본 논문에서는 해상 클러터를 고려하여 움직이는 물체의 SAR 원시 데이터를 생성하고, SAR 원시 데이터 중간 처리 결과인 range 압축 데이터의 azimuth 차분 신호로부터 물체의 속도를 측정하는 방법을 여러 가지 환경에 적용하여 그 정확도 및 적용 가능한 경우를 분석하였다. 움직이는 물체에 의한 도플러 중심 주파수의 변이가 azimuth 차분 신호에서 위상의 변화를 가져오므로, 이를 이용하여 움직이는 물체의 속도를 측정하는 알고리듬을 정리하였다. 이 알고리듬을 위에서 생성한 range 압축 데이터에 적용하여, 타깃이 되는 물체가 독립적으로 존재하는 경우, azimuth 상에 또 다른 속도를 가지는 산란체가 존재하는 경우, 그리고 높은 후방산란계수를 가지는 육지에 타깃이 되는 물체가 인접해 있는 경우를 가정하여 속도를 측정하였다. 그 결과, 타깃이 되는 물체가 SAR 영상에서 256 픽셀 범위 내에서 독립적으로 존재할 경우에는 높은 정확도로 물체의 속도를 측정할 수 있었으나, 128 픽셀 범위에 다른 움직이는 물체가 존재하거나, 높은 후방산란 계수를 갖는 육지와 인접해 있을 경우에는 최대 1m/s 의 오차를 나타냈다. 이는 주변 산란체의 영향에 의해 신호가 교란되어 목표물의 위치를 추정하는 과정에서 오차가 발생했기 때문이다.
본 논문에서는 FMCW 레이다 기반의 포인트 클라우드와 LSTM을 이용한 자동 핸드 제스처 영역 추출 및 인식 기법을 제안한다. 제안한 기법은 기존의 방식과 다른 다음과 같은 독창성이 있다. 첫 번째, 기존의 range-doppler 등의 2D 이미지를 입력 벡터로 하는 방식과 다르게 시계열 형태의 포인트 클라우드 입력 벡터는 레이다 전방에서 발생하는 시간에 따른 움직임을 좌표계 형태로 인식할 수 있는 직관적인 입력 데이터이다. 두 번째, 입력 벡터의 크기가 작기 때문에 인식에 쓰이는 딥러닝 모델도 가볍게 설계할 수 있다. 제안하는 기법의 수행 과정은 다음과 같다. FMCW 레이다로 측정된 거리, 속도, 각도 정보를 활용해 x, y, z 좌표 형식과 도플러 속도 정보를 포함한 포인트 클라우드를 활용한다. 제스처 영역은 속도 정보를 통해 얻어진 도플러 포인트를 이용하여 제스처의 시작과 끝 지점을 파악해 자동으로 핸드 제스처 영역을 추출하게 된다. 추출된 제스처 영역의 시점에 해당하는 시계열 형태의 포인트 클라우드는 최종적으로 본 논문에서 사용한 LSTM 딥러닝 모델의 학습 및 인식에 활용되게 된다. 제안하는 기법의 객관적인 신뢰성을 평가하기 위해 다른 딥러닝 모델들과 MAE를 산출하는 실험과 기존 기법들과 인식률을 산출하는 실험을 수행하여 비교하였다. 실험 결과, 시계열 형태의 포인트 클라우드 입력 벡터 + LSTM 딥러닝 모델의 MAE 값이 0.262, 인식률이 97.5%로 산출되었다. MAE는 낮을수록, 인식률은 높을수록 우수한 결과를 나타내므로 본 논문에서 제안한 기법의 효율성이 입증되었다.
본 논문에서는 이동 목표물의 속도를 측정하기 위한 도플러 레이더용 중심 주파수 10.525GHz인 마이크 로스트립 패치 배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 이동용 레이더 시스템에 적용하기 위해서 비교적 충격에 강한 단일기판을 사용하였고, 원하는 특성을 얻기 위하여 급전회로망은 corporated 3-dB amplitude taper를 이용하여 4 $\times$ 8로 배열하였다. 또한 정사각형의 패치 소자를 사용하여 원편파를 이용할 수 있도록 하였다. 설계 및 제작된 안테나는 반사계수(S$_1$$_1$) -53.498dB, 수평 빔폭 $10^{\circ}$, 수직 빔폭 $18.8^{\circ}$, 이득 21dBi 및 SLL(Side Lobe Level) -17.5 dB 이하, 220MHz의 VSMR 1.5 이하 대역폭을 얻었다.
도플러 신호의 순간 주파수는 탄과 표적간의 상대속도, 이격거리 등의 정보를 얻는데 사용된다. 순간 주파수 추정을 위해 주로 사용되는 방법인 단구간 퓨리에 변환은 시간 및 주파수의 영역에서 고정된 크기의 창을 가지므로 광대역의 신호 특히, 주파수가 급격하게 변하는 신호에 대한 순간 주파수 추정에서는 많은 오차가 발생한다. 본 논문에서는 시간 및 주파수의 영역에서 창의 크기를 적응적으로 변화시킬 수 있는 연속 웨이브릿 변환에 기반한 도플러 신호의 순간 주파수를 추정하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 고주파수 영역에서는 좁은 창, 저주파수 영역에서는 넓은 창을 적용하여 시간에 따른 주파수의 변화에 무관하게 순간 주파수를 추정한다. 모의실험과 실제 실험을 통한 성능평가 결과 제안한 방법이 기존의 단구간 퓨리에 변환 방법에 비해 우수함을 확인하였다.
The intermitternt and transient fuel spray have been investigated from the simultaneous measurement of droplet sizes and velocities by using Phase/Doppler Particle Analyzer(PDPA). Measurement have been done on the spray axis and at the edge of the spray near nozzle at various gas-to-liquid density ratios(.rho./sub g//.rho./sub l/) that ranges from those found in free atmospheric jets to conditions typical of diesel engines. Probability density distributions of the droplet size and velocity were obtained from raw data and mathematical probability density functions which can fit the experimental distribations were extracted using the principle of maximum likelihood. In the near nozzle region on the spray axis, droplet sizes ranged from the lower limit of the measurement system to the order of nozzle diameter for all (.rho./sub g/ /.rho./sub l/) and droplet sizes tended to be small on the spray edge. At the edge of spray, average droplet velocity peaked during needle opening and needle closing. The rms intensity is greatly incresed as the radial distance from the nozzle is increased. The probability density function which can best fit the physical breakage process such as breakup of fuel drops is exponecially decreasing log-hypebolic function with 4 parameters.
계단 주파수 레이더는 송신 펄스의 주파수를 일정한 간격으로 증가시켜 넓은 합성 대역폭을 생성함으로써 고해상도 거리추정을 구현하는 방식이다. 그러나 이동표적의 경우에는 거리-도플러 결합 현상으로 인해 정확한 거리 추정이 어렵게 된다. 본 논문에서는 초기에 코히어런트 펄스열을 갖는 계단 주파수 레이더 파형을 이용하여 이동표적의 속도를 추정하고, 거리-도플러 결합 현상을 보상함으로써 얻어지는 고해상도 거리 추정 과정을 분석하고, 시뮬레이션을 통해 이를 검증하였다.
There are many massive components added on the railway overhead-line. These components cause larger fluctuations of contact forces, which are due to wave reflections and Doppler effects when a high-speed train passes those. In this paper, mathematical formula are derived for the relation between the added mass and contact force fluctuations. Using the derived formula, we calculate a added mass on the overhead-line which cause amplification factor to become 2.5. German design practice requires that amplification factor due to the wave reflection should be less than 2.5 to obtain good current collection performance. To show the validity of the formula, simulation results are compared with the calculation results. Simulation results showed that contact force fluctuations grow rapidly when an added mass is larger than the calculation result. Therefore, the simple form of formula can be used for estimating maximum added mass not to cause large fluctuations of contact forces in early design phase.
This study is to investigate particle size and velocity profile of gasoline port injector using Phase Doppler Particle Analyzer (PDPA). In this experiment, a GV 250 Delphi port injector used for motorcycles was used for liquid injection. The injector consists of four holes and has a static flow rate of 2.13 g/s. The fuel used in the injection was N-heptane, which is similar to gasoline, as an alternative fuel. The test fuel was injected at an atmospheric temperature of $20^{\circ}C$ and an open atmosphere of 1 atm. The injection time was 10 ms and the injection pressure was 3.5 bar in PDPA experiment. The experimental target position was fiexd at 30, 50 and 75 mm from the nozzle tip and data were collected for a total of 10,000 samples. The experimental results show that the length diameter (D10), the Sauter mean diameter ($D_{32}$), and the mean droplet velocity (MDV) are $45-54{\mu}m$, $99-115{\mu}m$ and 15-21 m/s, respectively.
본 논문은 영상에서 실시간으로 움직임 물체와 물체의 위치를 검출하는 방법을 제안한다. 첫째로 영상으로부터 2개의 연속된 프레임 차분을 통해 움직이는 물체를 추출하는 방법을 제안한다. 만약 두 프레임이 캡쳐되는 사이의 간격이 길다면, 실제 움직이는 물체의 꼬리 같은 거짓 움직임 물체를 생성한다. 두번째로 본 논문은 도플러 효과와 HSV 색상 모델을 사용하여 이 문제들을 해결하는 방법을 제안한다. 마지막으로 물체의 분할과 위치 설정은 상기의 단계에서 얻은 결과가 조합되어 완료된다. 제안된 방법은 99.2%의 검출율을 갖고, 과거에 제안된 다른 비슷한 방법들 보다는 비교적 빠른 속도를 갖는다. 알고리즘의 복잡성은 시스템의 속도에 직접적인 영향을 끼치기 때문에, 제안된 방법은 낮은 복잡성을 가져 실시간 움직임 검출을 위해 사용 될 수 있다.
이 연구에서는 정사각 단면을 갖는 덕트 내부에 원심력의 영향을 받는 유동의 천이특성을 실험 및 수치적으로 규명하였다. 실험적 연구로서 레이저도플러 속도계를 이용하여 축방향속도를 측정하였고, 상용소프트웨어인 플루언트를 이용한 전산유체 시뮬레이션으로 천이특성을 고찰하였다. 유동의 발달은 딘수와 굽힘각에 의존한다는 사실을 알 수 있었으며 덕트의 중앙에서의 속도분포는 원심력 때문에 내외벽보다 낮은 값을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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