실내 환경에서 송수신기의 위치 변화에 따른 전파 전달 특성을 시뮬레이션을 통하여 예측하고, 경로손실 측정을 통하여 얻어진 결과를 예측결과와 비교하고 분석하였다. 경로손실 측정 환경으로는 대회의실을 선택하였으며, 또한 실내 장식물 및 비품이 없는 전시실을 선택하여 두 환경의 전파 전달 특성을 비교하였다. 각 실내 환경에서 송신기의 위치는 전방 벽면 중앙과 측면 벽면 중앙에 위치하는 두 가지 경우를 선택하였고, 수신기의 위치는 실내 공간의 중심선과 측면 벽을 따라 움직이며 수신 전력을 측정하였다. 각각의 송수신기 위치변화에 대하여 3GHz와 6GHz의 수신 전력을 측정하고 시뮬레이션 예측 결과와 비교하였다. 송신기의 위치 및 주파수 대역 변화에 따라 각 수신점에서 수신 전력의 변화를 분석하였다.

본 논문에서는 협소 공간에서 다중 빔 패턴 생성 및 제어를 위한 고집적 안테나에 대하여 고찰하였다. SPA (: Switched Parasitic Antenna) 안테나 구조의 기본적인 Dipole SPA와 Monopole SPA 구조의 특징과 성능을 도시하였고, Monopole SPA 안테나를 직접 제작하여 챔버 내에서 802.11g를 시스템에 적용하여 그 성능을 실측하였다. 상용 안테나 대비 제작한 SPA 안테나를 사용하여 평균 전송 속도를 측정하였을 때 최대 8.7배 우수한 성능이 나타남을 확인하였다.

산업혁명의 발전으로 소품종 대량생산에서 다품종 소량 생산의 형태로 제조의 패러다임이 변화하고 있음을 확인할 수 있는데, 이는 생산자의 무분별한 제고의 부담을 줄일 수 있는 형태로 현대 사회가 발전할수록 바뀌어야 하는 생산성 부분의 문제점을 보완하려는 산업형태의 변화를 보여주고 있다. 3D Printing 환경에서 살펴보면 프린팅의 마지막 단계까지 도달하는 과정에서 많은 문제가 발생한다. 이 문제는 저가의 보급형 3D Pirnter 만이 아니라 완제품으로 출시되는 고가의 3D Printer 또한 같은 증상들이 나타나고 있으며 프린팅을 하는 과정에서 불안요소를 발생시킬 수 있다. 그래서 이와 같은 문제점을 보완하고자 본 연구에서는 3D Printer의 안전성 및 제품 출력물에 대한 품질 관리 시스템에 대한 제안을 연구에 기초하여 3D Printer 개인 사용자를 타겟으로 하는 IoT 비콘 기반 3D Printer 원격 안전·품질 관리 시스템 설계를 제안한다.

현대 사회에는 스마트폰을 사용하는 사람들이 대다수이며, 이들의 편의성을 위한 모바일 주문 및 결제 시스템들에 대한 부분이 두각 되어 가고 있다. 모바일 결제 시장은 점점 증가하는 추세이며 중국에서는 71%가 넘는 시장이 이미 형성되어 있다. 국내에서도 많은 모바일 결제 시장이 성장하는 추세인데 이는 대규모 프랜차이즈에서 밖에는 제공되지 않는 시스템으로서 보편적으로 보기에는 어려운 감이 있다. 이에 본 논문에서는 프랜차이즈뿐만이 아닌 소규모 업소에서도 쉽게 사용이 가능하면서도 현대 사회에서 요구되는 사용자들의 편의성을 위해 근거리 무선 통신 기술을 활용한 모바일 주문 및 결제 시스템과 이에 더해 언택트 마케팅에 대한 소비자들의 요구 사항 또한 충족할 시스템을 제안한다. 근거리 무선 통신 기술을 통해 개발된 디바이스와 스마트폰, 메인 서버간의 통신을 이용하여 모바일을 통한 주문 및 결제가 가능한 시스템을 제작한다.

본 논문은 2차원 공간에서 SLAM(: Simultaneous Localization and Mapping)의 구현을 설명한다. 본 논문에서 사용한 방법은 불변량이라고 하는 변수가 일정하게 유지 될 때 변환된 변수가 선형 공간을 구성하도록 상태 변수와 측정 변수를 변환하는 IEKF(: Invariant extended Kalman filter)를 사용한다. 따라서, IEKF는 불변량이 일정하게 유지되는 경우 수렴을 보장한다. 제안된 IEKF 접근법 중 변환을 하는 과정에서는 리군(Lie group) 행렬을 사용한다. 이 방법은 시뮬레이션을 통해 테스트 되었으며 결과는 선형 칼만 필터의 경우와 마찬가지로 칼만 이득이 일정하다는 것을 보여준다. 즉, 시뮬레이션 결과 이동체의 추정된 위치와 검출된 물체들 사이의 일관성을 보였다.

예상치 못한 장비들의 결함은 우리 사회 전반에 막대한 경제적 손실을 초래하고, 이런 상황에서 상태 모니터링은 해결 가능한 방법을 제시할 수 있다. 상태 모니터링은 부착된 다양한 센서 데이터로부터 기계 고장을 예측하기 위해 신호 처리 알고리즘의 개발이 요구된다. 상태 모니터링에 사용되는 신호 처리 알고리즘은 높은 계산 효율과 고해상도를 요구하고 있다. 무선 센서 네트워크상(WSN)에서 상태 모니터링을 개선하기 위해서 데이터의 시각화는 데이터의 특징적인 표현을 극대화할 수 있다. 따라서 본 논문은 대규모 기반 시설에서 장비의 환경 상태를 식별하기 위해 WSN 기반의 상태 모니터링을 위한 온도 데이터의 시각적인 특징 추출을 제안한다. 실험 결과, 시간-주파수 분석은 시간에 따른 온도 변화를 시각적으로 확인할 수 있으며 온도 데이터 변화의 특징을 추출하는데 용이하였다.

우리나라의 석유화학산업단지는 폭발성 가스와 가연성 가스로 인하여 언제나 폭발 위험성이 높다. 이러한 폭발을 방지하기 위한 방법으로 석유화학산업단지의 대부분 설비에 방폭 성능을 요구하고 있다. 방폭용으로 현재 사용하고 있는 제어기 패널은 패널의 내부와 외부의 압력(양압)과 온도를 일정하게 유지를 위해 외부에서 수동으로 공기를 주입하는 방식을 사용하고 있다. 이에 본 논문은 자동으로 온도를 제어할 수 있도록 패널 내부의 온도에 따라 가열과 냉각을 자동으로 수행하는 자동 온도조절기를 제안한다.

자기 기어는 기계식 기어와 동일하게 기어의 특성을 나타내면서 각 회전자가 접촉하지 않아 마찰에 의한 소음 및 발열, 유지보수문제에서 기계식 기어보다 유리하다. 또한 권선계자를 사용하는 회전자를 적용할 경우 기어의 출력조절은 물론, 기어비 및 위급상황에서 자체적인 구동차단까지 가능하여 자기 기어의 활용가능성은 무한하다. 하지만 권선계자를 사용할 경우 영구자석과 철심간의 흡인력에 의한 코깅토크가 나타나게 되고 이는 회전자의 진동을 유발하는 토크 리플성분의 증가로 이어진다. 따라서 본 논문에서는 권선계자를 사용하는 회전자의 토크 리플을 저감하기 위해 회전자의 다양한 형상을 분석하였으며, 자기 기어의 토크 리플을 저감하기 위한 최적의 형상을 제시하였다.

현재 석유화학산업단지는 폭발성 가스와 가연성 가스로인하여 언제나 폭발 위험성이 상존하고 있다. 이러한 폭발을 방지하고자 제어기 및 제어기 패널을 포함한 모든 설비에 방폭을 요구하고 있다. 방폭용으로 현재 사용하고 있는 제어기 패널은 패널의 내부와 외부의 압력(양압)과 온도를 일정하게 유지를 위해 외부에서 수동으로 공기를 주입하는 방식을 사용하고 있다. 이에 본 논문은 자동으로 압력과 온도를 제어할 수 있는 방폭형 패널의 통합 제어기 설계를 제안한다.

본 논문은 현재 자동화 공정에서 널리 쓰이는 델타 로봇을 저가형 DC 모터로 제작 및 제어하는 방법을 제안한다. 델타 로봇의 기구학 및 동역학을 해석하여 시뮬레이션을 한 후, 이를 기반으로 저가형 DC 모터를 선정하였다. 실험을 통하여 모터의 특성 값들을 획득하고 제어 이론을 적용하여 전류-위치 Cascade 제어 시스템을 설계하였다. 설계한 시스템의 성능을 검증하기 위해서 델타 로봇의 말단효과장치의 목표 경로를 설정하여 실험을 진행하였다. 실험을 통하여 저가형 모터를 사용함으로서 발생하는 문제점들을 보상 알고리즘을 설계하여 극복하고 End-effector의 위치 제어 성능을 입증하였다.

뉴로피드백(Neuro feedback)은 자신의 뇌 상태를 파악하고, 뇌 상태를 의도적으로 변화시킬 수 있다는 기술로, 주의력 결핍 및 과잉 행동 장애를 겪는 사람에게 그 필요성이 대두됨에도 불구하고, 기존의 뉴로피드백 훈련은 정적인 상태를 장시간 유지하며 흥미를 주지 못하는 문제가 있었다. 따라서, 본 논문에서는 집중력 강화를 위하여 뉴로피드백과 건-슈팅 게임을 결합하는 뉴로피드백 게임을 제안 및 구현하였다. 뇌파 측정 시스템, 게임제어기 그리고 게임소프트의 설계로 뉴로피드백 게임이 구현되었으며, 본 연구로 주의력 결핍 및 과잉 행동 장애를 겪는 사람에게 뉴로피드백 훈련이 유용하게 사용되기를 기대한다.

수화는 청각 장애인이 다른 사람들과 의사소통할 수 있도록 설계된 것이다. 그러나 수화는 충분히 대중화되어 있지 않기 때문에 청각 장애인이 수화를 통해서 일반 사람들과 원활하게 의사소통하는 것은 쉽지 않은 문제이다. 이러한 문제점에 착안하여 본 논문에서는 웨어러블 컴퓨팅 및 딥러닝 기반 미국식 수화인식 시스템을 설계하고 구현하였다. 이를 위해서 본 연구에서는 손등과 손가락에 장착되는 총 6개의 IMUs(Inertial Measurement Unit) 센서로 구성된 시스템을 구현하고 이를 이용한 실험을 수행하여 156개 특징이 수집된 데이터 추출을 통해서 총 28개 단어에 대한 미국식 수화 인식 방법을 제안하였다. 특히 LSTM (Long Short-Term Memory) 알고리즘을 사용하여 최대 99.89%의 정확도를 달성할 수 있었고 향후 청각 장애인들의 의사소통에 큰 도움이 될 것으로 예상된다.

신경망을 이용한 영상인식은 여러 분야에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 차량 번호 인식 및 특정 구역 입출 시 통제에 필요한 인가/비인가 차량 인식 시스템을 연구하였다. 이 시스템은 영상을 인식하는 기능을 갖추고 있어 차량 번호에 대한 모든 정보를 확인하고, 차량 번호판을 정확히 인식할 수 있는 기능을 추가하였다. 그 밖에 신경망을 이용하여 좀 더 빠르게 차량번호를 확인할 수 있도록 하였다.

본 논문에서는 산업 현장에서 효율적인 전동기 제어를 수행하도록 전동기 보호 릴레이, 스마트 회로 차단기 및 가변 속도 드라이브 등의 스마트 전동기 장치를 하나의 통합 모듈로 대체한 지능형 전동기 제어 시스템을 제안하였다. 제안된 지능형 전동기 제어 시스템은 CIP(Common Industrial Protocol)기반의 네트워크를 통하여 지능형 전동기 제어 시스템에 연결된 각각의 전동기 또는 부하에 대한 중요 데이터를 쉽게 모니터링할 수 있으므로 언제나 정확한 프로세스 제어가 가능하고, 고장 정보 및 기록에 실시간으로 액세스하여 진단을 간소화하며, 장비 가동 중단 시간을 최소화할 수 있다.

300도 이상의 높은 용융점을 갖는 소위 엔지니어링 플라스틱은 기구적인 강성과 내화학성 및 마찰 및 마모성능이 우수하여 여러 산업에서 금속을 대체하는 소재로 각광받고 있다. 본 연구에서는 용융적층모델링 공법을 기반으로 하는 3D 프린터에서 높은 용융점을 갖는 엔지니어링 플라스틱을 조형할 수 있도록 방열특성이 우수한 3D 프린터 nozzle부의 구조를 설계하고 이를 해석적으로 검증하였다. 높은 온도로 가열되는 heat block과 필라멘트가 이송되는 nozzle상부 간의 단열 및 신속한 냉각을 위하여, 열전도계수가 낮은 열차단부(heat brake부)를 2중으로 구성하였고, 열차단부에 생성되는 열이 냉각핀을 통해 대기에 의해 냉각되는 구조를 적용하였다. 개선된 nozzle부 구조설계를 통해 종래 3D 프린터의 BCnozzle과 비교할 때, heat sink부에서의 온도를 50% 가량 낮출 수 있었으며, heat block에 직접적으로 연결된 heat brake부 최종단의 정상상태 온도를 14% 가량 낮출 수 있었다.

PRNG(Pseudorandom number generator)는 안전한 온라인 통신을 위한 암호화 키 생성에 있어서 필수적이다. PRNG에 의해 생성되는 비트 스트림은 대칭키 암호 시스템에서 빅 데이터를 효과적으로 암호화할 수 있도록 고속으로 생성되어야 하며 또한 여러 통계적 테스트를 통과할 수준의 랜덤성을 확보해야 한다. CA(Cellular Automata) 기반의 PRNG는 하드웨어로 구현이 용이하고, LFSR기반의 PRNG보다 렌덤성이 우수하다고 알려져 있다. 본 논문에서는 대칭키 암호시스템에서 효과적인 키 수열을 생성할 수 있는 PMLCA(Programmable Maximum Length CA)기반의 PRNG를 설계한다. 제안하는 PRNG는 비선형 제어 방식을 통해 비트 스트림을 생성한다. 먼저 주기가 긴 선형 수열을 생성하는 단일 여원벡터를 갖는 (m,n)-셀 PMLCA ℙ 기반의 PRNG를 설계하고 주기와 생성다항식을 분석한다. 또한 ℙ와 주기가 같으면서 비선형 수열을 생성하는 두 개의 여원벡터를 갖는 (m,n)-셀 PC-MLCA기반의 PRNG를 설계하고 비선형 수열이 출력되는 위치를 분석한다.

본 논문에서는 위성으로부터의 전파를 이용해 지상의 위치를 측정하는 글로벌 위성항법시스템(GNSS)과 음향측심기를 같이 사용하여 저수지의 정확한 위치 정보와 수심 정보 데이터를 동시에 획득할 수 있는 무인 조사 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 자동 경로 생성 프로그램으로 5m, 10m 및 20m의 그리드 크기에 대한 입력 조건에 따라 자동으로 순항 경로를 생성토록 하였고, 또한 자동으로 정확한 순항 경로를 제어하도록 하였다. 개발된 시스템은 전라남도 순천시 서면에 위치한 용곡(건천) 저수지에서 적용 가능성을 검증하였다. 61.1ha의 전체 저수지 수역 조사 시간에 대한 검증 결과는 새로운 시스템이 매우 높은 품질의 공간 분해능을 포함하여 저수지의 수심을 신속하게 조사할 수 있음을 나타내었다.

ESS(초기고장배제)는 제품생산 간 유입되는 '잠재결함'을 제거하기 위한 중요한 생산 프로세스로서 최근에는 방위사업 분야에서도 제품에 대한 필수 품질요구조건으로서 QAR(품질보증요구서)에 포함되고 있으나, 무기체계의 분류 및 작성자에 따라 내용 및 작성양식이 상이하거나, 중요한 요소가 누락되는 사례가 빈번하게 식별되고 있다. 따라서 본 논문에서는 MIL-HDBK-344A 기반의 정량적인 ESS 요구사항 표준안을 제시하여 QAR의 일관성 및 완전성을 보장하고, 잠재결함 제거 효과 파악을 위한 지표인 결함유도효율(PE) 산출 시 용이성을 확보하고자 한다.

지난 50년에 걸쳐 카오스 이론은 수학, 물리학에서 관심을 가지고 연구하기 시작하여 공학, 사회과학 분야에까지 연구가 확장되어왔다. 최근에는 자연과학과 사회과학을 융합한 융합 연구 형태로 발전하고 있다. 이러한 융합의 연구는 중독문제, 인간의 행복문제, 가족들 사이에서 발생하는 문제, 남녀 간의 사랑 문제를 포함한다. 본 논문에서는 이러한 융합 연구의 하나인 사랑 모델을 기반으로 외부 환경을 고려하고, 이 외부 환경에 컬러 잡음을 반영하였을 때, 사랑 모델에서 카오스 패턴이 어떤 영향을 받는지를 시계열 데이터와 위상공간을 통하여 검증한다.

본 논문은 교통사고 방지를 위한 운전자의 눈 영상비를 이용한 상태 경고시스템의 설계에 대해 소개하고 있다. 제안하는 운전자 상태 경고 시스템은 눈 인식을 위한 카메라, 카메라를 통해 들어오는 정보를 처리하는 라즈베리파이, 그리고 그 정보를 통해 운전자에게 경고를 줄 때 필요한 부저와 진동기로 구성되어 있다. 운전자의 눈을 인식하기 위해서 기울기 방향성 히스토그램 기술과 딥러닝 기반의 얼굴 표지점 추정 기법을 사용하였다. 동작을 시작하면, 시스템은 눈 주변의 6개의 좌표를 통해 눈 영상비를 계산한다. 그리고 눈을 뜬 상태와 감은 상태의 눈 영상비를 각각 계산한 후 이 두 값으로부터 눈의 상태를 판단하는데 사용하는 문턱 값을 설정한다. 문턱 값이 운전자의 눈 크기에 적응하면서 설정되기 때문에 시스템은 최적의 문턱 값을 사용하여 운전자의 상태를 판단할 수 있다. 또한 낮은 조도에서도 눈을 인식할 수 있도록 회색조 변환 이미지와 LAB모델 이미지를 합성하여 사용하였다.

군 전술정보통신체계(TICN: Tactical Information and Communication Network)의 하위체계라 할 수 있는 전술다기능단말기(TMFT: Tactical Multi-Functional Terminal)는 개인 사용자에게 음성통화, 데이터 송수신, 멀티미디어 서비스를 제공하는 체계이다. 2011년도 개발당시 전술다기능단말기 전원회로는 충전IC를 거쳐 각각의 소자에 전원을 공급하는 구조였으나, 새로 개선된 전원회로는 충전IC를 별도로 구성하지 않고 PMIC(Power Management Integrated Circuit)를 통해 각 소자에 전원이 공급되도록 하였다. 본 논문에서는 개발단계의 전원회로설계가 적용된 전술다기능단말기와 신규 PMIC를 적용한 전술다기능단말기의 전원구조를 비교하였다. 그리고 소비전류, 충전시간, 충전 시 단말기 온도상승 등의 성능평가를 통해서 설계 개선 및 부품의 적합성을 검증하였다.

본 연구에서는 OSHW에서 가장 많이 활용되고 있는 아두이노 기반 IoT코딩 환경과 영국에서 개발되어 확산되고 있는 마이크로비트 기반 IoT코딩 환경을 비교하고 분석하였다. 결과를 통하여 마이크로비트 기반 교육 환경이 다양한 이점을 제공할 수 있는 것으로 보인다. 기초적인 문제를 정의하여 비교하였지만 많은 차이가 발생한다. 마이크로비트를 기반으로 하는 환경이 아두이노 기반 대비 오버헤드가 적어 IoT코딩 교육에 효과적일 것으로 판단되었다.

강우는 토양 침식을 일으키는 가장 능동적인 힘 중 하나이다. 다양한 속도와 운동에너지를 가지고 낙하하는 우적은 토양에 충격을 주는 침식력으로 작용한다. 우적의 변동 속도와 운동에너지는 우적의 직경에 직접적으로 의존한다. 이 연구의 목적은 브라질 Alagoas주 Maceió 지역에서 강우에 의한 토양 침식을 산정 할 수 있는 알고리즘을 결정하는 것이다. 이를 위해 1분 간격의 강우 분포를 지속적으로 자동 측정하는 RD-69 디즈드로미터를 사용하여 2003년부터 2006년까지 침식성 강우 자료를 수집하였다. 독립 변수가 강수량인 지수 관계식과 독립 변수가 지속 시간과 최대 강도인 지수 관계식 형태로 최적화된 알고리즘이 결정되었다.