구조 감응형 데이터 증강 기법과 혼합 밀도 신경망을 이용한 라이다 기반 3차원 객체 검출 개선

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 융합과학기술대학원 융합과학부, 2023. 2. 곽노준.자율주행자동차, 로봇의 인식 장비로 많이 활용되고있는 라이다 (LiDAR) 는 레이저 펄스를 방출하여 되돌아오는 시간을 계산하여 포인트 클라우드 (point cloud) 형태로 주변 환경을 감지한다. 주변 환경을 감지할때 가장 중 요한 부분은 근처에 어떤 객체가 있는지, 어디에 위치해 있는지를 인식하는 것이고 이러한 작업을 수행하기 위해 포인트 클라우드를 활용하는 3차원 객 체 검출 기술들이 많이 연구되고 있다. 포인트 클라우드 데이터의 전처리 방법에 따라 매우 다양한 구조의 백본 네트워크 (backbone network) 가 연구되고 있다. 고도화된 백본 네트워크들로 인해 인식 성능에 큰 발전을 이루었지만, 이들의 형태가 크게 다르기 때문에 서로 호환성이 부족하여 연구들의 갈래가 많이 나누어지고 있다. 본 논문에 서 풀고자하는 문제는 파편화된 백본 네트워크의 구조들에 구애받지 않고 3차원 객체 검출기의 성능을 향상시킬 방법이 있는가 이다. 이를 위해 본 논문 에서는 포인트 클라우드 데이터 기반의 3차원 객체 검출 기술을 향상시키는 두 가지 방법을 제안한다. 첫 번째는 3차원 경계 상자 (3D bounding box) 의 구조적인 정보의 활용을 최대화하는 구조 감응형 데이터 증강 (PA-AUG) 기법이다. 3차원 경계 상자 라벨은 객체에 딱 맞게 생성되고 방향값을 포함하기 때문에 상자 내에 객체의 구조 정보를 포함하고 있다. 이를 활용하기 위해 우리는 3차원 경계 상자를 구조 감응형 파티션으로 구분하는 방식을 제안하고, 파티션 수준에서 수행되는 새로운 방식의 데이터 증강 기법을 제안한다. PA-AUG는 다양한 형태의 3차원 객체 검출기들의 성능을 강인하게 만들어주고, 학습 데이터를 2.5배 증 강시키는 만큼의 인식 성능 향상 효과를 보여준다. 두 번째는 혼합 밀도 신경망 기반 3차원 객체 검출 (MD3D) 기법이다. MD3D는 가우시간 혼합 모델 (Gaussian Mixture Model) 을 이용해 3차원 경 계 상자 회귀 문제를 밀도 예측 방식으로 재정의한 기법이다. 이러한 방식은 기존의 라벨 할당식의 학습 방법들과 달리 포인트 클라우드 전처리 형태에 구애받지 않고 동일한 학습 방식을 적용할 수 있다. 또한 기존 방식 대비 학습 에 필요한 하이퍼 파라미터가 현저히 적어서 최적화가 용이하여 인식 성능을 크게 높일 수 있을 뿐만 아니라 간단한 구조로 인해 인식 속도도 빨라지게 된다. PA-AUG와 MD3D는 모두 백본 네트워크 구조에 상관없이 다양한 3차원 객체 검출기에 공통적으로 사용될 수 있으며 높은 인식 성능 향상을 보여준다. 뿐만 아니라 두 기법은 검출기의 서로 다른 영역에 적용되는 기법이므로 함께 동시에 사용할 수 있고, 함께 사용했을때 인식 성능이 더욱 크게 향상된다.LiDAR (Light Detection And Ranging), which is widely used as a sensing device for autonomous vehicles and robots, emits laser pulses and calculates the return time to sense the surrounding environment in the form of a point cloud. When recognizing the surrounding environment, the most important part is recognizing what objects are nearby and where they are located, and 3D object detection methods using point clouds have been actively studied to perform these tasks. Various backbone networks for point cloud-based 3D object detection have been proposed according to the preprocessing method of point cloud data. Although advanced backbone networks have made great strides in detection performance, they are largely different in structure, so there is a lack of compatibility with each other. The problem to be solved in this dissertation is How to improve the performance of 3D object detectors regardless of their diverse backbone network structures?. This dissertation proposes two general methods to improve point cloud-based 3D object detectors. First, we propose a part-aware data augmentation (PA-AUG) method which maximizes the utilization of structural information of 3D bounding boxes. Since the 3D bounding box labels fit the objects boundaries and include the orientation value, they contain the structural information of the object in the box. To fully utilize the intra-object structural information, we propose a novel partaware partitioning method which separates 3D bounding boxes with characteristic sub-parts. PA-AUG applies newly proposed data augmentation methods at the partition level. It makes various types of 3D object detectors robust and brings the equivalent effect of increasing the train data by about 2.5×. Second, we propose a mixture-density-based 3D object detection (MD3D). MD3D predicts the distribution of 3D bounding boxes using a Gaussian mixture model (GMM). It reformulates the conventional regression methods as a density estimation problem. Thus, unlike conventional target assignment methods, it can be applied to any 3D object detector regardless of the point cloud preprocessing method. In addition, as it requires significantly fewer hyper-parameters compared to existing methods, it is easy to optimize the detection performance. MD3D also increases the detection speed due to its simple structure. Both PA-AUG and MD3D can be applied to any 3D object detector and shows an impressive increase in detection performance. The two proposed methods cover different stages of the object detection pipeline. Thus, they can be used simultaneously, and the experimental results show they have a synergy effect when applied together.1 Introduction 1 1.1 Problem Definition 3 1.2 Challenges 6 1.3 Contributions 8 1.3.1 Part-Aware Data Augmentation (PA-AUG) 8 1.3.2 Mixture-Density-based 3D Object Detection (MD3D) 9 1.3.3 Combination of PA-AUG and MD3D 10 1.4 Outline 10 2 Related Works 11 2.1 Data augmentation for Object Detection 11 2.1.1 2D Data augmentation 11 2.1.2 3D Data augmentation 12 2.2 LiDAR-based 3D Object Detection 13 2.3 Mixture Density Networks in Computer Vision 15 2.4 Datasets 16 2.4.1 KITTI Dataset 16 2.4.2 Waymo Open Dataset 18 2.5 Evaluation metric 19 2.5.1 Average Precision (AP) 19 2.5.2 Average Orientation Similarity (AOS) 22 2.5.3 Average Precision weighted by Heading (APH) 22 3 Part-Aware Data Augmentation (PA-AUG) 24 3.1 Introduction 24 3.2 Methods 27 3.2.1 Part-Aware Partitioning 27 3.2.2 Part-Aware Data Augmentation 28 3.3 Experiments 33 3.3.1 Results on the KITTI Dataset 33 3.3.2 Robustness Test 36 3.3.3 Data Efficiency Test 38 3.3.4 Ablation Study 40 3.4 Discussion 41 3.5 Conclusion 42 4 Mixture-Density-based 3D Object Detection (MD3D) 43 4.1 Introduction 43 4.2 Methods 47 4.2.1 Modeling Point-cloud-based 3D Object Detection with Mixture Density Network 47 4.2.2 Network Architecture 49 4.2.3 Loss function 52 4.3 Experiments 53 4.3.1 Datasets 53 4.3.2 Experiment Settings 53 4.3.3 Results on the KITTI Dataset 54 4.3.4 Latency of Each Module 56 4.3.5 Results on the Waymo Open Dataset 58 4.3.6 Analyzing Recall by object size 59 4.3.7 Ablation Study 60 4.3.8 Discussion 65 4.4 Conclusion 66 5 Combination of PA-AUG and MD3D 71 5.1 Methods 71 5.2 Experiments 72 5.2.1 Settings 72 5.2.2 Results on the KITTI Dataset 73 5.3 Discussion 76 6 Conclusion 77 6.1 Summary 77 6.2 Limitations and Future works 78 6.2.1 Hyper-parameter-free PA-AUG 78 6.2.2 Redefinition of Part-aware Partitioning 79 6.2.3 Application to other tasks 79 Abstract (In Korean) 94 감사의 글 96박

Design and Implementation of RFID Recognition Terminal Unit in Ubiquitous Environment

Across the world today, Ubiquitous technologies are becoming an interesting part of people's lives. Ubiquitous technology is the trend towards increasingly Ubiquitous, connected computing devices in the environment, a trend being brought about by a convergence of advanced electronic and particularly, wireless technologies and the Internet. Role of RFID(Radio Frequency Identification) in Ubiquitous technology environment is perceived as a backbone, in which information and communication flows everywhere, for everyone, at all times. RFID is supported by other similar technologies such as wireless, as hoc and sensor networks, which already play important roles in pervasive computing. Sensing devices, such RFID connected through wireless communication can capture, process and disseminate useful information surrounding human beings. The sociological impact of Ubiquitous technologies in form of computers may be analogous to two other technologies that have Ubiquitous become technologies. The first is Writing, which is found everywhere from clothes labels to billboards. The second is electricity, which surges invisibly through the walls of every home, office, and car. Writing and electricity become so commonplace and indispensable that we forget their huge impact on everyday life. Similarly, for Computers and RFID, users would start tasking for granted the advantages offered by both in our daily running lives. In this thesis, I am going to design and to make the RFID recognition terminal unit. RFID recognition terminal unit is used as the windows Embedded XP(XPE) operating system and visual c++ 6.0, target board(web-6580) is implemented for RFID application in Ubiquitous.Abstract 제 1 장 서론 1 1.1 연구의 배경 1 1.2 연구의 필요성 및 목표 2 제 2 장 RFID 시스템 4 2.1 RFID 시스템의 개요 4 2.2 RFID 표준화 9 제 3 장 RFID 인식 단말기의 설계 11 3.1 시스템 설계 11 3.2 데이터베이스 설계 13 제 4 장 RFID 인식 단말기의 구현 및 실험 25 4.1 하드웨어 25 4.2 운영체제 29 4.3 소프트웨어 43 제 5 장 결론 52 참고문헌 5

한국형 해외도시개발의 개념 정립과 담론 형성

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 건설환경공학부, 2014. 2. 정창무.본 논문의 목적은 한국형 해외도시개발에 대한 개념을 정립하고 담론을 형성하는데 있다. 먼저 해외도시개발에 대한 선행연구나 사례들을 살펴보며 문제를 진단하고, 개념정립과 담론형성의 필요성과 그 내용을 논하고자 한다. 개념 정립이 해외도시개발에 대한 논의의 시작을 제시하는 것이라고 한다면, 담론 형성은 해외도시개발에 대한 논의의 방향을 제안하는 것이라고 하겠다. 국내건설경기 침체의 장기화와 더불어 급격하게 성장하고 있는 해외건설시장의 가능성은 국내건설기업들로 하여금 해외건설진출에 더욱더 열중하게 하였다. 그 결과 2000년대 들어서 우리나라의 해외건설수주액은 그 규모면에서 지속적인 증가세에 있었다. 그러나 2010년을 기점으로 해외건설사업의 영업이익률이 감소추세에 접어들었고, 급기야 2013년에는 마이너스대에 진입하게 되었다. 이러한 상황 속에서 해외도시개발은 보다 성공적인 해외건설시장 진출을 위한 신상품 중 하나로서 등장하였다. 다양한 연구와 사례를 통해 그 가능성은 높게 평가받아 왔으나, 2013년 현재에 이르기까지 아직 그 개념조차 명확하게 정의되지 못하였다. 따라서 지원정책을 수립하는데 혼선을 빚게 되었을 뿐만 아니라 관련 연구 제언들이 체계적으로 종합되고 발전해 나가지를 못하였다. 공론의 장이라고 할 수 있는 해외도시개발의 담론 형성이 개념의 혼재로 인하여 부재하였기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 해외도시개발의 개념을 전략적으로 정립하고, 해외도시개발이 해외건설 신상품으로서 비교우위를 확보할 수 있는 방향성에 대한 담론을 형성하고자 한다. 그러함으로써 향후 해외도시개발 활성화를 위한 연구방향을 제안하고, 궁극적으로 국내건설기업의 위기를 타개하는데 기여하고자 한다. 먼저 해외도시개발의 등장배경 및 그것에 대한 진단을 통해서 개념 혼재를 주요한 문제로 제기하였다. 본 연구의 결론부에서는 해외도시개발에 대한 개념 정립을 위해, 공종별로는 도시인프라와 상부구조물을 패키징하고, 공정별로는 사업발굴 등의 기획단계에서부터 설계, 시공, 운영, 그리고 후속연계사업추진까지를 아우르며, 끝으로 기존 단순도급형 사업과의 구분을 위한 투자리스크가 있어야 하는 것으로서 제시하였다. 해외도시개발의 담론은 해외건설 신상품으로서의 비교우위 확보를 위한 것으로, 기본적으로 진출대상국의 고민을 우리나라의 성장경험을 통해 해결해 주는 것으로써 제안하였다. 특히 해외도시개발펀드와 해외도시개발플랫폼에 대한 논의를 집중적으로 다루었다. 위와 같은 해외도시개발에 대한 개념 정립과 담론 형성을 도출해 내기 위하여 먼저 개념 및 담론에 관한 이론을 살펴본다. 이후 해외도시개발과 관련된 선행연구, 사례, 언론, 그리고 정부정책 등 접근 가능한 각종 문헌들을 분석함으로써 전략적인 개념 정립과 담론 형성을 제안하고자 한다.제1장 서 론 1.1. 연구 배경 1 1.2. 문제 제기 3 1.3. 연구 목적 4 1.4. 연구 방법 5 제2장 해외도시개발의 기존 논의 2.1. 우리나라 해외도시개발의 등장 및 현황 9 2.2. 해외도시개발의 부각 11 2.2.1. 국내건설경기 침체의 장기화 11 2.2.2. 해외건설시장 성장추세 지속 12 2.2.3. 국내건설기업 해외진출 위기 13 2.2.4. 해외플랜트 수지 악화요인: 핵심기술 경쟁력 부족 14 2.2.5. 해외건설 신상품: 해외도시개발 16 2.3. 해외도시개발의 필요성 및 가능성 17 2.3.1. 필요성 17 2.3.2. 외적가능성 21 2.3.3. 내적가능성 22 2.4. 해외도시개발 현황 및 문제점: 개념의 혼재 25 2.5. 해외도시개발 개념 정립 및 담론 형성의 필요성 31 2.5.1. 개념 정립의 필요성 31 2.5.2. 담론 형성의 필요성 32 제3장 해외도시개발 개념 정립 3.1. 개념 정립의 이론적 고찰 33 3.2. 문헌 분석 40 3.2.1. 선행연구 40 3.2.2. 관련사례 43 3.2.3. 언론 분석 51 3.3. 한국형 해외도시개발 개념 정립 54 3.4. 개념 정립의 기대효과 57 제4장 한국형 해외도시개발 담론 형성 4.1. 담론 형성의 이론적 고찰 58 4.2. 문헌 분석 63 4.2.1. 선행연구 63 4.2.2. 관련사례 70 4.2.3. 정부정책 74 4.3. 한국형 해외도시개발 담론 형성 76 4.4. 담론 형성의 기대효과 82 제5장 결 론 5.1. 주요 연구결과 및 정책적 함의 83 5.1.1. 연구결과 요약 83 5.1.2. 정책적 함의 84 5.2. 연구의 의의 및 한계 84 5.2.1. 연구의 의의 84 5.2.2. 연구의 한계 85 [참고문헌] 86 [Abstract] 94Maste

다이렉트 마케팅 자극에 대한 경험 정서가 이후의 자극수용 의사에 미치는 영향에 관한 연구 : outbound-telemarketing을 중심으로

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :경영학과 경영학전공,2002.Maste

메탄의 수증기 개질반응용 니켈촉매의 활성에 대한 탄산리튬의 영향

Thesis(doctor`s)--서울대학교 대학원 :응용화학부,2005.Docto

IMAGE PROCESSING METHOD AND APPARATUS USING SELECTION UNIT

선택 유닛을 이용한 이미지 처리 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 이미지 처리 장치는, 이미지를 수신하는 수신기와, 컨벌루션(convolution) 연산 및 비선형화를 통해 상기 이미지를 처리하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 이미지에 기초한 컨벌루션 연산을 통해 특징맵(feature map)을 생성하는 특징맵 생성기와, 상기 특징맵을 적어도 하나의 활성화기(activator) 및 필터(filter)로 구현되는 선택 모듈을 이용하여 비선형화하는 선택기(selector)를 포함한다

PPP를 이용한 웹기반의 재택 환자감시장치의 구현

學位論文(碩士)--亞州大學敎 大學院 :電子工學科,2001textMaste