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이기종 영상 센서를 사용한 등검은말벌집 탐색 방법 연구
정유석 ( Yu-seok Jeong ),김동원 ( Dong Won Kim ),김수배 ( Su-bae Kim ),유승화 ( Seunghwa Yu ),최인찬 ( Inchan Choi ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2
외래 유입 종인 등검은말벌은 연간 1750억원 이상의 피해 및 방제 금액을 발생시키며, 양봉농가 피해 최소화를 위한 탐색, 제거, 방지 기술 개발이 필요하다. 본 논문에서는 드론으로 등검은말벌집을 효과적으로 탐색하기 위해 초분광, 적외선, 형광 등의 카메라 종류에 따른 데이터를 활용한 연구를 수행한다. 카메라 종류에 따른 나뭇잎, 나뭇가지, 말벌집, 토양의 다양한 특징 데이터를 얻은 후 이미지 프로세싱으로 강조 및 최소화 작업을 진행한다. 초분광 센서로 400~1,700nm까지 측정하고 주성분분석(PCA, Principal Component Analysis)을 활용하여 말벌집, 나뭇가지 및 잎을 분석하였다. 그 결과 PC2(Principal Component 2)에서 말벌집을 분류할 수 있었으나 분석을 위한 특정 파장을 찾기 어려웠다. 적외선 카메라는 말벌집 분류가 가능하지만 나뭇잎과 빛의 영향으로 데이터 변화가 크게 나타나 정확한 분류는 어렵다. 형광 카메라는 식물체 제거에 활용이 가능한 특징 데이터를 얻었고 가시광 카메라는 색상 표현 방식(RGB, HSV, YCrCB)과 색상 수치 조정을 통해 특징 데이터를 얻었지만 조광에 따라 나뭇잎과 등검은말벌집의 검출이 어려웠다. 결과적으로 카메라와 센서 종류에 따른 개별적 영상 데이터 이미지 프로세싱 방식은 등검은말벌집 검출이 어려웠다. 이에 따라 형광 카메라로 식물체를 제거한 영상, 다분광 카메라를 통한 식생지수 데이터를 통해 식물체와 토양 구분한 영상, 가시광 카메라 영상 등의 전체 특징 영상 데이터들의 정합으로 등검은말벌집은 강조하며 나머지 특징들은 최소화 하는 연구를 진행할 것이다.
정유석 ( Yu-seok Jeong ),전문석 ( Moon-seok Jeon ),김수배 ( Su-bae Kim ),김동원 ( Dong Won Kim ),유승화 ( Seunghwa Yu ),김경철 ( Kyung-chul Kim ),이시영 ( Siyuong Lee ),최인찬 ( Inchan Choi ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1
2003년 부산항으로 유입된 등검은말벌은 연간 1,750억원 이상의 피해 금액을 발생시킨다. 사람이 발견하기 힘든 높은 장소에 위치하여 탐색 및 방제가 어려워 탐색, 제거, 방지 기술 개발이 필요하다. 본 논문에서는 드론으로 획득한 영상에서 인공지능을 활용한 등검은말벌집 탐색 연구를 수행한다. 2021년 전라북도 부안군과 완주군 19곳에서 드론으로 수집한 데이터를 전처리하고 인공지능 학습에 사용하였다. 등검은말벌집 RGB 영상 데이터는 해발 65~150m에서 해상도 3840*2160, 초당 프레임 30으로 취득했다. 인공지능 학습은 11,830장 영상 데이터를 YoloV5로 학습하고, 테스트는 완주군 고산면에서 취득한 1분 36초의 동영상을 사용하였다. 정밀도(Precision)는 71.5%, 재현율(Recall)은 56.4%, 정확도(Accuracy)는 86.6% 결과를 얻을 수 있었다. 드론 영상에서 등검은말벌집과 유사하거나 비슷한 객체들이 인식되어 정밀도, 재현율, 정확도 성능이 낮게 측정되었다. 앞으로 성능 향상을 위해 추가 데이터 수집 및 인공지능 모델 개선, 이미지 전처리 방식 변화의 방법으로 오검출을 줄이는 연구를 진행할 것이다.
서식지 교란 및 민간인통제지역 해제에 의한 두루미와 재두루미의 핵심서식지 변화
유승화 ( Seunghwa Yoo ),정화영 ( Hwayoung Jung ),김경순 ( Kyoungsoon Kim ),유동수 ( Dong Su Yu ),김남신 ( Namshin Kim ),김화정 ( Hwajung Kim ),허위행 ( Weehaeng Hur ),김진한 ( Jinhan Kim ),이기섭 ( Kisup Lee ) 한국환경영향평가학회 2015 환경영향평가 Vol.24 No.4
The endangered species, The Red-crowned Crane and the White-naped Crane are vulnerable species to the disturbance for human beings. We examined the importance of CCZ for the cranes by comparing the crane’s density in some CCZ-released areas, which are cranes’ wintering site in Cheorwon. We also assessed influence of disturbance such as construction and greenhouses on core habitats of cranes. Our study results suggested that the construction and reclamation in the CCZ shrunk core habitat area while increasing core area of far from the construction and reclamation area. The CCZ has been set since March, 2011 and the number of greenhouse has rapidly increased after 2012. As the number and size of greenhouse in the area where designation of CCZ was cancelled increased, foraging area of cranes diminished. Although the area where designation of CCZ was cancelled seemed to have more human disturbance than CCZ, the foraging density of cranes did not decline and even that of white-naped cranes increased. This could be the influence of artificial food supply at their roosting site. In conclusion, if the area of CCZ decline continuously in the future, density of cranes would decrease.
나노튜브의 크기효과와 계면의 불완전 결합을 고려한 나노튜브-고분자 나노복합재의 멀티스케일 해석
양승화(Seunghwa Yang),유수영(Suyoung Yu),조맹효(Maenghyo Cho) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11
In this study, an efficient micromechanics-based multiscale bridging model is developed to account for the size effect of carbon nanotube(CNT) and the weakened bonding effect at the interface on the elastic modulus of CNT/Polypropylene nanocomposites. Under the fixed volume fraction conditions, different zigzag CNTs are embedded into a polymer matrix and elastic stiffness is calculated from the uniaxial and shear tests via molecular dynamics simulations. In order to describe the slippage and separation of CNT at the interface, a modified multi-inclusion model with effective particle and effective matrix concept is suggested. Due to the weak bonding at the interface, neat CNT reinforced nanocomposites showed insufficient reinforcing effect with CNT-size dependency and present modified bridging model accurately estimated the size and weakened interface effect in continuum regime.
나노입자의 크기 효과를 고려한 나노복합재의 순차적 다중스케일 해석
양승화(Seunghwa Yang),유수영(Suyoung Yu),조맹효(Maenghyo Cho) 대한기계학회 2008 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2008 No.5
Multi-scale analysis to characterize the size effect of nanoparticle on the mechanical properties of nanoparticle/polymer composites is developed and verified through molecular dynamics simulation and continuum micro mechanics model. This study focuses on the construction of the nanoscale information transfering scheme to validate continuum micro scale model for the analysis and design of nano-structured composites with efficiency and accuracy. In order to obtain the nano-scale effect of nanoparticle in detail, totally five different unit cells with different particle size and same volume fractions were prepared and simulated using molecular dynamics approach. The atomistic structures of nanocomposites were prepared with spherical silica nanoparticle and amorphous polyimide chains as periodic unit-cell and Parrinello-Rahman fluctuation method was used to calculate mechanical properties of each unit-cells. In micro mechanics model, particle-matrix interface was incorporated as the resultant phase of particle size effects and the size and elastic properties of interface were decided from radial distributions of matrix polymer and molecular dynamics results respectively. Postulating that the Young's modulus and shear modulus of the interface as functions of particle radius, monotonous decaying functions to represent Young's modulus and shear modulus were obtained from least square approximation. As a result, enhanced reinforcing effect was observed in smallier-sized nanoparticle cases and our developed micro mechanics solutions exactly reflect the size effect of nanoparticle.
높은 체적분율을 가진 나노복합재의 기계적 물성 예측을 위한 순차적 브리징 해석기법에 관한 연구
양승화(Seunghwa Yang),유수영(Suyoung Yu),장성민(Seongmin Jang),조맹효(Maenghyo Cho) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.5
An efficient scale bridging method to describe the particle size effect of the nano particle on the elastic modulus of the nanocomposites at high volume traction condition is developed. In order to obtain the physical information of the size effect, molecular dynamics simulation is performedand elastic modulus of the 12% nanocomposites at various particle sizes are obtained. In continuum modeling of the nanocomposites, an effective interface is considered as a characteristic phase and an additional phase is adopted to describe the non-dilute concentration effect. As a result, present bridging model efficiently estimated the interface elastic properties with accuracy and the elastic modulus of the nanocomposites at high volume fraction are exactly reproduced from current bridging approach.