수확물 자동 이송을 위한 농업용 자율주행 로봇 시스템

김종실(Jong-Sil Kim),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.4

농업인구의 감소, 고령화 등의 문제를 해결하기 위해 다양한 농작업의 자동화를 목적으로 농업용 로봇의 연구가 활발히 진행 중이다. 농가 작업 중 가장 노동력이 많이 투입되는 과정은 수확 과정으로 타 과정 대비 약 2~3배 소모된다. 농가의 수확물 이송 작업은 인건비가 가장 많이 들고 작업 중 부상의 위험성도 있기 때문에 이송 작업을 농업용 로봇을 통해 자동화시키면 안전성 향상과 더불어 생산성을 대폭 향상할 수 있다. 따라서 본 논문은 농가 작업 현장에 최적화되고 자율주행이 가능한 농업용 로봇을 제안한다. In order to solve problems such as a decrease in the agricultural population and an aging population, research on agricultural robots is being actively conducted for the purpose of automating various agricultural tasks. The harvesting process is the most labor-intensive process among farm work and this process consumes about 2-3 times more compared to other processes. Since the transport of agricultural crops requires the most labor costs and there is a risk of injury during the operation, automating the transport operation through an agricultural robot can improve safety and significantly improve productivity. Therefore, this paper proposes an agricultural robot that is optimized for farm worksites and capable of autonomous driving.

LiDAR 센서 활용 객체 인식기술이 적용된 농업용 자율주행 이송 로봇 개발

김종실(Jong-Sil Kim),주영태(Yeong-Tae Ju),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.3

우리나라 농업은 고령화로 인해 인력이 부족해 생산성이 감소하고 있다. 이를 극복하기 위해 농업용 로봇시장이 빠르게 성장하고 있으며 농업용 로봇의 원격제어와 자율주행에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 농업용 로봇의 외형 및 구조를 설계하고 구동을 위한 장치 및 제어시스템을 구현하였다. LiDAR 센서를 활용, 최적화해 자율주행을 위한 필수 기능인 객체 인식기술을 적용하였다. 이를 통해 농업에서 노동력이 가장 많이 필요한 운송작업의 인건비 절감과 더불어 생산성을 향상 시킬 수 있다. Agriculture in South Korea is losing productivity due to the lack of manpower as aging population increases. To overcome this, the agricultural robot market is growing rapidly, and research is being conducted on remote control and autonomous driving of agricultural robots. This work designs the appearance and structure of agricultural robots and implements the devices and control systems for driving. By utilizing and optimizing LiDAR sensors, we applied object recognition technology, which is an essential function for autonomous driving. This can reduce labor costs and improve productivity of transportation tasks that require the most labor in agriculture.

다채널 BLDC 모터가 장착된 수중 드론용 컨트롤러 및 배터리 관리시스템(BMS) 개발

김종실(Jong-Sil Kim),주영태(Yeong-Tae Ju),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2023 한국전자통신학회 논문지 Vol.18 No.3

드론 및 ICT 융합 기술의 발전에 따라 기존 잠수사가 담당하고 있던 수중 현황 탐색, 수중 구조물 검사 등의 작업을 수중 드론으로 대체하고 낚시를 위한 수중 탐사 등의 레저용 수중 드론, 다리 교각 등 산업용 등의 수중 드론의 활용성이 증대되고 있다. 기존 모터 컨트롤러는 항공 드론에 적합하며 수중 드론 전용 BLDC 모터 컨트롤러의 개발을 통해 수중 드론의 완성도와 모터 컨트롤에 대한 신뢰도를 높일 수 있다. 수중 드론 전용 배터리 관리 시스템(BMS)의 개발을 통해 충전 상태 확인, 방전 상태 확인, 셀 밸런싱 조정, 고전압 보호기능 구현으로 배터리 안정성을 확보하였다. With the development of drone and ICT convergence technology, the use of underwater drones such as leisure underwater drones such as underwater exploration for fishing and industrial drones such as bridge piers is increasing. Existing motor controllers are suitable for aerial drones and these can increase the completeness of underwater drones and their reliability in motor control by developing BLDC motor controllers dedicated to underwater drones. By developing a battery management system (BMS) exclusively for underwater drones, battery stability was ensured by checking the state of charge, checking the state of discharge, adjusting cell balancing, and implementing high/voltage protection functions.

실시간 고장진단용 신재생에너지 지능형 관리제어시스템

김종만(Jong-Man Kim),김영민(Yeongmin Kim),김종실(Jong-Sil Kim),박성진(Sung-Jin Park) 대한전기학회 2024 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2024 No.10

원격지관리용 스마트에너지 제어관리시스템

김종만(Jong-Man Kim),김종실(Jong-Sil Kim) 대한전기학회 2024 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2024 No.10

소프트웨어 교육용 교구 활용 미래 교육을 위한 융합 콘텐츠 및 외부 확장장치 개발

주영태(Yeong-Tae Ju),김종실(Jong-Sil Kim),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.6

4차 산업 혁명 시대의 소프트웨어는 지능정보사회에서 핵심기반이 되고 있다. 이에 시대에 대응할 수 있는 인력양성과 교육의 새로운 방향에 대한 연구가 필요하다. 이를 위해 교육부는 교육과정을 개편하고 일반 ICT 지식의 습득보다 컴퓨팅 사고력 기반의 논리적인 문제해결 과정을 기반으로 한 소프트웨어 교육을 시행하고 있다. 하지만 소프트웨어 교육을 위한 양질의 교육 콘텐츠 확보가 부족하고 첨단 IT 기술과 연계하여 교육할 수 있는 교구 또한 미비한 상황이다. 이를 개선하기 위해 본 논문은 소프트웨어 교육용 코딩 로봇을 활용하여 인공지능 등의 융합형 소프트웨어 교육이 가능한 교육 콘텐츠 및 기능확장을 위한 외부 확장장치 개발을 제안한다. 이를 통해 기존의 단순 문제해결 방식의 교육과정을 개선하고 다양한 학습 자료를 개발하여 효과적인 소프트웨어 교육이 가능하다. Software in the era of the Fourth Industrial Revolution is becoming a key foundation in an intelligent information society. Therefore, it is necessary to study the new direction of manpower training and education that can cope with the times. To this end, the Ministry of Education reorganized the curriculum and is implementing software education based on a logical problem-solving process based on computing thinking skills rather than acquiring general ICT knowledge. However, there is a lack of securing high-quality educational content for software education, and there is also a lack of teaching aids that can be taught in connection with advanced IT technologies. To overcome this, this paper proposes the development of external expansion devices to expand educational content and functions capable of convergent software education such as artificial intelligence using coding robots for software education. Through this, effective software education is possible by improving the curriculum of the existing simple problem-solving method and developing various learning materials.

저전력 광역통신망 기반 현장데이터 수집 전송 및 모니터링 시스템 개발

주영태(Yeong-Tae Ju),김종실(Jong-Sil Kim),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2022 한국전자통신학회 논문지 Vol.17 No.6

신재생에너지 발전, 스마트팜 통합관제 등 현장데이터의 모니터링 시스템은 PC, 서버 기반에서 모바일 퍼스트 중심으로 발전하고 있으며, IoT 기술의 발전으로 다양한 무선통신 및 응용 서비스들이 출현하였다. 저전력 광역통신망은 저전력, 저용량, 저속 데이터 전송에 최적화된 서비스로 현장에서 수집된 데이터는 지정 저장서버나 클라우드 기반 데이터 플랫폼으로 전송되며, 이를 통해 데이터 모니터링이 가능하다. 본 논문에서는 단일 디바이스로 현장 데이터를 수집하고 저전력 광역통신망을 이용하여 무선통신 사업자 클라우드 데이터 플랫폼으로 전송하는 IoT 중계기와 이를 활용한 현장 모니터링 앱을 설계 및 구현하였다. 이를 활용하면 보다 모니터링 시스템 구성이 간단하고, 구축 및 운영 비용이 저렴하며 효과적인 데이터 축적이 가능하다. Field data monitoring systems such as renewable energy generation and smart farm integrated control are developing from PC and server to mobile first, and various wireless communication and application services have emerged with the development of IoT technology. Low-power wide-area networks are services optimized for low-power, low-capacity, and low-speed data transmission, and data collected in the field is transmitted to designated storage servers or cloud-based data platforms, enabling data monitoring. In this paper, we implement an IoT repeater that collects field data with a single device and transmits it to a wireless carrier cloud data flat using a low-power wide-area network, and a monitoring app using it. Using this, the system configuration is simpler, the cost of deployment and operation is lower, and effective data accumulation is possible.

SW교육 융합 과학교과 연계형 실험 자동화 교구 개발

손민우(Min-Woo Son),김진하(Jin-ha Kim),주영태(Yeong-Tae Ju),김종실(Jong-Sil Kim),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.5

현재 사용되는 실험 교구는 센서를 활용하여 대부분 물리분야 실험에 적용하고 특정 실험에 잘 맞는 MBL만을 개발한 사례도 있다. 하지만, SW융합을 활용한 실험설계 단계는 없으며 교과서 속 다양한 화학실험 적용에 한계가 있고 아두이노의 경우 프로그래밍 시 학생들이 언어를 학습하고 이해하는 데 어려움이 있다. 본 논문은 기존의 microcomputer 실험의 단점 및 소프트웨어 교육의 한계를 극복하고 학습자 능동적 실험설계과정을 포함한 SW교육 융합 과학 실험기구를 설계 및 개발하였다. Most of the experimental tools currently used are applied to experiments in the physical field by utilizing sensors and only MBL that are suitable for specific experiments have been developed. However, There is no experimental design stage using SW fusion, and there is a limit to the application of various chemistry experiments in textbooks, and in the case of Arduino, it is difficult for students to learn and understand language when programming. In this paper, we designed and developed a SW education convergence science experiment apparatus including a learner s active experiment design process, overcoming the shortcomings of the existing microcomputer experiment and the limitations of software education.

양식장 생육 환경관리를 위한 수중 드론 설계 및 개발

유승혁(Seung-Hyeok Yoo),주영태(Yeong-Tae Ju),김종실(Jong-Sil Kim),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.5

수산업의 중요성이 커지고 양식 산업이 급성장한 가운데 수산 양식 분야 ICT 융합을 통한 스마트 양식장에 대한 연구가 진행되고 있다. 양식장 현장에서 생육 환경 모니터링이 가능하도록 수중 드론의 구동부, 영상 수집 장치, 자세 안정화를 위한 통합 컨트롤러, 실시간 수중 영상을 통한 드론 조정 및 제어가 가능한 원격 관제장치를 제안하고 설계, 개발 및 시험을 진행하였다. 수중 드론 활용을 통해 양식 산업에서 문제 되는 인력 수급 및 고비용 작업을 대체 할 수 있으며, 양식 폐사 확률을 줄여 안정적인 양식장 관리가 가능하다. With the growing importance of the fishery industry and the rapid growth of the aquaculture industry, research on smart farms through ICT convergence in the aquaculture field is in progress. To enable monitoring of the growing environment at the farm site, an underwater drone drive unit, an image collection device, an integrated controller for posture stabilization, and a remote control device capable of controlling and controlling drones through real-time underwater images were proposed, and design, development, and tests were conducted. By utilizing underwater drones, it is possible to replace the supply and demand of manpower and high-cost work in the aquaculture industry, and to manage fish farms in a stable manner by reducing the probability of farming deaths.

안전사고방지를 위한 다목적 결속형 교육용 드론

손민우(Min-Woo Son),주영태(Yeong-Tae Ju),김종실(Jong-Sil Kim),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.1

최근 드론에 대한 관심이 많아지고 드론의 이용이 급증하면서 드론을 배우려는 사람들이 증가하고 있다. 하지만 드론은 조작이 어려우며 재대로 배우지 않는다면 사고가 발생하기 쉽고 드론이 파손되는 경우도 빈번하게 일어나고 있다. 본 연구에서는 드론을 안전바에 결속하여 안전사고와 드론의 파손을 방지하고 블록을 통해 센서및 제어기기를 확장할 수 있는 다목적 드론을 구현하였다. Currently, as the interest in drones has increased and the use of drones has increased rapidly, the number of people trying to learn drones is increasing. However, drones are difficult to manipulate, and accidents are likely to occur if they are not learned accordingly, and drones are broken easily. In this study, we developed a multi-purpose drone that can bind the drone to a safety bar to prevent safety accidents and damage of the drone, and expand sensors and control devices through blocks.