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2차원 위성사진 정보에서 건축물의 높이를 구하는 기술은 비행체 사고 예방과 탐사, 구출 분야에서 엄청난 위력을 발휘할 수 있다. 하지만, 건축물 높이 계산에서의 오차를 최소화하는 프로그램 제작은 지구 과학, 수학 분야에서 높은 정밀함을 요구한다. 본 연구에서는 태양 고도각에 따른 그림자 길이를 활용한 건축물의 높이 측정용 소프트웨어를 직접 개발하고, 프로그램의 오차를 직접 확인하기 위한 실험 역시 진행하였다. 데이터 분석 결과, 그림자 길이에 따른 태양고도의 상대오차가 약 2.3%로 나타났다. 이후 균시차를 고려한 근사식을 변경한 결과, 상대오차를 약 0.3%까지 줄이는 데에 성공하였다. 최종적으로 2.5%에서 6.5% 사이의 오차 범위에서 건물의 높이를 추정하는 데에 성공하였다. 주제어: 구면 삼각법, 그림자 길이, 소프트웨어, 건축물 높이
최근 전동킥보드는 많은 이들이 이용하는 대중적인 이동수단으로 거듭나고 있다. 또, 플라이휠이라는 소재는 회전 에너지를 저장해두는 장치로, 현재까지도 자동차의 회전 출력을 고르게 하기 위해 필수적으 로 사용되고 있다. 비록 전동킥보드는 출력이 전기이므로 플라이휠을 이용하여 회전 출력을 고르게 할 필요는 없지만 널리 사용되고 있는 자동차 이외의 이동수단인 전동킥보드에 플라이휠을 설치하여 에너지 저장 과정과 및 발전설비를 통한 에너지 변환 등을 시각화하고자 하였다. 이를 위해 바퀴와 함께 회전하는 보조 축과 클러치를 사용했으며, 구체적인 발전 설비를 디자인, 설계하였다. 최종적으로 3부분에 걸쳐 설계를 완성했으며 현재 제작 의뢰 중에 있다. 본 연구가 앞으로의 에너지 하베스팅 장치 설계에 선례가 되기를 기대한다. 주제어: 전동킥보드, 플라이휠, 발전, 설계, 제작
일반적으로 열전발전 시스템은 유체를 사용한 고온부와 저온부에서 나타나는 온도 차이를 이용하여 발전한다. 본 연구에서는 기체와 액체 중 비열이 높은 물을 작동 유체로 사용하여 태양열 발전과 같이 열 공급이 불규칙한 상황에서 더 높은 효율의 열전발전이 이루어질 수 있는 시스템을 설계하였다. 또한, 유체를 사용할 경우 열전발전의 효율은 온도 차이와 유속에 영향을 받는다. 이에 대하여 본 연구에서는 고온부와 저온부의 유체의 온도와 유속에 초점을 두어 직접 발전기를 제작하고 실험을 진행하였다. 실험 결과를 바탕으로 온도 차와 유속에 따른 출력과 열효율의 경향성을 분석하여 열효율 또는 출력을 극대화할 수 있는 유속과 온도를도출하였다. 주제어: 열전발전, 열전 소자, 폐열, 유속
본 연구는 사람 추종 기술을 통해 사람과의 상호작용 기능이 향상된 로봇을 개발한다. 초기에는 가변형 기술과 사람 추종 기술을 더한 실내형 서비스 로봇을 목표로 했지만 사람 추종 기술의 적합성이 더 높다고 판단하여 추종 기술에 중점을 맞추어 연구를 진행했다. ROS플랫폼인 turtlebot3와 intel realsense 를 이용하여 영상정보 속 추종 대상을 선정해 추종 대상과 일정 거리, 각도를 유지하며 주행하는 기술 을 개발한다. Gazebo 시뮬레이션을 활용해 가상 환경에서 실험해본 후 실제 로봇에 적용한다. 본 연구를 통해 실내 서비스 로봇의 상호작용 기능 향상을 기대한다. 주제어: 객체 인식, 추종, 컴퓨터 비전, 로봇 제어
본 연구에서는 플라스틱 병의 포장에 사용되는 비접착식 열수축 라벨의 제거 용이성을 향상시키기 위하여 라벨 절취선의 구조를 연구하였다. 기존 비접착식 라벨들의 문제점을 파악하기 위하여 7종의 음료 수 라벨을 여러 기준으로 비교하였다. 현미경으로 절취선 구멍의 규격을 측정하고, 마이크로미터로 라벨 의 두께를 측정하여 비교했다. 절취선이 쉽게 뜯어지는 정도를 수치화하기 위하여 본교생을 대상으로 설문조사를 실시해 절취선의 뜯어짐 척도를 구하고 그를 바탕으로 분석하였다. 주제어: 에코 절취선, 비접착식 라벨, 페트병 라벨, 분리수거, 재활용
우리나라에서는 고등교육과정으로 갈수록 난해한 이론 위주의 수업이 진행된다. 이는 고등학생들의 교육에 대한 흥미도를 떨어뜨리는 원인으로 작용하는 바가 크다고 생각되었고 이를 해소하는데 이바지하고자 본 연구를 진행하였다. 본 연구는 Fusion 360 등을 통해 설계된 3D 프린트된 일부 부품과 카드보드지, 그리고 캔 위성 제작 키트를 이용하여 학생들이 구현하기에 무리가 없고, 실험의 성공률 이 높은 실험 과정 및 절차를 만들어낼 것과 ‘체렌코프 복사’를 접목, 학생들이 직접 관찰할 수 있게 하자는 데에 초점을 맞추고 진행되었다. 현재 시험적인 고체 부스터 제작과 캔 위성의 제작은 마친 상태이며, 캔 위성에 탑재될 실험 장치의 제작에 임하고 있다. 주제어: 로켓, 캔 위성, 체렌코프 복사, 플라스틱 섬광체, 뮤온
최근 에너지 하베스팅이 주목받고 있지만 생산전력이 낮아 실제로 적용되기 어렵다. MSMA는 타 지능형 합금보다 높은 변형률을 가져 이를 극복할 것으로 기대하고 관성모멘트가 작은 Cantilever Beam 구조를 활용해 전력 생산량을 높이고자 하였다. MSMA에는 양 끝 길이가 변하는 기계적 변형이 일어난다. 자기 배열이 변화하면 MSMA를 둘러싼 코일에 전자기 유도로 전압이 생성된다. 실험 결과 나온 2.02mW 만큼의 전력은 실험적으로 유의미하나 다른 방식의 에너지 하베스팅이나 발전장치를 대체하기 어렵다. 중심 재료인 MSMA는 아직 연구된 내용이 적으며 단가가 매우 높아 지식과 활용 사례를 찾기 어려웠다. 본 연구는 cantilever beam을 이용해 만든 장치가 힘의 방향과 형태를 변환 시켜주어 진동 에너지 하베스팅에 유리한 구조를 가졌고, MSMA를 이용한 전력 생산 가능성에 대해 확인함에 있어 의미를 갖는다. 제시어: 자기형상기억합금, Cantilever Beam, 진동에너지 하베스팅
본 연구에서는 대전차화기로부터 기존의 철창형 장갑의 유효방호률을 향상시키고, 이중으로 적중된 대전차화기로부터 방호를 하기 위하여 3차원의 철창형 장갑을 설계하기로 하였다. 철창형 장갑의 충돌로 인한 PG-7VM 탄두의 단락에 의한 불발률을 알아보기 위하여 물리적 특성을 포함하여 유한요소 해석을 진행하였다. 삼각형과 사각형, 육각형으로 채워진 철창형 장갑을 이중으로 배열하여 각 형태에 대하여 유효방호률을 비교하고, mesh의 크기와 트러스의 각도를 바꾸어가며 유효방호률을 비교한다. 주제어: triaxial slat armor, space truss, PG-7VM warhead, numerical analysis, hydrodynamic
본 연구는 누리호 발사의 성공과 실패 사례와 최근 들어 투자가 늘어나고 있는 항공 우주 분야에서 영감을 받아 진행하게 되었다. 천체와 로켓 발사체의 궤도와 운동에 대하여 수리물리학적 이론과 공식으 로 나타내는 것이 목표이다. 그리고 이를 실제 상황에 적용시켜보았다. 주제어: 천체, 로켓, 궤도, 운동, 적용
지구환경 문제가 대두되면서 에너지 발전과 자연 보호의 문제가 충돌하고 있다. 환경을 우선적으로 고려하기 에는 에너지 발전량이 부족하고, 에너지 발전을 우선적으로 고려하기에는 환경이 파괴된다. 이러한 문제를 개선하기 위해 재생에너지인 태양광 발전을 채택하였다. 태양광 발전기의 구조적인 혁신을 통해 태양광 발전기의 구조적 한계와 효율을 개선하고 문제를 해결하는 연구를 진행하고자 하였다. 이 과정에서 태양광 발전기 모델중 적층구조를 적용한 발전기를 제작하였다. 또한 발전기의 발전량과 효율뿐만 아니라 발전기가 설치될 생태계에 미치는 영향을 분석하고 악영향을 줄이는 방안을 함께 연구하였고 실제 모델에 적용하여 패널을 설계하고 제작하였다. 이후 발전기의 개발 방향성을 자연 친화뿐 아니라 소형화를 통해서 도심의 공원과 옥상등 자투리 공간을 활용한 발전방식으로의 확장성을 열어두는 연구도 생각하였다. 주제어: 태양광, 타워형, 효율성, 자연친화, 모듈화
이미지를 좌표평면 위에 올려 윤곽선 위의 점들을 직접 찾았다. 점들을 이용하여 뉴턴 보간다항식을 구한 후 그래프를 확대해 보았더니 원래 이미지와 다르게 깨지지 않았다. 여기서 동기를 얻어 이미지 윤곽선을 음함수로 표현하면 화소가 낮은 아이콘이나 일러스트, 사진 등을 확대해도 선명하게 볼 수 있겠다는 생각이 들어 이 주제를 선정하게 되었다. 윤곽선을 인식하는 프로그램은 OpenCV의 adaptive Threshold 함수, 케니 에지 알고리즘, findContours 함수 등을 이용하였다. 선형 보간법, 뉴턴 보간법, 스플라인 보간법, 베지에 곡선, 테일러 다항식을 이용하여 윤곽선을 표현하는 방정식을 구하였다. 그 후 웹사이트를 제작하여 간단하게 사용할 수 있도록 만들었다. 주제어 : 보간법, 함수, 경계 인식, 선 분할
본 연구에서는 아두이노 초음파 센서를 이용하여 기체 유속을 측정할 수 있는 장치를 제작하였고, 관 내부에 서 기체의 풍속, 송신부와 수신부 사이의 거리를 변인으로 기체의 유속의 측정 가능한 범위에 대해 분석하고자 하였다. 또한 아두이노 초음파 센서를 이용하여 액체(물)을 순환시켜 액체의 유속을 측정하기 위한 장치를 제작하였으나, 아두이노용 초음파 센서의 송신부에서 발생된 40kHz 초음파가 PVC 관을 통과하지 못한다는 것을 확인하고, 유체가 흐를 수 있는 PVC 관 상부를 절개하고 그 위에서 초음파 송수신부를 구성한 후 액체의 유속을 측정을 시도하였으나 유의미한 결과를 얻지 못하였다. 향후 연구에서 초음파 송신부에 강도를 높이거나 수신부 의 민감도를 높이는 방법으로 관의 절개 없이도 액체 유속 측정이 가능한 아두이노 초음파 유속 측정 장치를 제작하고자 한다. 주제어: 초음파 유속계(ultrasonic Flow Meter), 트랜스듀서, 초음파 센서