Earticle

스쿼트운동은 안전하고 효과적인 운동성과를 기대할 수 있는 중요한 프리웨이트운동의 하나로 하체강화운동에 가장 효과적인 운동으로 알려져 있다. 인터렉티브 스쿼트운동 장치를 활용하여 동적인 운동과정을 단순화하여 스쿼트 운동 동작을 모델링하고 이를 기반으로 한 생체신호 및 동작 분석을 수행할 수 있으며 또한 장치를 통해 사용자 자세교정을 통해 올바르고 효과 높은 스쿼트운동 과정을 확립할 수 있다. 제안된 모델링을 기반으로 설계된 풋플레이트에 위치한 로드 셀의 검출된 신호를 활용하여 스쿼트동작을 생체신호검출과 검출된 신호처리과정을 거쳐 스쿼트운동의 오류동작을 검출해 내는 신호출력을 확보할 수 있다. 본 논문에서 제안된 인터랙티브 스쿼트운동장치의 설계방법과 동작의 안전성 분석방법은 생체역학 신호처리 방법에 기인하며 사용자의 스쿼트 운동자세를 해석을 위한 검출된 생체신호 및 동작신호를 통해 올바 르지 못한 스쿼트 동작을 교정함으로서 바른 스쿼트 운동을 유도할 수 있으며 연구 결과를 VR 장치에 적용하거나 운동 평가를 위한 장치로 활용할 수 있다.

Squat exercise is one of the free weight exercises that are recognized as important from a bio-mechanical point of view. It is an important exercise to train lower extremity muscles in daily activities or sports activities and to strengthen trunk and lower body strength. It is effective and accurate to use a variety of assistive devices to calibrate athletic posture with squat exercise supported interactive device. The issues of the structural analysis for design a foot plate for squat exercise is to model the behavior by simplifying the dynamic behavior. In this paper, the authors proposed a exercise system design method for the vertical load distribution and bio-mechanical signal process used for the squat exercise mechanism analysis, and based on these results, designed device can make the more safe and reliable free weight exercise. It is applied to system design through design method with kinematic dynamic, VR device and estimation model of exercise.

본 논문은 정확한 위치인식 및 차세대 측위 기술로써 각광 받고 있는 기술인 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wideband) Radar를활용하여 근거리 환경에서 정확한 목표물을 추정하고자 3가지 기존 반사파 제거 알고리즘과 하나의 제안하는 알고리즘을 사용하였다. 수신된 신호에는 목표물 신호 이외에 불필요한 반사파 신호들이 존재한다. 불필요한 신호들을 제거하고 정확한 목표물 신호만을추정하기 반사파 제거 알고리즘을 사용하였다. 하나의 송신 안테나와 수신안테나로 목표물들의 위치를 실시간으로 추정하였다. 기존의 3가지 반사파 제거 알고리즘의 단점들을 보완하고자 새로운 반사파 제거 알고리즘을 제안하여 가장 정확한 목표물을 추정하였다. 또한 차량 등 외부 탑재를 위해 DSP(Digital Signal Processor)로 변환을 하였다. 본 논문은 향후 진행 되어질 반사파 제거 연구에도움이 될 것이라 생각한다.

In this paper we propose three existing reflection removal algorithms and one proposed algorithm to estimate accurate targets in near field using IR-UWB (Impulse-Radio Ultra Wideband) radar. The received signal includes unnecessary reflected wave signals to the target signal. A reflective cancellation algorithm was used to remove unnecessary signals and estimate only the correct target signal. The location of the targets is estimated in real time with one transmitting antenna and one receiving antenna. In order to overcome the disadvantages of the existing three reflection removal algorithms, we propose a new reflection removal algorithm and estimate the most accurate target. Also we used DSP(Digital Signal Processor) to install the external mounting of vehicles. This paper will contribute to the study of the future reflections.

본 논문은 저 비용, 저 소비전력으로 실내외에서 수십 cm급의 정밀한 위치인식이 가능한 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wideband) Radar 시스템에서 정확한 목표물을 추정하고자 Kalman 필터 및 RRWA 알고리즘을 사용하였다. 목표물에 의해 반사된 신호에는 목표물 신호이외에 불필요한 신호들이 존재한다. 불필요한 신호들을 제거하고 정확한 목표물 신호를 도출 및 성능 향상을 위해 노력 하였다. 하나의 송신 안테나와 수신안테나로 목표물들의 위치를 실시간으로 추정한다. Kalman 필터를 사용하여 배경잡음을 제거하 였고 RRWA 알고리즘을 사용하여 반사파 신호를 제거하여 기존의 목표물 신호를 추정했을 때보다 더 좋은 성능을 보였다. 본 논문 에서는 향후 진행 되어질 목표물 추정에 있어 정확한 거리 추정 및 추적을 하는 연구에 도움이 될 것이라 생각한다.

In this paper, Kalman filter and RRWA algorithm are used to estimate the accurate target in IR-UWB (Impulse-Radio Ultra Wideband) radar system, which enables accurate location recognition of indoors and outdoors with low cost and low power consumption. In the signal reflected by the target, unnecessary signals exist in addition to the target signal. We have tried to remove unnecessary signals and to derive accurate target signals and improve performance. The location of the targets is estimated in real time with one transmitting antenna and one receiving antenna. The Kalman filter was used to remove the background noise and the RRWA algorithm was used to remove the reflected signal. In this paper, we think that it will be useful to study the accurate distance estimation and tracking in future target estimation.

본 논문은 투과성이 좋고 실내 환경에 강건하며, 수십 센티미터(cm) 급의 고정밀 측위가 가능하다는 점에서 주목 받고 있는 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wideband) 레이더 시스템에서 신호의 특성을 이용한 적응형 다중 목표물 추정 알고리즘을 제안한다. 목표물에 의해 반사되는 신호는 Peak를 갖는 다는 특성으로 다중의 Peak를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 이러한 알고리즘의 성능을 확인하기 위해서 레이더 앞에 다중 목표물을 두고 기존의 기법과 다중 목표물 추정 알고리즘을 비교하였다. 하나의 송신 안테나와 수신안테나로 목표물들의 위치를 실시간으로 추정한다. 기존의 최고 신호 도출 방식에 비해 추정할 수 있는 수가 늘어나고 다중으로 목표물 도출이 가능하다. 기존의 기법은 하나의 목표물만 추정하다보니 평균 제곱 오차가 1이 나오는 반면 다중 목표물 추정 알고리즘은 약 0.05의 결과가 도출된다. 본 논문에서 제시한 기법은 하나의 IR-UWB 모듈 환경에서 다중의 목표물을 추정 및 응용에 적용할 수 있을 것이라 기대된다.

In this paper, we propose an adaptive multi-target estimation algorithm using the characteristics of signals in the IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wideband) radar system, which is attracting attention because it has good transparency, robustness to the indoor environment, and high precision positioning of tens of centimeters. We proposed an algorithm that estimates multiple peaks with the characteristic that the signal reflected by the target has a peak. To verify the performance of these algorithms, multiple targets were placed in front of the radar and the existing technique and the multi - target estimation algorithm were compared. The location of the targets is estimated in real time with one transmitting antenna and one receiving antenna. The number of estimates can be increased compared with the existing peak signal derivation method, and multiple targets can be derived. The conventional technique estimates only one target, which results in a mean square error of 1 while a multi - target estimation algorithm yields a result of about 0.05. The proposed method is expected to be able to apply multiple targets to the estimation and application in one IR-UWB module environment.

Background: A hand-held detector for an emergency response was developed for nuclide identification and to estimate the information of the ambient dose rate in the scene of an accident as well as the radioactivity of the contaminants. Materials and Methods: To achieve this, the most suitable sensor was first selected as a cadmium zinc telluride (CZT) semiconductor and the signal processing unit from a sensor and the signal discrimination and storage unit were successfully manufactured on a printed circuit board. Results and Discussion: The performance of the developed signal processing unit was then evaluated to have an energy resolution of about 14 keV at 662 keV. The system control unit was also designed to operate the CZT detector, monitor the detector, battery, and interface status, and check and transmit the measured results of the ambient dose rate and radioactivity. In addition, a collimator, which can control the inner radius, and the airborne dust sampler, which consists of an air filter and charcoal filter, were developed and mounted to the developed CZT detector for the quick and efficient response of a nuclear accident. Conclusion: The hand-held CZT detector was developed to make the in-situ gamma-ray spectrometry and its performance was checked to have a good energy resolution. In addition, the collimator and the airborne dust sampler were developed and mounted to the developed CZT detector for a quick and efficient response to a nuclear accident.

본 논문에서는 AVR 기반의 LSDM 제어를 위한 효율적인 점등제어 시스템 설계를 제안한다. 본 논문은 LSDM 제어을 위한 효율적인 점등제어 시스템의 설계는 I/O 데이터 버스를 위한 신호 제어부와 동작 상태에 따른 클록 신호 제어를 위 한 타이머/카운터부로 구분하여 설계한다. LSDM 제어로직은 효율적인 제어신호 처리를 위하여 각 비트에 논리 값을 지 정하여 DDRx와 PORTx 레지스터를 최적화한다. 그리고 ATmega128의 점등제어 프로그램 실행에 의한 LSDM 제어신호는 제어로직을 동작시켜 LSDM 점등제어가 가능하도록 설계한다. 본 논문에서 제안한 점등제어 시스템은 전력 손실률 감소 효과를 입증하기 위하여, 호스트 PC에서 시리얼을 통해 점등제어 프로그램을 시스템에 다운로드하여 LSDM 제어로직의 점등 상태에 대한 전력 손실률을 측정하였다. 측정한 결과, 기존의 점등제어 시스템보다 제안한 점등제어 시스템은 전체 적인 전력 소모 감소 효과가 있음을 입증하였다.

In this paper, we propose an efficient lighting control system design for AVR based LSDM control. This paper, an efficient lighting control system design for LSDM control be design divided as the signal control part for I / O data bus and the timer/counter part for clock signal control according to operating conditions. LSDM control logic be optimization to PORTx and DDRx register by specifying the logical value of each bit for effective control signal processing. And, the LSDM control signal by lighting control program execution of ATmega128 be designed to be LSDM lighting control by control logic operating. In this paper, a proposed lighting control system were measured to power loss rate to proved the power loss reduction about lighting status of LSDM control logic by download the lighting control program to system through serial from host PC. As a measurement result, a proposed lighting control system than the existing lighting control system were proved to be effective to the overall power consumption reduction.

ECG widely used in cardiac function test is a graph that is recorded by measuring the electrical impulses occurred in the heart. Normal ECG has the form of similar sections that are repeated, and each section has the information occurred in a heart beat. Thus, In order to make the correct diagnosis, correct grasp of the sections and formed analysis must be done. In this research, a system that detects the sections of ECG is proposed. The system is based on ECG stored in the form of files. The ECG can easily have a noise caused by an outside factor. The noise of ECG is easily caused by external factors. Through a band-pass filter, it can be removed. and then, to get this ECG without a noise, interval detection algorithm using R-peak is applied. The clean, intuitive interface will help the above functions to be used without any difficulties.

최근들어 하드웨어방식의 GPS 수신기를 소프트웨어 방식의 Software-Defined Radio(SDR)기법으로 구성하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 소프트웨어 기반의 GPS 수신기는 기존의 하드웨어 방식으로 처리하는 신호획득부와 추적부를 마이크로 프로세서를 통해 소프트웨어 기법으로 처리하는 것을 말한다. 본 논문에서는 이러한 소프트웨어 기법을 이용하여 GPS 수신기를 설계하며 PC 기반에서 시뮬레이션을 통해 신호획득부, 추적부, 메시지 복조부를 설계하고 검증한다. 또한 의사거리 오차를 도출하기 위하여 신호 획득부와 추적부에 대해 효율적인 알고리즘을 제안하고 최종적으로L1 주파수대역의 여러 위성을 통해 수신된 채널간의 상대적 지연을 통해 의사거리를 계산한다. 본 논문에서 제시된 수신기기법은 향후 개발목표인 GPS/Galileo 복합시스템의 개발요소에 포함될 것이며 규격 및 성능을 검증할 방법을 제시할 뿐만 아니라 다양한 디버깅 환경을 제공함으로써 개발단계에 매우 유용하게 적용될 것이다.

Recently, the research of GPS receiver which uses the Software-Defined Radio(SDR) technique is being actively proceeded instead of traditional hardware-based receiver. The software-based GPS receiver indicates that the signal acquisition and tracking treated by the hardware-based platform are processed as the software technique through a microprocessor. In this paper, GPS software receiver is designed by using SDR technique and then the signal acquisition, tracking, and the navigation message decoding parts are verified through the PC-based simulation. Moreover, the efficient algorithms are developed about the signal acquisition and tracking parts in order to obtain the accurate pseudorange. Finally, the pseudorange is calculated through the relative channel delay received through the different satellite of L1 frequency band. GPS software receiver proposed in this paper will be included in the element of GPS/Galileo complex system of development target and will provide not only the method that verifies the performance for Galileo Sensor Station standard but also usability by providing various debugging environments.

본 논문은 I/Q 채널을 다 이용하여 표적의 후퇴와 접근을 감지하는 연속파 레이다의 신호처리에 대하여 분석한다. 표적이 레이다로 부터 접근 혹은 후퇴할 때 Quadrature 신호의 위상이 달라지는 것을 이용하여 물체의 후퇴와 접근을 감지하며, 상용 MMIC칩과 MCU를 이용하여 모듈을 구현하고, MMIC로부터 나온 수신데이터를 분석하여 검증하였다. 또한 사람을 대상으로 접근, 후퇴하는 동작에 대한 신호처리를 MCU를 사용하여 확인하였다. 사용한 주파수는 24.125GHz이며, 송신기 출력전력은 7.2 dBm이다. 실제 구현 한 레이다로 최대 검출가능거리는 약 12m를 달성하였다.

This letter presents the signal processing of a CW radar (Continuous Wave or Doppler radar) sensor which enables the radar to detect the multiple targets’ approaching and retreating using both I and Q channels. The proposed algorithm utilizes the phase change of the Quadrature signal, which occurs when targets move back and forth from the radar. The verification is carried out with the board containing a commercially available MMIC chip and an MCU by analyzing the received data from MMIC. Also the proposed algorithm is downloaded to MCU and the approaching and retreating movement is confirmed. The CW frequency is 24.125 GHz and the transmitter output power used is 7.2 dBm. Detectable distance is about 12 m.

Lamb waves are extensively used in plate-like structure inspection because of their guided nature. However, their dispersive properties often limit their use in flaw detection and other applications. Dispersion weakens and defocuses interrogating Lamb waves and makes it difficult to accurately interpret signals reflected from defects or boundaries. Time reversal (TR) processing can be applied to compensate for the effect of dispersive Lamb waves. Thus, the TR operation will enable the amplification of dispersive Lamb wave signals by signal compression in time. In this study, experiments are performed in order to examine the refocusing and recovering the initial input waveform in the long range propagation of dispersive Lamb waves in a plate. Two different time reversal processes (regular TR and reciprocal TR or inverse filtering) are tested and the experimental results are compared.

다중채널 신호처리 알고리즘은 사용 주파수 대역의 가변성, 효율적인 전송전력 할당, 서로 다른 전송률과 대역을 요구하는 서비스 형태를 충족시키기 위한 가변 주파수 대역 변환을 요구한다. 다중채널 시스템의 다중 반송파 신호에 대하여 역다중화/다중화화를 통한 주파수 대역 재할당의 방식에는 개별채널 방식, 다단트리 방식, 블록 방식이 있다. 본 논문에서는 다중 반송파 신호의 채널 대역을 가변할 수 있는 향상된 개별채널 처리 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 CIC 필터(cascaded integrator comb filter)와 half-band필터를 이용해 데시메이션(decimation)과 인터폴레이션(inter-polaration)을 수행하며, FIR low-pass필터를 통해 다중 반송파 신호에서 각 부채널을 필터링 (filtering)하여 채널 대역을 재할당한다. 전산모의 실험을 통해 역다중화와 다중화에 의해 가변 채널 대역의 변환이 효율적으로 이루어지는 것을 확인하였다.

The algorithm of multiple channel signal processing requires the flexibility of variable frequency band, efficient allocation of transmission power, and flexible frequency band reallocation to satisfy various service types which requires different transmission rates and frequency band. There are three methods including per-channel approach, multiple tree approach, and block approach performing frequency band reallocation method by channelization and dechannelization in the multiple-channel signal. This paper proposes an improved per-channel approach for converting the frequency band of multiple carrier signals efficiently. The proposed algorithm performs decimation and interpolation using CIC(cascaded integrator comb filter), half-band filter, and FIR filter. In addition, it performs filtering of each sub-channel, and reallocates channel band through FIR low-pass filter in the multiple-channel signal. The computer simulation result shows that the perfect reconstruction of output signal and the flexible frequency band reallocation is performed efficiently by the proposed algorithm.

본 연구의 목적은 국내의 젠더혁신 기반 노인음성신호처리 연구에 대하여 체계적으로 문헌을 고찰하고, 젠더분석 방법의 효용성과 혁신성을 소개하는 것이다. 2000년부터 현재까지 국내 학회지에 게재된 37편의 연구 논문 중 중복되는 자료와 포함 및 배제 기준에 따라 적합한 25편의 논문이 선정되었다. 그리고 젠더분석 방법을 적용하여 남녀 연구대상과 젠더연구 설계로 구분하여 살펴보았다. 연구 결과 젠더혁신 측면 공학연구 개발에서 연구 분야의 다양성과 연구 개발팀의 높은 젠더 인식이 필요함을 보였다. 또한 노인음성신호처리 연구 및 논문에서 젠더혁신 연구과정 및 방법이 체계적으로 적용될 수 있도록 정부 차원의 규정 확립과 대학 차원의 다양한 젠더혁신 프로젝트 출범을 제언하는 바이다. 추후 노인음성 신호처리 연구에서의 젠더혁신은 남녀 모두의 요구를 반영한 음성인식 시스템과 서비스 개발로 우리 모두를 위한 새로운 시장을 창출할 것이다.

The purpose of this study is to review systematically the literatures on the research of the elderly speech signal processing based on the domestic gender innovation and to introduce the utility and innovation of the gender analysis methods. From 2000 to present, among the 37 research papers published in the Korean Journal, 25 papers were selected according to the inclusion and exclusion criteria. And gender analysis methods were applied to gender research subject and design. Research results show diversity of research field and high gender recognition of R & D team are needed in research and development of engineering of gender innovation perspective. In addition, government-level regulation and research funding should be systematically applied to gender innovation research processes in the elderly voice signal processing and various gender innovation projects. In the future gender innovation in the elderly speech signal processing can contribute to the creation of a new market by developing a voice recognition system and service that reflects the needs of both men and women.

최근, 인체 내 양성자 빔의 선량 분포를 검증하기 위해 새로운 개념의 영상기법인 감마 꼭지점 영상(gamma vertex imaging, GVI)이 제안되었다. GVI는 양성자 빔과 매질과의 핵반응으로 인해 발생하 는 즉발감마선의 발생 위치를 결정하기 위해 입사한 감마선을 전자 변환기에서 전자로 변환한 후 전자 의 궤적을 추적하는 방법을 사용한다. GVI 영상장치는 감마선을 전자로 변환하기 위한 전자 변환기, 전 자 궤적을 추적하기 위한 2대의 양면 실리콘 스트립 검출기(double-sided silicon strip detector, DSSD) 와 전자의 에너지 결정을 위한 섬광체 흡수부 검출기로 이루어진다. 본 연구에서는 GVI 영상 장치를 구 성하는 DSSD 전용의 신호처리 장치를 구성하는 핵심 장치인 전하 민감형 전치증폭기(charge sensitive preamplifier, CSP) 모듈과 성형 증폭기 모듈을 개발하였으며, 상용 제품과 성능을 비교해 보았다. 감마 선원의 에너지 스펙트럼 측정 결과, 자체제작 CSP 모듈이 상용 제품보다 에너지 분해능이 약간 낮은 것 을 확인하였으며, 성형 증폭기의 경우 거의 동일한 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있었다. 개발된 신 호처리 장치의 노이즈의 크기를 나타내는 Vrms 값은 6.48 keV으로 평가되었으며, 이는 145 μm의 DSSD 에 전달되는 전자의 에너지(> ~51 keV)를 고려할 때 본 장치를 이용하여 전자의 궤적을 충분히 정확하 게 결정할 수 있음을 확인할 수 있음을 보여준다.

Recently, a new imaging method, gamma vertex imaging (GVI), was proposed for the verification of in-vivo proton dose distribution. In GVI, the vertices of prompt gammas generated by proton induced nuclear interaction were determined by tracking the Compton-recoiled electrons. The GVI system is composed of a beryllium electron converter for converting gamma to electron, two double-sided silicon strip detectors (DSSDs) for the electron tracking, and a scintillation detector for the energy determination of the electron. In the present study, the modules of a charge sensitive preamplifier (CSP) and a shaping amplifier for the analog signal processing of DSSD were developed and the performances were evaluated by comparing the energy resolutions with those of the commercial products. Based on the results, it was confirmed that the energy resolution of the developed CSP module was a little lower than that of the CR-113 (Cremat, Inc., MA), and the resolution of the shaping amplifier was similar to that of the CR-200 (Cremat, Inc., MA). The value of Vrms representing the magnitude of noise of the developed system was estimated as 6.48 keV and it was confirmed that the trajectory of the electron can be measured by the developed system considering the minimum energy deposition (> ~51 keV) of Compton-recoiled electron in 145-μm-thick DSSD.

본 연구에서는 이중 모드 컴프턴 카메라의 측면 흡수부 개발을 위해 CsI(Tl) 섬광체에 실리콘 광다이오드를 결합한 섬광 검출기를 제작하였고, 이를 위한 신호처리회로를 설계 및 제작하였다. 개발된 신호처리회로는 에너지를 결정하는 파트와 타이밍을 결정하는 파트로 구성되어 있으며, 트리거 신호를 발생시키기 위해 상승 에지 선별기 및 TTL-to-NIM 로직 변환기를 포함하도록 개발하였다. 검출기와 초단의 신호처리회로(front-end electronics, FEE)는 AC 커플링 구조로 구성하였다. FEE의 잡음 특성은 전체 시스템의 성능에 크게 기여하므로 설계 시 고려해야 할 몇 가지 조건들에 대해 논의하였다. 이후 제작된 감마선 검출 시스템의 에너지 분해능 및 시간 분해능을 결정하였다. 평가된 에너지 분해능은 662 keV 피크와 511 keV 피크에 대해서 각각 12.0% 및 15.6% FWHM이었다. 시간 분해능은 59.0 ns로 평가되었다. 본 연구를 통해 제작된 섬광 검출기 및 신호처리회로의 성능이 기대에 다소 미치지 못하므로 결론에서는 성능 향상을 위한 추가 연구 방향에 대해 논의하였다.

In the present study, a gamma-ray detector and associated signal processing circuit was developed for a side-absorber of a dual-mode Compton camera. The gamma-ray detector was made by optically coupling a CsI(Tl) scintillation crystal to a silicon photodiode. The developed signal processing circuit consists of two parts, i.e., the slow part for energy measurement and the fast part for timing measurement. In the fast part, there are three components: (1) fast shaper, (2) leading-edge discriminator, and (3) TTL-to-NIM logic converter. AC coupling configuration between the detector and front-end electronics (FEE) was used. Because the noise properties of FEE can significantly affect the overall performance of the detection system, some design criteria were presented. The performance of the developed system was evaluated in terms of energy and timing resolutions. The evaluated energy resolution was 12.0% and 15.6% FWHM for 662 and 511 keV peaks, respectively. The evaluated timing resolution was 59.0 ns. In the conclusion, the methods to improve the performance were discussed because the developed gamma-ray detection system showed the performance that could be applicable but not satisfactory in Compton camera application.