• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.678-684
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• 2016

수중사석고르기 장비와 같은 착저형 수중장비를 활용하여 해저면에서 수중 작업을 수행할 경우 해당 장비는 작업경계면을 정확히 인식하고 작업장 내에 자리잡고 있는 것이 중요하다. 이는 장비 전복과 같이 장비 안전사고와 직결될 수 있기 때문이다. 이 때 작업경계면 표식을 위해서는 잠수부의 도움이 필수적인데, 이를 위하여 잠수부가 수중작업을 수행할 때 작업이 용이하면서도 시중에서 쉽게 구할 수 있으며 재료를 선정하는 것이 중요한데 나일론줄을 해저면에 설치하여 작업경계를 표시하도록 하였다. 수중에서 주변 환경을 관찰하기 위하여 소나와 팬틸트를 이용하여 소나시스템을 구성하였으며 이를 이용하여 거리변화에 따른 수중 작업경계면 탐지 여부를 확인하였다. 또한 수중사석고르기 장비에 최종적으로 소나시스템을 설치하고 나일론줄로 표시된 작업경계면에 대한 탐지여부를 검증하였다. 본 연구결과를 활용하여 착저형 수중장비를 이용한 수중작업 시 작업경계면 인식을 수행할 수 있는 방안을 확보하였다. 작업경계면 인식 방안을 활용할 경우 추후에 개발될 수 있는 다양한 종류의 착저형 수중작업 장비의 작업절차에 광범위하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.65-72
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• 2017

함정 전투실험의 사후분석에서는 객체에 대한 자함의 표적 탐지능력와 무장 교전능력을 분석한다. 따라서 사후분석을 위해서는 전장 환경의 위협 객체와 센서에서 탐지한 표적간 연관 맺을 수 있는 정보가 필요하다. 기존의 공학급 교전 시뮬레이터는 이러한 객체-표적 연관정보를 제공하였다. 그러나 사용된 시뮬레이터의 잠수함모델에는 실제 소나시스템의 신호처리 알고리즘이 탑재되어있다. 소나신호처리 과정을 통해 얻은 표적정보에서는 실제 객체정보가 무엇인지 연관지을 수 없으며, 사용된 시뮬레이터도 그러한 정보를 제공하지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 객체정보와 소나신호처리에서 얻은 표적의 방위각, 거리, 속도 등의 기동정보를 이용하여 객체-표적 연관정보를 생성하였다. 객체-표적 연관정보를 생성하는 방법을 제안하고, 제안한 방법의 타당성을 실험을 통해 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4507-4513
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• 2013

수중사석고르기와 같은 수중공사작업을 수행하기 위하여 개발 진행 중인 무인수중장비를 수중공사현장에 투입할 경우, 작업 시 발행하는 부유물들로 인하여 탁도가 높아진다. 이러한 수중환경에서 광학카메라를 이용할 경우, 수중전방인식이 불가능할 수 있다. 이를 극복하기 위하여 무인수중장비에 소나를 탑재하고자 한다. 소나를 무인수중 장비에 적용하기에 앞서, 본 연구에서는 소나의 분해능, 탁도가 높은 물 속에서 스캐닝한 소나이미지를 확인하여 장비의 성능을 분석하였다. 그리고 수중공사현장의 경계면을 표시하기 위한 방법을 제안하였다. 이를 통하여 무인수중 장비에 적용하기 위한 소나의 기초 성능을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.330-336
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• 2021

양상태 능동 소나에서 수중 표적의 산란 강도는 사용된 신호의 주파수, 표적과 음원사이의 각도를 의미하는 자세각, 표적과 수신기 사이의 각도를 나타내는 양상태각 등의 운용 변수에 따라 다르게 나타난다. 따라서 양상태 소나의 표적 탐지 및 식별 성능은 소나 운용 과정에서 표적, 음원, 그리고 수신기의 위치를 어떻게 변화시키느냐에 따라 그 성능이 달라질 수 있다. 본 연구에서는 양상태 소나 운용 시 자세각을 변화시키는 경우와 양상태각을 변화시키는 경우의 표적 식별 성능을 비교하여 어떤 변수를 변화시키는 것이 유리한지 평가하였다. 속이 비어있는 구와 실린더를 식별하는 시나리오를 가정하였으며, 유한요소법 기반의 음향 산란 시뮬레이션을 이용하여, 서포트 벡터 머신으로 두 표적을 분류하고 정확도를 비교하는 방법으로 성능을 비교하였다. 표적의 산란 신호만을 고려하기 위하여, 해저면 잔향의 효과는 고려하지 않았다. 비교 결과, 자세각을 고정한 상태에서 주파수와 양상태각으로 정의되는 산란 강도를 이용하는 것이 우수한 평균 분류 정확도를 보여주었으며, 이는 양상태 소나를 이용하여 구와 실린더를 식별하고자 하는 경우, 음원의 위치를 고정시킨 상태에서 수신기를 이동하여 양상태각을 변화시키는 것이 표적 식별에 더 효과적임을 보여준다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.629-634
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• 2009

실시간 시스템 적용에 있어서, 수동 소나 표적의 식별을 위한 특징정보 추출 및 스코어링 알고리즘은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 즉, 주파수 스펙트럼으로부터 PSR(Propeller Shaft Rate) 및 BR(Blade rate) 등의 특징정보를 실시간으로 구별하는 것은 매우 어렵기 때문에 정확하고 효율적인 특징정보 추출(extraction)법을 요구한다. 또한, 추출된 특징정보들로 구성된 식별 DB(DataBase)는 잡음 및 불완전한 구성을 갖기 때문에 강인하고 효과적인 특징정보 스코어링(scoring)법을 요구한다. 나아가, 구조와 파라메터에 있어서 용이한 설계 절차를 요구한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서 진화 전략(ES : Evolution Strategy) 및 퍼지(fuzzy) 이론을 이용하는 지능형 특징정보 추출 및 스코어링 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위해서는 수동 소나 표적의 실시간 식별이 수행되었다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 실시간 시스템 적용에서 존재하는 문제점들을 효과적으로 해결할 수 있음을 보여준다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권3호
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• pp.15-21
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• 2017

능동 소나시스템에서 수신 신호의 해상도를 높이기 위한 방법은 다양하게 연구되어 왔다. 본 논문에서는 착저 물체의 탐지 해상도를 높이기 위한 방법으로 소나의 평면 배열 (planar array) 설계를 수행하였다. 해상력이 높은 좁은 형태의 빔 패턴을 얻기 위해서는 평면 형태의 어레이를 고려하는 것이 필요하다. 어레이를 구성하는 개별 음향 트랜스듀서의 송신 주파수는 13 kHz를 사용하였다. 비대칭 크기를 갖는 목표물의 효율적인 탐지를 위해 어레이 디자인에서 방위각(azimuth angle)과 고도각(elevation angle)에 따른 해상도를 동시에 고려하기 위해 areal angle 개념을 사용하였다. 그에 따라 목표 해상도를 만족하는 areal angle을 먼저 구하고 이를 역산하여 각각 목표 방위각과 고도각을 계산하여 어레이의 설계를 진행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권5호
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• pp.401-407
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• 2021

연속 송수신 소나 기술은 표적 탐지 시간간격이 짧아 표적을 탐지하고 추적하는 데 효과적인 기술이다. 연속 송수신 소나 시스템에 적합한 Generalized Sinusoidal Frequency Modulation(GSFM)펄스는 펄스 간 직교성을 유지하면서 높은 시간-주파수 곱을 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 가속도를 갖는 표적이 존재할 경우 수신된 GSFM 펄스를 상관처리하는 적정한 시간 길이를 산출하는 방법에 대해서는 알려진 바가 없다. 본 논문에서는 GSFM 펄스를 사용하는 연속 송수신 소나 시스템에서 수신신호를 정합처리할 때 적합한 시간 길이를 상관도에 근거하여 산출하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 표적의 가속도에 따른 상관도를 계산하고 상관도에 따른 신호처리 길이를 산출한다. 부엽의 준위를 통해 제안된 방법으로 산출된 신호처리 길이를 적용할 경우 안정적인 탐지 성능을 얻을 수 있음을 보인다.

• 한국음향학회지
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• 제43권2호
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• pp.234-242
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• 2024

본 논문에서는 그래프 신경망을 이용한 수동소나 신호 분류 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 스펙트로그램을 영상 패치로 분할하고, 인접 거리의 영상 패치 간 연결을 통해 그래프를 표현한다. 이후, 표현된 그래프를 이용하여 그래프 합성곱 신경망을 학습하고 신호를 분류한다. 공개된 수중 음향 데이터를 이용한 실험에서 제안된 알고리즘은 스펙트로그램의 선 주파수 특징을 그래프 형태로 표현하며, 92.50 %의 우수한 분류 정확도를 갖는다. 이러한 결과는 기존의 합성곱 신경망과 비교하여 8.15 %의 높은 분류 정확도를 갖는다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.41-49
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• 2014

능동 합성개구면소나에 의한 해저부설 소형물체 탐지처리 기술은 공간적 제약을 받는 소형 무인화 시스템에서 짧은 센서어레이 사용이 가능하므로 개구면 합성처리에 의해 탐지성능을 올릴 수가 있다. 하지만 플렛폼의 정속도 직선기동에 의한 제한조건은 여러 가지 외부 환경요인과 정확한 위상차 합성 처리에 있어서 많은 오차를 유발하게 된다. 본 연구에서는 이러한 시스템에 탑재되는 능동형 합성개구면처리에 대한 적용 가능성을 분석하고, 전용 시뮬레이터를 구성하여 진행경로 변동에 의해 발생되는 위상차 부정합에 따른 탐지해상도 성능변화를 비교 검토하고자 한다. 시뮬레이션은 코히어런트 초점처리 모델에 경로변동 모듈을 추가하여 실행하였으며, 결과에서 알 수 있듯이 합성개구면처리에 의한 해저 소형물체 탐지성능은 플렛폼의 경로변동에 의한 위상차 부정합 및 S/N비 변화에 의해 많은 변화가 있음을 알 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.195-198
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• 2004

국과연은 현재 해군에서 운용중인 잠수함의 주요 장비와 연동하고 소나의 탐지성능예측이 가능한 시스템 SAIMS1.0을 개발하였다. 본 시스템의 설계 개념은 다음과 같다. 1) 저주파$\~$고주파 영역 음장계산을 위한 음향모델을 실용화하여 탑재한다. 2) 함 탑재장비와 ENC 기반 전술정보처리용 해도를 연동하여 생산된 음탐정보의 적용성을 최대화한다. 3) 광해역에 대한 정밀 DB를 구축하여 운용한다. 4) CTD 정보로부터 수직음속구조를 추정하는 알고리즘을 개발/탑재한다. 개발된 시스템은 '03.10.-'04.2. 기간 실시된 시험평가를 통해 적용성을 검증하였다.