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Vortex Tube를 이용한 입구 고온조건 배기 가스의 수분 분리
김영현(Younghyeon Kim),정진희(Jinhee Jeong),유상석(Sangseok Yu) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集B Vol.42 No.7
볼텍스 튜브는 어떠한 화학반응이나 연소 현상 없이 압축된 공기를 고온 공기와 저온 공기로 분리시키는 에너지 분리장치이다. 본 연구에서는 볼텍스 튜브 장치를 이용하여 고온 배기 가스의 이산화탄소와 일산화탄소, 수분을 분리하는 연구가 수행되었다. 본 실험에 앞서 볼텍스 튜브의 비정상상태의 특성을 파악하고 에너지 분리의 정상상태 도달 시간을 파악하였다. 볼텍스 튜브는 압축된 가스를 볼텍스 튜브 입구에 주입하는 것만으로 분리가 일어나기 때문에 입구 압력을 실험적 매개 변수로 설정하고 실험을 진행하였습니다. 입구 압력을 1bar와 2bar 조건으로 GasEq에서 측정한 연료량과 공기량을 공급하여 실험을 진행한 결과 입구 압력 2bar 조건에서 CO₂는 최대 1.9%, CO는 최대 1.1% 분리되는 것을 확인하였으며, 수분은 최대 282ml/h가 분리되는 것을 확인하였다. 또한 저온 유량 비 0.4~0.5 구간에서 물질 분리와 수분 분리가 가장 잘 일어나는 것을 확인하였으며, 압력이 증가할수록 물질 분리와 수분분리율이 증가하는 것도 확인하였습니다. Vortex tubes are energy separators that separate compressed air into hot and cold air without any chemical reaction or combustion. In this study, the separation of carbon dioxide, carbon monoxide, and moisture from high temperature exhaust gas using a vortex tube device was conducted. Prior to this experiment, the characteristics of the abnormal state of the vortex tube were analyzed, and the steady state reaching time of the energy separation was determined. Because the vortex tube was separated only by injecting the compressed gas into the vortex tube inlet, the inlet pressure is set as an experimental parameter and the experiment was carried out. The amount of fuel and the amount of air at the inlet pressure of 1 bar and 2 bar were measured. It was confirmed that the maximum CO₂ concentration was 1.9% and the maximum CO concentration was 1.1% at the inlet pressure of 2 bar. In addition, it was confirmed that the material separation and water separation were most effective at the low temperature flow ratio of 0.4 ~ 0.5, and the material separation and the water separation rates increased as the pressure was increased.
초목을 포함한 도로 환경에서 주행 가능 영역 검출을 위한 필터링 기반 방법 및 하드웨어 구조
김영현 ( Younghyeon Kim ),하지석 ( Jiseok Ha ),최철호 ( Cheol-ho Choi ),문병인 ( Byungin Moon ) 한국정보처리학회 2022 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.11 No.1
첨단 운전자 보조 시스템(advanced driver assistance system)의 주요 기능 중 하나인 주행 가능 영역 검출은 차량이 안전하게 주행할 수 있는 영역을 검출하는 것을 의미한다. 주행 가능 영역 검출은 운전자의 안전과 밀접한 연관이 있으며 실시간 동작과 높은 정확도 성능을 요구한다. 이러한 조건들을 충족하기 위해, 영상의 각 행에서 도로 시차 값을 계산하여 주행 가능 영역을 검출하는 V-시차 기반 방법이 폭넓게 사용된다. 그러나 V-시차 기반 방법은 시차 값이 정확하지 않거나 객체의 시차 값이 도로의 시차 값과 동일한 경우, 도로가 아닌 영역을 도로로 오검출할 수 있다. 또한, 고속도로 및 시골길과 같이, 초목을 포함한 도로 환경에서 초목의 시차는 도로의 시차 특성과 매우 유사하기 때문에 초목 영역이 주행 가능 영역으로 오검출될 수 있다. 이에 본 논문에서는 V-시차의 특성으로 인한 오검출 횟수를 감소시킴으로써 초목 영역을 포함한 도로 환경에서 높은 정확도를 갖는 주행 가능 영역 검출 방법 및 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 방법의 성능을 평가하기 위해 KITTI road dataset의 289장 영상을 사용하였을 때, 제안하는 방법은 90.12%의 정확도와 97.96%의 재현율을 보인다. 또한, 제안하는 하드웨어 구조를 FPGA 플랫폼에 구현하였을 때, 제안하는 하드웨어 구조는 8925개의 slice registers와 7066개의 slice LUTs를 사용한다. Drivable area detection, one of the main functions of advanced driver assistance systems, means detecting an area where a vehicle can safely drive. The drivable area detection is closely related to the safety of the driver and it requires high accuracy with real-time operation. To satisfy these conditions, V-disparity-based method is widely used to detect a drivable area by calculating the road disparity value in each row of an image. However, the V-disparity-based method can falsely detect a non-road area as a road when the disparity value is not accurate or the disparity value of the object is equal to the disparity value of the road. In a road environment including vegetation, such as a highway and a country road, the vegetation area may be falsely detected as the drivable area because the disparity characteristics of the vegetation are similar to those of the road. Therefore, this paper proposes a drivable area detection method and hardware architecture with a high accuracy in road environments including vegetation areas by reducing the number of false detections caused by V-disparity characteristic. When 289 images provided by KITTI road dataset are used to evaluate the road detection performance of the proposed method, it shows an accuracy of 90.12% and a recall of 97.96%. In addition, when the proposed hardware architecture is implemented on the FPGA platform, it uses 8925 slice registers and 7066 slice LUTs.
초목을 포함한 도로 환경에서의 필터링 기반 주행 가능 영역 검출 방법 및 하드웨어 구조
김영현 ( Younghyeon Kim ),하지석 ( Jiseok Ha ),최철호 ( Cheol-ho Choi ),문병인 ( Byungin Moon ) 한국정보처리학회 2021 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.28 No.1
초목을 포함한 도로 환경에서, 초목 영역은 도로의 특성과 매우 유사하므로 주행 가능 영역으로 판단될 수 있다. 또한, 도로 검출을 위한 대부분의 U-V 시차 기반 하드웨어 시스템에서는 한 프레임의 시차가 모두 입력되기 전까지 다음 단계의 연산을 수행할 수 없는 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 간단한 필터링 기법를 적용하여 초목을 포함한 도로 환경에서 즉각적으로 주행 가능 영역을 검출하는 방법 및 그 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 방법은 93.08%의 정확도를 보인다. 또한, 제안하는 하드웨어 구조는 기존 방법보다 Slice LUTs 기준 60.26% 및 Slice Registers 기준 53.62% 적은 하드웨어 자원을 사용한다.