초록
본 논문에서는 스펙트럼 분석을 통해 선박 기적신호의 위상 차이를 이용한 음향수신장치의 방향탐지 알고리즘을 설계하고 분석한다. 제안하는 시스템은 한 지점에서 90도 간격의 네 방향을 향하도록 설치된 마이크로폰으로부터 기적신호를 수신한다. 제안하는 알고리즘은 스펙트럼 분석을 통하여 각 수신 신호의 위상을 검출하고 인접한 2개의 마이크로폰으로부터 수신된 신호의 위상 차이를 얻음으로써 기적신호의 방향을 추정한다. 또한, 수신 신호의 도착 각도에 따라 인접한 두 수신 신호 사이의 위상 차이를 이론적으로 분석하고 DSP 칩을 이용하여 제안하는 시스템을 구현한다. 뿐만 아니라, 구현된 시스템을 이용하여 실험실 환경에서 제안하는 알고리즘의 동작을 검증한다. 실험 결과는 제안하는 방식이 기적신호의 방향을 잘 추정할 수 있음을 보여준다.
In this paper, a sound reception system using a phase difference of whistle signals is proposed and analyzed based on spectral analysis. The proposed system receives whistle signals from four microphones installed in four different directions with 90-degree intervals between them. The proposed algorithm detects the phase of each received signal based on spectral analysis and estimates the direction of the whistle signal by obtaining the phase difference between the received signals from two adjacent microphones. Furthermore, we theoretically analyze the phase difference between two adjacent received signals according to their arrival angles and implement the proposed system using a DSP chip. In addition, the operation of the proposed algorithm are verified using the implemented system in a laboratory environment. Experimental results show that the proposed scheme can well estimate the direction of the whistle signal.
