FKP 보정정보를 이용한 DGPS 위치정확도 향상 연구

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 기계항공공학부, 2014. 8. 기창돈.본 논문은 저가의 단일주파수 GPS (Global Positioning System) 수신기의 위치정확도를 보다 향상시키기 위해 기존 의사거리 측정치 기반의 DGPS (Differential GPS) 보강항법을 이용하고 또한 DGPS 에서 처리할 수 없는 공간이격오차에 의한 잔여 바이어스 오차를 반송파위상 측정치 기반의 CDGPS(Carrierphase Differential GPS)를 위한 FKP 보정정보를 이용하여 처리하는 방법에 대해 연구하였다. 공간이격오차(Spatial decorrelation)는 보정정보를 제공하는 기준국과 사용자의 거리가 멀어짐에 따라 공간상의 상관성이 떨어지게 되고 이로 인하여 측정치 사이에 존재하는 전리층, 대류층, 위성관련 오차와 같은 공통오차 또한 차이가 나게 되는 것을 말한다. 상대적으로 공간이격오차가 유발할 수 있는 오차의 크기가 의사거리 측정치 기반의 시스템에서는 측정치의 잡음수준보다 작기 때문에 중요성 또한 크게 부각되지 않고 있었으며, 이를 보상하는 시스템에 대한 구축은 아직까지 완성된 것은 없으며 광역보정시스템(WADGPS, Wide Area Differential GPS)나 지역적 보강항법시스템(RAAS, Regional Area Augmentation System)와 같은 시스템이 개발 중이거나 구축 중이다. 반면, 상대적으로 반송파위상 측정치 기반의 시스템에서의 공간이격오차는 미지정수를 결정하는데 영향을 줄 수 있고 이에 따라 위치정확도가 크게 영향을 받을 수 있다. 따라서 이를 보상하는 연구가 보다 활발하며 시스템 또한 구축된 것이 많다. 대표적으로 반송파위상 측정치 기반의 CDGPS 보강항법의 공간이격오차를 제거하기 위한 연구는 VRS (Virtual Reference System), MAC (Master-Auxiliary Concept), FKP (Flaechen Korrektur Parameter)와 같은 Network RTK(Real-Time Kinematics)방식이 있으며 현재 국내에서 구축되어 상용 서비스가 진행되고 있는 경우가 많다. 위와 같은 Network RTK 방식 중, FKP 는 이론적으로 의사거리 측정치에 대한 활용이 가능하다고 알려져 있으며 현재 국내에서 2012 년도부터 상용화된 서비스이다. 또한 FKP 보정정보는 단방향 통신으로 사용자 수의 제한이 없다는 단점이 있으며 반송파위상 측정치를 기반으로 하는 보정정보로 낮은 잡음을 가진다는 장점이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존 DGPS 보강항법의 공간이격오차를 효과적으로 보상하기 위해서 현재 국토지리원에서 인터넷(TCP/IP)를 통해 방송하고 있는 FKP 보정정보를 이용하여 기존 DGPS 보강항법을 단일주파수 GPS 수신기에서 사용하기 위한 방식에서 추가적인 하드웨어 구성이나 인프라 구축 없이 GPS 수신기에 적용할 수 있도록 실시간 FKP-DGPS 알고리즘을 구성하여 실제로 정적, 동적 실험을 통해 성능을 검증하였다. 본 논문의 FKP-DGPS 알고리즘의 결과, 정적 사용자의 경우에 기존 DGPS 에 비해 76% 작은 바이어스 오차와 21% 향상된 1CEP 위치정확도를 가지는 성능을 확인하였으며, 동적 사용자의 경우에 마찬가지로 31% 작은 바이어스 오차와 21% 향상된 1CEP 위치정확도를 가지는 것을 확인하였다. 본 논문의 내용은 현재 일반 사용자들에게 많이 이용되고 있는 스마트폰이나 차량용 네비게이션에 장착된 저가 GPS 수신기에 적용하여 사용자들에 보다 높은 위치 서비스를 제공해 줄 수 있을 것을 기대할 수 있다.The typical augmentation system for pseudorange measurement is DGPS (Differential GPS). DGPS improves commercial single frequency GPS (Global Positioning System) receivers. However, in the DGPS, bias error remains due to spatial decorrelation. Therefore, in this paper, the method have been researched to eliminate spatial decorrelation in conventional DGPS by using FKP correction message which is correction for CDGPS based on carrierphase measurements. In DGPS, the correlation of the errors experienced at the reference station and the user location is largely dependent on the distance between them. As the separation of the user from the reference station increases so does the probability of significant differing ionospheric and tropospheric conditions at the two sites. Similarly, the increasing separation also means that a different geometrical component of the ephemeris error is seen by the reference station and the user. This is commonly referred to as Spatial Decorrelation of the ephemeris and atmospheric errors. In the DGPS based on pseudorange measurements, positioning error caused by spatial decorrelation is under noise level of pseudorange measurement. That is why it is treated as minor error source and just a few researches to deal with spatial decorrelation are in progress. Up to the present time, on basis of pseudorange measurements, there are typically RAAS (Regional Area Augmentation System) and WADGPS (Wide Area Differential GPS) as research considering spatial decorrelation to improve positioning accuracy. But, they are not complete system, are developing. Thus, in present, there is no way to eliminate spatial decorrelation in Korea. Bias error due to spatial decorrelation is also present in CDGPS which is the augmentation system for carrierphase measurements. Compared to pseudorange measurements, carrierpahse measurements have got much smaller noise about centimeter level which is much smaller than bias error due to spatial decorrelation. It is very important error source which can affect integer ambiguity resolution in CDGPS. Therefore, many research to deal with spatial decorrelation in CDGPS have been carrying out more briskly rather than in DGPS. Typically, there is Network-RTK (Network Real Time Kinematics) method for spatial decorrelation in CDGPS. FKP is Flaechen Korrektur Parameter in German. It is one of Network-RTK (Network-Real Time Kinematic) methods such as VRS (Virtual Reference Station), MAC (Master-Auxiliary Concept) and it means Area Correction Parameters. It is an information to deal with spatial decorrelation in CDGPS based on carrierphase measurements. According to RTCM standard, it can be easily modified to the correction for pseudorange measurements. In Korea, FKP has been being broadcasted since 2012. Thus, to use FKP correction for pseudorange measurement, it is not necessary to add more hardware system and to construct infrastructure. In this paper, with broadcasted FKP correction in real-time, FKP-DGPS algorithm has been designed and the static/dynamic tests have been carried out to verity its feasibility and performance. In the real-time static test, FKP-DGPS has 21% less 1CEP and 76% less bias error rather than DGPS. Also, in the dynamic test, FKP-DGPS has better positioning accuracy than DGPS. It has 19% improved 1CEP and 31% less bias error. Considering these results, FKP correction can eliminate bias error due to spatial decorrelation in DGPS and it can be utilized for commercial single-frequency GPS receivers effectively. Keywords: DGPS, CDGPS, Spatial Decorrelation, FKP, FKP-DGPS Student Number: 2012-231601. INTRODUCTION 1 1.1 MOTIVATION AND PURPOSE 1 1.2 LITERATURE SURVEY 2 1.3 CONTENT AND METHOD 4 1.4 CONTRIBUTIONS 5 2. GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM) 6 2.1 GPS OVERVIEW 6 2.2 ERROR SOURCES IN GPS 8 2.3 DGPS (DIFFERENTIAL GPS) 9 2.4 SPATIAL DECORRELATION 13 2.5 FKP (FLAECHEN KORREKTUR PARAMETER) [24][26] 16 3. POST PROCESSING FKP-DGPS ALGORITHM 21 3.1 DATA COLLECTION 22 3.2 CALCULATION OF FKP CORRECTION 25 3.3 FKP-DGPS NAVIGATION SOLUTION 27 3.4 EXPERIMENTAL RESULT 28 4. REAL-TIME FKP-DGPS ALGORITHM 35 4.1 DATA COLLECTION 36 4.2 GENERATION OF FKP-DGPS CORRECTION MESSAGE 38 5. REAL-TIME EXPERIMENTAL RESULT 41 5.1 STATIC TEST RESULT 42 5.2 DYNAMIC TEST RESULT 46 6. CONCLUSION 51Maste

A Study on Low-Cost High-Precision Vehicle Navigation System for Deep Urban Multipath Environment Using Time Differenced Carrier Phase Measurement

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :공과대학 기계항공공학부,2020. 2. 기창돈.최근 자율주행 차량 개발에 대한 관심이 전세계적으로 매우 높으며 미국의 제너럴모터스 (GM), 웨이모 (Waymo), 구글 (Google)과 같은 기업들이 선도하여 관련 기술 개발에 많은 연구들이 진행되고 있다. 자율 주행차량은 스마트 크루즈 (Smart Cruise), 충돌 회피 (Collison Avoidance), 차선 이탈 방지 (Lane Keeping), 자율주행 (Automated Driving)과 같은 다양한 기능들이 결합되어 미래의 사용자에게 편안하고 안전한 운송수단으로써의 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 위와 같은 자율주행 차량개발에 주요한 항법장치로 활용되고 있는 Vision 센서들과 함께 통합되어 사용되거나 혹은 단독으로 활용될 수 있는 GNSS/INS 기반 도심 환경용 정밀 차량항법 시스템을 제안하였다. 기존의 극심 도심 환경에서 정밀 항법에 활용하는 고가의 다중주파수 GNSS 수신기를 기반으로 하는 방식과 달리 저가 단일주파수 GNSS 수신기 기반에서도 사용가능한 방안을 제시하였다. 이는 직접적으로 반송파 위상 측정치를 활용하는데 있어 미지정수를 결정하기 위해 고가의 다중주파수 GNSS 수신기나 외부 보정정보가 필수적인 점을 보완하고 저가 GNSS 수신기에서도 활용할 수 있도록 시간차분된 반송파 위상 측정치를 활용한다. 반송파 위상 시간차분 측정치를 기반으로 추정된 상대위치는 기존에 알고 있는 위치에 누적하여 절대위치를 결정하게 된다. 본 연구에서 활용하고자하는 반송파 위상 측정치는 반드시 사이클슬립 검출 알고리즘을 포함해야한다. 사이클슬립은 항법 시스템에 지속적인 오차를 유발 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 INS를 기반으로한 사이클슬립 검출 알고리즘을 활용하였으며 TDCP/INS 구조의 항법 시스템을 제안하였다. 또한 TDCP와 INS를 결합하는데 있어 최적의 성능을 발휘 할 수 있도록 하는 필터를 설계하였다. TDCP 측정치는 일반 EKF를 통해 INS와 결합했을 때 최적의 성능을 가질 수 없다. 이는 TDCP가 현재와 이전의 정보를 포함함으로 EKF의 기본 가정인 현재 정보로만 이루어져야함을 위배한다. 따라서 본 연구에서는 기존의 Delayed State Filter 개념과 함께 업데이트 주기에 따른 잡음의 상관성에 대해 분석하고 이를 기반으로 TDCP/INS 결합시 최적의 필터를 설계하였다. 설계된 필터는 시뮬레이션과 실측실험을 통해 성능이 검증되었다. 앞선 TDCP/INS 최적 결합 필터설계 연구결과와 함께 도심환경에서 고려해야할 여러 요소에 대해 정리하였다. 이를 통해 제안하는 저가 정밀 차량항법 시스템이 최적의 성능을 가질 수 있도록 항법 시스템을 구성하였다. 기본적으로 다중위성군을 활용함에 있어 시스템간의 시계 차이가 항법정확도에 큰 영향을 주지 않음을 분석하고 실제로 추정하지 않는 항법 시스템을 구성하여 도심환경의 제한된 가시위성수 조건에서도 더 높은 가용성 성능을 발휘 할 수 있도록 하였다. 또한 이러한 높은 가용성 확보를 토대로 사이클슬립 검출 알고리즘 설계시 고장검출 실패에 대한 확률을 최대한 낮게 설정할 수 있었다. 본 제안 항법 시스템의 성능 검증을 위하여 국내에서 가장 도심환경이라고 알려져있는 강남 테헤란로에서 실측 주행실험을 진행하였다. 기존의 저가 단일주파수 GNSS 수신기 기반으로 최대 수백m 수준의 위치오차를 유발하는 극심 도심환경에서도 제안 항법 시스템은 일정시간 내 초기위치 대비 0.17m의 수평 RMS 오차와 최대 0.43m 수평위치오차 성능을 확인하였다. 따라서 이러한 결과를 통해 제안한 저가 정밀 차량 항법시스템이 극심 도심숲 멀티패스 환경에서 강건한 정밀 항법 차량 시스템으로써 이용될 수 있음을 확인하였다.In this study, we developed a low-cost high-precision vehicle navigation system for deep urban multipath environment using time differenced carrier phase (TDCP) measurements. Although many studies to navigate autonomous vehicle using global positioning system (GPS) are constantly being conducted, it is still difficult to have accurate navigation solutions due to multipath errors in urban environment. Especially, low-cost GPS receivers that determine the solution based on pseudorange measurements are more vulnerable to multipath errors. Thus, we used carrier phase measurements which are more robust for multipath errors. However, without correction information from reference station such as real time kinematic (RTK), together with the limited information of a low-cost single-frequency receiver, it is difficult to quickly and accurately determine integer ambiguity of carrier phase measurements. The integer ambiguity is time invariant and can be eliminate through time differencing. Therefore, we combined TDCP based GPS with an inertial navigation system (INS) to overcome deep urban multipath environment. The result of a dynamic field tests in deep urban area conducted to verify the accuracy of the proposed system indicate that it can achieve horizontal accuracy of sub meter level.1장. 서 론 1 1. 연구 동기 및 목적 1 2. 연구 동향 3 3. 연구 내용 및 방법 4 4. 연구 결과의 기여도 6 2장. GNSS/INS 복합 항법 시스템 9 1. GNSS (Global Navigation Satellite System) 9 1) GNSS 개요 9 2) GNSS의 구성 요소 12 3) GNSS의 측정치 16 4) GNSS의 오차요소 19 5) GNSS의 항법 성능 36 2. INS (Inertial Navigation System) 40 1) INS 개요 40 2) INS 센서 종류 43 3) INS 오차요소 46 4) INS Mechanization 47 3. GNSS/INS 복합항법 48 1) GNSS/INS 복합항법 개요 48 2) Extended Kalman Filter 개요 52 3장. TDCP/INS 복합 항법 57 1. 반송파 위상 시간차분 측정치 57 1) 반송파 위상 시간차분 측정치 개요 57 2) 반송파 위상 시간차분 측정치 기반 상대항법 알고리즘 59 3) 반송파 위상 시간차분 측정치 기반 상대항법 정확도 62 4) 반송파 위상 시간차분 측정치 기반 상대항법 특징 73 5) 반송파 위상 시간차분 측정치 기반 상대항법 기타 알고리즘 76 2. TDCP/INS 복항 항법 시스템 설계 80 1) TDCP/INS 복합항법 시스템 개요 80 2) TDCP/INS 복합항법 시스템 기본 설계 81 3) TDCP/INS 복합항법 시스템 최적 설계 86 4) TDCP/INS 복합항법 시스템 최적 설계 성능 검증 90 4장. 극심 도심숲 멀티패스 환경용 저가 정밀 차량 항법 시스템 112 1. 극심 도심숲 멀티패스 환경 112 1) 도심숲 멀티패스 환경용 기존 항법 시스템 112 2) 반송파 위상 시간차분 측정치 기반 항법시스템 개요 114 2. INS기반 Cycle Slip 검출 알고리즘 118 1) Cycle Slip 알고리즘 개요 118 2) INS 기반 Cycle Slip 검출 알고리즘 119 3. 다중위성군 기반, 항법 성능 향상 방안 123 1) 다중위성군 기반, Cycle Slip 검출 알고리즘 성능 설계 123 2) 위성군별 시스템 시계 차이 고려 방안 127 4. 도심 환경용, 저가 정밀 차량 항법 시스템 133 1) 저가 정밀 차량항법 시스템 개요 133 2) 저가 정밀 차량항법 시스템 방정식 134 3) 성능 검증을 위한 실측 실험 환경 136 4) 실측 주행 실험 결과 143 5장. 결론 및 향후 과제 156 참고 문헌 161Docto

성형성 합성 펩타이드 젤의 치주재생 능력에 관한 실험적 연구

Thesis(master`s)--서울대학교 대학원 :치의학과 치주과학전공,2007.Maste

Correlation of HER-2/neu (erbB-2) expression and combined effect of HERCEPTIN and chemotherapeutic a

의과학과/석사[한글] 위암은 우리나라에서 가장 흔한 암이지만 치료에 많은 제한을 갖는 암종이다. 다양한 암종에서 과발현되며 불량한 예후와 관련이 있다고 알려진 인간의 HER-2/neu 암유전자 및 그 단백은 위암에서도 예후와 관련성이 있음이 보고되고 있다. HER-2/neu 특히 유방암 환자의 약 30% 에서 과발현되며 에스트로젠 수용체의 기능을 하향조절하고, 암의 증식을 유도하여 항암치료에 저항성을 유발시킨다. 전이성 유방암에서는 이 단백의 기능을 차단하는 재조합 인간형 항-HER-2/neu 항체 (recombinant humanized anti-HER2 antibody: Herceptin(r))를 투여함으로서, 병용투여한 항암제의 세포독성을 증가시켜 치료반응율을 증가시킨다. 이에 본 연구에서는 ① 유세포 분석 (FACS)을 시행하여 위암 세포주에서 HER-2/neu 단백의 발현을 조사하고 ② HER-2/neu 단백의 발현에 따른 Herceptin(r) 및 doxorubicin, cisplatin, paclitaxel, 5-FU 등의 항암제의 단독 혹은 병용투여 후의 약제감수성을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 3가지 위암 세포주 (YCC-2, YCC-3, NCI-N87)에 대해 HER-2/neu 단백 발현양상을 유세포계측기 (FACS)로 조사하여 NCI-N87은 강양성 세포주(88%)로, YCC-2는 중양성 세포주(55%)로, YCC-3는 약양성 세포주(48%)로 정하였다. 양성대조세포로 유방암 세포주인 SK-BR-3 (89%), 음성대조세포로 U-87 MG (6%) 뇌종양 세포주를 이용하였다. 2. 단일 약제에 의한 생체 외 약제감수성 검사에서 HER-2/neu 단백발현 양성대조세포주인 SK-BR-3 세포주는 Herceptin(r)에 의해 농도의존적으로 세포성장 억제가 나타났다. HER-2/neu 단백발현 음성판정 기준세포주 U-87 MG는 Herceptin(r)의 농도의 증가에도 불구하고 세포성장 억제가 관찰되지 않았다. 위암세포주는 Herceptin(r) 단독투여에 의해 효과적인 세포성장 억제가 유발되지 않았으며, 4가지 항암제 (doxorubicin, cisplatin, paclitaxel 및 5-FU) 에 대해서는 모두 농도의존적으로 세포성장이 억제되었다. 3. Herceptin(r)과 항암제를 병용 사용하여 병용지수 (CI ; combination index) 산출에 의한 약제 감수성비교시에 Herceptin(r)과 doxorubicin의 병용요법은 모든 세포주에서 상승효과를 나타냈고 Herceptin(r)과 cisplatin의 병용요법에서는 NCI-N87과 SK-BR-3에서, Herceptin(r)과 paclitaxel의 병용투여에서는 YCC-2에서 상승효과를 나타내었다. Herceptin(r)과 5-FU의 병용투여에서 모든 세포주가 길항효과를 나타내었다. 이상과 같은 결과로 많은 위암 세포주에서 HER-2/neu 단백발현 정도에 따라 Herceptin(r)과 병용하는 항암제의 효능이 다르게 나타났다. 따라서 위암에서 Herceptin(r)를 투여시에는 HER-2/neu의 발현정도가 병용약제 선택의 기준으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다. [영문]Gastric cancer is the most common malignancy in Korea. Although advanced gastric cancer has many limitations and response rate is marginal in chemotherapy. Overexpression of human HER-2/neu gene and its protein are associated with increased cell division and a high rate of tumor growth and have been reported in several malignancies. Especially, approximately 30% of breast cancer patients have overexpression of HER-2/neu protein and the overexpression metastasize faster, induces resistance of the chemotherapy and down-regulate function of estrogen receptor. Recombinant humanized anti-HER2 antibody (trastuzumab, Herceptin®) inhibits proliferation of HER-2/neu overexpressing tumor cells and the use of that in combination in metastatic breast cancer have increased cytotoxicity of chemotherapeutic agents. In this study, we evaluated followings: ① the expression of HER-2/neu protein in gastric cell lines by FACS, ② comparing the cytotoxicity in chemotherapeutics (doxorubicin, cisplatin, paclitaxel, 5-FU) alone and in combination with Herceptin® according to the expression of HER-2/neu protein by MTT assay 1. After evaluation of the expression of HER-2/neu protein in three gastric cancer cell lines (YCC-2, YCC-3, NCI- N87), NCI-N87 (88%) gastric cancer cell line with strong positivity of HER-2/neu expression. YCC-2 (55%) and YCC-3 (48%) gastric cancer cell line with intermediated, weak positivity respectively. SK-BR-3 (89%) breast cancer cell line and U-87 MG (6%) brain cancer cell line were selected for HER-2/neu positive, negative control respectively. 2. In vitro MTT assay for treatment of Herceptin®, cell growth dose-dependently inhibited in HER-2/neu positive control cell line SK-BR-3. Although dose of Herceptin® increased, Growth inhibition was not observed in HER-2/neu negative control cell line U-87 MG. Effective growth inhibition was not observed in gastric cancer cell lines with single treatment of Herceptin®, all cell lines observed the dose-dependent growth inhibition to chemotherapeutic agents(doxorubicin, cisplatin, paclitaxel and 5-FU). 3. In combination of Herceptin® with chemotherapeutic agents, comparing the drug sensitivity by CI (combination index), combination of Herceptin® with doxorubicin observed synergistic effects in all cancer cell lines except YCC-3, combination of Herceptin® with cisplatin observed NCI-N87 and SK-BR-3 and combination of Herceptin® with paclitaxel observed synergistic effects in YCC-2. combination of Herceptin® with 5-FU observed antagonistic effects in all cancer cell lines. In conclusion, According to HER-2/neu expression level, effect of anti-cancer agents was observed differently in combination of Herceptin® With chemotherapeutic agents. This suggest that HER-2/neu expression level can be applied standard of combination drug selection in combination of Herceptin® With chemotherapeutic agents in gastric cancer.ope

고 효율 및 고 품질의 색 특성을 갖는 투명전극 기반의 유기발광소자의 광 추출

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 재료공학부, 2015. 2. 김장주.Organic light emitting diodes (OLEDs) are moving toward high efficiency and high color quality required to be used in solid state lighting and display industry. This thesis focuses on the investigation of the optical loss channels and introduces a simulation methodology of light extraction in OLEDs. In addition, the theoretical and experimental results of the inverted top emission and transparent OLEDs with light extraction structures are presented to reach high efficiency and high color quality. Chapter 1 explains a basic principle of OLED operation and defines the factors which determine the internal and external efficiencies. Optical analysis method in OLEDs is introduced in terms of the all optical channels such as out-coupled, guided, and lost lights. Especially, the suppression of plasmonic loss will be discussed by using mode analysis. Chapter 2 represents the optical simulation method of the light extraction efficiency of organic light emitting diodes (OLEDs) with a light extraction structures based on the ray optics combined with the classical dipole model. Firstly, the angular distribution of emitted light from top emitting OLEDs (TEOLEDs) into the MLA was calculated by the classical dipole model and was taken as the input for the calculation of light propagation and extraction in the MLA. Secondly, the reflectance at the MLA/air interface of the OLEDs was calculated as functions of wavelength and incident angle of the incident light using the ray tracing Monte Carlo simulation. The enhancement ratio of external quantum efficiencies is calculated as functions of the refractive indices and structure of the MLA. The simulation method combining the classical dipole model and the ray tracing method described the experimental results very well including the external quantum efficiency and angle dependent intensities and spectra. Therefore the model can be utilized to the optimization of MLAs for light extraction. In chapter 3, highly efficient phosphorescent green inverted top emitting OLEDs by using transparent top electrode and horizontally oriented emitter are represented. A highly efficient phosphorescent green inverted top emitting organic light emitting diode with excellent color stability is fabricated by using the 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile/ indium zinc oxide top electrode and bis(2-phenylpyridine)iridium(III) acetylacetonate as the emitter in an exciplex forming co-host system. The device shows a high external quantum efficiency of 23.4% at 1,000 cd/m2 corresponding to a current efficiency of 110 cd/A, low efficiency roll-off with 21% at 10,000 cd/m2 and low turn on voltage of 2.4 V. Especially, the device showed very small color change with the variation of ∆x=0.02, ∆y=0.02 in the CIE 1931 coordinates as the viewing angle changes from 0 to 60°. The performance of the device is superior to that of the metal/metal cavity structured device. In addition, the phosphorescent green emitter of Ir(ppy)2tmd [bis(2-phenylpyridine)iridium(III)(2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-diketonate)] as the horizontally oriented emitter in an exciplex forming co-host system is used in the inverted top emitting OLEDs. The device showed a maximum current efficiency of 120.7 cd/A, a maximum external quantum efficiency (EQE) of 27.6% and the power efficiency of 85.9 lm/W at 1000 cd/m2. Moreover the efficiency roll off was small long-lasting to 20,000 cd/m2 with EQEs and current efficiencies of 26.0% and 113.7 cd/A at 10,000 cd/m2 and 24.5% and 107.6 cd/A at 20,000 cd/m2, respectively. Based on the results, the optical analysis of the maximum achievable and measured EQE was performed using photoluminescence quantum yield (qPL), horizontal orientation ratio (Θ) and electrical loss (Γ). Highly efficient and high color quality white TEOLEDs by using the single layer broadband anti-reflection (AR) coating on the top of the TEOLEDs are represented in chapter 4. The white TEOLEDs with the broadband AR layer shows small variation of spectral change on viewing angles of ∆x = 0.02, ∆y = 0.01 at 0 ~ 60° compared to the reference device of dx = 0.15, dy = 0.05 for W1 (17wt% of B3PYMPM in buffer layer) and ∆x=0.14, ∆y=0.03 for W2 (15wt% of B3PYMPM in buffer layer). Furthermore, the white TEOLEDs with the broadband AR layer show the external quantum efficiencies increase due to the relaxation of the resonance effect of the device structure. As results, the EQEs of 18.8% and 16.9% for W1 and W2 of the single junction white TEOLEDs are realized with the small color variation on viewing angles, resulting in the duv values of -0.0014~0.0009 and 0.0041~0.0058 at 0~60 degrees. Correlated color temperatures of W1 and W2 are ~2200K and ~3000K satisfied with the blackbody radiation white within 5 steps of MacAdam ellipse for the requirement of the solid state lighting application. In chapter 5, a highly enhanced light extractions from an inverted top emission organic light emitting diode with little image blurring and color variation on viewing angles is reported. Direct integration of a high refractive index micro lens array on the top of the transparent indium zinc oxide top electrode of a green phosphorescent OLED showed a significant enhancement of light extraction to get EQE of 44.7% from 27.6%, the power efficiency of 134.7 lm/w from 85.9 lm/W and the current efficiency of 217.2 cd/A from 120.7 cd/A without image blurring. In addition, the device showed excellent color stability on viewing angle with Commission Internationale de lEclairage (CIE) coordinate of ∆x = 0.01, ∆y = 0.01 as the viewing angle varied from 0 to 60. In addition, the simulation model for calculation of the light extraction efficiency of indium zinc oxide (IZO) top electrode based top emitting OLEDs (TEOLEDs) with directly formed organic MLAs fabricated using the thermal evaporation of α -NPD on top of the device is also represented. The angular intensity distribution of the light emitted by the TEOLEDs into the MLAs is investigated from the classical dipole model in the cases of 30, 50, and 70 nm thick electron injection layers (EILs), giving the most dramatically change of the angle dependent emission properties. These angle dependent emission properties are used as the light sources set in the calculation of light propagation and extraction to the air by Monte Carlo ray tracing. This method combines coherent and incoherent light characteristics of OLEDs, resulting in the excellent agreement between theoretically calculated and experimentally measured the enhancement of the external quantum efficiencies. In chapter 6, a transparent OLED with an extremely high EQE, achieved by reducing the surface plasmonic and intrinsic absorption loss is introduced, where the transparent indium zinc oxide (IZO) and indium tin oxide (ITO) layers were used as the top and bottom electrodes, respectively. We adopted a special chemical to get the high performance transparent OLED to protect organic layers from the sputtering damage during the deposition of top IZO electrode. To extract the confined light inside the device, a high refractive index micro-cone array was additionally fabricated on the transparent top electrode using a simple evaporation method and a micro-lens array (MLA) sheet was attached on the bottom side of the glass substrate. As a result, the EQE of the device increased from 18.2% to 47.3% by using both microstructures, and this was additionally enhanced to 62.9% by integrating a micro-cone array on one side and a half-sphere lens on the other side. In addition, 75.7% and 77.2% of the total extractable portions of emitted light are calculated from the classical dipole model and combined simulation method.Contents List of figures IX List of Tables IX Chapter 1 Introduction １ 1.1 Organic light emitting diodes 1 1.2 Operating principle in OLEDs 3 1.3 External quantum efficiency of OLEDs 7 1.4 Optical loss modes in organic light emitting diodes 10 Chapter 2 Optical simulation method of light extraction in top emitting organic light emitting diodes 20 2.1 Introduction 20 2.2 Methodology of optical analysis of light extraction 22 2.3 Result and Discussion 29 2.4 Conclusion 33 Chapter 3 Transparent top electrode based inverted top emitting organic light emitting diodes 34 3.1 Optical characteristics of transparent top electrode based inverted top emitting OLEDs 34 3.1.1 Introduction 34 3.1.2 Experiment 35 3.1.3 Results and Discussion 38 3.1.4 Conclusion 44 3.2 Transparent top electrode based inverted top emitting OLEDs using a horizontally oriented emitter 45 3.2.1 Introduction 45 3.2.2 Experiment 46 3.2.3 Results and Discussion 48 3.2.4 Conclusion 54 Chapter 4 Inverted top emitting white organic light emitting diodes with high color quality by using broadband anti-reflection top electrode 55 4.1 Introduction 55 4.2 OPTICAL SIMULATION ANALYSIS 59 4.3 Experiments 66 4.4 Results and Discussion 70 4.5 Conclusion 75 Chapter 5 Highly enhanced light extraction from inverted top emitting OLEDs with little image blurring and good color stability 77 5.1 Introduction 77 5.2 Experiments 78 5.3 Results and Discussion 80 5.4 OPTICAL SIMULATION FOR LIGHT EXTRACTION 87 5.5 Conclusion 89 Chapter 6 Highly enhanced light extraction from surface plasmonic loss minimized OLEDs 90 6.1 Introduction 90 6.2 Experiments 91 6.2.1 Transparent device fabrication and measurement 94 6.2.2 Microstructure fabrication 96 6.3 Result and Discussion 97 6.4 Simulation method 106 6.5 Conclusion 108 Bibliography 110 초록 120Docto

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실험계획법을 이용한 틸팅 열차의 현가장치 최적화

학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :기계공학과,2009. 8한국형틸팅열차의 개발로 고속철도가 운행하지 못하는 구간의 운행시간이 단축될 것으로 예상되고 있다. 이는 곡선구간에서의 강제적인 틸팅을 이용하여 횡 가속도를 감소시켜 곡선부의 운행 속도를 증가시킬 수 있게 되므로 운행시간을 단축시킬 수 있다. 하지만 틸팅열차는 현재까지 개발된 열차와는 다르게 틸팅 메커니즘을 가지고 있다. 이 틸팅 메커니즘으로 인하여 틸팅열차는 기존에 열차와는 다른 현가장치의 특성을 가지고 있다. 가장 문제시 되는 부분이 틸팅 메커니즘을 고려하여 2차 감쇠가 매우 약하게 설계되어있는 것이다. 이러한 이유로 진동의 전달에 있어 기존의 열차에 비해 불리한 요소를 가지고 있다. 본 연구에서는 실험계획법을 이용하여 틸팅 열차 현가장치의 민감도 분석을 수행하고, 이를 이용하여 현가장치의 최적화를 진행하기로 한다. 우선 ADAMS/Rail을 이용하여 틸팅열차를 모델링하고, 모델의 신뢰성을 확보하기 위하여 축중 하중 해석 및 틸팅 메커니즘의 정확성을 확인하였다. 또한 실측 레일 가진원을 사용하여 해석의 신뢰성을 확보하였다. 이러한 시뮬레이션 모델의 신뢰성을 확보한 뒤 실험 계획법을 이용하여 각각의 1,2차 현가장치가 열차의 안정성에 미치는 영향을 통하여 현가장치의 민감도를 분석하였다. 또한 선로모델링을 통하여 각각의 현가장치가 모델에 미치는 영향을 분석하였다. 이렇게 분석된 민감도를 이용하여 틸팅열차의 현가장치 최적화를 수행하여, 향상된 현가 특성을 가지도록 새로운 현가장치 설계 값을 제시하였다.제 1 장 서 론 1 1.1 연구배경 및 필요성 1 1.2 연구내용 3 제 2 장 동역학 모델링 5 2.1 동역학 해석의 이론적 배경 5 2.1.1 구속 방정식 6 2.1.2 구속 기계계의 운동 방정식 9 2.2 철도 차량의 휠/레일 구름 접촉 이론 13 2.2.1 크립(Creep) 13 2.2.2 크립 힘 16 2.2.3 휠/레일의 타원 접촉 16 2.2.4 휠/레일의 구름 접촉 문제 19 2.2.5 휠/레일의 구름 접촉 이론(Kalker’s linear Theory) 23 2.3 철도차량의 동역학 모델링 26 2.3.1 틸팅 메커니즘 모델링 26 2.3.2 곡선 궤도 모델링 37 2.3.3 공기스프링 모델링 42 2.4 후처리(UIC 518) 46 제 3 장 정적해석 49 3.1 축하중 해석(static analysis) 49 3.2 액츄에이터 변위와 틸팅각 50 제 4 장 민감도 해석 52 4.1 개요 52 4.2 직교배열표 53 제 5 장 최적화 이론 56 5.1 반응표면 분석법 56 5.1.1 반응표면 모형의 설정 57 5.1.2 회귀모형 함수의 추정 58 5.2 분산분석표를 이용한 회귀 모형 함수의 검증 61 5.3 최적화 알고리즘을 이용한 설계변수 값의 결정 63 5.4 현가장치의 최적 설계 적용 64 제 6 장 결 론 72 제 7 장 참고문헌 73 제 8 장 Abstract 76MasterThe tilting train express(TTX) is a vehicle that improves traveling velocity while tilting the car body inwards on a curved track. The tilting train offsets the lateral term of the centrifugal acceleration by that of gravity, and the lateral acceleration to a passenger is decreased. Thus, the application of the tilting train results in an improved ride with a reduced running time. Because the tilting train travels in high velocity and on a curved track, the possibility of run-over and derailment is increased. Therefore, it is important to verify the dynamic stability of the train when it is tilted. In this paper, using a design of experiments optimizes tilting trains suspension. In order to optimize making experiments table. Using a experiments table practices dynamic analysis. The stability is verified by the safety standards in UIC 518 OR. Result of stability data is used for making recursive model function. And coefficient is found by minimizing recursive model function. Using the suspension coefficient practices dynamic analysis. Finally, It compares original data with optimization result

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