수처리공정의 모델링과 지능제어의 적용

천성표(Cheon Seong-pyo),김봉철(Kim BongChul),김성신(Kim Sungshin) 대한전기학회 2000 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2000 No.7

예측모델 기반의 A²/O 하폐수처리 공정 자동화 시스템

천성표(Seong-Pyo Cheon),백경동(Gyeongdong Baek),김성신(Sungshin Kim) 한국생산제조학회 2011 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.4

생물학적 하폐수처리공정에서는 유입수 성상은 물론이고 개별 반응조 내의 생물학적 특성과 이들 생물학적 반응에 영향을 주는 다양한 변수들을 고려하여 제어해야 함으로 자동화에 많은 어려움이 있었다. 특히, 고도처리공정의 경우에는 유기물 제거만을 목적으로 하는 표준 활성슬러지 공정에 비해 내부 메커니즘이 복잡하기 때문에 고도처리공정에 대한 장기간의 경험과 지식을 가진 전문가 의해 관리 되어야 한다. 본 논문은 운영 전문가들의 지식과 데이터마이닝 기법을 통해 대상 공정에 대한 예측이 가능함 모델을 구현했으며, 이를 바탕으로 공정 자동화 시스템을 제안한다.

활성슬러지 공정을 위한 모델링과 지능제어의 적용

천성표(Seong Pyo Cheon),김봉철(Bong Chul Kim),김성신(Sung Shin Kim),김창원(Chang Won Kim),김상현(Sang Hyun Kim),우혜진(Hae Jin Woo) 大韓環境工學會 2000 대한환경공학회지 Vol.22 No.10

고농도 오존 예측을 위한 향상된 변환 기법과 예측 성능 평가

천성표(Seong-Pyo Cheon),김성신(Sungshin Kim),이종범(Chong-Bum Lee) 한국지능시스템학회 2007 한국지능시스템학회논문지 Vol.17 No.4

대기중의 고농도 오존의 피해를 줄이기 위해서, 고농도 오존 발생 전에 미리 오존 농도를 예측하기 위한 연구가 진행 되었다. 하지만, 고농도 오존은 그 발생 빈도가 매우 희소하고, 대기 오존 생성 과정이 매우 비선형적이며 복잡한 특징이 있다. 이러한 특징을 극복하고 보다 정확한 예측 모델을 개발하기 위하여, 본 논문에서는 다양한 데이터 처리 기법을 도입하였다. 데이터 전처리과정에서 FCM(Fuzzy C-mean) 방법을 이용하여 오존 농도별 데이터 클러스터링을 시도하였으며, 결측 또는 비정상 데이터를 처리할 목적으로 Rejection 표본 추출법을 이용하였고, 모델의 입력과 출력의 상관관계를 향상시키기 위해서 로그 변환기법을 응용하였다. 오존 예측을 위한 모델링 기법은 DPNN(Dynamical Polynomial Neural Networks)을 이용하였으며, 최소 바이어스 판별법(Minimum Bias Criterion)으로 최적화된 모델을 선택하였다. 끝으로, 본 논문에서는 로그 변환기법이 예측 모델에 미치는 영향을 보이기 위해서 입력 데이터를 두 개의 집합으로 나누어 다양한 방법으로 예측 결과를 평가했다. 결과적으로 계절적 영향에 의해 특정 분포를 가지는 오존 관련 데이터에 있어서 로그 변환 방법이 모델의 성능을 향상 시킬 수 있다는 것을 보였다. To reduce damage from high concentration ozone in the air, we have researched how to predict high concentration ozone before it occurs. High concentration ozone is a rare event and its reaction mechanism has nonlinearities and complexities. In this paper, we have tried to apply and consider as many methods as we could. We clustered the data using the fuzzy c-mean method and took a rejection sampling to fill in the missing and abnormal data. Next, correlations of the input component and output ozone concentration were calculated to transform more correlated components by modified log transformation. Then, we made the prediction models using Dynamic Polynomial Neural Networks. To select the optimal model, we adopted a minimum bias criterion. Finally, to evaluate suggested models, we compared the two models. One model was trained and tested by the transformed data and the other was not. We concluded that the modified transformation effected good to ideal performance in some evaluations. In particular, the data were related to seasonal characteristics or its variation trends.

퍼지 클러스터링과 결정 트리를 이용한 모델기반 오존 예보 시스템

천성표(Seong-Pyo Cheon),이미희(MiHee Lee),이상혁(Sang-Hyuk Lee),김성신(Sung-Shin Kim) 한국지능시스템학회 2004 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.14 No.1

오존 반응 메카니즘은 상당히 복잡하고 비선형적이기 때문에 오존 농도를 예측하는 것은 상당한 어려움을 안고 있다. 따라서, 신뢰성 높은 오존 예측값을 구하는데 단일 예측모델만으로는 한계가 있으며, 이를 개선하기 위하여 다중 모델을 제안하였다. 입력데이터에 퍼지 클러스터링을 사용하여 고, 중, 저농도별로 그룹핑한 후, 그룹핑된 오존농도에 대해서 의사결정 트리를 사용하여 그룹핑된 오존데이터가 어느 정도 분류능력을 갖는지 따악하여, 오차가 가장적은 분류특성을 갖는 그룹을 설정하여, 다중모델의 입력 데이터로 사용하여 모델을 형성하였다. 의사결정 트리를 이용하여 모델의 입력 데이터를 설정하는 것은 어떤 오존농도까지의 범위를 클래스로 설정하느냐에 따라서 모델의 성능과 고, 중, 저농도의 오존을 분류하는 성능이 달라지므로 본 논문에서는 퍼지 클러스터링을 이용하여 의사결정 트리의 클래스의 범위를 설정하여 예측 시스템을 구현하였다.

확률 함수와 상황 전파 네트워크를 결합한 상황 데이터 생성 모델

천성표,김성신,Cheon, Seong-Pyo,Kim, Sung-Shin 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.7

일상적인 상황이 주로 시간을 고려한 일정에 따라서만 발생한다고 가정하면 각 상황별 확률분포함수에 기반한 데이터 생성법은 효과적이다. 하지만, 사람들은 상황을 인식하거나 판단할 때, 이전 상황을 고려하여 현재 상황을 미루어 짐작하거나 결정하는 경우도 흔하다. 본 논문에서 제안한 상황 전파 네트워크는 상황 인식 및 결정에서 이전 상황이 현재 상황에 미치는 영향을 고려하는 것과 유사하게 상황발생 확률분포함수를 보상해 줌으로써 상황의 전개가 연속적이면서 자연스러운 흐름을 갖도록 해준다. 본 논문에서는 평범한 직장인이 집이라는 공간에서 발생시키는 상황 데이터를 생성하는 모델을 제안하였고, 모의실험을 통해 상황 전파 네트워크가 상황의 자연스러운 흐름에 얼마나 영향을 기여하는지 확인하였으며, 특히, 순차적 상황 모호성과 충돌성 지표를 새롭게 정의하여 제안한 상황 데이터 생성 모델을 평가했다. 결론적으로 상황 전파 네트워크를 결합시켰을 경우, 확률 모델만을 사용했을 때보다 순차적 상황 모호성은 6.45% 상황 충돌성은 4.60% 감소함을 확인했다. Probabilistic distribution functions based data generation method is very effective. Probabilistic distribution functions are defined under the assumption that daily routine contexts are mainly depended on a time-based schedule. However, daily life contexts are frequently determined by previous contexts because contexts have consistency and/or sequential flows. In order to refect previous contexts effect, a situation propagation network is proposed in this paper. As proposed situation propagation network make parameters of related probabilistic distribution functions update, generated contexts can be more realistic and natural. Through the simulation study, proposed context-data generation model generated general outworker's data about 11 daily contexts at home. Generated data are evaluated with respect to reduction of ambiguity and confliction using newly defined indexes of ambiguity and confliction of sequential contexts. In conclusion, in case of combining situation propagation network with probabilistic distribution functions, ambiguity and confliction of data can be reduced 6.45% and 4.60% respectively.

제조용 로봇 기술 동향

천성표(Seong-Pyo Cheon),김성신(Sungshin Kim),백경동(Gyeongdong Baek),이인성(Inseong Lee),하영호(Youngho Ha) 한국생산제조학회 2011 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.4

로봇산업은 IT(Information Technology)혁명을 이을 21세기 최고의 고부가가치 산업이 될 것이라는 데 별 다른 이의가 없다. 이러한 예측을 실현하기 위해서, 세계 주요 국가들은 자신들만의 비전과 목표를 세워, 산업적/정책적 측면에서 지원ㆍ육성하고 있다. 특히, 산업(제조)용 로봇은 사용목적과 용도가 명확하므로 지금까지 로봇산업과 로봇기술 발전의 견인차 역할을 하고 있다. 최신 제조용 로봇의 기술 동향과 로봇 구동부 기술에 대해 살펴보고, 향후 기술 발전 방향을 예측해 보고자 한다.

레이저 스캔 카메라 보정을 위한 성능지수기반 다항식 모델

백경동(Gyeongdong Baek),천성표(Seong-Pyo Cheon),김수대(Sudae Kim),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회논문지 Vol.21 No.5

영상의 왜곡보정은 영상 좌표계(이미지)와 전역 좌표계(대상체)의 상관관계를 규정하는 것이다. 기존의 왜곡영상에 대한 보정은 카메라의 광학적 특성을 모델링하여 영상 좌표계와 전역 좌표계의 물리적 관계를 찾는 방식이 주를 이루고 있다. 본 논문에서는 성능지수기반 다항식 모델을 이용하여 왜곡영상의 보정을 시도하였다. 성능지수기반 다항식 모델은 영상 좌표계와 전역 좌표계 사이의 상관관계를 다항식으로 가정한 후, 이미지와 대상체의 좌표 데이터와 성능지수를 이용하여 다항식 모델의 계수와 차수를 결정하는 방식이다. 제안한 성능지수기반 다항식 모델을 이용하여 기존의 왜곡영상을 보정방식이 가진 과대적합 문제와 같은 한계를 극복하고자 한다. 제안한 방법을 레이저 스캔 카메라로 획득한 2차원 영상에 적용하여 모델의 유효성을 검증하였다. The goal of image calibration is to find a relation between image and world coordinates. Conventional image calibration uses physical camera model that is able to reflect camera"s optical properties between image and world coordinates. In this paper, we try to calibrate images distortion using performance criterion-based polynomial model which assumes that the relation between image and world coordinates can be identified by polynomial equation and its order and parameters are able to be estimated with image and object coordinate values and performance criterion. In order to overcome existing limitations of the conventional image calibration model, namely, over-fitting feature, the performance criterion-based polynomial model is proposed. The efficiency of proposed method can be verified with 20 images that were taken by laser scan camera.

Selection of data set with fuzzy entropy function

이상혁(Sang-Hyuk Lee),천성표(Seong-Pyo Cheon),김성신(Sung-Shin Kim) 한국지능시스템학회 2004 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.14 No.1

In this literature, the selection of data set among the universe set is carried out with the fuzzy entropy function. By the definition of fuzzy entropy, we have proposed the fuzzy entropy function and the proposed fuzzy entropy function is proved through the definition. The proposed fuzzy entropy function calculate the certainty or uncertainty value of data set, hence we can choose the data set that satisfying certain bound or reference. Therefore the reliable data set can be obtained by the proposed fuzzy entropy function. With the simple example we verify that the proposed fuzzy entropy function select reliable data set.

화살 탄착점 측정을 위한 레이저 스캔 카메라 파라미터 보정

백경동(Gyeongdong Baek),천성표(Seong-Pyo Cheon),이인성(Inseong Lee),김성신(Sungshin Kim) 한국생산제조학회 2012 한국생산제조학회지 Vol.21 No.1

This paper presents the measurement system of arrow`s point of impact using laser scan camera and describes the image calibration method. The calibration process of distorted image is primarily divided into explicit and implicit method. Explicit method focuses on direct optical property using physical camera and its parameter adjustment functionality, while implicit method relies on a calibration plate which assumed relations between image pixels and target positions. To find the relations of image and target position in implicit method, we proposed the performance criteria based polynomial theorem model that overcome some limitations of conventional image calibration model such as over-fitting problem. The proposed method can be verified with 2D position of arrow that were taken by SICK Ranger-D50 laser scan camera.