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mmWave 레이더 기반 사람 행동 인식 딥러닝 모델의 경량화와 자원 효율성을 위한 하이퍼파라미터 최적화 기법
강지헌,Jiheon Kang 대한임베디드공학회 2023 대한임베디드공학회논문지 Vol.18 No.6
In this study, we proposed a method for hyperparameter optimization in the building and training of a deep learning model designed to process point cloud data collected by a millimeter-wave radar system. The primary aim of this study is to facilitate the deployment of a baseline model in resource-constrained IoT devices. We evaluated a RadHAR baseline deep learning model trained on a public dataset composed of point clouds representing five distinct human activities. Additionally, we introduced a coarse-to-fine hyperparameter optimization procedure, showing substantial potential to enhance model efficiency without compromising predictive performance. Experimental results show the feasibility of significantly reducing model size without adversely impacting performance. Specifically, the optimized model demonstrated a 3.3% improvement in classification accuracy despite a 16.8% reduction in number of parameters compared th the baseline model. In conclusion, this research offers valuable insights for the development of deep learning models for resource-constrained IoT devices, underscoring the potential of hyperparameter optimization and model size reduction strategies. This work contributes to enhancing the practicality and usability of deep learning models in real-world environments, where high levels of accuracy and efficiency in data processing and classification tasks are required.
IoT 빅데이터 수집을 위한 IP기반 이기종 네트워크 인터페이스 연동 게이트웨이
강지헌,Kang, Jiheon 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.2
최근 스마트 홈, 스마트 보안, 스마트 팩토리 등 IoT 환경에서 생성, 수집, 계측되는 데이터의 종류 및 양이 증가하고 있다. IoT 서비스를 위한 요소기술에는 원하는 정보를 측정하기 위한 센서 장치, 해당 장치를 컨트롤할 수 있는 임베디드 소프트웨어, 측정된 데이터를 송수신할 수 있는 네트워크 프로토콜, 수집된 데이터를 분석/저장할 수 있는 빅데이터 및 인공지능 기술이 필수적이다. 본 논문에서는 다양한 IoT 장치에서 활용되고 있는 다양한 네트워크 프로토콜을 하나의 통합된 장치에서 처리할 수 있는 장치 개발에 초점을 맞추고 있으며, 이를 실현하기 위한 이기종 네트워크 인터페이스 IoT 게이트웨이를 제안한다. OpenWrt 기반의 유무선 공유기를 활용하였으며, 무선 센서 네트워크 프로토콜의 IP기반 통신을 위해 6LoWPAN 스택을 이용하여 BLE와 IEEE 802.15.4 통신 모듈을 연동하였고, 자체 개발한 파이썬 기반 미들웨어를 이용하여 Z-Wave, LoRa 통신 모듈에서 송수신 되는 패킷을 IP 패킷을 변환하여 전송하는 기능을 개발하였다. 개발된 IoT 게이트웨이가 IoT 빅데이터를 효과적으로 수집할 수 있는 장치로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. Recently, the types and amount of data generated, collected, and measured in IoT such as smart home, security, and factory are increasing. The technologies for IoT service include sensor devices to measure desired data, embedded software to control the devices such as signal processing, wireless network protocol to transmit and receive the measured data, and big data and AI-based analysis. In this paper, we focused on developing a gateway for interfacing heterogeneous sensor network protocols that are used in various IoT devices and propose a heterogeneous network interface IoT gateway. We utilized a OpenWrt-based wireless routers and used 6LoWAN stack for IP-based communication via BLE and IEEE 802.15.4 adapters. We developed a software to convert Z-Wave and LoRa packets into IP packet using our Python-based middleware. We expect the IoT gateway to be used as an effective device for collecting IoT big data.
드론 영상분석에서 객체 탐지를 위한 거리기반 앵커박스 선택 및 도자각 보정을 통한 객체 위치인식
강지헌(Jiheon Kang) 제어로봇시스템학회 2021 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.27 No.10
We proposed a method for selecting an anchor box that considers the distance and size of a real object and localizes the detected object through magnetic declination correction. Deep learning have interesting topic for image analysis to detect small objects in high-resolution images and objects not included in the training dataset. Thus, defining the size, aspect ratio, and the number of anchor boxes is important. This study describes a technique of adaptive anchor box selection, based on the pixel size of an image of a projected object located on the ground, through intrinsic and extrinsic camera parameters. We applied the pre-trained Darknet53 YOLOv4 model for object detection, as the backbone network, and fine-tuned a classifier to classify both human and vehicle classes using a custom dataset. In addition, we proposed a method to minimize the localization error by correcting magnetic declination when converting the pixel coordinates of the detected object into the global coordinate positions using the image-to-ground projection technique. The performance of the proposed design was validated using photos and videos recorded with DJI Mavic 2 Pro. Our proposed method achieved an enhancement of 13% - 43% for detecting small objects that were not included in the training dataset. A localization error of less than 9% was obtained up to 175 m - the distance between the drone and the object.
가속도계와 고정밀 GPS를 이용한 3차원 공간에서의 굴삭기 버킷 정밀 위치 추정
강지헌(Jiheon Kang),최평호(Pyung-Ho Choi),엄두섭(Doo-Seop Eom) 제어로봇시스템학회 2018 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.24 No.10
This paper describes a method for estimating the angle and position of each component of an excavator. In order to implement the guidance system in the excavator, two real-time kinematic (RTK) global positioning systems (GPSs) as well as pose and tilt sensors were used for precise pin-point estimation of bucket positioning. All devices except GSP well developed and calibrated by us. The sensor calibration procedures were presented in two parts before and after attaching the excavator. We have described three-dimensional global coordinate computation using the length and rotation angle of the body, arm, and bucket of the excavator. In addition, we have presented a method for the calculation of rotation according to the GSS receiver`s attachment error and the estimation of the bucket angle through the sensor attached to the guide link. The experiments were performed by a certified institution, and our proposed system achieved state-of-the-art positioning error of less than 1 cm.
안정적인 UAV 운영을 위한 GCS의 통신메시지의 암호화 제안
김병국,홍성화,강지헌,Kim, Byoung-Kug,Hong, Sung-Hwa,Kang, Jiheon 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.10
IoT(Internet of Things) 기술은 통신, 마이크로 프로세서 그리고 임베디드 소프트웨어 기술의 발전과 융합으로 인해 탄생 되었다. 그에 따른 응용 중 하나로 UAV(Unmanned Aerial Vehicle, 무인 항공기) 시스템에도 적용되고 있다. 운용상 유인용 항공기(manned aircraft)는 지상에 있는 관제 시스템을 통해 운항의 지시를 받아, 조종사가 직접 비행 기체를 제어하는 방식으로 운영되지만, UAV는 GCS(Ground Control System, 지상 제어시스템)를 통해 직접 비행 제어를 받는다. 따라서 UAV와 GCS 간의 통신을 위한 프로토콜로 개방형인 MAVLink (Macro Air Vehicle Link)가 주로 사용이 되고 있으나, 범용이고 공개적이다 보니 일부구간에서 제삼자에 의해 쉽게 노출되어 비행체의 상태 및 기타 제어 정보 등의 정보 보안에 취약하다. 본 제안은 UAV를 안전하게 운영하기 위한 GCS 내 통신메시지의 암호화 적용 방안을 제시한다. IoT (Internet of Things) emerges from various technologies such as communications, micro processors and embedded system and so on. The IoT has also been used to UAV (Unmanned Aerial Vehicle) system. In manned aircraft, a pilot and co-pilot should control FCS (Flight Control System) with FBW(Fly By Wire) system for flight operation. In contrast, the flight operation in UAV system is remotely and fully managed by GCS (Ground Control System) almost in real time. To make it possible the communication channel should be necessary between the UAV and the GCS. There are many protocols between two systems. Amongst them, MAVLink (Macro Air Vehicle Link) protocol is representatively used due to its open architecture. MAVLink does not define any securities itself, which results in high vulnerability from external attacks. This paper proposes the method to enhance data security in GCS network by applying cryptographic methods to the MAVLink messages in order to support safe UAV operations.
김룡(Kim Ryong),강지헌(JiHeon Kang),이지현(Lee Ji-hyun),주원균(WonKyun Joo),김영국(Young-Kuk Kim) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.2D
모바일 기기는 기존의 음성통화에서 다양한 네트워크 접속과 전자기기 기능들이 결합되어 무선 서비스와 보완적으로 발전하고 있다. 다양한 휴대 인터넷 환경의 출현은 기존 모바일 기기의 네트워크 접근을 보다 쉽게 해주고 있다. 또한 무선 환경을 사용하는 모바일 기기 사용자는 유선 환경보다 사용자 프로파일 정보를 쉽게 구할 수 있는 장점이 있으며, 모바일 기기는 혼자 사용하는 특징을 가지고 있다. 본 논문에서는 모바일 기기 사용자를 위한 모바일 음악 개인화 방법으로 협업 필터링 방법을 통한 음악추천과 다운로드 서비스 방법을 제안한다. 모바일 기기 사용자 프로파일 정보는 협업 필터링 방법을 통한 사용자 선호 음악 추천을 수행하고, 추천된 사용자 선호 음악은 모바일 기기로 다운로드 서비스를 수행한다. 추천을 통한 모바일 음악 다운로드 서비스는 모바일 기기 사용자로 하여금 무선 환경에 접속되어있을 때 사용자 취향에 맞는 음악을 미리 다운로드 해 둠으로써 사용자가 음악을 선택하여 모바일 기기로 다운로드 하는 시간을 줄여 줄 수 있다.