A Study on the Development of a Target Tracking Algorithm for Auto Vision Surveillance for Ship

현재 국가간의 EEZ 경계 및 어로권 문제 등 해상에서의 분쟁이 갈수록 점점 더 커지고 있으며, 해양 경계 감시 및 불법 어로 어선 감시등 국가 차원의 문제들이 발생하고 있으며, 최근 또 다시 불거지고 있는 대표적인 해양 분쟁 중의 하나인 일본의 독도 영유권 분쟁 등 중국 및 인접 국가들 간의 국제 분쟁이 대두됨에 따라 우리 정부에서도 이에 대한 대책으로 해양관련 기관의 시스템의 첨단화를 주창한 바 있다. 이를 계기로 현재 해양경찰과 국토해양부 소속의 경비 선박들에 소수 탑재되어 운용되고 있으나, 보유 경비 선박 수에 비해 턱없이 부족한 실정이며, 불법 경계 침범 및 불법 어로 어선 단속을 위해선 선명, 선종 등의 정보와 같은 실질적인 영상자료 등 증거 자료가 요구된다. 해상 상태에서의 감시는 황천 등 기상의 악조건에서도 행해지는 경우가 많으며, 이러한 상황 하에서도 감시대상(Target)과 그 행위에 대한 안정적이고 높은 신뢰도를 가진 고품질의 감시 자료를 확보하기 위해서는 고성능의 자세제어시스템과 영상처리시스템이 요구된다. 또한 현재 국산화되어 운용되고 있는 자동영상감시 및 타겟추적시스템은 거의 없으며, 거의 대부분 선진국의 시스템을 도입하여 운용하고 있는 실정이다. 이로 인해 고가의 시스템 도입으로 인한 외화의 유출, 핵심 기술의 이전을 우려한 유지보수의 제조사 수출 처리등 비용 및 조치 기간의 지연 등으로 인한 손실이 막대하다. 이러한 국·내외 정황들로 미루어 볼 때, 본 시스템의 개발로 획득되는 자동영상감시 및 타겟추적알고리즘 기술로 인한 외화의 유출 및 역수출로 인한 국가경쟁력의 강화에도 많은 기여를 하게 될 것으로 판단된다. 우수한 자동영상감시 및 타겟추적알고리즘을 개발하기 위해 본 연구에서는 기존에 개발되어 상용화된 AVS((Automatic Vision Surveillance)) 시스템의 기술들을 토대로 선박용 영상감시 및 타겟추적시스템의 기반이 되는 개발환경과 알고리즘 개발 방안을 제안하였다. 자동영상감시 및 타겟추적시스템은 기반이 되는 컴퓨터 비젼 (Computer vision) 기술에 CI (Computer Intelligence) 기술을 사용한 자세제어 알고리즘과 보정과 감시 목적을 가진 영상이미지 추적 알고리즘, 그리고 각종 제어 알고리즘에 의해 구동되는 액츄에이터(P&T Driver) 로 구성되어 있으며, 자동영상감시 및 타겟추적알고리즘은 영상이미지 추적 알고리즘과 액츄에이터와 밀접한 관련이 있는 자제제어알고리즘으로 이루어진다. 본 연구에서는 영상추적 알고리즘으로 블록매칭 움직임 추정 방법을 적용하였으며, 블록매칭 움직임 추정방법은 MPEG 1/2 에 사용되고 있는 움직임 예측 방법으로 현재 영상의 프레임의 특정 위치의 블록이 이전 프레임의 어느 위치에서 이동한 블록인지를 찾는 방법이다. 블록매칭에 의한 움직임 예측 방법은 연속하는 두 동영상 프레임에 오직 2차원 이동 움직임에만 존재한다고 가정하고, 비디오 압축분야에서 두 블록의 유사도를 평가하기 위해서 주로 사용하는 평균 절대값 차이(MAD : Mean Absolute Difference)를 이용하였다. 또 블록매칭 움직임 추정방법 중에서도 특정 주변의 모든 변위에 대하여 MAD를 계산하는 방법을 전역 검색(Full Search) 방법이라 하는데, 이 방법을 사용하여 가장 정확한 매칭 기반 움직임 벡터를 알아낼 수 있었지만, 영상의 크기가 커지거나 화면의 크기가 커지면 너무 많은 연산으로 인해 영상 표시의 지연이 확연하게 발생하였다. 이를 보완하기 위한 다양한 방법 중 다이아몬드 검색(Diamond Search) 방법은 빠르고 정확한 움직임 추정 방법으로 큰 다이아몬드 검색 패턴(LDSP : Large diamond search pattern) 과 작은 다이아몬드 검색 방법(SDSP : Small diamond search pattern) 방법이 있는데, 우선 LDSP 방법으로 최소 MAD 위치 근방으로 빠르게 이동한 후 SDSP 방법으로 정확한 위치를 찾는 방식으로 구현하여 영상의 지연 현상 없이 빠른 움직임 감지 특성을 확인할 수 있었다. 이렇게 실험한 결과를 영상이미지 트랙킹 알고리즘에 적용하였고, 선박용 영상감시 및 타겟트랙킹알고리즘을 구현하고, 실험하기 위해 카메라 및 P&T Driver, 원격 리모트 컨트롤러 등의 실험 장치를 제작하고 영상 감시 및 저장, 영상 이미지 트랙킹 기능이 적용된 소프트웨어와 구동 및 자세제어 알고리즘이 내장된 원격 리모트 컨트롤러용 펌웨어를 제작 및 작성하여 실험하였다. 실험 결과 자동영상감시 및 타겟추적 알고리즘을 적용한 시스템이 적용하지 않았을 때 보다 영상의 품질과 신뢰성이 향상되었다. 본 논문은 선박용 자동영상감시 및 타겟추적시스템의 개발 및 상용화를 위한 기초 자료로 활용될 것이며, 다변한 해상환경에서의 신뢰도 높은 고품질의 영상과 추적기능의 개선을 위해 실용화를 위한 실험 기반의 연구가 지속적으로 수행되어야 할 것이며, 해상환경에서의 구동시스템의 진동 저감 및 자유유체운동에 대한 적응력을 향상시키기 위한 자세제어 연구가 추가적으로 수행되는 것이 바람직할 것이다.Our country is one of the disputed territory caused the specialty of our country's geo-political position and problems. Including recently territorial dispute problem between Korea and Japan that Japan laid claim to the possession of the Dokdo ,1952 January 28th, have jutted out, as rising of the international territorial dispute between China and countries near China, our government is trying to promote the ultramodernization of system which operating in Korea Coast Guard(KCG), Ministry of Land, Korea Customs Service, etc. Upon this opportunity, AVS(Automatic Vision Surveillance) & Target Tracking Systems for Ship are importing and making use of this system actually in Korea Coast Guard, Ministry of Land and Korea Customs Service which advocated necessity by them. but most of the current operating this systems are depending on import and verified and commercialized systems are little or nothing. Come up to our government's concerns and efforts, a development of all-weather AVS & Target Tracking System is required. AVS and Target Tracking System for ship which is study theme of this thesis is cutting-edge system needed the Electric & electronic engineering, the Dynamics & Mechanic Engineering and Software Engineering technologies. this system contains remote device control technology that control cameras (Day & Night) and sensors at a long distance place based on user interface like a joystick and buttons, real-time high speed video image processing technology to realize a target image tracking functions, physically considered high performance automatic attitude control technology to obtain stable and high-quality video images on multilateral and unpredictable marine environments and windows application software technology for video image recording and surveillance to function as video image display, recording, searching, etc based on the MS windows providing results from various complicate operation an processing to users. As a result of recently IT-based infra and technologies, these cutting-edge technologies are researching and developing at the diverse industrial fields. With the integration and improvement these technologies this thesis will present another solution to enable to develop high-tech AVS and Target Tracking System for ship that the goal of the this thesis.Abstract = 4 제 1 장 서론 = 6 1.1 연구배경 = 6 1.2 선박타겟 추적알고리즘의 연구 동향 = 7 1.3 연구목적 = 9 1.4 논문구성 = 10 제 2 장 선박타겟 추적알고리즘 = 11 2.1 개요 및 시스템의 구성 = 11 2.2 개발 기술의 내용 = 15 2.3 요소 기술 = 16 2.3.1 원격 장치제어 기술 = 16 2.3.2 실시간 영상처리 및 제어 기술 = 16 2.3.3 지능형 자세제어 기술 = 17 2.3.4 영상감시 및 저장용 윈도우 응용소프트웨어 개발 기술 = 18 제 3 장 제어시스템 설계 = 19 3.1 개요 = 19 3.2 소프트웨어 설계 = 19 3.2.1 기술 및 알고리즘 = 19 3.2.2 프로그램 = 20 3.3 하드웨어 설계 = 44 3.3.1 시스템 구성 = 44 3.3.2 프로그램 (펌웨어) = 55 제 4 장 실험 및 결과 = 63 4.1 실험장치 = 63 4.2 운용실험 = 65 제 5 장 결론 = 68 ABBREVIATION = 70 참고문헌 = 7

Symmetries of the tangential cauchy-riemann equations

Thesis (master`s)--서울대학교 대학원 :수학과,1997.Maste

VR based maritime accident prevention and training simulation system development

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전산학부, 2018.2,[iv, 39 p. :]해양사고 전체 발생 건수의 과반수는 인적과실로부터 기인한다. 특히 승객의 안전을 책임져야할 선원들의 무른 대처와 체계적인 명령전달 시스템의 부재로 세월호 사건과 같은 대규모 인명사고가 일어날 수 있다. 효율적인 선원교육을 통해 인적과실은 충분히 제어 가능하며, 나아가 해양사고를 미연에 방지하고 인명피해를 줄이는데 도움을 줄 수 있다. 본 학위논문에서는 효율적인 선원교육을 위해 훈련 시스템 개발에 필요한 핵심기술들을 고찰하고, 가상현실기술에 기반하여 프로토타입 훈련 시뮬레이션 시스템을 구현한다. 그리고 증강현실로 영역을 확장하여, 서로 다른 두 환경에서 나타나는 훈련효과의 차이점을 분석한다.한국과학기술원 :전산학부

부도위험이 있는 Heath-Jarrow-Morton 모형의 마코프 시스템과 응용에 대해서

Thesis (doctoral)--서울대학교 대학원 :수리과학부,2003.Docto

해평윤씨 윤취동계 ‘사건의 정렬 네트워크’를 중심으로

학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :사학과,2021. 2본 논문은 해평윤씨 윤취동계를 대상으로 근대 한국사회의 급격한 변화에도 불구하고 엘리트 가문이 어떻게 그들의 사회적 지위를 유지하는 데 성공했는지 밝히고자 했다. 연구 방법론으로는 Breiger와 Smith가 제시한 ‘사건의 정렬 네트워크’(Networks of Event Orderings)를 활용하여, ‘윤취동계 사건의 정렬 네트워크’와 ‘윤취동계 사건의 정렬 네트워크 간, 유사도 계수 네트워크’ 2종의 네트워크를 제작하고 분석했다. ‘윤취동계 사건의 정렬 네트워크’의 경우 다음과 같은 분석 결과를 확인할 수 있었다. 한국의 근대에 윤취동계는 권력이 누구로부터 부여되는지 잘 인지하고 있는 동시에, 관계의 다변화를 추구했다. 이를 통해 윤취동계는 구한말 그들에게 닥친 정치적 위기를 극복하고 엘리트 가문으로 성장할 수 있었다. 이러한 윤취동계의 전략은 일제강점기에도 이어졌다. 식민지 협력자로서 윤취동계의 지위는 조선 민중의 존경받는 자라는 위치와, 이에 따른 조선총독부의 필요 모두를 만족시킬 수 있을 때 유지될 수 있었다. 윤취동계 역시 이를 잘 인지하고 있었기 때문에, 일제강점기 내내 윤취동계는 조선총독부와 식민지 조선인 모두를 만족시키기 위해 노력했다. 일제강점기에 확인되는 윤취동계의 각종 친일협력행위는 조선총독부를 만족시키기 위한 활동이었으며, 교육활동, 독립운동, 종교활동 등은 식민지 조선 민중들을 만족시키기 위한 활동이었다. 엘리트 가문으로 성장한 윤취동계의 경제적 배경으로는, 윤취동 대부터 집적한 토지와 이를 경영해 얻은 막대한 부가 있었다. 농업경영을 통해 얻은 부를 바탕으로 윤취동계는 높은 학력을 획득하고, 이를 다음 세대에게 재생산하는 데 성공했다. 윤취동계는 그들의 높은 학력을 바탕으로 의사, 언론인, 교수 등 사회적 지위가 높은 직업을 선택할 수 있었다. 혼인의 경우, 윤취동계의 사회적 지위가 높아짐에 따라 혼인하는 가문의 지위도 높아지는 경향을 확인할 수 있었다. ‘윤취동계 사건의 정렬 네트워크 간, 유사도 계수 네트워크’에서는 윤취동계를 근대 한국사회의 엘리트 가문으로 성장 및 유지한 집단과, 혼인과 학력등에서 가문의 혜택을 입는 집단이 확인되었다. 즉, 윤취동계 구성원의 개별 성취는 곧 다른 구성원들의 혜택으로 이어진 것이었다. 이 모든 사실이 종합되어 윤취동계는 근대 한국 사회의 급격한 변화를 이겨내고, 그들의 사회적 지위를 유지하고 또 재생산할 수 있었다.Ⅰ. 서 론 1 1. 연구목적 1 2. 분석 대상과 시기 4 3. 논문의 구성 7 Ⅱ. 구한말 윤취동계의 가문 배경 및 엘리트 가문으로의 성장 9 1. 구한말 윤취동계의 가문 배경과 중앙진출, 그리고 위기 9 2. 윤취동계의 위기 극복과 엘리트 가문으로의 성장 21 Ⅲ. 연구 방법론 28 1. 연구 방법론 28 2. 연구자료 설명 및 방법론 적용 32 Ⅳ. 네트워크 분석 및 결과 41 1. 네트워크 분석 41 1) '윤취동계 사건 네트워크' 분석 41 2) '윤취동계 유사도 계수 네트워크' 분석 88 2. 분석 결과 92 Ⅴ. 결론 98 참고문헌 104 부 록 112 부록 1. 윤취동계 21~22대의 학력 112 부록 2. 윤취동계 가계도 115 Abstract 120MasterThis study set out to investigate how elite families succeeded in keeping their social status despite rapid changes to the modern Korean society with the case of Yun Chwidong(尹取東)'s family line in the Haepyeong Yun clan(海平尹氏). As for methodology, the study made use of "networks of event orderings" proposed by Breiger and Smith and built and analyzed two networks including "network of event orderings in Yun Chwidong's family line" and "network of similarity coefficients among networks of event orderings in Yun Chwidong's family line." The analysis results of "network of event orderings in Yun Chwidong's family line" were as follows: Yun Chwidong's family line was well aware of who granted power in modern Korea and, at the same time, sought after diversification in their relations, thus overcoming the political crisis they faced in the late period of Joseon Dynasty and growing into an elite family. This strategy of theirs continued during the Japanese rule. As colonial collaborators, they were able to maintain their status by holding their position of being respected by the people of Joseon and meeting all the needs of Japanese Government-General of Korea accordingly. Being well aware of this, they made efforts to satisfy both the Japanese Government-General of Korea and the people of colonized Joseon throughout the Japanese rule. All kinds of pro-Japanese collaborations they engaged in during the Japanese rule were intended to satisfy the Japanese Government-General of Korea, whereas their educational activities, participation in Independence Movement, and religious activities were to satisfy the people of colonized Joseon. Yun Chwidong's family line was able to grow into an elite family against the economic backdrop of the lots of land they accumulated since the generation of Yun Chwidong and enormous wealth from their management. They obtained high diplomas based on the wealth from agricultural management and succeeded in its reproduction among the following generations. Based on their high educational backgrounds, they were able to choose occupations of high social status including doctors, journalists, and professors. As for marriage, they showed a tendency of getting married to children of families of high status according to their rising social status. In the "network of similarity coefficients among networks of event orderings in Yun Chwidong's family line," there were a group that made Yun Chwidong's family line grow into an elite family and keep their status in the modern Korean society and another group that benefited from the family in marriage and education. That is, the achievements of individual members of Yun Chwidong's family line led to benefits for other members. With all of these facts put together, Yun Chwidong's family line was able to overcome rapid changes to the modern Korean society and maintain or reproduce their social status

Study on Structural Modification of Semiconducting Polymers and Their Application to Polymer Solar Cells

Master고분자 태양전지는 유연하고, 휴대 가능한 기기에 유망한 전원 장치이다. 풀러렌 기반의 고분자 태양전지는 전력 변환 효율의 엄청난 발전이 있었음에도 불구하고, 화학 구조 및 에너지 준위의 제한된 변경, 그리고 좋지 않은 광 흡수 능력과 같은 본질적인 단점을 가지고 있다. 전 고분자 태양전지는 공액 도너, 억셉터 고분자로 구성되어 있으며, 기존의 풀러렌 기반의 고분자 태양전지에 비해 다양한 장점을 제공하는 에너지 발생 장치로서 각광받고 있다. 이러한 장점들은 에너지 특성의 조절 가능성, 상보적인 광 흡수 능력, 그리고 뛰어난 화학적 및 기계적 안정성이 속한다. 따라서 전 고분자 태양전지는 유연하며 휴대용의 광전지 기기의 응용 분야로 흥미를 불러 일으켰다. 본 논문에서는 naphthalene diimide (NDI) 단위체와 새롭게 설계된 도너 단위체인 2,5-difluoro-1,4-phenylene)bis(ethene-2,1-diyl))dithiophene (FPVT)로 구성된 새로운 전자 억셉터 공중합체를 전 고분자 태양전지에 적용하기 위해 제안하였다. 대부분의 NDI 기반의 고분자들은 강한 분자간 상호작용을 통해 큰 결정 도메인을 형성하고, 이는 도너 고분자들과 잘 섞이지 않는 결과로 이어져 전 고분자 블렌드 박막에서 큰 규모의 상 분리를 야기한다. 반면에, 뒤틀린 구조로 비평면의 3D 형태를 가진 새로운 억셉터 고분자는 도너/억셉터 고분자 블렌드의 호환성과 모폴로지를 개선하였다. FPVT 단위체는 매우 평면구조로, 전체적인 공중합체 구조 측면에서 NDI 단위체와 뒤틀림을 유도한다. 게다가 FPVT 단위체는 불소로 인한 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 고분자 사슬 간 접합점을 형성한다. 이는 더 좋은 전하 수송 경로를 보장하는 사슬 간 연결성을 향상시킨다. PNDI-FPVT는 기존의 PNDI-T2에 비해 전 고분자 태양전지의 향상된 전력 변환 효율을 보였다. 기존의 T2 단위체를 포함한 NDI 기반의 공중합체와 달리, PNDI-FPVT의 블렌드 박막에서 큰 규모의 상 분리가 없는 복연속성의 상호 침투 모폴로지와 표면 배향의 π–π 쌓임이 확인되었다. 이러한 모폴로지 변화는 도너/억셉터 계면 사이에서의 전하 캐리어의 추출과 전하 수송을 향상시키고, 결과적으로 전 고분자 태양전지의 광전지 성능 향상을 이뤄낼 것이다.Polymer solar cells (PSCs) are considered a promising power source for flexible and portable devices. Despite the tremendous development of PCEs in fullerene-based PSCs, they have inherent shortcomings such as limited modification of chemical structures and energy levels, and poor light absorption. All polymer solar cells (all-PSCs) are emerging for the energy harvesting devices, which consist of conjugated donor and acceptor polymers, provide diverse advantages over conventional fullerene-based PSCs. These advantages contain controllability in their energetic properties, complementary light absorption, and excellent chemical and mechanical stability. Therefore, all-PSCs have attracted for applications in flexible and portable photovoltaic devices. I suggested a new electron acceptor copolymer consisting of the naphthalene diimide (NDI) unit and the newly designed donor unit (2,5-difluoro-1,4-phenylene)bis(ethene-2,1-diyl))dithiophene (FPVT) for all-polymer solar cells (all-PSCs). Most NDI-based polymers form a large crystal domain through the strong intermolecular interaction, resulting in low intermixing with donor polymers that cause large-scale phase separation in all-polymer blend films, while the new acceptor polymer with twisted, nonplanar 3D conformation improved compatibility and morphology of the donor/acceptor polymer blend. FPVT unit is highly planar, which causes distortion with NDI unit in terms of overall copolymer structure. Moreover, FPVT unit forms inter-junctions between the polymer chains through dipole-dipole interaction induced by fluorine, improving the chain inter-connectivity to secure better charge transport pathway. PNDI-FPVT showed enhanced power conversion efficiency (PCE) of the all-PSCs compared to that of conventional PNDI-T2. Unlike a conventional NDI-based copolymer containing T2 unit, a bicontinuous interpenetrating morphology without large-scale phase separation and an enhanced π–π stacking with face-on orientation are found in the PNDI-FPVT blended films. These morphology changes may improve the charge carrier extraction and charge transport between D/A interfaces to achieve an increase in the photovoltaic performance of all-PSCs

Green-Processable and Dopant-Free Semiconducting Polymers with Asymmetric Structure and Application to Hole-Transporting Materials

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The effect of intake air preheating on combustion and exhaust characteristics in a HCCI engine

A diesel-fueled homogeneous charge compression ignition (HCCI) combustion technique with the intake air preheating has been investigated in a single cylinder optical engine. Difficulty in vaporization of a diesel fuel is the main source of low power density of HCCI engine. The auxiliary heating of the intake air could be a solution of this problem. The fuel injection strategy was widely applied. First, the single injection was executed in an extremely early timing as the intake air temperature was varied. A two-stage injection strategy was also applied as the main injection to achieve premixing with air and the second injection to promote the ignition. The optimal timing of the main injection was suggested from the result of combustion images. The optimal second injection timing was also suggested with variation of an intake air temperature. Results showed that the heat release was increased but the ignition timing was advanced as intake air was preheated. The main injection timing should be advanced earlier than BTDC 100°CA for non-luminous combustion. The second injection timing should be advanced as the ignition timing with high intake air temperature was advanced for maintaining ignition promotion.본 연구는 국가지정연구실(NRL) 사업과 현대 자동차의 연구비 지원에 의해 수행되었습니다