선로결합에 의한 쌍방향 능동 위상차 배열 안테나의 동작특성 향상

최영규,김기래,Choi, Young-Kyu,Kim, Ki-Rae 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.3

쌍방향 선로결합형 위상차 배열 발진기 결합계를 구성하고, (1) 쌍방향 주파수제어 방식, (2) 단방향 주파수 제어방식, (3) 쌍방향 주입위상 제어방식 등 3가지 방식에 대하여 구동실험을 하였다. 시험 제작한 발진기에 구형 패치 안테나를 부착하여 2요소 능동안테나를 제작, 안테나 사이를 전송선로로 결합하여 어레이를 구성하고 결합 위상과 전송선로 길이와의 관계를 측정하였다. 전송선로로 결합된 능동 위상차 배열안테나의 주사각도에 따른 방사전력을 측정한 결과, (1)의 방식에서 빔의 방사방향은 약$-9.8^{\circ}$에서 $+9.8^{\circ}$까지 $19.6^{\circ}R, 위상차는 $-0.31{\pi}$에서 $-0.36{\pi}$까지 (2)의 방식에서 빔의 방사방향은 약 $-3.8^{\circ}$에서 $+17^{\circ}$까지 $20.8^{\circ}$, 위상차는 $-0.085{\pi}$에서 $-0.65{\pi}$까지, (3)의 방식에서 빔의 방사방향은 약 $-17^{\circ}$에서 $+16^{\circ}$까지 $33^{\circ}$, 위상차는 $-0.63{\pi}$에서 $-0.59{\pi}$까지 변하여 모두 위상차 배열동작이 가능함을 확인하였다. In order to increase the coupling efficiency of the power and phase of the active phase array antenna, we have fabricated the active phased-array antenna which is coupled by the transmission line, and investigated the relationship between the length of the coupling transmission line and coupling power and phase. The following three types of driving method - (1) giving the frequency difference between the two active antenna, (2) applying the input signal to the one side of the two antennas, and changing the eigen frequency of the other side antenna, (3) appling the different phase inputs to the active antennas was investigated. The experimental results showed that the interval of the antenna elements has not affected the power and the phase of the antenna.

제한조건을 갖는 이동로봇의 유전알고리즘에 의한 예측제어

최영규,박진현,Choi, Young-Kiu,Park, Jin-Hyun 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.1

예측제어는 제어대상의 예측모델을 이용하여 기준명령과 상태의 미래 오차를 예측하고 최소화시키는 현재 입력을 구하며, 상태와 입력의 제한조건도 고려할 수 있는 매우 실용적인 방법이다. 이동로봇에 대해 예측제어가 적용된 연구들이 있었으나 제어성능을 결정하는 여러 제어 파라미터들이 임의로 지정됨에 따라 성능이 최적화되지 못하였다. 본 논문에서 입력제한조건을 갖는 이동로봇의 궤적추종 예측제어에 유전알고리즘을 적용하여 제어 파라미터 튜닝을 통해 궤적추종오차를 최소화하며, 입력의 제한조건을 반영하기 위해서 quadratic programming을 Hildreth 방법을 적용한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 방법의 우수성을 기존 방법과 비교하여 확인한다. Predictive control is a very practical method that obtain the current input that minimizes the future errors of the reference command and state by use of the predictive model of the controlled object, and can also consider the constraints of the state and input. Although there have been studies in which predictive control is applied to mobile robots, performance has not been optimized as various control parameters for determining control performance have been arbitrarily specified. In this paper, we apply the genetic algorithm to the trajectory tracking control of a mobile robot with input constraints in order to minimize the trajectory tracking errors through control parameter tuning, and apply the quadratic programming Hildreth method to reflect the input constraints. Through the computer simulation, the superiority of the proposed method is confirmed by comparing with the existing method.

Parameter Optimization of Controllers for Forward Converters Using Genetic Algorithms

최영규,우동영,박진현,Choi, Young-Kiu,Woo, Dong-Young,Park, Jin-Hyun The Korea Institute of Information and Commucation 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.1

포워드 컨버터는 광범위하게 사용되는 파워공급기 중의 하나이다. 본 논문은 부하가 다양하게 변동하는 환경에서 출력 전압의 변동을 최소화하는 포워드 컨버터의 최적회로 소자 값을 구하기 위한 파라메터 동조방법을 제시한다. 위상여유의 개념을 사용하는 기존의 방법은 최적의 위상여유를 통해 출력 전압 응답에서 부분적인 성능 개선이 이루어지도록 확장되었다. 이를 위해서 위상여유를 동조 파라메터로 두고 유전자 알고리즘을 사용하여 최적화하였다. 다음으로 회로 소자 값들을 동조 파라메터로 직접 선택하고, 역시 유전자 알고리즘으로 최적화하여 포워드 컨버터의 출력 전압 제어에서 매우 개선된 성능을 갖도록 하였다. The forward convener is one of power supplies used widely. This paper presents parameter tuning methods to obtain optimal circuit element values for the forward converter to minimize the output voltage variation under various load changing environments. The conventional method using the concept of the phase margin is extended to have optimal phase margin that gives slightly improved performance in the output voltage response. For this, the phase margin becomes the tuning parameter and is optimized with the genetic algorithm. Next, the circuit element values are directly chosen as the tuning parameters and also optimized using the genetic algorithm to have very improved performance in the output voltage control of the forward converter.

지역적 이진패턴을 이용한 2차원 바코드 검출 알고리즘

최영규,Choi, Young-Kyu 한국반도체디스플레이기술학회 2009 반도체디스플레이기술학회지 Vol.8 No.2

To increase the data capacity of one-dimensional symbology, 2D barcodes have been proposed a decade ago. In this paper, a new 2D barcode detection algorithm based on Local Binary Pattern is presented. To locate 2D barcode symbols, a texture analysis scheme based on the Local Binary Pattern is adopted, and a gray-scale projection with sub-pixel operation is utilized to separate the symbol precisely from the input image. Finally, the segmented symbol is normalized using the inverse perspective transformation for the decoding process. The proposed method ensures high performances under various lighting/printing conditions and strong perspective deformations. Experiments show that our method is very robust and efficient in detecting the symbol area for the various types of 2D barcodes.

신경회로망을 이용한 선박의 최단시간 궤적제어

최영규,박진현,Choi, Young-Kiu,Park, Jin-Hyun 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.1

위치에 따라 변화하는 해류가 있는 해상에서 선박이 일정속도로 움직이면서 진행각도를 제어하여 특정목표점에 최단시간으로 도착하고자 한다. 이러한 문제는 Zermelo의 항해문제라고 불리고 있으며 calculus of variation에 의해 최단시간제어의 근사해를 구할 수 있지만 매우 복잡한 비선형방정식의 역관계를 테이블 형태로 이용하여야 하므로 그 정확도가 높지 않다. 본 논문에서는 이러한 근사해의 정확도를 높이기 위해 신경회로망을 이용하여 비선형 방정식의 역관계식을 표현하였고, 신경회로망의 보간 기능으로 인해 높은 정확도의 최단시간제어가 가능하였다. 여러 가지 항해 상황에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 본 논문에서 제안한 방법이 기존의 방법보다 우수함을 확인할 수 있었다. A ship is intended to reach a specified target point in the minimum-time when it travels with a constant speed through a region of strong currents and its heading angle is the control variable. This is called the Zermelo's navigation problem. Its approximate solution for the minimum-time control may be found using the calculus of variation. However, the accuracy of its approximate solution is not high since the solution is based on a table form of inverse relations for some complicated nonlinear equations. To enhance the accuracy, this paper employs the neural network to represent the inverse relation of the complicated nonlinear equations. The accurate minimum-time control is possible with the interpolation property of the neural network. Through the computer simulation study we have found that the proposed method is superior to the conventional ones.

육각화소 기반의 지역적 이진패턴을 이용한 배경제거 알고리즘

최영규,Choi, Young-Kyu 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지B Vol.15 No.6

동영상에서의 배경제거는 다양한 실시간 머신 비젼 응용에서 매우 중요한 단계이다. 본 논문에서는 이러한 배경제거를 위한 육각화소 기반의 새로운 접근 방법을 제안한다. 일반적으로 육각형 샘플링 영상은 양자화 오차가 적으며, 이웃화소의 연결성 정의를 크게 개선한다고 알려져 있는데, 제안된 방법은 비매개변수형 배경제거 방법의 하나인 지역적 이진패턴 기반 알고리즘에 이러한 육각 샘플링 영상을 적용하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 지역적 이진패턴의 추출과정에서 필요한 쌍선형 보간을 없애고 계산량을 줄일 수 있었다. 실험을 통해 이러한 육각화소의 적용이 배경제거 분야에 매우 효율적으로 적용될 수 있음을 확인할 수 있었다. Background subtraction from video data is one of the most important task in various realtime machine vision applications. In this paper, a new scheme for background subtraction based on the hexagonal pixel sampling is proposed. Generally it has been found that hexagonal spatial sampling yields smaller quantization errors and remarkably improves the understanding of connectivity. We try to apply the hexagonally sampled image to the LBP based non-parametric background subtraction algorithm. Our scheme makes it possible to omit the bilinear pixel interpolation step during the local binary pattern generation process, and, consequently, can reduce the computation time. Experimental results revealed that our approach based on hexagonal spatial sampling is very efficient and can be utilized in various background subtraction applications.

경사감소학습을 이용한 이동로봇의 적응 PD 제어 방법

최영규,박진현,Choi, Young-Kiu,Park, Jin-Hyun 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.9

이동로봇은 유연한 생산시스템이 필요한 산업현장에서 유용하게 사용된다. 이동로봇이 생산부품과 같은 기계적 부하를 싣고 정해진 경로를 따라 정확히 이동하여야 하며 통상 기구학적 제어기가 사용되고 있다. 그러나 부하가 매우 크고 비선형 마찰도 클 경우, 기구학적 제어기로 만족할 만한 제어성능을 기대할 수 없어서 동적 제어기가 연구되고 있다. 기존의 동적 제어기는 부하의 무게와 위치를 정확히 알아야 한다는 조건이 있다. 그러나 실제 기계적 부하는 빈번히 변하고 정확히 알 수 없으므로 기존의 동적제어기 성능에 한계가 있다. 따라서 기계적 부하를 정확히 알지 못해도 이동로봇의 동적제어가 작동하도록 경사감소학습을 이용하여 적응 PD 제어 방법을 본 논문에서 제안하였다. 여러 가지 부하 변동 조건하에서 다양하게 시뮬레이션 하여 본 논문의 적응 PD 제어 방법이 기존의 방법보다 폭넓은 수렴영역을 가지고 있음을 확인하였다. Mobile robots are effectively used in industrial fields that require flexible manufacturing systems. Mobile robots have to move with mechanical loads such as product parts along the specified paths, and are usually equipped with kinematic controllers. When the loads and nonlinear frictions are too high, satisfactory control performances can not be expected with the kinematic controllers, so some dynamic controllers have been developed. Conventional dynamic controllers require the exact weights and locations of the loads; however, the loads are frequently changed and unknown so that the control performances of the conventional controllers are limited. This paper proposes an adaptive PD control method using gradient descent learning to have sufficient dynamic control performance for unknown loads. Simulation studies have been conducted for various load conditions to verify that the adaptive PD control method have much broader convergence region than the convention method.

블록 명암대비와 프로젝션에 기반한 2차원 바코드 검출 알고리즘

최영규,Choi, Young-Kyu 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지B Vol.15 No.4

일차원 심벌의 데이터 용량 문제를 극복하기 위하여 십 여년 전에 2차원 바코드가 처음으로 소개되었다. 본 논문에서는 그레이 영상에서부터 2차원 바코드 영역을 검출하기 위한 알고리즘을 제안하는데, 특히 손에 들고 사용하는 2D 바코드 인식 시스템에 탑재를 목표로 한다. 제안된 방법에서는 먼저 영상 내 2차원 바코드의 대략적인 위치를 검출하기 위해 블록 명암대비를 바탕으로 한 후보블록 기준을 정의하고, 관심영역으로부터 바코드 영역을 정확히 분리하기 위해 그레이 스케일 프로젝션과 부 화소 처리를 사용한다. 마지막으로 분리된 바코드 영역은 이어지는 디코딩 단계를 위해 역 투시변환을 통해 정규화 된다. 본 논문에서는 QR-코드에 대한 디코딩을 위한 후처리 과정도 소개한다. 제안된 방법은 다양한 조명상태나 인쇄상태 및 투시변환에 의해 영상에 강한 왜곡이 있는 경우에도 좋은 성능을 나타낸다. 실험을 통해 제안된 방법이실시간으로 다양한 종류의 2차원 바코드에 대한 코드영역을 안정적이고 효과적으로 추출해 주는 것을 알 수 있었다. In an effort to increase the data capacity of one-dimensional symbology, 2D barcodes have been proposed a decade ago. In this paper, we present an effective 2D barcode detection algorithm from gray-level images, especially for the handheld 2D barcode recognition system. To locate the symbol inside the image, a criteria based on the block contrast is adopted, and a gray-scale projection with sub-pixel operation is utilized to segment the symbol precisely from the region of interest(ROI). Finally, the segmented ROI is normalized using the inverse perspective transformation for the following decoding processes. We also introduce the post-processing steps for decoding the QR-code. The proposed method ensures high performances under various lighting/printing conditions and strong perspective deformations. Experiments shows that our method is very robust and efficient in detecting the code area for the various types of 2D barcodes in real time.

대각선형 지역적 이진패턴을 이용한 성별 분류 방법에 대한 연구

최영규,이영무,Choi, Young-Kyu,Lee, Young-Moo 한국반도체디스플레이기술학회 2009 반도체디스플레이기술학회지 Vol.8 No.3

Local Binary Pattern (LBP) is becoming a popular tool for various machine vision applications such as face recognition, classification and background subtraction. In this paper, we propose a new extension of LBP, called the Diagonal LBP (DLBP), to handle the image-based gender classification problem arise in interactive display systems. Instead of comparing neighbor pixels with the center pixel, DLBP generates codes by comparing a neighbor pixel with the diagonal pixel (the neighbor pixel in the opposite side). It can reduce by half the code length of LBP and consequently, can improve the computation complexity. The Support Vector Machine is utilized as the gender classifier, and the texture profile based on DLBP is adopted as the feature vector. Experimental results revealed that our approach based on the diagonal LPB is very efficient and can be utilized in various real-time pattern classification applications.

신경회로망에 의한 Brachistochrone 최소시간 궤적제어

최영규,박진현,Choi, Young-Kiu,Park, Jin-Hyun 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.12

Brachistochrone 문제는 중력장내의 수직평면에 존재하는 임의의 두점을 연결하는 곡선경로를 따라 bead가 움직일 때에 가장 빠른 곡선경로를 구하는 것이며, calculus of variation에 의해 최단시간제어량을 구할 수 있지만 매우 복잡한 비선형방정식의 역관계를 테이블 형태로 구해야 하므로 그 정확도가 높지 않다. 본 논문에서는 이러한 근사해의 정확도를 높이기 위해 신경회로망을 이용하여 비선형방정식의 역관계식을 표현하였고, 신경회로망의 보간 기능으로 인해 높은 정확도의 최단시간제어가 가능하였다. 여러 가지 최종목표점에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 본 논문에서 제안한 방법이 기존의 방법보다 우수함을 확인할 수 있었다. A bead is intended to reach a specified target point in the minimum-time when it travels along a certain curve on a vertical plane with the gravity. This is called the brachistochrone problem. Its minimum-time control input may be found using the calculus of variation. However, the accuracy of its minimum-time control input is not high since the solution of the control input is based on a table form of inverse relations for some complicated nonlinear equations. To enhance the accuracy, this paper employs the neural network to represent the inverse relation of the complicated nonlinear equations. The accurate minimum-time control is possible with the interpolation property of the neural network. For various final target points, we have found that the proposed method is superior to the conventional ones through the computer simulations.