• 제목/요약/키워드: Adaptive arrays

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갈륨 미세입자 탄성 복합체 기반 고민감도와 광대역폭을 갖는 가변 강성 압력센서 (Adaptive Pressure Sensor with High Sensitivity and Large Bandwidth Based on Gallium Microdroplet-elastomer Composite)

  • 이시목;변상혁;스티브박;심주용;정재웅
    • 센서학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.423-427
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    • 2022
  • A pressure sensor that mimics the sensing ability of human skin has emerged as high-profile technology because it shows remarkable applications in numerous fields such as robotics, human health monitoring, and artificial prosthetics. Whereas recent pressure sensors have achieved high sensitivity similar to that of human skin, they still show limited detection bandwidth. Moreover, once these e-skin are fabricated, their sensitivity and stiffness are fixed; therefore, they can be used for only limited applications. Our study proposes a new adaptive pressure sensor built with uniform gallium microdroplet-elastomer composite. Based on the phase transition of gallium microdroplets, the proposed sensor undergoes mode transformation, enabling it to have a higher sensitivity and wider detection bandwidth compared with those of human skin. In addition, we succeeded in extending a single adaptive pressure sensor to sensor arrays based on its high uniformity, reproducibility, and large-scale manufacturability. Finally, we designed an adaptive e-skin with the sensor array and demonstrated its applications on health monitoring tasks including blood pulse and body weight measurements.

가변 적응형 사전을 이용한 텍스트 압축방식의 병렬 처리를 위한 VLSI 구조 (A Novel VLSI Architecture for Parallel Adaptive Dictionary-Base Text Compression)

  • 이용두;김희철;김중규
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권6호
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    • pp.1495-1507
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    • 1997
  • 컴퓨터 통신망의 발달로 다량의 텍스트(Text) 또는 영상(Image) 정보의 전달이 이루어 지고 있다. 텍스트 압축과정에서 주어진 어휘를 이전에 나타난 같은 어휘를 가리키는 포인터로 대치시키는 원리에 준하여 설계된 LZ77 알고리즘은 가변적응형(adaptive) 사전을 이용한 텍스트 압축 방식으로 실제적으로 가장 많이 사용되는 알고리즘이다. 본 논문은 LZ77의 병렬 처리를 위해 LZ77의 Parallelism에 대한 분석 결과를 보여주며, 그 분석 결과를 적용한 병렬 LZ77 알고리즘의 설계, 그리고 그러한 병렬 LZ77 알고리즘을 처리하도록 고안된 VLSI 시스템 구조에 관한 연구 내용을 기술한다. 이전의 유사한 연구 내용과 비교하여, 본 논문에서 제안된 VLSI 시스템은 사전 윈도우(dictionary window)의 크기에 제한이 없으므로 확장성이 뛰어난 장점을 갖으며, 입력 텍스트의 길이가 (N)일때, 사전 윈도우의 크기에 관계없이 그 처리속도가 O(N)이며 VLSI 구현시 다른 유사한 시스템보다 향상된 집적도를 갖는다.

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효율적인 부공간 추적에 의한 강인한 MVDR 적응 어레이 (Robust MVDR Adaptive Array by Efficient Subspace Tracking)

  • 최양호
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권9호
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    • pp.148-156
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    • 2014
  • MVDR(minimum variance distortionless response) 적응 어레이에서 조향벡터(steering vector)에 에러가 있으면 원하는 신호(desired signal)도 감쇠되어 성능이 심하게 저하될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 에러에 대응할 수 있는 계산이 간편한 기법을 제안한다. 제안한 방법에서는 DCB(doubly constrained beamforming) 원리에 기초한 최소화 문제의 해 벡터를 구하고, 이벡터를 부공간에 투사하여 새로운 조향벡터로 사용한다. 최소화 문제의 해결과 부공간 투사에 필요한 주 고유쌍(principal eigenpairs)은 PASTd(projection approximation subspace tracking with deflation)를 변형한 MPASTd(modified PASTd)에 의거하여 직접 상관행렬(correlation matrix)을 추정함이 없이 수신 데이터로부터 구해진다. 그리고 고유쌍 계산에 있어, 기존에 알려진 MPASTd를 개선해서 계산량을 절감하면서 효과적으로 구하는 방법을 제시한다. 제안한 적응어레이 기법은 상관행렬을 추정하고 이를 고유분해(eigendecomposition)하는 기존방식보다 계산량을 크게 줄이고 우수한 성능을 가질 수 있다.

교통대응 신호제어전략의 평가를 위한 미시적 시뮬레이터의 원형 개발 (Development of a Micro-Simulator Prototype for Evaluating Adaptive Signal Control Strategies)

  • 이영인;김이래
    • 대한교통학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.143-160
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    • 2001
  • 본 연구에서는 국내 일부지역에 운영중인 첨단신호제어시스템(COSMOS)의 효율성을 평가할 수 있는 미시적(microscopic), 모의실험기(simulator)의 원형(prototype)을 개발하였다. 이 모의실험기의 개발은 원형적인 형성을 목표로 차량의 이동방식과 모듈적용체계 그리고 첨단신호알고리즘 중 독립교차로 실시간제어의 기능을 개발모형의 범위로 하였으며 구체적인 개발 사항은 다음과 같다. 첫째로, 기본적인 차량진행 외에 부가적인 첨단신호기능을 수행하기 위해서 검지기 체계를 통한 자료수집 및 지역제어기 그리고 센터시스템의 알고리즘의 수행이 필요하므로, 미시적 시뮬레이터의 가장 큰 문제점인 연산속도의 문제는 더욱 대두된다. 따라서 이러한 점을 개선할 수 있도록 소프트웨어적인 측면에서 차량의 이동방식을 공간중심방식으로 구성하여 진행시킬 것과 링크별로 각 수행모듈을 합리적으로 적용하도록 제안하였다. 그리고 차량추종 및 차로변경의 모형의 적용을 포함한 링크의 이원화 적용 제안이 타당한지를 평가하기 위하여 NETSIM모형과 비교를 실시하였다. 둘째로, 이러한 모의실험기의 구조를 기초로 개별차량의 검지자료 수집과 매 주기마다 주기 및 녹색시간을 결정하는 독립교차로 실시간 제어 알고리즘의 구현으로 첨단신호제어의 전략을 평가할 수 있는 가능성을 제시하였다. 마지막으로 독자적인 모의실험기로 발전할 수 있도록 Animation 기능과 다양한 효과척도를 산출하여 종합적인 연구를 수행하였다.

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적응적 학습방법과 초기값의 개선에 의한 신경망 모형을 이용한 시계열 예측 (A Time Series Forecasting Using Neural Network by Modified Adaptive learning Rates and Initial Values)

  • 윤여창;이성덕
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제5권10호
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    • pp.2609-2614
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    • 1998
  • 본 연구에서는 신경망 모형을 이용한 시계열 예측에 있어서 분석할 시계열의 특성에 맞는 적응적 학습률을 구하고 초기 값의 동적인 적용을 통한 개선된 학습방법을 이용하여 신경망 예측을 하고 통계적인 Box-Jenkins예측 결과와 비교해 봄으로써 두 방법간의 시계열 예측 효율성을 비교한다. 신경망 모형에 맞는 적응적 학습률은 표준 직교 배열표에 의해 실험계획을 한 25가지의 모수 조합으로부터 구하고, 신경망 학습의 초기값은 Easton의 제어상자를 동적으로 적용하여 실시간으로 선택할 수 있도록한다. 실증분석에 적용된 시계열자료는 1700년부터 1988년까지의 태양 흑점 자료이다.

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조향벡터 에러에 강인한 효과적인 Capon 빔 형성기법 (Effective Capon Beamforming Robust to Steering Vector Errors)

  • 최양호
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제48권5호
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    • pp.115-122
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    • 2011
  • 조향벡터(steering vector)에 에러가 있으면 적응 어레이(adaptive array)는 심한 성능저하를 겪게 된다. 이러한 에러로 인한 성능저하를 개선하기위해 DCRCB(doubly constrained robust Capon beamformer)에서는 벡터 norm 제한아래 구체 불확실 집합(spherical uncertainty set) 내의 벡터 중 출력전력을 최대로 하는 벡터를 조향벡터(steering vector)로 사용한다. 좋은 성능 개선을 위해서 불확실 집합의 반경, 즉 불확실 한계를 적절히 설정해야 하는 문제가 있다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 반복탐색을 통해 조향벡터를 구하는 방식을 제안한다. 기존의 알려진 반복탐색 방식에서는 반복 종료를 위해 어떤 기준값을 결정해야 하는데, 이에 따른 어려움이 있다. 제안방식에서는 추정된 벡터와 신호부공간 거리가 더 이상 작아 지지 않으면 반복을 종료하며, 값 설정과 관련된 어떤 어려움도 없다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 제안방식은 기존반복방식 그리고 최적의 불확실 한계로 설정된 표준 DCRCB 보다도 우수한 성능을 보여준다.

간섭신호 환경에서 교대 주빔 제거 알고리듬을 위한 반복 기법 (An Iterative Approach for Alternate Mainbeam Nulling Algorithm in Coherent Environment)

  • 장병건;전창대
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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    • pp.153-156
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    • 2005
  • This paper concerns an efficient iterative approach for eliminating coherent interference signals in linearly constrained adaptive arrays. The Alternate Mainbeam Nulling Algorithm[1] is implemented iteratively to find an optimum weight vector. The convergence parameters in the unit gain and null constraints are calculated using steepest descent method with gradient estimation. The nulling performance of the proposed method is compared with that of conventional ones. It is shown that the proposed method performs better than conventional ones when the power of the coherent signals is large compared with a desired signal. Also, it performs consistently well for more number of interferences.

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Demonstration of Adaptive Analogue Beam Forming in the E-Band

  • Dyadyuk, Val;Stokes, Leigh;Nikolic, Nasiha;Weily, Andrew R.
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권3호
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    • pp.138-145
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    • 2010
  • In this paper, we report the test results of a small-scale prototype that implements an analogue-beam-formed phased antenna array in the E-band. A four-channel dual-conversion receive RF module for 71~76 GHz frequency band has been developed and integrated with a linear end-fire antenna array. Measured performance is very close to the simulated results. An ad-hoc wireless communication system has also been demonstrated. Low BER was measured for an 8PSK data stream at 1.5 Gbps with the receive array beam formed in the direction of arrival of the transmitted signal. To our knowledge this is the first steerable antenna array reported to date in the E-band.

필터뱅크 기반 프로스트 알고리즘을 이용한 빔포밍 최적화 (Beamforming Optimization Using Filterbank-based Frost Algorithm)

  • 박지훈;이성주;홍정표;정상배;한민수
    • 대한음성학회지:말소리
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    • 제66호
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    • pp.73-86
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    • 2008
  • Beamforming is one of the spatial filtering techniques which extract only desired signals from noisy environments using microphone arrays. Fixed beamforming is a simple concept and easy to implement. However, it does not show good performance in real noisy conditions. As an adaptive beamforming, Frost algorithm can be a good candidate. It uses the concept of the linearly constrained minimum variance (LCMV) algorithm. The difference between the Frost and the LCMV algorithm is the error correction scheme which is very effective feature in the aspect of performance. In this paper, as quadrature mirror filtering (QMF)-based filterbank is utilized as the pre-processing of the Frost beamformning, the filter length and the learning rate of each band is optimized to improve the performance. The performance is measured by the signal-to-noise ratio (SNR) and the Bark's scale spectral distortion (BSD).

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Biological smart sensing strategies in weakly electric fish

  • Nelson, Mark E.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제8권1호
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    • pp.107-117
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    • 2011
  • Biological sensory systems continuously monitor and analyze changes in real-world environments that are relevant to an animal's specific behavioral needs and goals. Understanding the sensory mechanisms and information processing principles that biological systems utilize for efficient sensory data acquisition may provide useful guidance for the design of smart-sensing systems in engineering applications. Weakly electric fish, which use self-generated electrical energy to actively sense their environment, provide an excellent model system for studying biological principles of sensory data acquisition. The electrosensory system enables these fish to hunt and navigate at night without the use of visual cues. To achieve reliable, real-time task performance, the electrosensory system implements a number of smart sensing strategies, including efficient stimulus encoding, multi-scale virtual sensor arrays, task-dependent filtering and online subtraction of sensory expectation.