자율주행 시물레이터는 자율 주행을 시험하고 검증하는 일에 있어 현실에 비해 높은 비용 절감의 효과를 가 지고 오지만 높은 컴퓨터 연산량에 의해 많은 하드웨어 기기를 요구하게 된다. 게임을 이용하여 자율 주행에 필요한 학습 데이터를 획득하는 경우도 있다. 게임은 저비용 시뮬레이터로 활용되고 있지만 게임 외적인 특정 상황을 모의하기에도, 필요한 데이터 획득에도 제한적이다. 또 다른 방법으로 게임 엔진을 통한 가상 환경 모 의 연구가 수행되고 있다. 하지만 게임 엔진에서는 사용자가 직접 필요한 모델링을 해줘야 하기 때문에 개발 비용이 크게 작용된다. 특히, 3D LIDAR는 360도로 Ray를 쏴서 정밀 거리를 최소 10Hz 이내의 실시간 획득이 필요하다. 실시간으로 3D LIDAR 데이터를 획득하는 것은 GPU(Graphics Processing Unit) 사용량이 많은 작업 이기 때문에, 저비용 시뮬레이터를 위해서는 저비용 3D LIDAR 모의가 필요하다. 본 논문에서는 낮은 컴퓨터 연산을 사용하는 C++ 기반 3D LIDAR 모의 프레임 워크를 제안한다. 제안된 3D LIDAR는 다수의 언덕으로 이 루어진 비포장 Map에서 성능을 검증 하였으며, 성능 검증을 의해 본 논문에서 생성된 3D LIDAR로 간단한 LPP(Local Path Planning) 생성 방법도 소개한다. 제안된 3D LIDAR 프레임 워크는 저비용 실시간 모의가 필요 한 자율 주행 분야에 적극 활용되길 바란다.

4차 산업혁명 시대의 흐름에 맞춰 농업에서도 ICT 기술을 활용한 스마트팜의 개발 및 보급을 통해 경쟁력을 높이기 위한 노력이 진행되고 있다. 과거 농부의 경험에 의해 축적된 지식을 이용하던 농업에서 각종 센서를 이용하여 다양한 재배 환경을 분석하고 이를 이용하여 최적의 재배 환경을 제어하는 지능형 시스템으로 변 하고 있으며, 네트워크를 통하여 시간과 공간의 제약이 없이 작물 재배가 가능한 환경이 만들어지고 있다. 본 논문에서는 기존에 구축된 클라우드 기반 스마트팜과 연동하여 팜 시뮬레이터를 구현하는 방법을 제안한 다. 클라우드에 누적된 환경 데이터와 제어 데이터를 이용하여 환경 변수에 대한 예측 모델을 학습하고 실제 운영중인 스마트팜의 실시간 환경 데이터를 이용하면 보다 현실감 있는 시뮬레이션이 가능하게 되어 사용자 의 몰입을 유도할 수 있다. 단순 시뮬레이션에서 벗어나 학습 모드를 통해 실제 농부의 스마트팜 운영 데이 터를 학습할 수 있도록 하고, 운영 모드에서는 실제 스마트팜의 운영 결과와 비교를 통하여 경쟁을 통한 성 취감을 얻을 수 있도록 하였다. 이러한 경험이 누적되면 작물재배에 관심이 있는 사용자들에게 실제 스마트 팜을 통한 작물 재배의 경험을 제공할 수 있는 사업 모델로의 확장도 가능할 것이다. 추후 메타버스 (metaverse) 상에 스마트팜을 연동하는 연구를 통하여 가상 공간에서 보다 사실적으로 스마트팜을 운영하는 사용자 경험을 제공해 줄 수 있도록 확장할 수 있을 것이다.

Water treatment process simulator is the tool for predicting sequential changes of water quality in a train of unit processes. This predicts the changes through governing equations that represent physicochemical performance of each unit processes with an initial and boundary conditions. Since there is no operational data for the design of a water treatment facility, there is no choice but to predict the performance of the facility by assuming initial and boundary conditions in virtual reality. Therefore, a simulator that can be applied in the design stage of a water treatment facility has no choice but to be built as a numerical analysis model of a deductive technique. In this study, we had conducted basic research on governing equations, inter-process data-flow, and simulator algorithms for the development of simulators. Lastly, this study will contribute to design engineering tool development research in the future by establishing the water treatment theory so that it can be programmed in a virtual world and suggesting a method for digital transformation of the water treatment process.

In recent years, importance of blockchain systems has been grown after success of bitcoin. Distributed consensus algorithm is used to achieve an agreement, which means the same information is recorded in all nodes participating in blockchain network. Various algorithms were suggested to resolve blockchain trilemma, which refers conflict between decentralization, scalability, security. An algorithm based on Byzantine Agreement among Decentralized Agents (BADA) were designed for the same manner, and it used limited committee that enables an efficient consensus among considerable number of nodes. In addition, election of committee based on Proof-of-Nonce guarantees decentralization and security. In spite of such prominence, application of BADA in actual blockchain system requires further researches about performance and essential features affecting on the performance. However, performance assessment committed in real systems takes a long time and costs a great deal of budget. Based on this motivation, we designed and implemented a simulator for measuring performance of BADA. Specifically, we defined a simulation framework including three components named simulator Command Line Interface, transaction generator, BADA nodes. Furthermore, we carried out response surface analysis for revealing latent relationship between performance measure and design parameters. By using obtained response surface models, we could find an optimal configuration of design parameters for achieving a given desirable performance level.

본 논문은 고령운전자의 운전 면허증 자진 반납을 유도하기 위하여 운전 시뮬레이터를 활용한 안전 운전 수행능력 평가 콘텐츠를 제안하고자 한다. 사용빈도가 많은 학술 데이터베이스에서 운전 시뮬레이터를 사용한 고령운전자 대상의 운전 능력을 평가하는 관련 문헌들을 검색한 후, 텍스트 네트워크를 사용하여 주행에 관련된 키워드들 간 연결중심성, 근접중심성, 매개중심성을 분석하였다. 이에 대한 결과로 도로유형 별 주행에서는 2차선과 4차선의 고속도로에서 연결중심성, 고속도로와 교차로에서는 매개중심성이 높게 나타났다. 그리고 주행상황 별 평가내용 키워드 분석 결과 에서는 연결중심성이 ‘좌회전’, ‘무단횡단’, ‘정체된 차량 회피’ 등에서 높게 나타났으며, 매개중심성에 서는 ‘좌회전’이 가장 많이 사용되는 평가내용으로 나타났다. 하지만 도로유형별 주행상황과 이에 대한 평가내용에 대한 근접중심성이 매우 유사하게 나타난 것은 각각의 실험 설계가 서로 비슷하다는 것을 의미한다.

PURPOSES : In this study, a virtual driving simulator was used to analyze the effects of implementing appropriate highway driving criteria on the attentiveness of motorists on Korean highways. METHODS : The study includes three scenarios. Scenario 1 was purposed to investigate the relationships between driver focus, the brain waves associated with drowsiness, and the speed of motorists driving along the straight 5-km section of Saemangeum South-North Road, which is the same as a car-only road. Scenarios 2 and 3 were designed to have shorter straight sections to enable comparison of the occurrence of drowsiness-related brain waves and velocity changes at 3 km and 2 km, respectively. RESULTS : Driver focus was found to decrease and result in speeding after driving 2.5 km of the straight section. Past this point, driver focus continued to decrease, and drivers continued to accelerate. However, upon reaching a curved section, driver focus increased according to the linear change; furthermore, drivers showed a tendency to reduce their speed to a value near the speed limit. CONCLUSIONS : According to the analysis of highway traffic accidents that occurred between 2013 and 2015, approximately 50% of total traffic accidents are due to speeding, drowsiness, and negligence. Therefore, if appropriately long straight sections, i.e., sections that are not associated with a reduced ability to focus, are calculated and implemented in road planning and operation, it is possible to prevent accidents caused by lack of driver focus.

This paper presents a prototype of a three degree of freedom mannequin simulator for rehabilitation education. A three degree of freedom (shoulder 2, elbow 1) model which is similar to the human body is developed. In addition design of mathematical model with consideration about the resistance of muscles and ligaments is proposed. To apply ROM inspection method to the mannequin simulator, this paper introduces the PID controller of the mannequin simulator prototype with the ROM inspection method. Rehabilitation specialists verify the mannequin simulator with the ROM test method, and the validation experiments show that the simulator has “good” levels of similarity.

본 연구는 운전 중 외부 소음으로 유발된 스트레스를 줄이기 위한 방법으로 심박변화율의 상관관계 분석의 선행연구와 음원의 주파수에서 운전자로 하여금 안정상태를 유발하는 음악과 소음 발생 시 심전도의 변화가 있는 지의 여부를 규명하기 위한 목적이다. 매년 자동차의 증가로 인하여 운전자 및 동승자가 외부 소음으로부터 스트레스가 증가하는 추세이다. 자동차 운전 시 외부 소음에 의한 스트레스는 불안, 면역약화, 우울, 심장 질환 등 여러 가지 질병을 일으키고 있다. 따라서 외부 소음으로부터 스트레스를 줄이기 위한 자동차 시뮬레이터를 실시하여 여러 가지 청각 자극을 주어 운전자가 반응하는 연구를 진행하였다. RM-ANOVA (Repeated Measures-ANOVA) 통계분석 결과, 집단별 유의차가 인정되었다(ρ<0.05). 사후 검정을 통해 어떤 요인 간의 차이가 발생하는지를 알아보았다. 사후검정 결과는 요인1(안정) 과 요인2(시뮬레이션운전), 요인1(안정)과 요인3(운전+경찰사이렌), 요인1(안정)과 요인4(운전+경찰사이렌+음악)에서 유의한 차이를 발견할 수 있었다. 또한, 교감신경계 활성도가 가장 높은 집단은 운전+경찰사이렌+음악을 실시한 요인 4이며, 다음으로 운전+경찰사이렌인 요인 3이며, 다음으로 운전을 실시한 요인 2, 마지막으로 안정기 순으로 나타났다. 결론적으로 운전 중 경찰 사이렌 소리를 들려주어도 심전도의 변화는 유의차가 인정되지 않았다. 또한, 사이렌 소리에 안정된 주파수의 음악을 들려주어도 심전도의 변화에 차이가 발생하지 않았다(ρ<0.01). 향후 연구에서는 운전 중 심전 도의 안정을 찾을 수 있는 여러 가지 음악을 들려주어서 심전도가 안정화되는 음악을 찾는 연구방법이 선행되어야 할 것이다.

PURPOSES: A hard shoulder lane (HSL) is a method of solving severe traffic congestion on an expressway. Recently, it has been applied to several expressways in Korea, and there have been numerous positive effects, which include increasing the road capacity and reducing traffic congestion. However, these effects have been limited due to tunnels which created a‘ bottle-neck’effect in HSL application for longer road segments. In the tunnel sections, an HSL is generally not operational owing to problems such as narrow roads and the risk of accidents. If an HSL can be extended to tunnel segments, great positive effects can be achieved. Therefore, this study was conducted to evaluate driver behavior and stability to investigate the risk of HSL in tunnels. METHODS: The Driving Simulator experiments were conducted using some scenarios for the Geumnam and Seojong tunnels on the Seoul- Chuncheon Highway. Based on data from the experiments such as running speed, lateral replacement, and steering handling, the running stabilities of participants were analyzed. In addition, traffic flow data from VDS(Vehicle Detection System) were analyzed as before-after studies. RESULTS: Although there were some differences in driving behaviors, most participants showed safe driving behavior at a speed of less than 50 km/h. CONCLUSIONS : Based on driving behaviors and traffic flow analyses, it is concluded that HSL in tunnels can be an alternative to increase efficiency based on safe driving environments for speeds of below 50 km/h.

Using virtual reality technology, users can learn and experience many interactions in virtual space like the actual physical space. This study was conducted to develop air flow simulator that allows farmers and consultants to consult air flow through VR devices by creating a greenhouse or pigpen model. It can help educate farmers about the importance of ventilation effects for agricultural facilities. We proposed CFD visualization system by building a virtual reality environment and constructing database of CFD and structure of agricultural facilities. After consultants can set up situations according to environmental conditions, the users experience the visualized air flow of agricultural facility according to the ventilation effects. Also it can provide a quantified environmental distribution in the agricultural facility. Currently, the CFD data in agricultural facilities are established during winter and summer. In order to experience various environmental conditions in the developed system, The experts need to run CFD data under various environmental conditions and register them in the system requirements.