대표 참여 연구과제 실적 [link]

헬스케어를 위한 IoT 기반 실내 자전거 스마트 페달 개발 (Development of IoT-Based Indoor Bicycle Smart Pedal for Healthcare)

• 과제 정보
  • 발주기관: 중소기업기술정보진흥원
  • 참여기간: 2024.01.01 - 2024.02.29 (2개월)
  • 연구목표: 사용자의 운동정보 수집 및 분석을 위한 IoT 기반 헬스케어 시작품 개발
  • 연구책임: 최우열
  • 참여인원: 3명
  • 계상비율: 15%
• 개발도구
  • Software: C, Python, Matplotlib
  • Hardware : Raspberry Pi, Raspberry Pi 7-inch Touch Display, Arduino Uno, Load-cell Pressure Sensor (8EA), HX711 Amplifier (8EA)
• 수행 역할
  • 중소기업의 IoT 솔루션 요구사항 분석 및 기술 사양서 작성
  • 압력 센서 기반 스마트 페달 설계를 위한 C 언어 기반 MCU 임베디드 애플리케이션 개발
  • 압력 센서 데이터 로깅을 위한 Bluetooth 기반 데이터 전송 SW 모듈 개발
  • 이동평균 필터를 활용한 신호처리 및 Matplotlib 기반 시각화 SW 모듈 개발
  • 사용자의 운동 데이터 수집 및 시각화를 위한 IoT 센서 및 임베디드 장치를 활용한 1차 시제품 제작 및 기업 이관
• 업무 성과
  • 스마트 페달 1개 시제품 제작 및 이를 위한 3D 도안 및 임베디드 SW 확보
  • 1차 시제품 및 SW 기술에 관한 프로그램 저작권 1건 등록 및 특허 출원
  • 제36회 영상처리 및 이해에 관한 워크샵에서 ‘사용자 운동정보 분석을 위한 헬스케어 모니터링 시스템’ 발표
• 학습 및 경험
  • 기업의 요구사항 반영 및 명세서 기반 개발 프로세스 이해
  • 임베디드 시스템을 위한 소프트웨어 경량화 방안 학습
  • 임베디드 시스템의 메모리 관리 및 컴퓨팅 연산을 고려한 SW 프로그래밍 방안을 학습
    

축산오염환경에 강건한 동물 활동 모니터링을 위한 RF 기반 영상정보 보완기술 기초연구 (Research on RF-Based Video Compensation for Robust Animal Activity Monitoring in Livestock Pollution Environments)

• 과제 정보
  • 발주기관: 중소기업기술정보진흥원
  • 참여기간: 2023.07.01 - 2023.08.31 (2개월)
  • 연구목표: 모니터링 기술의 음영지역 보완을 위한 RF 기반 센서 퓨전 기법 설계 및 로깅 자동화 기술개발
  • 연구책임: 최우열
  • 참여인원: 4명
  • 계상비율: 4%
• 개발도구
  • Software: LabVIEW (Communications System Design Suite 5.0, 802.11 Application Framework, FPGA and Real-Time Module), C, GNU Octave & MATLAB, OpenCV
  • Hardware: NI-USRP 2921 (Half-Duplex / 4EA), NI-USRP 2932 (Full-Duplex / 4EA), CAT.5E Ethernet (8EA), MIMO Expansion Cable (4EA), VERT2450 Antennas (16EA), TP-Link WiFi Router, Intel 5300 NIC, Up-Squared Board, 2dBi Dual Band Antennas (3EA)
• 수행 역할
  • RADAR, LiDAR, UWB 등의 RF 센서의 조사 및 분석을 통한 WiFi 활용 방안 도출
  • WiFi 활용 및 분석을 위한 MIMO-OFDM (IEEE 802.11n) 시뮬레이터 설계 (SIL/HIL)
  • 타겟 신호 분석을 위한 Un-Wrapping Phase, Median, Linear-Regression Filter 설계 및 적용
  • 객체의 움직임에 따른 도플러 현상에 의한 WiFi Phase 특성 변화 도출 및 검증
  • 상용화 제품인 WiFi 라우터 (IEEE 802.11n)와 NIC 카드 및 카메라의 데이터 로깅 SW 설계
  • WiFi 신호의 이상치 제거를 위한 GNU Octave 기반 신호처리 SW 모듈 개발
  • C 언어와 OpenCV 라이브러리를 활용한 WiFi/카메라 영상 동기화 알고리즘 개발
• 업무 성과
  • 시뮬레이터 기반의 사전 성능 분석 및 조정을 통한 개발기간 6개월 단축
  • 시뮬레이터 및 데이터 로깅 SW에 관한 프로그램 저작권 2건 등록 (SDR/Firmware-based)
  • 2024 한국통신학회 동계종합학술발표 특별세션에서 “WiFi 기반 Mobility 탐지를 위한 CSI 수집 및 분석” 발표
• 학습 및 경험
  • WiFi 신호 분석을 위한 신호처리 기법을 학습
  • 미래 모빌리티에 활용되는 이기종 RF 센서 및 센서 퓨전 기술을 이해
  • 데이터 (WiFi 신호) 분석을 통한 최적의 AI 알고리즘 선정 및 특징 학습
    

재난상황 군중 밀집도 모빌리티 탐지 기술 개발 (Development of RF-Based Mobility Detection for Crowd Density Monitoring in Disaster Environments) [archive]

• 과제 정보
  • 발주기관: 한국연구재단
  • 참여기간: 2023.06.22 - 2023.12.31 (7개월)
  • 연구목표: CCTV 장치의 물리적 제약 극복 및 보완을 위한 멀티모달 AI 기반 객체 모션 추정 기술개발
  • 연구책임: 최우열
  • 참여인원: 4명
  • 계상비율: 59%
• 개발도구
  • Software: C, Python, GNU Octave & MATLAB, TensorFlow, Pandas, OpenCV
  • Hardware: TP-Link WiFi Router, Intel 5300 NIC, Up-Squared Board, 2dBi Dual Band Antennas (3EA)
• 수행 역할
  • 기업 보유 기술의 한계 분석 및 개선안 도출을 통한 AI 솔루션 기획
  • 기술개발의 타당성 검토 및 필요성 제시를 통해 R&D 과제 수주에 기여
  • CCTV 화각 제한 및 물리적 한계 극복을 위한 AI 솔루션 방안 도출
  • 센서퓨전 SW 최적화 및 경량화를 통한 Embedded Board 탑재
  • Teacher(Image) - Student(WiFi) 기반의 멀티모달 AI 알고리즘 설계 및 구현
  • CNN, ResNet 기반 특징 추출 및 Similarity Loss 기반의 모방학습 구조 설계
  • 정량적 R&D 달성도 제시를 위한 mAP 0.38 이상의 성능 검증
• 업무 성과
  • 객체 탐지를 위한 Embedded SW/HW 기술 확보 및 기술이전 (노하우) 1건 달성
  • 2024 한국통신학회 동계종합학술발표회에서 “Multimodal Learning for RF-Based Object Tracking” 발표
  • 산학공동기술개발과제 사업 중 기술사업화 성과 달성
• 학습 및 경험
  • AI 기술 (ResNet, FCN, AutoEncoder) 기반 데이터 특징 추출 기법 학습
  • 지식증류 (Knowledge Distillation) 기반 멀티모달 AI 기술에 관한 이해
  • 멀티모달 AI 기술 개발 및 적용을 통한 모니터링 시스템 성능 고도화 경험
    

영상과 BLE를 활용한 낙농우 분만징후 유관행동 인식 시제품 개발 (Development of a Prototype for Recognizing Cow’s Calving Signs Using Video and BLE) [archive]

• 과제 정보
  • 발주기관: 조선대학교 LINC 3.0 사업단 (한국연구재단)
  • 참여기간: 2022.11.24 - 2023.02.23 (3개월)
  • 연구목표: CCTV 화각 제한 및 오염 등의 물리적 제약 극복을 위한 BLE 기반 객체 위치 추정 기술개발
  • 연구책임: 최우열
  • 참여인원: 3명
  • 계상비율: 22%
• 개발도구
  • Software: Python, PyQt, Flask (HTTP, webhook), Matplotlib
  • Hardware: MINEW G1 IoT Gateway (4EA), MINEW E8 Beacon (12EA)
• 수행 역할
  • 중소기업의 기술 수요 및 동종 산업 기술 분석을 통한 R&D 과제 기획
  • 기술개발의 필요성 및 차별성을 제시하여 R&D 기초과제 수주에 기여
  • IoT 게이트웨이 및 비콘 장치의 API 수정 및 활용을 통한 실험환경 구축
  • Flask 기반의 Webhook 서버 (REST API) 설계와 이를 활용한 BLE 데이터 로깅 자동화 시스템 구축
  • 1D Kalman Filter 기반 BLE 신호의 강도 (RSSI) 데이터 평탄화 기법 설계
  • Multi-Thread Webhook 서버 및 HTTP GET/POST 기반의 Event Handler 구현
  • 실내 게이트웨이의 RSSI 값을 활용한 사변측량 기반의 위치 추정 알고리즘 설계
  • 추정 좌표의 시각화 및 제어를 위한 PyQt 기반의 인터페이스 설계 및 구현
• 업무 성과
  • 실내 환경에서의 3cm 이하의 오차를 지닌 고정밀 위치 추정 기술 검증 및 개발
  • 2023 한국전자파학회 동계종합학술대회에서 “IoT 기반 실시간 실내 위치 추정 시스템 설계 및 구현” 발표
  • 중소기업의 사업화 지원사업 중 기술사업화 성과 달성
• 학습 및 경험
  • 신호의 변동성 및 이상치 제거를 위한 필터링 기법을 학습 및 경험
  • API, REST API 및 HTTP 프로토콜 등의 프론드엔드 기술을 이해 및 체득
    

XR 기반 임상 실습 교육을 위한 실시간 다중 훈련 플랫폼 개발 (Development of XR-based Multi-User Training Platform for Clinical Practice Training)

• 과제 정보
  • 발주기관: 중소기업기술정보진흥원
  • 참여기간: 2022.09.01 - 2023.08.31 (12개월)
  • 연구목표: 다중 사용자 접속에 따른 프로세스 최적화를 위한 프리펩 기술 설계 및 구현
  • 연구책임: 최우열
  • 참여인원: 10명
  • 계상비율: 16% (27.77 + 4.54 / 2)
• 개발도구
  • Software: 3D Unity, Open Inventor
• 수행 역할
  • 지역 내 중소기업에서 요구하는 XR 기반 훈련 플랫폼의 실시간 성능 분석 및 평가
  • 플랫폼 서버의 과부하 및 지연시간 문제 해결을 위한 프리펩 기술 구현과 후속 훈련 플랫폼 개발 전략 수립
• 업무 성과
  • XR 기반 훈련 플랫폼 및 플레이어 프리펩 기술을 활용한 임상술기 교육 컨텐츠 1건 확보
  • 제36회 영상처리 및 이해에 관한 워크샵에서 ‘프로세스 지연 최적화를 위한 플레이어 프리펩 기술’ 발표
• 학습 및 경험
  • Unity 환경에서의 프로세스 지연 및 최적화를 위한 프리펩 기법을 학습 및 경험
  • 햅틱 장치와 Unity 가상 환경의 동기화를 통한 XR 및 디지털 트윈 기술 이해
    

Flying Ad-Hoc Network를 위한 연합 심층강화학습 기반 자원할당 기술 연구 (Federated Deep Reinforcement Learning-Based Resource Allocation for Flying Ad-Hoc Network)

• 과제 정보
  • 발주기관: 한국연구재단
  • 참여기간: 2021.10.01 - 2024.02.29 (29개월)
  • 연구목표: 심층 강화학습 기반 최적의 자원할당 및 제어 알고리즘 설계 및 개발
  • 연구책임: 최우열
  • 참여인원: 3명
  • 계상비율: 58% (80 + 50 + 45.45 / 3)
• 개발도구
  • Software: Python, Matplotlib, TensorFlow, PyTorch, Keras, Pandas, OpenAI Gym, Stable-Baselines3
• 수행 역할
  • Python, OpenAI Gym lib. 기반의 무선 네트워크 시뮬레이션 환경 설계
  • 시뮬레이션 환경에서의 강화학습 적용을 위한 MDP/MOMDP 기반 확률 모델링 수행
  • 환경변수 및 신호처리 모듈 등의 캡슐화 처리 후, 변수 입력만으로 환경 구축이 가능한 Toolkit (Massive-MIMO-Gym) 개발
  • DQN, A2C 등의 강화학습 알고리즘을 활용한 네트워크 효율성 향상 및 최적 자원할당 알고리즘 설계
  • 다중목표 강화학습을 활용한 무선 네트워크의 주파수 및 에너지 효율성 공동 최적화 기법 개발
• 업무 성과
  • 강화학습 기반 효율성 향상 기술에 대한 국제/국내 학술발표 5회 수행
  • 다목적 함수 최적화를 위한 다중목표 강화학습 학습 기법을 주제로 IEEE Access 저널 게재
  • 제33회 통신정보 합동 학술대회 中 “공동 최적화를 위한 다중목표 강화학습 기법” 학술발표 및 우수 논문상 입상
  • MIMO 및 RF 시뮬레이션 환경에서의 강화학습 AI 관련 GitHub 운영 (총 Star 60+ 달성)
• 학습 및 경험
  • 시뮬레이션 환경 구축 및 최적화/자동화를 위한 강화학습 AI 기법을 체득
  • 가상 환경을 활용한 Sim2Real 방안을 학습 및 이해
  • 문제해결을 위한 강화학습 기반의 제어 로직 설계 방안을 학습
    

전이중 클라우드 무선 접속 네트워크를 위한 딥러닝 기반 빔형성 프로토콜 개발 (Deep-Learning Based Beamforming Protocol for Full-Duplex C-RAN)

• 과제 정보
  • 발주기관: 한국연구재단
  • 참여기간: 2021.03.01 - 2022.02.28 (12개월)
  • 연구목표: 무선 접속 네트워크의 성능 향상을 위한 SDR 테스트베드 설계 및 AI 기반 신호처리 기술개발
  • 연구책임: 최우열
  • 참여인원: 4명
  • 계상비율: 20%
• 개발도구
  • Software: LabVIEW (Communications System Design Suite 5.0, 802.11 Application Framework, and Real-Time Module), MATLAB R2021a
  • Hardware: NI-USRP 2921 (Half-Duplex / 4EA), NI-USRP 2932 (Full-Duplex / 2EA), CAT.5E Ethernet (8EA), MIMO Expansion Cable (3EA), VERT2450 Antennas (12EA)
• 수행 역할
  • 선행 기술 분석을 위한 LabVIEW 프로그래밍 기반 시뮬레이터 (IEEE 802.11ax) 설계
  • 클러스터링 기반 다중 사용자 Uplink 스케줄링 및 패킷 경로 제어 알고리즘 설계 및 구현
  • Software-Defined Radio (SDR) 기반의 테스트베드 프로그램 구현을 통한 실성능 분석 및 평가
  • CNN 모델을 활용한 자동 변/복조 분류 (AMC) 기법 설계 및 테스트베드 프로그램과의 연동
  • 실시간 SNR 변화에 따른 CNN 기반의 AMC 기법의 성능 분석 및 검증
• 업무 성과
  • 다중 사용자의 지연시간 클러스터링 기반 Uplink 스케줄링을 주제로 SCIE 1편 게재 (공저자)
  • SDR 장치 기반 무선 테스트베드 실증을 통해, BPSK, QPSK, M-QAM 등의 94%의 분류 정확도 달성
• 학습 및 경험
  • 무선 시뮬레이터/테스트베드 설계 방안을 학습 및 체득
  • RF 기술개발에서의 시뮬레이터 및 테스트베드 기반의 분석, 검증의 중요성을 이해
    

BWMS 데이터 전송을 위한 무선 통신 기술 개발 (Wireless Communication Technology for BWMS Data Transmission)

• 과제 정보
  • 발주기관: 해양수산과학기술진흥원
  • 참여기간: 2020.04.01 - 2020.12.31 (9개월)
  • 연구목표: 선박 내 신호 감쇠 환경에 강건한 BWMS 데이터 전송을 위한 SDR 기반 무선 테스트베드 기술개발
  • 연구책임: 최우열
  • 참여인원: 3명
  • 계상비율: 60%
• 개발도구
  • Software: LabVIEW (Communications System Design Suite 4.0, FPGA and Real-Time Module), MATLAB R2020a
  • Hardware: NI-USRP 2921 (Half-Duplex / 4EA), NI-USRP 2932 (Full-Duplex / 2EA), CAT.5E Ethernet (8EA), VERT2450 Antennas (12EA)
• 수행 역할
  • 선박 평형수 (BWMS) 데이터 전송을 위한 SDR 장치 기반 RF 시뮬레이터/무선 테스트베드 구축
  • BWMS 데이터 전송을 위한 데이터 패킷 프레이밍 설계 (Header, Sync., Payload, Padding)
  • LabVIEW 기반 LMS 등화 필터와 무선 시뮬레이터 설계 및 검증 (AWGN, Rayleigh Fading)
  • LabVIEW 프로그래밍 및 SDR 장치 연동을 통한 TDMA 기반의 다중 홉 중계 네트워크 구축
  • 현장 실증을 통해 D2D 방식 대비 최대 350% 향상된 패킷 수신율 달성 검증 및 보고서 작성
• 업무 성과
  • 적응형 등화 필터가 탑재된 RF 시뮬레이터/테스트베드 및 최종 보고서의 기관이관 달성
  • 한국통신학회 논문지 1편 게재 및 국내 특허 “패킷 전송 경로 제어 장치 및 방법” 등록
  • 2021 한국통신학회 동계종합학술발표회에서 “릴레이 네트워크 구현 및 성능 분석”을 주제로 학부 우수논문상 입상
• 학습 및 경험
  • 무선통신 및 신호처리 이론과 기술을 학습
  • MATLAB 기반 M&S, LabVIEW를 활용한 RF 프로토타이핑 설계 및 개발 경험
  • 기관 연구팀과의 2박 3일의 현장실증을 통해 수직적/수평적 커뮤니케이션을 경험
    

컴퓨터프로그램저작물 저작권

특허