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신종호 연구실
충북대학교 기계공학부 신종호 교수
SOH 진단
Residual DNN
Lyapunov 기반 유도제어
연구 영역
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논문·특허
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신종호 연구실

충북대학교 기계공학부 신종호 교수

신종호 연구실은 기계공학을 기반으로 동역학 제약이 존재하는 제어 문제에서 신경망 기반 적응 제어, 상태 진단, 경로계획을 통합하는 연구를 수행합니다. 잔차 연결 DNN으로 리튬이온 배터리 SOH를 추정하고, 무인이동체 고장대응 및 건전성 진단 과제를 통해 진단-제어 연계를 구현합니다. 또한 Lyapunov 기반 유도제어 및 MPC-최적화 경로계획을 적용해 비행·지상 자율운행의 종말 조건과 안전 전략을 만족하도록 설계합니다. 아울러 하이퍼엘라스틱 FEA와 딥러닝을 활용한 소프트 그리퍼 모델링, 적층·방전 기반 마이크로그리퍼 제작, 구조색 보안패턴 판별을 통해 기능성 구조의 제작과 분석을 병행합니다.

SOH 진단Residual DNNLyapunov 기반 유도제어MPC-최적화 경로계획플래툰 제어
대표 연구 분야
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리튬이온 배터리 SOH 및 고장 진단을 위한 통계·신경망 기반 상태 추정 연구 thumbnail
리튬이온 배터리 SOH 및 고장 진단을 위한 통계·신경망 기반 상태 추정 연구
Statistical and Neural-Network-Based SOH Estimation for Lithium-Ion Batteries
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

36총합

5개년 연도별 피인용 수

122총합
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 3
·
2025
State‐of‐Health (SOH)–Based Diagnosis System for Lithium‐Ion Batteries Using DNN With Residual Connection and Statistical Feature
Donghoon Seo, Jongho Shin
IF 4.2 (2025)
International Journal of Energy Research
리튬이온전지(LIBs)는 반복적인 충·방전을 통해 열화되며, 그 결과 내부 저항이 증가하고 최대 용량이 감소한다. 이는 최대 출력 전력과 사용 시간(runtime)과 같은 방전 성능에 영향을 미치며, 나아가 LIB를 사용하는 시스템의 안전성과 신뢰성에 영향을 준다. 따라서 LIB의 상태(state)를 식별하고 예측하는 것은 시스템의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 필수적이다. 본 논문은 시계열 방전 데이터를 사용하여 LIB의 건전성(health state)을 진단하는 시스템을 제안한다. LIB의 건전성 진단을 위한 시스템은 잔차-딥 신경망(residual-deep neural network, R-DNN)을 활용하여 구성하였다. 잔차 연결을 포함한 DNN은 기존의 신경망보다 더 깊고 넓은 구조를 가질 수 있으며, 이를 통해 풍부한 특징 추출이 가능하다. 시계열 방전 데이터는 제안된 진단 시스템의 입력 및 출력 데이터로 구성되며, 이에 대해 학습을 수행한다. 학습된 진단 시스템의 출력은 LIB의 건전성 상태를 판정하는 데 사용된다. 또한, 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위해 모델 학습에 사용하지 않은 데이터에 대해 진단을 수행하고 결과를 분석하였다. 아울러, 제안된 방법과의 비교 분석을 위해 비교군 모델도 학습하였다.
https://doi.org/10.1155/er/4046189
Residual
State of health
Lithium (medication)
Connection (principal bundle)
Feature (linguistics)
Computer science
State (computer science)
Artificial intelligence
Engineering
Algorithm
2
Article
|
·
인용수 2
·
2025
Advanced Anticounterfeiting: Angle-Dependent Structural Color-Based CuO/ZnO Nanopatterns with Deep Neural Network Supervised Learning
Mun Jeong Choi, SeongYeon Kim, Jongho Shin, Geon Hwee Kim
IF 8.2 (2025)
ACS Applied Materials & Interfaces
현재의 위조방지 기술은 쉽게 복제 가능한 결정론적 과정에 의존하고, 인증을 위한 특수 장치가 필요하며, 제조가 복잡하여 비용이 높고 확장성이 제한적이다. 본 연구는 저비용이며 대량생산이 가능한 구조색 기반 위조방지 패턴과 이를 식별하기 위한 간단한 알고리즘을 제시한다. 전기방사(electrospinning)를 통해 입사광 방향에 정렬된 나노패턴을 제작하였고, CuO와 ZnO는 용액 공정을 통해 각각 독립적으로 성장시켰다. CuO는 반사층으로 작용하여 입사각 의존적인 색 변화를 부여하며, ZnO는 수열합성(hydrothermal synthesis) 시간의 제어를 통해 구조색을 조절할 수 있게 한다. 전기방사의 고유한 무작위성은 복제 불가능한 패턴을 생성하게 하여 강건한 위조방지 해결책을 제공한다. 제작된 CuO/ZnO 나노패턴은 강한 각도 의존적 색 특성을 보이며, 고밀도 정보 인코딩이 가능하다. 본 연구는 딥러닝 알고리즘을 사용하여 평균 식별 정확도 94%를 달성했으며, 형태 및 색상 특징을 기반으로 한 간소화된 연산 구조를 통해 샘플당 처리 속도 80 ms를 구현하였다. 훈련 이미지는 표준 고해상도 카메라로 획득하여 접근성과 실용성을 보장한다. 이러한 접근법은 문서, 통화, 브랜드 라벨을 포함한 위조방지 응용을 위한 효율적이고 확장 가능한 차세대 솔루션을 제공한다.
https://doi.org/10.1021/acsami.4c17414
Materials science
Artificial neural network
Structural coloration
Nanotechnology
Deep learning
Optoelectronics
Artificial intelligence
Computer science
3
Article
|
인용수 1
·
2025
Optimization-Based Path Planning With Artificial Potential Function
Seongyeon Kim, Kiyun Gil, Jongho Shin
IF 3.6 (2025)
IEEE Access
자율주행 지상차량(AGV) 시스템에서 경로 계획은 특히 실시간 적응이 필수적인 동적 환경에서 여전히 핵심적인 과제로 남아 있다. 계산 효율 또는 환경 적응성 측면에서 한계를 보이는 기존 방법들과 달리, 본 연구는 인공 잠재력 함수와 Levenberg-Marquardt 최적화 방법을 매끄럽게 통합하는 새로운 최적화 기반 접근법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 정적 장애물과 동적 환경 변화를 동시에 다루면서, 통합 비용 함수 프레임워크를 통해 전통적 경로 계획의 주요 제한 사항을 해결한다. 본 혁신은 인공 잠재력 함수로 정의된 통과 가능 영역과 통과 불가능 영역을 활용하여 동적 환경을 구성함으로써, 실시간 장애물 표현에 적합한 계산 효율적인 방법을 마련하는 데 있다. Levenberg-Marquardt 방법은 기울기 기반 대안에 비해 비선형 최적화 문제에서 우수한 수렴 특성과 강건성을 보유하기 때문에 특히 선택되었다. 최적화 문제에는 차량 동역학, 제어 제약, 그리고 환경 변화를 단일 프레임워크에 통합하여 반영한다. 적분 제어기는 생성된 최적 궤적에 대한 정밀한 경로 추종을 보장한다. 시뮬레이션과 실제 환경 모두에서의 실험적 검증 결과, 본 알고리즘의 효과성과 실용적 적용 가능성이 입증되었다. 검증 비디오는 다음에서 확인할 수 있다: https://youtu.be/XVLes855hSw
https://doi.org/10.1109/access.2025.3597311
Computer science
Motion planning
Path (computing)
Function (biology)
Mathematical optimization
Artificial intelligence
Mathematics
Robot
최신 정부 과제
8
과제 전체보기
1
2024년 8월-2027년 12월
|1,771,250,000
100m급 OSV 최적운용을 위한 통합패키지 개발
[최종목표]■ 100m급 OSV최적운용을 위한 DP/CP 통합제어 패키지 개발[1차년도 목표]■ DP 제어 장비 인터페이스 기술 개발■ 대상선박 3D모델링■ 외란을 고려한 동력학 모델링■ 추력 분배 기술 개발■ CP 기구 및 제어부 기본 설계■ 대상선박 및 CP 플랫폼 구조 분석■ DP CLASS 2 요구사항 분석[2차년도 목표]■ 조종알고리즘을 통한 DP...
다이나믹 포지션
보정 플랫폼
다중제어시스템
위치 보상
최적운용
2
주관|
2021년 3월-2025년 12월
|2,447,700,000
자율주행중 긴급상황 대응을 위한 통합안전제어기술 개발
본 과제는 자율주행차가 도심의 혼잡한 교통 상황에서 긴급상황이 발생했을 때, V2X(차량-사물통신) 기술을 활용하여 주변과 소통하며 안전하게 정차할 수 있도록 돕는 통합 안전 제어 기술을 개발하는 연구임. 연구 목표는 혼잡한 교통상황이 존재하는 도심로의 V2X 정보융합 기반 긴급정차 시스템을 개발하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 V2X를 활용한 HMI 모듈의 긴급상황 알림 기능 및 비상조치 하드웨어 모듈 개발, 도심로 환경 V2X 기반 긴급상황 판단 및 비상조치 전략 수립 기술 개발, 딥러닝 기술을 활용한 긴급정차 제어 SW 개발, 비상조치 SW의 도심로 가상 환경 기반 성능 검증 및 시험평가, 비상조치 SW 플랫폼 실시간성 보장 최적화 및 이벤트 데이터 로깅 기능 개선, 그리고 도심로 긴급정차를 위한 V2X 인프라 제공 등을 포함함. 기대 효과는 SAE 레벨 3과 레벨 4 자율주행차의 긴급상황 발생에 따른 비상조치 시스템 기술을 제공하여 기능 안전성을 확보하고, 딥러닝 기반 실시간 고장진단 기술 및 악의 조건에서의 복합제어 기술을 통해 자율주행차의 안전성과 신뢰성을 크게 향상시킬 것으로 전망됨.
자율주행차
최소위험전략
최소위험상태
자율주행차 고장
고장안전
3
2021년 3월-2025년 12월
|1,216,300,000
자율주행중 긴급상황 대응을 위한 통합안전제어기술 개발
① 개발목표 : 혼잡한 교통상황이 존재하는 도심로의 V2X 정보융합 기반 긴급정차 시스템 개발[주관기관(이래에이엠에스)]o HMI 모듈의 V2X를 활용한 긴급상황 알림 기능 개발 및 비상조치 하드웨어 모듈 검증[참여기관 1(한국전자통신연구원)]o 도심로 환경 V2X 기반 긴급정차를 위한 긴급상황 판단 및 비상조치 전략 수립 기술개발[참여기관3(경북대학교)]...
자율주행차
최소위험전략
최소위험상태
자율주행차 고장
고장안전
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2025통계 정보를 이용한 학습 모델 기반 배터리의 상태 진단 방법 및 시스템1020250008128-
등록2025통계 정보를 이용한 다중 학습 모델 기반 배터리의 상태 진단 방법 및 시스템1020250008088-
공개2023경로를 생성하기 위한 전자 장치 및 그 동작 방법1020230151745
전체 특허

통계 정보를 이용한 학습 모델 기반 배터리의 상태 진단 방법 및 시스템

상태
등록
출원연도
2025
출원번호
1020250008128

통계 정보를 이용한 다중 학습 모델 기반 배터리의 상태 진단 방법 및 시스템

상태
등록
출원연도
2025
출원번호
1020250008088

경로를 생성하기 위한 전자 장치 및 그 동작 방법

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230151745