입력 포화가 존재하는 다중 에이전트 시스템을 위한 PI기반의 봉쇄제어

임영훈,탁한호,강신출,Lim, Young-Hun,Tack, Han-Ho,Kang, Shin-Chul 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.1

본 논문에서는 입력 포화가 존재하는 다중 에이전트 시스템의 봉쇄제어 문제를 다룬다. 봉쇄제어의 목표는 추종 에이전트들을 리더 에이전트들에 의해 형성된 convex hull 안으로 몰아넣음으로써 군집 행동을 얻는 것이다. 본 논문에서는 일정한 속도로 움직이는 리더 에이전트들을 고려한다. 움직이는 리더들을 고려한 봉쇄 문제를 해결하기 위하여 PI기반의 분산제어 알고리즘을 제안한다. 다음으로 추종 에이전트들의 목표 위치로의 수렴성을 해석한다. 구체적으로 포화 비선형성을 고려하기 위하여 적분 형태의 리아프노프 함수를 적용한다. 그리고 Lasalle's Invariance Principle을 기반으로 임의의 상수 이득들에 대하여 오차 상태들의 점근적 수렴성을 보인다. 마지막으로 고정된 리더들과 일정한 속도로 움직이는 리더들을 고려한 시뮬레이션을 진행하여 이론적 결과를 검증하였다. This paper discusses the containment control problem for multi-agent systems with input saturations. The goal of the containment control is to obtain swarming behavior by driving follower agents into the convex hull which is spanned by multiple leader agents. This paper considers multiple leader agents moving at the same constant speed. Then, to solve the containment problem for moving leaders, we propose a PI-based distributed control algorithm. We next analyze the convergence of follower agents to the desired positions. Specifically, we apply the integral-type Lyapunov function to take into account the saturation nonlinearity. Then, based on Lasalle's Invariance Principle, we show that the asymptotic convergence of error states to zero for any positive constant gains. Finally, numerical examples with the static and moving leaders are provided to validate the theoretical results.

MPEG-4 AVC를 위한 고속 다해상도 움직임 추정기의 하드웨어 구현

임영훈,정용진,Lim Young-hun,Jeong Yong-jin 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.11C

본 논문에서는 다해상도 움직임 추정 알고리즘을 이용하여 모션 리터를 검색하는 고속 다해상도 움직임 추정기에 대한 하드웨어 구조를 제안한다. 동영상 압축기술인 MPEG-4 AVC 전체 구성 중에서 핵심 부분인 움직임 추정 모듈을 하드웨어로 설계하기 위하여 기본적인 구조를 구성하고 높은 화질로 실시간 부호화를 할 수 있도록 고속 움직임 검색을 위해 특수하게 설계된 램 구주 메모리 공유, 4화소x4화소 Motion Vector 추출 등과 같은 기술들을 사용하여 전체 움직임 검색기를 구현하였다. 구현된 전체 모듈은 Altera(사)의 Excalibur 디바이스를 이용한 FPGA 구성을 통해 검증하고 최종적으로 Samsung STD130 0.18um CMOS Cell Library를 이용하며 합성 및 검증을 하였다. 이렇게 검증된 구조의 성능은 ASIC으로 구현할 경우 최대 동작 주파수가 약 140MHz이며 QCIF(176화소x144화소) 사이즈 기준으로 초당 약 1100프레임, 4CIF(704화소x576화구 사이즈 기준으로 초당 약 70프레임의 움직임을 검색할 수 있다 본 성능은 하드웨어 기반의 MPEG-4 AVC 실시간 부호화기를 설계하기에 적합한 구조임을 보여준다. In this paper, we propose an advanced hardware architecture for fast multi-resolution motion estimation of the video coding standard MPEG-1,2 and MPEG-4 AVC. We describe the algorithm and derive hardware architecture emphasizing the importance of area for low cost and fast operation by using the shared memory, the special ram architecture, the motion vector for 4 pixel x 4 pixel, the spiral search and so on. The proposed architecture has been verified by ARM-interfaced emulation board using Excalibur Altera FPGA and also by ASIC synthesis using Samsung 0.18 m CMOS cell library. The ASIC synthesis result shows that the proposed hardware can operate at 140 MHz, processing more than 1,100 QCIF video frames or 70 4CIF video frames per second. The hardware is going to be used as a core module when implementing a complete MPEG-4 AVC video encoder ASIC for real-time multimedia application.

MPEG-4 AVC를 위한 고속 인터 예측기의 하드웨어 구현

임영훈,이대준,정용진,Lim Young hun,Lee Dae joon,Jeong Yong jin 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.3C

본 논문에서는 MPEG-4 AVC 부호화기를 위한 고속 인터 예측기에 대한 하드웨어 구조를 제안한다. 동영상 압축기술인 MPEG-4 AVC 부호화기의 전체 구성 중에서 핵심 부분인 인터 예측기를 1/4화소 단위로 움직임 추정을 수행 할 수 있도록 하드웨어 구조를 설계하였으며 이를 위해 블록 조각화, 움직임 추정, 움직임 보정의 기본적인 구조를 구성하고 실시간 동영상 부호화를 할 수 있도록 인터 메모리와 1/4화소 단위 고속 블록 계산기 등을 이용하였다. 구현된 전체 모듈은 Altera Excalibur 디바이스와 Xilinx Virtex2 디바이스를 이용한 FPGA 구성을 통해 검증하고 삼성 STD130 0.18um CMOS Cell Library를 이용하여 합성 및 검증을 하였다. 이렇게 검증된 구조의 성능은 ASIC으로 구현할 경우 최대 동작 주파수가 약 62.5MHz이며 성능은 QCIF크기의 영상데이터를 기준으로 초당 약 88프레임의 인터예측을 수행할 수 있다. 본 성능은 하드웨어 기반의 MPEG-4 AVC 실시간 부호화기를 설계하기에 적합한 구조임을 보여준다. In this paper, we propose an advanced hardware architecture for the fast inter prediction engine of the video coding standard MPEG-4 AVC. We describe the algorithm and derive the hardware architecture emphasizing and real time operation of the quarter_pel based motion estimation. The fast inter prediction engine is composed of block segmentation, motion estimation, motion compensation, and the fast quarter_pel calculator. The proposed architecture has been verified by ARM-interfaced emulation board using Excalibur & Virtex2 FPGA, and also by synthesis on Samsung 0.18 um CMOS technology. The synthesis result shows that the proposed hardware can operate at 62.5MHz. In this case, it can process about 88 QCIF video frames per second. The hardware is being used as a core module when implementing a complete MPEG-4 AVC video encoder chip for real-time multimedia application.

입력 포화를 갖는 2차 다중 에이전트 시스템들을 위한 PI 기반 일치 제어

임영훈(Young-hun Lim),이광석(Gwang-Seok Lee) 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 Vol.23 No.2

본 논문에서는 입력 포화를 갖는 2차 다중 에이전트 시스템의 일치 제어를 위하여 PI 제어 알고리즘을 기반으로 분산 제어 알고리즘을 제안한다. 입력 포화의 존재로 인하여 에이전트 시스템은 비선형성을 포함하게 된다. 이러한 비선형성을 고려한 해석을 위해 적분 형태의 리아프노프 함수를 적용하였고, 리아프노프 안정성 이론을 기반으로 일치를 달성하기 위한 제어 이득의 조건을 분석하였다. 마지막으로 시뮬레이션을 통하여 제안된 제어기의 유효성을 평가하였다. This paper proposes the distributed PI-based consensus algorithm for second-order multi-agent systems with input saturations. Due to the existence of the input saturations, the agent systems contain a nonlinearity. Then, we apply the integral-type Lyapunov function to handle the nonlinearity and analyze the conditions of control gains to achieve the consensus based on the Lyapunov stability theory. Finally, a numerical example is given to evaluate the effectiveness of the proposed algorithm.

광산업체 입지와 사업네트워크 특성으로 본 광산업의 지역적 성장에 관한 연구

임영훈 ( Young Hun Lim ) 한국경제지리학회 2011 한국경제지리학회지 Vol.14 No.4

본 연구는 신산업으로서 광산업(photonics industry)과 광주 광산업 집적지의 성장에 관심을 두고 국내 광산업 성장의 지역적 특성을 탐구하였다. 연구를 위해 광산업 성장의 행위주체 기반이 되는 광산업체와의 심층면담을 토대로 광산업체의 입지와 사업네트워크를 살펴보았다. 이를 통해 신산업인 광산업의 성장과 함께 광산업을 전략산업으로 육성하고자 하는 지역산업육성정책의 의미를 되짚어보고자 했다. 연구 결과, 시장과 정책의 이점으로 대비되는 수도권과 광주에서 광산업의 차별적 성장을 관찰할 수 있었다. 광산업을 육성하려는 광주의 지역산업육성정책은 다양한 지역주체들의 공감대 형성, 산업발전의 원천이 될 모멘텀과 다양성 부여의 측면에서 의미를 갖는다고 보겠다. Focusing on the photonics industry as a new one and the photonics industry agglomeration in Gwangju, this study investigated the regional characteristics of the photonics industry`s growth. To analyze the location and business network of photonics firms as foundation of industrial growth, in-depth interviews were conducted. It also aimed to review the meanings of regional policy to promote a strategic industry. As a result, it founded the differential growth of the photonics industry in the Capital region(with a market advantage) and Gwangju(with a policy advantage). Gwangju`s regional policy had an importance that it formed a regional consensus and increased the momentum and variety to drive regional industrial development.

입력포화가 존재하는 다중 에이전트 시스템의 일치를 위한 이종제어

임영훈(Young-Hun Lim) 한국정보전자통신기술학회 2021 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.14 No.4

본 논문은 입력포화가 존재하는 다중 에이전트 시스템의 일치 문제를 연구한다. 일치 제어의 목표는 에이전트들이 정보교환을 통하여 그룹의 목표 상태로 일치되도록 함으로써 다중 에이전트 시스템의 군집 행동을 얻는 것이다. 본 논문에서는 입력포화가 존재하는 1차 역학에 의해 모델링된 에이전트 시스템들을 고려한다. 에이전트들의 전역적인 수렴성 보장을 위하여 에이전트들이 안정하다는 가정을 한다. 또한, 외란을 고려하여 일치를 달성하기 위한 PI(비례-적분) 기반의 이종 제어기법을 제안한다. 즉, 제안된 P제어기와 I제어기는 서로 다른 정보 네트워크로 구성된다. 다음으로 리아프노프 안정성 이론과 라살레 불변 법칙을 적용하여 일치를 달성하기 위한 P, I 제어기의 정보 네트워크 구성과 제어이득의 조건을 조사한다. 마지막으로 이론적 결과를 검증하기 위하여 시뮬레이션을 수행한다. In this paper, we study the consensus problem for multi-agent systems with input saturations. The goal of consensus is to achieve a swarming behavior of multi-agent systems by reaching the agreement through information exchange. This paper considers agents modeled by first-order dynamics with input saturations. In order to guarantee the global convergence of the agents, it is assumed that the agents are stable. Moreover, considering the disturbances, we propose the PI based duplex control method to achieve the consensus. The proposed P controller and I controller are composed of different information network. Then, we investigate the conditions of the information networks and the control gains of P, I controllers to achieve the consensus applying the Lyapunov stability theorem and the Lasalle’s Invariance Principle. Finally, we conduct the simulations to validate the theoretical results.

하드웨어 기반의 H.264/JVT 변환 및 양자화 구현

임영훈(Young-hun Lim),정용진(Yong-Jin Jeong) 대한전자공학회 2003 대한전자공학회 학술대회 Vol.2003 No.11

한국 광산업(光産業) 기술지식 창출의 공간구조

임영훈(Young Hun Lim),박삼옥(Sam Ock Park) 대한지리학회 2009 대한지리학회지 Vol.44 No.3

본 연구는 국내 광산업 기술지식 창출의 공간구조를 살펴보는데 목적을 둔다. 지식창출의 대리지표로서 특허데이터를 활용하였으며, 키워드를 이용하여 1996~2007년 사이에 출원된 광산업 등록특허를 대상으로 했다. 미국특허상표청에 등록된 광산업 특허는 한국이 대만과 더불어 광산업 분야의 후발주자로서 급속히 성장하고 있음을 보여주었다. 한국특허청에 등록된 광산업 특허는 단독특허와 공동특허로 구분하여 살펴보았다. 단독특허의 경우, 광산업 기술지식이 서울, 수원, 대전에 상당히 편중되어 창출되고 있지만 편중 정도는 점차 완화되고 있음을 보여주었다. 공동특허의 경우도 상기된 지역들이 대체로 중심적인 위치를 차지하지만, 지역 간 군집과 연결 양상은 시기별로 상이했다. 공동특허에 참여하는 주체가 다양해진데 기인하며 정보통신 인프라 개선, 광산업 육성, 산학협력 촉진과 같은 정책적 영향이 주요했던 것으로 보인다. The purpose of this study is to investigate the spatial structure of the production of technological knowledge in the Korean photonics industry. Patent data were used as a proxy of knowledge production. The data were gathered by keywords among the registered patents which were applied from 1996 to 2007. The photonics industry patents registered at United States Patent Trademark Office(USPTO) show that Korea and Taiwan, as a latecomer, have rapidly increased. The photonics industry patents registered at Korean Intellectual Property Office(KIPO) were analyzed by type of application: single-applicant and co-applicant patents. The analysis of singleapplicant patents shows that technological knowledge in the Korean photonics industry has been produced mainly in Seoul, Suwon, and Daejeon. The degree of spatial bias, however, has been slightly decreased during the study period. Above-mentioned regions are also main centers in the analysis of co-applicant patents, but the forms of inter-regional cluster and network are different over time. It is because agents participating in co-applicant patents are diverse and increased. Furthermore, it seems that policies, such as the improvement of the infrastructure of ICT, the promotion of the photonics industry and the industry-university-institute collaboration, are very influential.

광주 광(光)산업 집적지의 형성과 그 특성

임영훈 ( Young Hun Lim ),박삼옥 ( Sam Ock Park ) 한국경제지리학회 2006 한국경제지리학회지 Vol.9 No.3

상호작용 비선형성이 있는 다중 리더와 단일 추종자를 위한 일치 기반의 협력 제어

탁한호,임영훈,Tack, Han-Ho,Lim, Young-Hun 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.11

본 논문에서는 상호작용을 갖는 다중 리더들과 단일 추종자를 위한 협력 제어 문제를 고려한다. 리더들은 제어 가능하고, 추종자는 모든 리더들과 상호작용을 갖고 상호작용에 의하여 제어된다. 따라서 리더들을 제어함으로써 일치를 달성하는 협력 제어문제를 연구한다. 리더들과 추종자는 각 일차 적분기와 이차 적분기로 모델링되고 상호작용에 비선형성이 존재한다고 가정한다. 리더들은 추종자 사이의 상호작용만을 측정할 수 있고 이웃한 리더들과 측정된 정보를 교환할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 측정된 상호작용에 대한 정보와 속도 일치를 위한 가상의 속도 변수에 대한 정보교환을 이용하여 일치 기반의 협력 제어 알고리즘을 제안한다. 라살레 불변의 법칙을 기반으로 에이전트들의 공통 상태로의 수렴을 해석한다. 마지막으로 이론적 결과들을 검증하기 위하여 수치적 예제를 제공한다. This paper considers the cooperative control problem for multiple leaders and a single follower with interactions. The leaders are controllable, and the follower has interactions with all leaders and is controlled by the interactions. Then, we study the cooperative control problem that achieves the consensus by controlling the leaders. The leaders and the follower are modeled by the single-integrator and the double-integrator, respectively, and it is assumed that the interactions have the nonlinearities. The leaders can estimate the interaction between the follower and exchange the estimated information with neighbors. Then, this paper proposes the consensus-based cooperative control algorithm using the information exchange of the estimated interactions and the virtual velocity variables to achieve the velocity consensus. We analyze the convergence of the agents to the common state based on the Lasalle's Invaraince Principle. Finally, we provide the numerical example to validate the theoretical results.