본 연구는 모형선박의 횡방향 무게분포를 변화시키면서 횡요주기 및 관성모멘트에 의한 GM을 추정하고 경사시험으로 계측되 는 GM 값과 비교한다. 그 과정에서 각 수치를 분석하여 관계성을 파악한다. 실험 및 비교에 사용된 선박의 종류는 3종류로 7톤급, 20톤급 어선과 KVLCC의 모형선을 사용하였다. 실험은 스윙프레임 테스트와 자유 횡요 감쇠테스트를 수행하여 관성모멘트와 횡요주기를 계측하 고, 경사시험으로 GM을 계측하였다. 관성모멘트와 횡요주기로 추정된 GM과 경사시험으로 구해진 GM은 선박의 무게 분포 변화에도 동 일한 경향을 보였지만, 경사시험에서 구해진 GM이 더 작은 값을 보였다. 따라서 GM 추정 시에 관성모멘트나 횡요주기 외에도 추가적인 보정 계수나 파라미터가 필요하다고 판단된다. 추후 무게중심을 변화시켜 추정 GM과의 관계를 분석하여 보정 계수를 산출할 계획이다.

We propose a method for developing an in-pipe inspection robot based on multiple inertial sensors. Estimating the position of underground pipelines where satellite signals do not reach remains challenging. High-precision inertial sensors and high-tech mobile robots can be solutions, but their high price limits their general use. We developed an in-pipe inspection robot by combining various low-cost sensors with a microcomputer-based RC car platform. First, we fabricated a multi-inertial sensors module by combining commercial grade low-cost MEMS inertial sensors. The sensor values measured by the multi-inertial sensor are transmitted to the main computer through the MCU, and the attitude angle of the vehicle is finally calculated through the inverse variance weighted average. The travel distance of the robot is estimated by using hall sensors and neodymium magnets attached to the inside of the wheels. Also, we measured the pipe diameter using multiple ultrasonic sensors. We verified the estimation accuracy of each sensor through experiments and consequently estimated the 3D trajectory of the in-pipe robot.

Motor-operated valve functions to block or connect the flow of fluid in nuclear power plant and especially safety-related valves are evaluated with operability margin calculations, that should have positive value in both open and close stroke. Although all actuators have inertia force which increase operating margin of valve closing stroke, inertia force, after control switch operation in actuator is not considered in evaluating operability margin calculation process. In this paper, the hidden margin by inertia force of each actuator model in closing stroke was studied quantitatively.

This research propose a vehicle attitude estimation method using sensor fusion of speedometer and six-axis inertial sensor. External acceleration generated in a dynamic environment such as high-speed movement of a vehicle causes a considerable error in the attitude angle measured by the accelerometer. The external acceleration is estimated using velocity data obtained from speedometers mounted on most vehicles. The vehicle velocity is decomposed into three vector components using the angular velocity and attitude angle measured by the inertial sensor in the previous time step. The attitude angle estimated by the speedometer and the accelerometer is used to correct the error of the gyro sensor in the Kalman filter. In order to verify the performance of the proposed algorithm, experiments on a scenario of rapid acceleration/deceleration of a truck in a straight section and a scenario of high-speed driving on a long-distance highway are conducted.

Most sensors are affected by temperature, so they are tested in advance and used for temperature compensation. However, sensor affected by the temperature hysteresis is not compensated. This is because even if compensation is made in the form of a general n-th polynomial, the effect of hysteresis remains the same. In this paper, a method of compensating accelerometer biases with hysteresis using a new parameter C was studied. This technique goes beyond finding the appropriate variable for compensation and is a method of creating the parameter itself with a combination of new variables. As a result, most errors could be eliminated.

해상풍력발전기 설치선의 동적응답을 분석하기 위하여, 불규칙 파 정보를 고려한 시간영역 기반 비선형동적해석이 필요하다. 고전적인 단자유도 시스템은 가장 기본적으로 동적효과를 계산하는 방법이지만, 실제의 무게 중심 불일치, 비정규적인 파도 하중 그리고 항력의 비선형을 고려하지 못하는 제약조건들을 갖고 있다. 그리하여 불규칙 파를 고려한 다중 자유도 모델이 유사한 문제에 해답을 찾는데 폭넓게 사용되고 있다. 불규칙 시간영역 해석은 정확한 계산 결과를 제공하지만, 수렴 데이터의 수렴도가 민감하여 복잡하다. 이러한 제약점들을 극복하기 위하여 본 논문은 시간영역 해석 결과를 통하여 수정된 동적증폭계수를 개발하였으며, 기존보다 복잡성이 개선되면서 계산 시간을 획기적으로 단축하였다. 다양한 변수를 기준으로 한 시간영역 해석을 통하여 새롭게 개발된 동적증 폭계수는 단자유도 방법보다 더 높은 정도를 갖고 있으며, 예측이 가능하다.

The study was conducted to investigate how changes in the internal compliance and stiffness of the blood vessels affect the changes in blood pressure and systolic peak time using the RLC Windkessel Model, a secondary blood vessel model of the brachial artery. For this purpose, each component coefficient for blood pressure waveforms of people before and after surgery and before and after drug treatment was estimated. And the expression time of systolic peak time was measured when the elastic value that can affect the change of the waveform of blood pressure change was changed, and the relationship between elasticity and systolic peak time was derived by regression method. It was confirmed that elasticity was affected by the peak time of systolic period, but it did not affect the size of blood pressure. The study was conducted to determine how inertance affects blood pressure, and blood pressure pulse wave was measured before and after heart transplant, and blood pressure pulse wave was measured before and after medication. R, L, and C components of Windkessel models were estimated in blood pressure waveforms. The factors that affect the increase of blood pressure and the decrease of systolic peak time were due to the increase of L component in the RLC component.

속도 4km/s 이상인 초고속 제트의 관통 깊이는 제트와 표적의 밀도 비를 통해 기술된다. 반면에 동일한 밀도인 경우 표적들 사이의 강도 차이는 관통 깊이 차이에 영향을 주지 않는다. 본 연구는 초고속 제트의 “강도 무관성”에 관한 연구를 다룬다. 이를 위해 초고속 성형작약탄두 제트(SCJ)에 의해 발생된 크레이터 압력의 변화를 유한요소해석을 통해 계산하고, 철강 소재의 polymorphic 상변이 발현 가능성을 조사하였다. 결과적으로 초고속 제트는 표적 크레이터에 polymorphic 상변이를 일으킬 수 있고, 이로 인한 표적의 파괴 인성 저하가 강도 무관성의 원인으로 예측된다.

Musculoskeletal disorders are generally caused by physical activity and job stress, lack of exercise, neck, shoulders, and back. In this paper, we were implemented using the IMU(Inertial Measurement Unit) sensor rehabilitation contents and measurements of the cervical range of motion that can help the rehabilitation of patients with musculoskeletal system. It was compared to the CROM method for verification of the IMU sensor data, the error rate was the result of less ±0.3󰔆. In other words, the results indicate that there is no problem to measure the cervical range of motion. So we were calculated the quaternion angle for each flexion, extension, and lateral flexion and extension, the contents for these was implemented. In addition, the implementation of a virtual reality-based contents using the Google cardboard was to show the possibility to replace existing high virtual reality contents.

본 논문에서는 저가의 MEMS 관성 센서와 지자기 센서를 이용하여 자세 정보를 제공받는 자세측정장치(ARHS)를 구현하였다. 저가형 IMU센서와 MCU를 이용하여 운동 자세각을 계산하는 DCM 알고리즘을 설계하고, 3축짐벌에 장착하여 연산결과의 정확도를 측정하였다. DCM 알고리즘을 이용 연산된 자세각의 정확도는 roll 및 pitch에 대하여 약 1.1%로 나타났으며, yaw각의 경우는 3.7%로 나타났다. Yaw 각의 경우에는 스텝핑 모터를 구동하는 실험환경에 따른 교란의 영향으로 그 오차가 상대적으로 크게 나타난 것으로 평가되었다. 짐벌 실험장치를 이용한 센서의 검증에서 더욱 정밀한 실험을 위해서는 주변 환경 요인에 대한 제어가 요구될 것으로 보이며, 실험장치의 스테핑 모터 구동 시 발생하는 진동 및 자기장의 영향과 실험 장치의 금속성 구조물의 영향으로 생각되는 센서 데이터의 오차 및 불안정 상태를 차단할 수 있는 장치의 보완이 필요할 것으로 보인다. 그리고 지자기 센서의 경우 좁은 범위의 측정에 추가하여 넓은 범위의 측정도 보완되어야 할 것으로 생각된다.

본 논문에서는 저가, 저전력 및 소형의 IMU를 구성하기 위한 MEMS 관성 센서를 이용하여 자세 정보를 제공받는 ARHES에 위의 센서를 사용하기 위해 자이로 센서 및 가속도센서의 데이터 출력 특성을 검증하여 오차 및 정확도를 분석하였다. 센서 실험을 위하여 진자 실험 장치를 제작하였고, 진자 운동에 대한 센서 데이터를 수집하였다. 이론적인 수식을 유추하여 센서 데이터의 정확성 분석을 위한 기준 값으로 설정하였다. 센서값과 이론값을 비교하면 각속도에서 4.32~5.72%, 가속도에서 x-, z-축 방향에 대하여 각각 3.53~6.74% 및 3.91~4.16%의 오차율을 나타냈다. 진자실험 장치를 이용한 센서 검증에서 무인헬리콥터에 사용될 센서로서 적합한 것으로 평가되었으며 이는 짐벌장치 등을 이용한 자세추정 알고리즘을 구성하는데 기초가 되었다. 또한, 더욱 정밀한 실험을 위해서는 온도 등 주변 환경 요인에 대한 보정이 요구된다.

지진시 구조물에 작용하는 동적토압은 구조물 관성력과 동적토압의 위상관계에 따라 구조물의 변위에 대한 하중 또는 저항력으로 발휘될 수 있다. 본 연구에서는 위상관계를 고려한 동적토압 산정 절차를 제안하고, 이 절차에 따라 교량 우물통 기초에 대한 수치해석을 수행하여 구조물 관성력과 동적토압의 위상관계를 분석하였다. 그 결과, 지반강성이 작아서 지반의 변위진폭이 구조물의 변위 진폭보다 큰 경우에는 동적토압이 구조물의 변위를 증가시키는 하중으로 발휘되며, 지반강성이 커서 지반의 변위진폭이 구조물의 변위진폭보다 작은 경우에는 동적토압이 구조물의 변위를 감소시키는 저항력으로 발휘되는 것으로 나타났다.