• Title/Summary/Keyword: 음향센서

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An Automatic Engagement Robot System Using Combined Acoustic and Visual Sensors (결합된 음향 및 시각 센서를 사용한 자동 인게즈먼트 로봇 시스템)

  • 장종환;양우석;정재길
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.18 no.10
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    • pp.1444-1453
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    • 1993
  • 비 구조적인 주면 환경에서 평면 팔레트(planar pallet)를 포크리프트(forklift)로 적재하거나 하역하기 위한 물류용 재료운송 로보트 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 음향(acoustic)센서와 시각(visual) 센싱데이타를 사용하여 팔레트에 지정된 2개의 스롯(slot)의 위치를 결정하고 포크리프트를 팔레트의 스롯에 인게즈(engage) 한다. 본 연구에서는 재료운송 시스템의 복잡성을 줄이기 위해서 폴라로이드(Poraloid) 음향센서의 3차원 거리 데이터와 CCD 카메라에서 얻은 2차원 시각 네이타를 통합하는 방법을 개발한다. 2개의 다른 소스로부터 얻은 데이타는 서로의 미비점을 보안하며 재료운송 로보트 시스템을제어하기 위한 효율적인 알고리즘을 제공한다. 카메라는 far-away vision 개념에 의한 음향센서의 선형 스캔닝(scanning) 대역을 우선 결정한다. 선형 스캔닝에 의하여 얻어지는 거리 데이타(range Map)는 least mean square방법을 사용하여 팔레트의 위치와 자세(position and orientation)를 결정한다(near vision). 팔레트에 대한 위치와 자세가 결정되면 다시 시각센서를 이용하여(close vision) 에지(edge)탐지와 Hough transfrom 기술을 적용하여 팔레트에 대한 포크리프트의 인게이지먼트 위치를 구한다. 개발된 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 구현하고 평가하며 실험적인 결과도 제시한다.

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Sensitivity Analysis of a Mandrel Type Fiber Optic Acoustic Sensor Using an Analytical Method (해석적 방법에 의한 맨드릴형 광-음향센서의 감도특성 분석)

  • 임종인;노용래
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.19 no.3
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    • pp.92-99
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    • 2000
  • In this paper, theoretical acoustic sensitivity was derived to describe acousto-optic transduction property of the mandrel type fiber optic acoustic sensor with respect to external acoustic field. The acoustic sensitivity was analyzed in relation to both material properties and geometrical influence factors of the constitutional parts of the sensor, analytically. Validity of the theoretical results were verified through comparison with the finite element analysis results. The variation trends of the sensitivity of the sensor in relation to the studied parameters showed good agreement for the two analysis methods. According to the results, it is considered more economical to design the basic structure of the sensor with the analytic equations developed in this paper, and then to carry out further detailed analysis with the finite element method for specific points of design interest.

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Designs of fiber-optic mandrel acoustic sensor with an analytical method (해석적 방법에 의한 멘드릴 광섬유 음향센서의 설계)

  • 임종인
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1998.06e
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    • pp.255-258
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    • 1998
  • 본 연구에서는 해석적인 방법을 사용하여 고감도 멘드릴형 광섬유 음향센서를 설계하고자 하였다. 음향감지부의 형상으로 실린더형 멘드릴 및 중공원통형 층상복합체 멘드릴을 선정하고, 음향감도에 대한 이론식을 유도하여 재질변수 및 형상변수 등에 따른 음향감도를 해석하였다. 또한 해석적 방법 및 유한요소법을 이용한 분석결과를 비교하여 해석적인 방법의 타당성을 검증하였다. 그 결과, 멘드릴의 외경변화에 의한 감도변화 경향만이 다소 차이를 보이고 있으나 그 이외의 재질변수 및 형상변수에 의한 음향감도 변화 경향은 서로 잘 일치하는 것으로 분석되었다.

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Modeling of Sound-structure Interactions for Designing a Piezoelectric Micro-Cantilever Acoustic Vector Sensor (압전 미세 외팔보 형 수중 음향 벡터센서의 작동 원리와 설계 기법)

  • Yang, Seongkwan;Kim, Junsoo;Moon, Wonkyu
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.34 no.2
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    • pp.108-116
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    • 2015
  • An acoustic vector sensor is a device that is capable of measuring the direction of wave propagation and the acoustic pressure. In this paper, the modeling of micro-cantilever sensor for the vector sensor are proposed by consideration of acoustic phenomenon in water. Two models based on unimorph structure are proposed in this paper and corresponding transfer function which describes the relation between input pressure wave and output voltage depending on incidence angle and frequency of pressure wave is derived based on lumped model. It has been shown that very thin and flexible micro-cantilever can be used to measure directly the particle velocity component in water.

Estimation Technique on the Bearings and Doppler frequencies Using the Passive Non-Uniformly Distributed Towed Line Array (수동형 비균일 선형 견인 배열 센서를 이용한 입사각 및 도플러 주파수 동시 추정 기법)

  • 강정원;이원철
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.17 no.2
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    • pp.32-42
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    • 1998
  • 본 논문은 비균일 분포 수동형 견인 배열 센서를 사용하여 입사각 추정은 물론, 도 플러 주파수를 동시에 추정해내기 위한 기법을 제안한다. 균일 선형 센서 배열을 사용하는 전통적인 수동형 견인 센서 배열 처리기법은 센서간의 등 간격 구조 및 단순한 표본 과정에 기인하여 활용 분야의 한계성을 가지며, 주된 응용 분야가 방사된 음향신호의 입사각을 추 정하는데만 국한되어 사용될 수 있다는 문제점을 내포하고 있다. 이러한 사실 때문에, 수중 천해 환경 하에서 견인함의 등속 이동에 의해 발생하는 도플러 주파수들에 대한 정보는 목 표물에 대한 식별이나 음향신호 전달 경로의 모델링에 중요한 매개변수로 작용하며, 일반적 인 수동형 견인 센서 배열의 사용에 의한 처리 방식으로는 이러한 매개변수의 추출이 불가 능하게 된다. 본 논문은 이러한 제한성을 극복하고 방사 신호들의 개별적인 입사각 및 도플 러 주파수의 동시 추정을 가능케하도록 비균일 분포의 선형 센서 배열과 Sample Skipping 기법(Sample Skipping Technique;SST)을 적용한 새로운 형태의 수동형 견인 배열 센서 처 리 기법을 제안한다.

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Influences of Air Cavity on the Sensitivity of a Mandrel Type fiber Optic Acoustic Sensor (Air cavity가 맨드릴형 광-음향센서의 감도특성에 미치는 영향)

  • 임종인;노용래
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.19 no.2
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    • pp.3-7
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    • 2000
  • This paper is on the sensitivity characteristics of a concentric composite mandrel type fiber optic acoustic sensor with inclusion of an air cavity With the finite element method, we have analyzed sensitivity variation of the sensor in relation to its geometrical factors such as thickness of the air cavity, thickness of the foaming layer, and the ratio of inner diameter/outer diameter of the mandrel. Results of the analysis suggest a thicker air cavity, a thinner foaming layer, and a smaller ratio of the inner diameter/outer diameter of the mandrel to be desirable for higher sensitivity. The sensor structure designed with the above rules provides the sensitivity of about 0.8dB higher than that of a normal concentric composite mandrel sensor without the inherent air cavity.

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Finite Element Analysis for Acoustic Characteristics of Piezoelectric Underwater Acoustic Sensors (압전 수중음향센서 음향특성의 유한요소해석)

  • 김재환;손선봉;조철희;조치영
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.20 no.1
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    • pp.68-76
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    • 2001
  • Sonar is the system that detects objects and finds their location in water by using the echo ranging technique. In order to have excellent performance in variable environment, acoustic characteristics of this system must be analyzed accurately. In this paper, based on the finite element analysis, modeling and analysis of acoustic characteristics of underwater acoustic sensors are preformed. Couplings between piezoelectric and elastic materials, and fluid and structure systems associated with the modeling of piezoelectric underwater acoustic sensors are formulated. In the finite element modeling of unbounded acoustic fluid, IWEE (Infinite Eave Envelop Element) is adopted to take into account the infinite domain. When an incidence wave excites the surface of Tonpilz underwater acoustic sensor, the scattered wave on the sensor is founded by satisfying the radiation condition at the artificial boundary approximately. Based on this scattering analysis, the electrical response of the underwater acoustic sensor under incidence, so called RVS (Receiving Voltage Signal) is founded accurately. This will devote to design Sonar systems accurately.

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Configuration of sensor array for in-duct mode detection (덕트 내 모드 분석을 위한 센서 배치에 관한 연구)

  • Jeong W.;Lee S.
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • autumn
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    • pp.239-242
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    • 2004
  • 터보팬엔진등에서 발생하는 음장의 특징은 지배적인 음향모드 구조를 가진다는 점이다. 이러한 구조를 파악 해내는 것은 소음원을 찾아내고 그 소음원의 전파를 규명하여 소음을 저감하는데 중요한 기여를 할 수 있다. 음향모드의 검출을 위해서 많은 연구가 이루어져 왔으며 센서의 이용방식에 따라 원음장에서의 측정법, 회전형 갈퀴 (rotating rake)를 이용한 측정법, 덕트내 벽면에 센서를 분포시키는 측정법으로 나눌 수 있다. 이중 벽면에 센서를 위치시키는 방법은 다른 방법에 비해 빠르게 측정결과를 얻을 수 있으며 측정장치가 간단하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 기존에 이 방법의 단점으로 여겨져 왔던 많은 수의 센서를 줄이는 새로운 센서 배치에 대해 기술하였으며 측정하고자 하는 주파수에 존재하는 전체 모드의 개수와 비교하여 최소한의 센서 개수를 설명하였다.

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Estimation Method for the DOAs and Doppler Frequencies Using the Non-Uniformly Distributed Towed Array (비균일 분포 견인 배열을 이용한 입사각 및 도플러 주파수 동시 추정 기법)

  • 강정원
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1998.06e
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    • pp.137-140
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    • 1998
  • 본 논문은 비균일 분포 수동형 견인 배열 센서를 사용하여 입사각 추정은 물론, 도플러 주파수를 동시에 추정해내기 위한 기법을 제안한다. 균일 선형 센서 배열을 사용하는 전통적인 수동형 견인 센서 배열 처리기법은 센서간의 등 간격구조 및 단순한 표본 과정에 기인하여 활용 분야의 한계성을 가지며, 주된 응용 분야가 방사된 음향신호의 입사각을 추정하는 데만 국한되어 사용될 수 있다는 문제점을 내포하고 있다. 본 논문은 이러한 제한성을 극복하고 방사 신호들의 개별적인 입사각 및 도플러 주파수의 동시 추정이 가능한 새로운 형태의 수동형 견인 배열 센서 처리 기법을 제안한다.

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단일모드 FBG(fiber bragg grating)을 이용한 저주파수 수중음향 센서

  • 김경복;김성순;곽계달;이상배;최상삼
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.246-247
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    • 2000
  • 최근에 개발된 광섬유 격자소자(FBG)를 이용한 광섬유 수중 음향센서는 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 지니고 있을 뿐만 아니라, PZT센서가 검출할수 없는 저주파수(30Hz∼300Hz)특성에서도 우수한 신호 감지효과를 지니고 있으며, 특히 군사용으로 사용될 수 있는 저주파 신호 검출에 실용화를 기대 할수 있으며, 센서 어레이(array)를 통하여 고감도 다중화로 발전될 수 있다.

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