시스템을 개발하였다. 개발한 매니퓰레이터는 4자유도를 가지며, 끝단에 그리퍼와 카메라를 부착하여 물체의 인식과 인식한 물체에 대한 작업 수행이 가능하다. 개발한 매니퓰레이터는 수직 방향의 선형 이동이 가능하여 상대적으로 높이 위치한 사람의 손에 물건을 전달하거나 협업을 수행하는 데 유리하다. 개발한 매니퓰레이터의 4자유도 동작을 위한 4개의 액츄에이터를 매니퓰레이터의 베이스에 가깝게 배치하고 매니퓰레이터의 회전 관성을 줄임으로써 매니퓰레이터의 작업 중 안정성을 높이고 모바일 매니퓰레이터의 전복 위험을 낮추었다. 개발한 매니퓰레이터의 끝단에 위치한 카메라에서 RGB 영상을 획득하고 영상처리를 통해 물체를 인식하여 목표한 위치로 옮기는 픽 앤 플레이스 동작을 시험하였으며 로봇의 작업영역(workspace) 내에서 성공적으로 동작함을 확인하였다.

전기자동차는 운전자가 바뀌거나 운전자의 주행습관이 바뀜에 따라 SOH가 급격하게 감소할 수 있고, 이러한 운전습관은 배터리에 과부하를 주어 배터리 수명의 단축 및 안전 문제를 일으킬 수 있다. 본 논문에서는 전기자동차의 계기판에 사용자 패턴 변화에 따른 SOH의 변화를, 실시간으로 나타내기 위하여, NASA에서 제공하는 배터리 데이터 세트를 학습하고, 기계학습 모델을 구축 후, 변화된 사용자 패턴을 포함한 배터리에 대해 선형회귀와 ARIMA 모델로 예측하는 실험을 진행하였다. 그 결과, 변화된 사용자 패턴에 따른 변경된 수명을 예측하는 경우, 배터리 데이터가 많이 확보되었다면 선형회귀가 유용하고, 데이터가 많이 확보되지 않은 경우는 ARIMA 모델이 대안이 될 수 있다는 연구결과를 얻을 수 있었다.

다중 센서를 활용하는 상황인식에 있어서 각각의 센서가 감지하여 보내온 센서 데이터를 활용할 때, 센서 별로 가중치를 달리하여야 할 필요가 있다. 같은 상황에 대하여 같은 종류의 센서를 구성하였더라도 다른 부차적인 요인 때문에 가중치 부여를 달리하여야 하는 경우가 있다. 실제 세계의 이벤트에 가중치 부여를 하지 않을 수 없으며, 다중 센서를 활용하는 상황인식 시스템에서 활용할 수 있는 가중치 부여 방안은 필요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 시간이 경과하면서 센서들이 계속 감지 활동을 하는 가운데 호스트로 보고하는 각 센서에 대한 가중치 부여 방안을 제안한다. 대부분의 사물인터넷 환경에서 센서는 감지 활동을 지속적으로 이어나가며, 감지한 값이 사전에 정해 둔 범위 이상의 변화양상을 보일 때, 호스트로 보고하는 것을 기본으로 한다. 이러한 것을 일종의 데이터 스트림 환경이라고 할 수 있다. 데이터 스트림 환경에서 다중 센서로부터의 감지 데이터를 대상으로 하는 가중치 부여 방안에 대하여 제안하였으며, 새로운 가중치 부여 방안은 스트림 상에서 상황 변화를 주도적으로 나타내는 데이터를 선별하여 가중치를 부여하는 것으로 하였다.

실내 공기질에 관한 관심과 중요성이 커지고 있으나 현재의 고정된 장비를 이용한 실내 공기질 측정 방법에는 한계가 있다. 본 논문에서는 이동 중 요철에 의한 진동을 최소화하여 탑재된 센서를 보호하기 위해 소형다족형 로봇에 공기질 측정 장비를 탑재하여 이동형 공기질 측정 로봇을 개발하였다. 개발한 이동형 공기질측정 로봇은 간단한 보행 메커니즘을 활용하여 DC 모터 두 개의 정회전과 역회전 조합만으로 로봇의 전진, 후진, 좌우 선회가 가능하다. 로봇의 보행이나 보행 궤적을 제어하기 위해 복잡한 연산이 필요치 않고 하나의 아두이노를 사용해 로봇의 보행 제어 및 다양한 공기질 측정 장비의 데이터 획득과 전송을 할 수 있었다. 로봇 전장부의 소모 전력이 낮아 비교적 저용량의 배터리를 탑재하여 배터리로 인한 무게를 줄일 수 있었다. 개발한 로봇은 몸통에 배터리와 모터를 포함하여 다양한 공기질 측정 장비를 탑재하고 1.4kg의 무게를 가지며, 보행 및 선회 속도는 3.75cm/sec와 14.13rad/sec로 측정되었다. 다리의 최대 수직 도달 높이는 33mm였으나, 요철은 최대 24mm 높이까지 극복할 수 있었다.

배전분야 전력계통에 적용되는 보호기기류는 변전소 차단기, 배전선로의 리클로저, 최소 전류 용량 회로, 고장구간 차단기 등이 있다. 이들은 부분 정전이나 대규모 사고를 방지하고 선로의 순간고장 또는 영구고장 발생 시 정상 계통이 건전성을 유지할 수 있도록 광역 정전 파급을 방지한다. 그러나 사고가 발생할 경우 변전소 차단기와 배전선로 보호기기 간의 보호협조 미비로 인하여 광역 정전을 초래할 수 있다. 더 좋은 전력시스템의 건전성을 확보하기 위하여 1주기(16ms) 이내로 동작하는 차단기를 개발할 필요성이 요구된다. 본 연구에서는 친환경 가스절연 방식의 고속도 차단기를 개발하였으며, IEC 62271-111 표준에 기반한 시험에서 우수한 결과를 얻었다. 이 기기는 고장구간을 정확하고 빠르고 신속하게 분리하여 광역 정전 예방에 기여할 것으로 기대된다.

윈드프로파일러 시제품의 시험 운용 기간 중 스펙트럼에 전파 간섭(RFI: Radio Frequency Interference) 오염이 발생하였다. 윈드프로파일러 spectra에 나타나는 전파 간섭 제거 알고리즘의 개발 과정과 그 결과를 조사하였고, 전파 간섭을 제거하기 위한 새로운 알고리즘을 개발하였다. 스펙트럼 폭의 임계값 0.1 m/s로 우선 필터링하고 연직 빔인지 경사 빔인지에 따라 동일한 시선속도가 연속되는 gate 수 범위를 결정하였다. 전파 간섭 오염은 비기상 신호의 필터링과 스캔을 통해 제거되었고, 개선된 스펙트럼의 시선속도로부터 산출된 바람벡터의 연속성으로 검증되었다.

3차원 초음파풍속계는 PC와 RS232C(:Recommended Standard 232C) 인터페이스로 연결하여 관측 자료를 전송한다. 관측 장소에 따라 PC와 센서를 연결하는 케이블 연장이 필요한 경우가 종종 발생한다. 항공기상청항공기상관측장비 테스트베드에서 PC를 두는 콘테이너와 장비 설치하는 곳까지 거리가 30 m 이상 되어 본래의 AWM2919(:Appliance Wiring Material 2919) 케이블로의 연장이 필요했다. 문제 해결을 위해서 AWM2919케이블 연장, PC와의 인터페이스를 RS232C에서 RS485로 개조, RS485 검사 등의 조치를 하였다. 연장된 케이블로 장비를 설치한 후에 원격으로 자료를 수집하고 분석하여 성공적인 케이블 연장을 확인하였다.

지난 2년 동안 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)는 점점 더 많은 사람들에게 영향을 미치고 있다. 본 논문에서는 COVID-19 폐 CT 이미지를 분할하고 분류하기 위해서 서브코딩블록(SCB), 확장공간파라미드풀링(ASSP)와 어텐션게이트(AG)로 구성된 혼합 모드 특징 추출 방식의 새로운 U-Net 컨볼루션 신경망을 제안한다. 그리고 제안된 모델과 비교하기 위하여 FCN, U-Net, U-Net-SCB 모델을 설계한다. 제안된 U-Net-MMFE 는 COVID-19 CT 스캔 디지털 이미지 데이터에 대하여 atrous rate가 12이고, Adam 최적화 알고리즘을 사용할 때 다른 분할 모델에 비하여 94.79%의 우수한 주사위 분할 점수를 얻었다.

코로나 시대에서 감염의 위험을 줄이기 위하여 반드시 마스크를 착용하여야 하며, 건축 공사장과 같은 위험한 작업 환경에서 일하는 직원의 안전을 위하여 헬맷을 쓰는 것은 필수불가결하다. 본 논문에서는 헬멧과 마스크의 착용 여부를 분류하는 효과적인 딥러닝 모델 HelmetMask-Net를 제안한다. HelmetMask-Net은 CNN 기반으로 설계되며, 전처리, 컨벌류션 계층, 맥스풀링 계층과 4 가지 출력이 있는 완전결합 계층으로 구성되며, 헬멧, 마스크, 헬멧과 마스크, 헬멧과 마스크을 착용하지 않은 4 가지 경우를 구분한다. 정확도, 최적화, 초월변수의 수를 고려한 실험으로 2 컨볼루션 계층과 AdaGrad 최적화를 가진 구조가 선정되었다. 모의 실험 결과 99%의 정확도를 보여 주었고, 기존의 모델에 비하여 성능이 우수함을 확인하였다. 제안된 분류기는 코비드 19시대에 직원의 안전을 향상시킬 수 있을 것이다.

발전소에는 사고에 대비하여 사고를 방지하거나, 사고 시 발전소의 안정적인 운영을 위하여 여러 단계의 검증을 거친 프로그램을 제어기에 설치하여 운영한다. 본 논문은 발전소 안전 제어 설비에 사용되는 제어기 프로세서에 대하여 검증 완료된 바이너리 형태의 운영체제 및 응용 프로그램이 동작할 수 있도록 가상화한 기술에 대해 기술하였다. 본 가상화 프로세서에 적용된 기술은 상용 Tool을 이용하여 명령어 해석기, 분석기 등 안전등급 제어기 프로세서 모듈 동작에 필수적인 구성 요소들을 구현하였으며, 가상화 플랫폼 개발은 Imperas Tool을 사용하여 Linux 기반의 운영체제에서 개발하였다. 또한, 구현된 가상 프로세서 모듈이 정상적으로 바이너리 형태의 명령을 해석하고 수행하는지 확인하였다.

고고도 장기체공 태양광 무인기는 성층권에서 태양광을 에너지원으로 장기간 비행하며 임무를 수행하는 무인기를 의미하며 고고도에서 장기적으로 임무 수행이 가능하여 지역적으로 통신위성 대체, 군사적 목적으로 임시 통신망 구축, 지상 촬영을 통한 감시 정찰 기능 등으로 사용할 수 있다. 이런 임무특성상 임무 수행 가용시간을 분석하는 것은 무인기를 상용화하는 데 매우 중요한 요소이다. 하지만 고고도에서 태양광 전력의 획득은 운용 위도와 계절에 영향을 받고 여러 요소가 복합적으로 작용하여 가용일수의 분석이 쉽지 않다. 본 논문에서는 고고도 장기체공 무인기의 설계 파라미터를 바탕으로 가용시간의 분석 모델 및 로직을 제시하고 태양광 획득 조건에 따른 고고도 장기체공 태양광 무인기의 가용시간을 분석하였다.

말라리아는 기생충에 의해 발생하는 질병으로 전 세계에 퍼져있다. 말라리아 셀을 인식하는데 일반적으로 두꺼운 혈흔과 얇은 혈흔 검사 방법이 사용되지만 이러한 방법은 많은 수작업 계산이 필요하여 효율성과 정확성이 매우 낮을 뿐만 아니라 빈민국에는 병리학자가 부족하여 말라리아 치명율이 높다. 본 논문에서는 특징 추출기, 잔류 구조와 완전 연결층으로 구성되고, 전이 학습을 이용한 말라리아셀 이미지를 인식하는 모델을 제안한다. VGG-19 모델의 사전 학습된 파라미터가 사용될 때 일부 컨볼루션층의 파라미터는 고정되고, 모델의 데이터에 맞추기 위하여 미세조정이 사용된다. 그리고 제안된 모델과 비교하기 위하여 잔류 구조가 없는 말라리아셀 인식 모델을 구현한다. 실험 결과 잔류 구조를 사용한 모델이 잔류 구조가 없는 모델에 비하여 성능이 우수 하였으며, 최신 논문과 비교하여 가장 높은 97.33%의 정확도를 보여주었다.

2021년 동해북부선 착공으로 비무장지대(Demilitarized Zone:DMZ)의 평화적 활용의 기대치가 높아지고 있다. 이에 따라 비무장지대를 안보생태관광으로 활용한 인근 해변에서의 레저관광 활동에 대비해야 한다. 그러나 오존층의 파괴로 인한 지표면 자외선(Ultravilolet:UV) 양의 증가에도 불구하고 아직까지 자외선 노출 위험 가이드라인이 없다. 본 논문에서는 원격탐사를 이용한 비무장지대 인접 해안에서의 자외선 반사량 측정하고 분석하였다. 제시된 결과가 인근지역 레저관광 활동에서의 자외선 가이드라인 마련에 기초자료로 활용되기를 기대한다.

새로운 철도 역사의 시작은 매년 진행되고 있다. 서울의 신림선은 통신기술을 기반으로 하는 신교통철도시스템이다. 신림선은 국가 표준규격인 KTCS-M을 기반으로 하는 국가 최초 무선통신기반 무인열차제어시스템으로 운용된다. 철도교통시스템에서 무선통신기술의 활용은 세계철도 시장으로의 수출 가능성을 시사한다. 이는 정부가 국내 철도산업을 육성하고 수출을 위해 다양한 지원 정책을 개발하고 시행한 결과이다. 본 논문에서는 국가가 시행하고 있는 철도산업기술의 국산화 지원 현황을 살펴보고, 철도부품의 해외 의존도를 벗어나 국산화 부품으로 대체되는 과정을 분석하였다. 이 과정에서 발생하는 산업체의 애로기술을 해결하기 위한 기술지원 플랫폼에 관하여 연구하였다. 향후 플랫폼의 구현과 활용을 위한 실행 개발이 필요하다. 향후 플랫폼이 구축되어 우리나라 산업체가 세계철도시장 수출 확장에 기여하는 기술력 향상에 필요한 도구로 활용되기를 기대한다.

본 논문은 시간지연 컨볼루션 혼합신호의 암묵잡음분리방법에 관한 것이다. 폐쇄된 공간에서 음향신호의 혼합모델은 다채널이기 때문에 convolutive 암묵신호분리방법을 적용하며 두 마이크 입력신호의 시간지연된 데이터 샘플들을 사용한다. 이 신호분리방법은 분리계수를 직접 계산하는 것이 아니라 역방향 모델을 이용하여 혼합계수를 산출하며, 계수의 갱신이 2차 통계적 성질에 기반한 반복적인 계산에 의해 이루어진다. 제안한 암묵신호분리의 성능을 검증하기 위해 많은 시뮬레이션을 수행하였다. 모의실험 결과, 이 방법을 사용한 잡음분리는 컨볼루션혼합에 상관없이 안전하게 동작하고, 일반적인 적응 FIR(Finite Impulse Response) 필터구조에 비해 PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality)가 0.3점 개선되는 것으로 나타났다.

선로를 따라 흐르는 전력흐름은 장기간에 걸쳐서 차단되지 않는 연속성을 갖는 것이 바람직하다. 배전선로에서 재폐로기의 최적 기준은 전력계통의 신뢰성을 개선하는 것으로 알려져 있으며, 배전계통에서 보호기능은 이러한 재폐로기의 수량과 위치가 매우 중요하다. 본 연구에서는 배전망 사고 동안 발생되는 손실을 줄이기 위하여 재폐로 동작 횟수를 포함한 보호기법의 사용 효과를 검토한다. 본 연구의 최종 목적은 표준 배전망에 대한 PSCAD/EMTDC의 모의데이터를 기반으로 사고전류 조건과 재폐로 동작 횟수를 결정하는 것이다. 피더의 보호기능인 재폐로기에서 동작횟수 결정은 배전망의 최적 운영과 신뢰성 확보에 도움이 된다.

우리의 일상생활에서 양질의 수면은 행복 지수와 밀접한 관계가 있다. 사람들은 수면 장애를 만성 질환으로 인식하든 아니든 많은 어려움을 호소하고 있으며 일상생활에서 수면 중에 호흡 곤란을 경험하는 경우가 종종 발생한다. 수면 중에 호흡 관련 장애를 자동으로 인식하는 것은 매우 중요하나 현실적으로 매우 어렵다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 가정에서 건강관리를 위해 모바일 기반의 비접촉 수면 모니터링을 제안한다. 수면 중 호흡 신호는 스마트 폰의 소리 센서를 이용하여 호흡 신호를 수집하고, 신호의 특징을 추출, 호흡의 주파수, 진폭, 호흡의 주기, 호흡의 패턴을 분석한다. 모바일 건강이 모든 문제를 해결하지는 못하나 개인의 건강 상태의 조기 발견과 지속적인 관리를 목적으로 하고, 일반 가정의 침실에서 스마트 폰으로 추가 센서 없이 수면 중에 호흡과 같은 생리학적 데이터 모니터링의 가능성을 보여준다.