Smartphones change the picture of data and information sharing and make it possible to share various real-time flooding data and information. The vulnerability indicators of farmland inundation is needed to calculate the risk of farmland flood based on changeable hydro-meteorological data over time with morphologic characteristics of flood-damaged areas. To find related variables show the vulnerability of farmland inundation using the binary-logit model and correlation analysis and to provide vulnerability indicators were estimated by fuzzy set method. The outputs of vulnerability indicators were compared with the results of Monte Carlo simulation (MCS) for verification. From the result vulnerability indicators are applicable to mobile_based information system of farmland inundation.

상대적으로 홍수량의 규모가 작은 지류 하천에서는 합류부 배수영향으로 제내지 침수 및 제방 범람에 의한 홍수피해의 위험이 가중되고 있다. 특히 지류 합류부에서는 본류와 지류의 홍수유하 조건에 따라 수위가 급격히 증가하므로 인명피해의 가능성 또한 높다. 따라서 본 연구에서는 비구조적 홍수피해저감대책의 일환으로 지류 합류부의 실시간 홍수위 예측기술을 개발하고자 한다. 이를 위하여 지류 합류부 수위의 주요 영향인자를 검토하였고, 잘 구축된 수리학적 모형으로부터 계산된 본류 및 지류의 유량과 합류부 수위자료를 이용하여 홍수위 예측을 위한 경험식을 개발하였다. 개발된 식에 의한 예측결과는 최대 1.0m의 수위오차를 포함하고 있었으나, 평균 0.2~0.3m의 절대오차를 나타내었고, 발생시각은 0~5 hr 앞서 예측 가능한 것으로 나타났다. 본 연구결과로부터 홍수예측 시스템이 구축되지 않은 지류 합류부에서도 쉽게 실시간 홍수예측이 가능하며, 구축된 시스템은 지류의 홍수범람 및 침수피해 예방에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

면광원에 의한 부드러운 그림자의 표현은 가상 장면을 보다 사실적으로 보이도록 한다. 하지만 부드러운 그림자의 계산은 매우 느리게 수행되기 때문에 실시간 3차원 응용 프로그램에 적용하기 위해서는 가속화가 요구된다. 우리는 기존의 실시간 부드러운 그림자 방법들이 가정했던 면광원의 모양과 색상을 보다 일반적으로 확장하여 임의의 모양과 색상을 갖는 면광원에 대한 부드러운 그림자 생성 방법을 제안한다. 그림자 매핑 정보를 획득할 수 있는 그림자 맵은 픽셀과 면광원 간의 가시성 검사를 근사하기 위해 사용되며 픽셀 주변의 그림자 복잡도에 따라 근사의 정도를 결정하였다. 그 결과 보다 일반적인 형태와 색상의 면광원에 대한 부드러운 그림자를 실시간에 표현할 수 있었다.

In order to measure the real-time displacement of a rail with train vehicles on service, a displacement meter has to be installed near the rail in conventional method. However, on this study, an innovative method is developed to measure the displacement of rail in real-time using laser vibrometer in a distance.

According to the analysis of volcanic observation data around Korean peninsula, the activities of volcano increase continuously. For example, the volcanic eruption of Mt. Sakurajima is an example, and Mt. Baekdu can be another example potentially. In these regards, developing unified system including realtime prediction and 3D visualization of volcano ash are important to prepare the volcanic disaster systematically. In this technical report, an interactive simulator embedding dispersion algorithm and 3D visualization engine is developed. This system can contribute to the realtime prediction of volcanic disaster scientifically.

가뭄은 인위적인 용수공급 시스템이 잘 갖추어진 도시지역보다는 아직까지 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 비도시지역에서 더 빈번하게 느껴지며, 또한 가뭄은 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 지역에서 가장 먼저 발생된다. 본 연구에서는 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 지역을 대상으로 일 단위로 실제 가뭄상황을 판단하는데 적용할 수 있는 실시간가뭄지수를 이용하였다. 실시간가뭄지수는 표준강수지수, 용수공급량 및 수요량의 실시간 자료를 활용하여 시/군/구 단위로 산정된다. 1980년부터 2012년까지 전국 164개 시/군을 대상으로 실시간가뭄지수를 산정한 결과, 과거 주요 가뭄사상을 비교적 잘 재현하고 있음에 따라 본 연구에서 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 지역을 대상으로 실제 가뭄상황을 판단하는데 실시간가뭄지수를 이용하는 것이 효과적이라는 것을 알 수 있다.

지구 환경의 변화로 홍수 빈도 및 강도가 증가하고 있다. 이에 자연현상으로 생각하던 소극적인 자세에서 탈피하여 과학적이고 체계적인 접근 방법으로 적극적 홍수방어체계를 구축하고자 노력하고 있다. 본 연구에서는 자연환경의 변화로 특히 피해가 큰 도시하천으로 대상으로 실시간 강우 및 수위를 모니터링할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이를 기반으로 통계적 resampling method 중 하나인 k-nearest neighbors와 bootstrapping 기법을 적용하다. 이러한 모의발생기법 적용을 통하여 수위-유량 관계곡선식 생성 시 발생할 수 있는 불확실성을 저감시키는 기법을 연구하였다. 부산시 온천천 유역 내 설치된 10분 간격의 강우와 수위에 대한 실시간 자료를 기반으로 작성된 수위-유량 관계곡선식은 유량 측정 및 국지성 호우에 의하여 발생할 수 있는 다양한 문제점을 극복하고자 하였다. 이러한 resampling 기법에 의한 모의발생으로 수위에 대한 불확실성을 감소시키며 이로써 신뢰성 있는 자료 생성을 가능할 수 있도록 하였다. 향후 본 연구의 결과는 도시하천의 실시간 모니터링 시스템에 활용이 가능할 것으로 사료된다.

최근 도심지 건축공사에서는 주변건물이나 시설물의 안전을 확인하기 위해 실시하는 기존 계측관리의 문제점을 극복하고, 안전성을 파악하여 위험요소로부터 신속히 대처하기 위한 실시간 계측 시스템의 도입이 필수적이다. 특히 건설현장에 인접한 지하철 시설은 가장 주요한 계측관리 대상으로 조사되었으며, 진동과 균열, 기울기의 실시간 계측을 통한 현장 안전 관리가 필요한 것으로 나타났다. 하지만 인접 시설물의 안전성을 계측관리하기 위한 실시간 계측시스템 구축에 대한 연구는 미흡한 실정이며, 특히 최근 보편화 된 스마트폰과 연동할 수 있는 시스템의 구축에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 인접 지하철 시설물의 계측관리에 모바일 기술 적용한 실시간 자동계측시스템을 구축하여 주변시설물의 안전성을 실시간으로 확인 하는 것을 목적으로 한다. 본 시스템에 이용되는 계측장비는 진동 측정기, EL-BEAM, 균열계, 자동계측기로 구성하였으며, 계측 결과값의 장거리 송수신을 위한 CDMA모뎀, 서버 PC, 모니터링 PC, 스마트폰으로 구성하였다. 실시간 자동계측 시스템과 기존 수동적 계측관리 시스템 대비 효과를 분석할 뿐만 아니라 현장 관리자의 신속한 의사결정 수단이 될 것으로 사료된다. 본 연구를 토대로 최근 산업 전반에 걸쳐 활성화되고 있는 모바일 기술을 현장계측에 적용함으로서 건설기술과 모바일 기술의 융합발전에 기여할 수 있을 것이다.

본 연구에서는 Z-R 관계식의 매개변수를 안정적인 값으로 실시간 예측하고자 확장 칼만 필터기법을 적용하였다. 이를 위해 Z-R 관계식의 비선형을 고려하여 확장 칼만 필터로 매개변수 결정모형을 구축하였다. 상태-공간 모형은 Adamowski and Muir(1989)의 연구를 기반으로 구축하였다. 상태-공간 모형의 상태변수는 Z-R 관계식의 두 매개변수로 설정하였다. 결과적으로 칼만이득과 상태변수가 발산하지 않는 안정적인 모형을 구축하였다. 주목할 점으로는 기존 방법으로 추정된 과대 혹은 과소한 매개변수가 필터링 되어 일부 제거되었다는 것이다. 부적절한 매개변수의 적용은 물리적으로 비현실적인 강우강도 추정 결과를 불러일으키는 원인이기 때문에 이러한 결과는 정량적 강수량 추정측면에서 효과가 크다고 할 수 있다. 또한 확장 칼만 필터로 예측한 매개변수로 레이더 강우를 추정한 결과, 편의보정계수가 1.0에 근사하게 나타나 편의보정과정 없이도 지상 강우강도와의 평균적인 차이는 근소한 것으로 나타났다. 또한 기존 방법으로 레이더 강우를 추정한 결과보다 전반적으로 정확도 높은 강우 추정이 가능한 것으로 나타났다.

최근 빈번하게 발생하고 국지성 집중호우와 같이 갑작스럽게 발생한 높은 강도의 강우에 의한 유출량에 적절하게 대처하기 위하여 실시간 배수펌프장 운영기법의 개발 및 내수침수 예측이 가능한 시스템 개발이 요구된다. 본 연구의 목적은 최근 빈번하게 발생하고 있는 도시지역에서의 집중호우로 인한 내수침수에 대비하기 위하여, 내배수 시설의 실시간 운영 알고리즘을 개발하고 이러한 도시홍수 대책의 효과를 분석 및 향후 내수침수 예측을 위하여 내수침수 해석 모형을 개발하고자 한다. 개발한 모형의 적용성을 검증하기 위하여 마포배수구역에 발생한 2010년 9월 호우사상에 대하여 적용하였다. 뉴로-퍼지 모형은 불필요한 입력자료의 수는 모형의 규칙수를 증가시키고 오차를 유발하므로 최소한의 입력자료를 구성하기 위하여 크게 시간적 매개변수와 공간적 매개변수로 나누어 모형을 개발하였으며 가장 작은 오차과 큰 결정계수를 가지는 모형을 최종적으로 선택하였다. 이전 시간의 입력자료로부터 현재 시간의 수위를 예측하고 예측된 현재 시간의 수위를 바탕으로 작동 펌프의 수를 산정해야 한다. 이 과정에서 최적의 작동 펌프의 수를 계산하기 위하여 최적화 기법으로 수정된 유전자 알고리즘을 적용하였으며 여러 제약조건과 목적함수를 만족시키는 작동 펌프의 수를 도출하였다. 계산된 작동 펌프의 수는 뉴로-퍼지모형의 입력자료가 되어 다음 시간의 수위 예측이 가능하도록 한다. 마포배수구역에 적용결과 모든 배수펌프장에서 최고수위와 최저수위를 만족하는 결과를 얻을 수 있었으며, 잦은 펌프의 작동과 정지상태를 피하여 운영비 측면에서도 효과적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 또한 뉴로-퍼지를 이용한 실시간 배수펌프장 내수위 예측 값을 경계조건으로 하여 개발한 2차원 통합침수해석 모형의 적용성을 검증하였다. 모의결과의 검증을 위해 침수실적도와 2차원 통합침수해석모형에 의해 계산된 침수면적간의 적합도 비교 결과 70~80% 범위를 보였다. 뉴로-퍼지 모형을 직접 가동 배수펌프의 수 혹은 토출량을 결정하도록 알고리즘을 구성하지 않음으로서 데이터 기반모형이 가지는 한계점을 극복하고자 우선 배수펌프장의 내수위를 예측하였고 예측된 수위로부터 운전자의 판단이 반영될 수 있으며 배수펌프장의 재난 비상상황시 재해정보지도를 구축함으로서 주민들에게 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

Methods for measuring or estimating of ground shape by a laser range finder and a vision sensor(exteroceptive sensors) have critical weakness in terms that these methods need prior database built to distinguish acquired data as unique surface condition for driving. Also, ground information by exteroceptive sensors does not reflect the deflection of ground surface caused by the movement of UGVs. Thereby, UGVs have some difficulties regarding to finding optimal driving conditions for maximum maneuverability. Therefore, this paper proposes a method of recognizing exact and precise ground shape using Inertial Measurement Unit(IMU) as a proprioceptive sensor. In this paper, firstly this method recognizes attitude of a robot in real-time using IMU and compensates attitude data of a robot with angle errors through analysis of vehicle dynamics. This method is verified by outdoor driving experiments of a real mobile robot.

Facial feature extraction and tracking are essential steps in human-robot-interaction (HRI) field such as face recognition, gaze estimation, and emotion recognition. Active shape model (ASM) is one of the successful generative models that extract the facial features. However, applying only ASM is not adequate for modeling a face in actual applications, because positions of facial features are unstably extracted due to limitation of the number of iterations in the ASM fitting algorithm. The unaccurate positions of facial features decrease the performance of the emotion recognition. In this paper, we propose real-time facial feature extraction and tracking framework using ASM and LK optical flow for emotion recognition. LK optical flow is desirable to estimate time-varying geometric parameters in sequential face images. In addition, we introduce a straightforward method to avoid tracking failure caused by partial occlusions that can be a serious problem for tracking based algorithm. Emotion recognition experiments with k-NN and SVM classifier shows over 95% classification accuracy for three emotions: "joy", "anger", and "disgust".

In this dissertation, experimental study about the real-time vibration control of the bridge structure was conducted by using the semi-active vibration control method that has been in the spotlight recently. Based on the laboratory-scale bridge model in the form of the cable-stayed bridge, the shear type MR damper and the semi-active vibration control algorithm (Lyapunov and Clipped-optimal) were applied in order to the control the harmful vibration in real time. From the investigation of the test results, the performance of each semi-active control algorithm was evaluated quantitatively.

Climate change has increased the number of floods and inundation on farmland. Recently various mobile applications through inundation mapping, flood forecasts and evacuation routes have been developed for the prevention and reduction of flood damages. However, most of current prevention systems for farmland flooding are still web-based systems relying on the field survey which needs a lot of human and time resources although mobile devices has been rapidly improved and widely used. The purpose of this study is to design a mobile application for preventing and reducing farmland flood and inundation damages and collecting damage information in real time. We put advanced mobile device functions such as GPS, network communications, cameras into our system design. This system implement 2way communication and intuitive application that will increase information efficiency and decrease flood damage. Our design has been tested through previous flooding data of Jinju city in 2010.

This paper presents a robotic system that provides telepresence to the visually impaired by combining real-time haptic rendering with multi-modal interaction. A virtual-proxy based haptic rendering process using a RGB-D sensor is developed and integrated into a unified framework for control and feedback for the telepresence robot. We discuss the challenging problem of presenting environmental perception to a user with visual impairments and our solution for multi-modal interaction. We also explain the experimental design and protocols, and results with human subjects with and without visual impairments. Discussion on the performance of our system and our future goals are presented toward the end.

본 논문에서는 스마트기기에 적합한 실시간 번개 시뮬레이션을 제시한다. 물리학에 기반을 가지는 Dielectric Breakdown Model을 근사하여 스마트기기 환경에서 실시간 구현이 가능한 번개 경로 결정 알고리즘을 제시하며, 여러 개의 번개를 동시에 그리고 실시간으로 렌더링 할 수 있는 방법을 제시한다. 마지막으로 번개의 경로를 실시간으로 수정할 수 있는 방법을 제시하여 유저와 실시간 상호작용이 가능하게 한다. 본 논문에서 제시한 번개 시뮬레이션은 스마트기기 환경에서 번개가 주 요소인 게임에서 사용이 될 것으로 판단된다.

본 연구의 목적은 앙상블 칼만필터링 기법과 연속형 강우-유출모형을 연계한 SURF 모형과 Auto ROM을 결합한 실시간 댐 수문량 예측모형(DHVPM)을 개발하고 그 적용성을 평가하는데 있다. 대상유역은 충주댐 상류유역을 선정하였으며 2006∼2009년 동안 연최대 유입량이 발생한 4개 사례를 선정하였다. 관측유량 자료동화 적용에 따른 선행시간 1시간 유입량에 대한 첨두유량 상대오차, 평균제곱근오차, 모형효율성계수를 산정한 결과, 2007년 첨두유량 상대오차 결과를 제외한 모든 사례에서 자료동화기법을 적용한 결과가 우수한 것으로 나타났다. 현시점으로 가정한 가상시점에서 예측선행시간 10시간에 대해 유입량을 예측한 결과에서, 유역평균강우량의 오차가 큰 경우에 대해 자료동화기법을 적용함으로써 예측 유입량의 오차가 줄어드는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 실시간 예측유입량의 정확도를 향상시키기 위해서는 관측유입량의 실시간 활용이 가능한 환경에서 자료동화기법을 연계한 유입량 예측모형을 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

본 논문에서는 광선 추적기법에서 그림자 검사의 연산량을 줄이는 기법을 제안한다. 그림자 검사는 부드러운 그림자와 같이 실감 있는 영상을 생성하는 경우 광선 추적기법 렌더링 과정 중 매우 큰 비중을 차지한다. 제안하는 방식은 전처리 단계에서 kd-tree를 생성하며 계산한 그림자 정보를 기반으로 렌더링 단계에서 그림자 검사의 컬링 여부를 판별하는 방식으로 기존 렌더링 과정에 작은 변경으로 적용가능하다. 기존의 방식들과 유사하게 광원과 기하학적 구조가 변하지 않는 정적 장면에 적합하다. 사이클 정확도를 갖는 시뮬레이터를 이용하여 제안하는 방법의 유효성을 검증하고 성능을 측정하였으며 실험 결과 제안하는 그림자 컬링 기법으로 최대 17%까지 줄일 수 있다.

해운대 해수욕장 이안류 안전사고의 예방을 목적으로, 다양한 해상조건에 따른 시뮬레이션을 기반으로 정량화된 이안류 발생가능성으로부터 추정된, 따라서 실시간 관측자료에 따라 경보할 수 있도록 하는 이안류 경보지수 함수를 연구하였다. 이안류 발생정도를 정량화하기 위해 Choi et al. (2011, 2012b)의 Boussinesq 모델링과 이안류 발생 가능계수의 정의를 사용하였고, 이안류관련 파랑특성과 같은 관측물리량에 대하여 발생가능 시나리오를 수립하여 광범위하고 정도높은 시뮬레이션을 수행하므로 그에 따른 이안류 발생가능 정도의 분포를 추정하였다. 이 추정된 분포에 부합하는 적절한 경험함수를 도출하고, 그 함수를 현실적으로 관측가능 해상조건에 따라 지수화 하였다. 본 연구에서 2011년 6월부터 9월까지 운영된 해운대 파랑부이 관측자료를 제시한 이안류 위험지수 함수에 적용하고, 몇 차례 CCTV를 통해 확인된 이안류 발생시점에 대하여 적용한 결과를 제시하고 고찰한다. 더불어 문제점과 향후 개선방향에 대하여 논의한다.

오늘날 빠르게 발전하고 있는 디지털 미디어와 이를 활용한 수많은 콘텐츠 상품은 현대 인간의 삶에 직·간접적으로 영향을 미치고 있다. 특히 영상 미디어는 다른 미디어 콘텐츠에 비해 커다란 효과를 나타낸다. 이는 영상미디어가 인간이 가진 감각기관 중 다른 기관에 비해 정보의 획득 비중이 높은 시·청각 기관을 통해 정보를 전달하는데서 이유를 찾을 수 있다. 사진의 순차적 촬영을 통해 대상의 움직임을 표현한 이래로 영상 미디어가 보편화 되면서 오늘날까지 영상 미디어는 뉴미디어의 선두에서 인간의 삶 가장 가까운 곳에 존재하였다. 예술적, 상업적 콘텐츠로서의 영상분야는 발명부터 오늘날까지 새로운 기법, 기술의 영향으로 지속적으로 콘텐츠를 생산해 왔다. 그러나 영상 콘텐츠는 기본적으로 선형적인 정보의 전달의 특징이자 한계를 지닌다. 대중사회를 지나 개인화되어가는 사회적 흐름은 이러한 영상 매체의 한계에 대하여 기술적으로 많은 대안들을 내놓고 있다. 본 연구는 이러한 대안의 하나로 제작된 연구 작품 “sqrt(IN/T)"을 통해 영상 콘텐츠가 기본적으로 가지는 선형적 특징에 관객 참여를 통한 비선형적 형태를 더하여 다양한 의미를 내포하는 미디어아트 영상 콘텐츠의 가능성에 대한 연구이다.