• 제목/요약/키워드: Location Estimation Algorithm

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UWB 시스템에서 Particle Swarm Optimization을 이용하는 향상된 TDoA 무선측위 (An Improved TDoA Localization with Particle Swarm Optimization in UWB Systems)

  • 르나탄;김재운;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권1C호
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    • pp.87-95
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    • 2010
  • 본 논문에서는 UWB (Ultra Wide Band) 시스템에서 PSO (Particle Swarm Optimization)를 사용하는 향상된 TDoA (Time Difference of Arrival) 무선측위 기법을 제안한다. 제안된 기법은 TDoA 파라미터 재추정과 태그(Tag) 위치 재측정을 수행하는 두 단계로 구성된다. 이들 두 단계에서 PSO 알고리즘은 무선측위 성능 향상을 위해 고용된다. 첫 번째 단계에서 TDoA 추정 오차를 줄이기 위해, 제안된 기법은 전형적인 TDoA 무선측위 방식으로부터 얻어진 TDoA 파라미터를 재추정한다. 두 번째 단계에서 무선측위 오차를 최소화시키기 위해, 첫 번째 단계에서 추정된 TDoA 파라미터를 가지고 제안된 기법은 태그의 위치를 다시 측정한다. 모의실험 결과, 제안된 기법은 LoS (Line-of-Sight)와 NLoS (Non-Line-of-Sight) 채널 환경에서 모두 전형적인 TDoA 무선측위 방식에 비해 우수한 무선측위 성능을 달성하는 것을 확인할 수 있었다.

통신 신호에서 TDOA/FDOA 정보 추출을 위한 2-단계 전역 최적화 알고리즘 (A 2-Step Global Optimization Algorithm for TDOA/FDOA of Communication Signals)

  • 김동규;박진오;이문석;박영미;김형남
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권4호
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    • pp.37-45
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    • 2015
  • TDOA (time difference of arrival)와 FDOA (frequency difference of arrival) 정보를 활용한 고 정밀 위치 추정 방법에 대한 연구는 최근 전자전 시스템 분야의 핵심 주제이다. TDOA/FDOA 위치 추정 시스템은 TDOA와 FDOA 정보를 추출하는 단계와 추출한 정보로부터 신호원의 위치를 추정하는 두 단계로 나뉘며, 정보 추출 단계에서 CAF (complex ambiguity function) 기반의 다양한 알고리즘이 제안되었다. 미상 신호원과 수신단간의 이격이 수백km인 전자전 지원 시스템 환경에서 기존의 CAF 기반 알고리즘을 사용하여 통신 신호로부터 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 경우, 고 정밀 위치 추정을 위해서는 수신단에서 장시간의 수집시간이 요구된다. 이러한 수집시간의 증가는 신호처리를 위해 수신단으로부터 중앙처리장치로 데이터를 전송하는 데 소요되는 시간을 수용할 수 없을만큼 늘어나게 할뿐만 아니라, 데이터량의 증가로 인한 연산량의 증가까지 야기하게 된다. 따라서 본 논문에서는 전자전 환경에서 통신 신호 기반 TDOA/FDOA 정보의 정밀 추정에 요구되는 수집시간을 CRLB (Cramer-Lao lower bound)를 이용하여 이론적으로 분석하고, 고 정밀 추정을 위해 장 시간동안 수집된 대용량의 데이터를 이용하였을 때, 기존의 알고리즘과 정확도는 유사하면서 전송시간 및 연산량을 최소화하는 2-단계 전역 최적화 알고리즘을 제안한다. 또한 제안한 알고리즘을 기존 CAF 기반 알고리즘과 연산량을 비교 분석하고, CRLB를 통해 유도된 한계 성능과 비교 분석하여 알고리즘의 성능을 검증한다.

Optimal Relocating of Compensators for Real-Reactive Power Management in Distributed Systems

  • Chintam, Jagadeeswar Reddy;Geetha, V.;Mary, D.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권6호
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    • pp.2145-2157
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    • 2018
  • Congestion Management (CM) is an attractive research area in the electrical power transmission with the power compensation abilities. Reconfiguration and the Flexible Alternating Current Transmission Systems (FACTS) devices utilization relieve the congestion in transmission lines. The lack of optimal power (real and reactive) usage with the better transfer capability and minimum cost is still challenging issue in the CM. The prediction of suitable place for the energy resources to control the power flow is the major requirement for power handling scenario. This paper proposes the novel optimization principle to select the best location for the energy resources to achieve the real-reactive power compensation. The parameters estimation and the selection of values with the best fitness through the Symmetrical Distance Travelling Optimization (SDTO) algorithm establishes the proper controlling of optimal power flow in the transmission lines. The modified fitness function formulation based on the bus parameters, index estimation correspond to the optimal reactive power usage enhances the power transfer capability with the minimum cost. The comparative analysis between the proposed method with the existing power management techniques regarding the parameters of power loss, cost value, load power and energy loss confirms the effectiveness of proposed work in the distributed renewable energy systems.

측위 안정화를 위한 End to End 기반의 Wi-Fi RTT 네트워크 구조 설계 (End-to-end-based Wi-Fi RTT network structure design for positioning stabilization)

  • 성주현
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제24권5호
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    • pp.676-683
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    • 2021
  • Wi-Fi Round-trip timing (RTT) based location estimation technology estimates the distance between the user and the AP based on the transmission and reception time of the signal. This is because reception instability and signal distortion are greater than that of a Received Signal Strength Indicator (RSSI) based fingerprint in an indoor NLOS environment, resulting in a large position error due to multipath fading. To solve this problem, in this paper, we propose an end-to-end based WiFi Trilateration Net (WTN) that combines neural network-based RTT correction and trilateral positioning network, respectively. The proposed WTN is composed of an RNN-based correction network to improve the RTT distance accuracy and a neural network-based trilateral positioning network for real-time positioning implemented in an end-to-end structure. The proposed network improves learning efficiency by changing the trilateral positioning algorithm, which cannot be learned through differentiation due to mathematical operations, to a neural network. In addition, in order to increase the stability of the TOA based RTT, a correction network is applied in the scanning step to collect reliable distance estimation values from each RTT AP.

영상정보만을 이용한 사람과 로봇간 실시간 상대위치 추정 알고리즘 (Real-Time Algorithm for Relative Position Estimation Between Person and Robot Using a Monocular Camera)

  • 이정욱;선주영;원문철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권12호
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    • pp.1445-1452
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    • 2013
  • 본 논문에서는 단안 카메라를 이용하여 사람과 로봇(카메라)간의 상대위치를 실시간으로 추정하는 알고리즘을 제안한다. HOG(기울기 히스토그램) 특징벡터와 SVM(서포트 벡터 머신) 분류기를 이용하여 사람의 두부 및 어깨영역을 검출한다. 검출된 영역의 크기와 위치를 이용하여 사람과 로봇(카메라)간의 상대 위치 및 각도를 계산한다. 또한 알고리즘 수행속도를 향상시키기 위하여 본 논문에서는 NVIDIA의 GPU와 CUDA 라이브러리를 사용하였다. 그 결과 알고리즘 수행속도는 초당 15 프레임의 영상데이터를 처리할 수 있다. 알고리즘의 정확도 비교를 위해서 SICK 레이저 스캐너 출력과 비교하였다.

비균일 음속 다중경로환경에서 선배열 센서를 이용한 근거리 표적의 3차원 위치추정 기법 (3-D Near Field Localization Using Linear Sensor Array in Multipath Environment with Inhomogeneous Sound Speed)

  • 이수형;최병웅
    • 한국음향학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.184-190
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    • 2006
  • 최근에 Lee 등은 1차원 수평배열 센서만을 사용하여 다중경로를 통해 들어오는 신호로부터 표적의 3차원 위치를 추정하였다. 그러나 이 기법에서 음속은 수심에 상관없이 일정하다고 가정하였기 때문에 음속이 수심에 따라 다양하게 변화하는 실제 해양환경에서는 그 추정 성능이 현저하게 저하된다. 따라서 본 논문에서는 비균일 음속 환경에 적합한 근거리 표적의 3차원 위치추정 기법을 제안한다. 제안한 기법에서는 선형의 음속구조를 가지는 근거리 다중경로 환경에서 음파전달 모델을 기반으로 한 위치추정함수를 구성하였으며 이로부터 표적의 방위각, 거리 및 깊이를 3차원 탐색을 통하여 추정하였다. 선형 음속구조 및 실제 환경과 유사한 비선형 음속구조를 적용하여 제안한 기법의 성능을 기존의 기법과 비교, 분석하였으며 기존의 기법에 비해 거리 추정 오차는 최대 100m, 깊이 추정 오차는 50m정도 감소됨을 확인하였다.

RFID 응용 기술을 이용한 이동 로봇의 실내 위치 추정 (Indoor Localization Scheme of a Mobile Robot Applying REID Technology)

  • 김성부;이동희;이장명
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제11권12호
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    • pp.996-1001
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    • 2005
  • Recently, with the development of service robots and with the new concept of ubiquitous world, the position estimation of mobile objects has been raised to an important problem. As pre-liminary research results, some of the localization schemes are introduced, which provide the relative location of the moving objects subjected to accumulated errors. To implement a real time localization system, a new absolute position estimation method for a mobile robot in indoor environment is proposed in this paper. Design and implementation of the localization system comes from the usage of active beacon systems (based upon RFID technology). The active beacon system is composed of an RFID receiver and an ultra-sonic transmitter: 1. The RFID receiver gets the synchronization signal from the mobile robot and 2. The ultra-sonic transmitter sends out the traveling signal to be used for measuring the distance. Position of a mobile robot in a three dimensional space can be calculated basically from the distance information from. Three beacons and the absolute position information of the beacons themselves. In some case, the mobile robot can get the ultrasonic signals from only one or two beacons, because of the obstacles located along the moving path. Therefore, in this paper, as one of our dedicated contribution, the position estimation scheme with less than three sensors has been developed. Also, the extended Kalman filter algorithm is applied for the improvement of position estimation accuracy of the mobile robot.

CDMA 기반의 실내 측위 시스템을 위한 중계기 보정 알고리즘에 관한 연구 (A Study of Repeater Effect Adjustment Algorithm in CDMA Indoor Positioning System)

  • 최희동;김선미;최정희;박용완
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권8C호
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    • pp.605-612
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    • 2008
  • 본 논문에서는 CDMA 망의 실내 환경에서 이동국에 수신된 신호들 중 중계기에 의하여 지연된 신호 도달 시간을 보정하여 위치 측위 성능을 향상시키는 알고리즘을 제안한다. 천재 중계기는 사용자 용량을 중대시키고 통화품질 향상 및 서비스 영역을 확대시키기 위하여 많은 건물 및 터널과 같이 전파가 잘 도달하지 않는 지역에 보편적으로 설치 되어있다. 그러나 중계기를 통과한 신호는 중계기 내부 및 통화 선로에 의하여 신호 도달 시간이 지연된다. 따라서 중계기를 통과한 신호를 사용하여 이동국의 위치를 추정하면 위치 측위 오차 값이 증가되는 문제점을 가진다. 그러나 현재 중계기의 물리적 특성으로 인하여 중계기 신호와 기지국 신호를 구분할 수 없으며, 이를 해결하기 위한 알고리즘이 고려되고 있지 않다. 이에 본 논문에서는 위치 측위 오차 값을 줄이기 위하여 중계기 보정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 기지국으로부터 수신된 PN 파일롯 신호를 사용하여 이동국, 기준 기지국 및 주변 기지국을 꼭짓점으로 하는 삼각형을 구성하구 각 거리에 대한 지리적인 관계를 삼각형의 수학적 특성을 이용하여 중계기 신호를 검출 및 중계기 영향을 보정하는 알고리즘을 수행한다. 제안된 측위 시스템은 컴퓨터 모의실험을 통해 향상된 파라미터 추정 및 측위 성능을 보임을 확인하였다.

환경소음측정망 최적 위치선정에 관한 연구 (Study on the Optimal Location Selection for Environmental Noise Monitoring Systems)

  • 신상문;원정우;김화일
    • 한국환경과학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.1307-1320
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    • 2014
  • A number of problems associated with environmental noises in urban areas have significantly been considered. Specific measurement and estimation of the environmental noise became a primary issue in local governments. Environmental noise monitoring system is required in order to estimate and verify the a city noise map. However, current monitoring positions may not perfectly represent and incorporate many different view points, such as districts of a city, different utilizations of a city by the law, populations, and classifications and traffics of roads. In addition, scientific method to provide specific noise monitoring positions my not be avaliable in current literature. For this reason, the primary objective of this paper is to propose a new method for introducing a number of monitoring positions in the entire city. First, the quality function deployment (QFD) method was utilized to simultaneously represent both districts and utilizations of a city. Second, a new algorithm to find a number of monitoring positions was proposed by compromising many different view points: populations, classifications of roads and areas, and traffics of roads. Finally, the proposed monitoring positions and a sample noise map was provided for verification purposes. Based on these results, the proposed algorithm including the QFD concept may successfully provide specific noise monitoring positions by simultaneously consider may different view points and requirements of a city.

직선 기반 스테레오 정합을 이용한 평면 지붕 인공지물의 고도 정보 추출 (Height Estimation of the Flat-Rooftop Structures using Line-Based Stereo Matching)

  • 최성한;엄기문;이쾌희
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.61-70
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    • 1995
  • 본 논문에서는 카메라의 정확한 정보(카메라 자세, 위치, 초점거리, 시야각)를 알고 있다 는 가정하에 스테레오 항공영사에서 평면지붕 인공지물의 고도정보를 추출하기 위한 알고리즘이 제안하였다. 이 알고리즘은 위성영사에 대해서도 적용이 가능하다. 특징기반 정합을 수행하는데 있어, 일반적인 건물을 묘사하기 위해 적합한 직선을 특징으로 선택하였다. 이 논문은 세단계로 구성되어 있다. 첫 번째 단계에서는 에지 추적 기법을 이용한 다각형 인공지물의 경계 추출 알고 리듬을 통하여 영상상에서 인공 지물의 경계를 추출한다. 두 번째 단계에서는 카메라 정보를 이 용하여 인공지물의 구성하고 있는 직선성분들을 정립한다. 마지막 단계로 정합된 선분쌍을 이용 하여 실제높이를 계산하고 높이 정보를 추출한다. 실험에 사용된 영상은 실제로 취득한 영상이 아닌 합성영상을 사용하였다. 실험 결과 본 논문에 서 제안한 인공지물 경계 추출, 고도 정보 추출은 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다.