• 한국음향학회지
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• 제22권7호
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• pp.585-591
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• 2003

본 연구에서는 소형화 및 경량화의 특성을 가진 Fabry-Perot형 간섭계를 구성하였다. 음향이 광섬유의 횡방향으로 감지되도록 센서 헤드부를 1㎝정도로 제작하고 총 길이가 9.5㎝인 광섬유의 양단을 단순 지지토록 하였다. 센서의 음향 감지특성을 관찰하기 위하여 무지향성 스피커를 이용하여 음향신호를 인가하였다 횡방향으로 입력된 음향 신호를 광섬유 센서와 마이크로폰이 감지한 신호를 비교하였다. 1㎑ 이하의 신호에서는 광섬유 센서가 마이크로폰보다 감지 특성이 좋으나 2 ㎑에서는 광섬유센서의 감지 특성이 감소하였다. 이것은 제작된 광섬유 센서의 지지구조의 특성을 나타낸 것이며 실험을 통하여 Fabry-Perot 간섭계용 센서는 횡방향의 음향을 잘 감지함을 확인하였다. 이러한 형태의 센서는 지능구조물의 건강진단 모니터링 분야에도 적용가능 하리라 판단된다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제3권4호
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• pp.344-365
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• 2009

The performance of a tracking system is greatly increased if multiple types of sensors are combined to achieve the objective of the tracking instead of relying on single type of sensor. To conduct the multi-modal tracking, we have previously developed a multi-modal sensor-based tracking model where acoustic sensors mainly track the objects and visual sensors compensate the tracking errors [1]. In this paper, we find a network synchronization problem appearing in the developed tracking system. The problem is caused by the different location and traffic characteristics of multi-modal sensors and non-synchronized arrival of the captured sensor data at a processing server. To effectively deliver the sensor data, we propose a time-based packet aggregation algorithm where the acoustic sensor data are aggregated based on the sampling time and sent to the server. The delivered acoustic sensor data is then compensated by visual images to correct the tracking errors and such a compensation process improves the tracking accuracy in ideal case. However, in real situations, the tracking improvement from visual compensation can be severely degraded due to the aforementioned network synchronization problem, the impact of which is analyzed by simulations in this paper. To resolve the network synchronization problem, we differentiate the service level of sensor traffic based on Weight Round Robin (WRR) scheduling at the routers. The weighting factor allocated to each queue is calculated by a proposed Delay-based Weight Allocation (DWA) algorithm. From the simulations, we show the traffic differentiation model can mitigate the non-synchronization of sensor data. Finally, we analyze expected traffic behaviors of the tracking system in terms of acoustic sampling interval and visual image size.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.418-422
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• 2013

본 논문은 비가우시안 노이즈가 존재하는 수중환경에서 비선형 필터 기법에 따른 2차원 위치 추정에 관한 연구 내용이다. 최근 위치 추정을 위한 필터로 확장형 칼만필터(EKF: Extended Kalman filter)가 많이 사용되고 있다. 하지만, 수중과 같은 비가우시안 노이즈가 존재하는 비선형 시스템에서는 많은 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 상태변이의 예측을 기반으로한 EKF를 대신하여 통계적 발생인자 에 기반을 둔 분포 재해석 기법을 이용한 2차원 파티클필터 (TDPF: Two-Dimension Particle Filter)를 제안한다. 모의 실험을 통하여 Non-Gaussian Noise 가 존재하는 수중환경에서 제안하는 TDPF의 성능을 EKF와 비교분석하였으며 TDPF가 EKF보다 정확한 위치 추정결과를 제공하는 것을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.120-125
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• 2014

Conventional handheld metal detectors use a single induction coil to detect the metallic parts of explosive objects, and the detector generates an acoustic signal from its magnetic response to a metallic object so that an operator can confirm the existence of mines. Though metal detectors have very useful detection mechanisms to find mines, it is easy to cause a high false alarm ratio due to the detection of non-explosive metallic items such as cans, nails and other pieces of metal, etc. Also, because of the physical characteristic of a metal detector it is hard to detect non-metallic objects such as mines made of wood or plastic. Furthermore, the operator must move it to the left and right slowly and repeatedly to attain enough sensor signals to confirm the existence of mines using only a monotonous acoustic signal. To resolve the disadvantages of handheld detectors, many new approaches have been attempted, such as an arrayed detector and a visualization algorithm based on metal/non-metal sensor. In this paper, we introduce a visualization algorithm with a metal/non-metal complex sensor, an arrayed metal/non-metal sensor and the their testing and evaluation.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.54-62
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• 2013

본 연구는 비접촉 무전원 표면탄성파(surface acoustic wave, SAW) 온도센서를 개발하기 위하여 수행되었다. 단일전극 구조의 IDT(inter-digital transducer)와 434 MHz의 공진주파수를 가지는 SAW 소자를 $128^{\circ}$ rot-X $LiNbO_3$ 압전기판위에 반도체 공정으로 제작하였다. SAW 온도센서의 음향 반사판에 따른 반사 신호의 특성을 분석하기 위하여 다양한 형태의 음향 반사판을 제작하여 표면탄성파 신호의 반사특성을 분석한 결과 빗살형 전극형태의 반사판이 가장 양호한 반사특성을 나타내었다. SAW 온도센서를 구동하기 위한 신호를 송신하고 온도에 따른 SAW 센서의 출력신호를 수신하기 위하여 다이폴 안테나와 마이크로프로세서에 기반한 무선 송수신 시스템을 제작하였다. $40{\sim}80^{\circ}C$의 온도 범위에서 개발된 SAW 온도센서와 무선 송수신 시스템을 평가한 결과 온도증가에 따라 SAW 온도센서의 공진 주파수가 선형적으로 감소하였으며 결정계수가 0.99 이상으로 정확한 무선 온도측정이 가능한 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권3호
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• pp.197-209
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• 2010

The structural state of a bridge is currently examined by visual inspection or by wired sensor techniques, which are relatively expensive, vulnerable to inclement conditions, and time consuming to undertake. In contrast, wireless sensor networks are easy to deploy and flexible in application so that the network can adjust to the individual structure. Different sensing techniques have been used with such networks, but the acoustic emission technique has rarely been utilized. With the use of acoustic emission (AE) techniques it is possible to detect internal structural damage, from cracks propagating during the routine use of a structure, e.g. breakage of prestressing wires. To date, AE data analysis techniques are not appropriate for the requirements of a wireless network due to the very exact time synchronization needed between multiple sensors, and power consumption issues. To unleash the power of the acoustic emission technique on large, extended structures, recording and local analysis techniques need better algorithms to handle and reduce the immense amount of data generated. Preliminary results from utilizing a new concept called Acoustic Emission Array Processing to locally reduce data to information are presented. Results show that the azimuthal location of a seismic source can be successfully identified, using an array of six to eight poor-quality AE sensors arranged in a circular array approximately 200 mm in diameter. AE beamforming only requires very fine time synchronization of the sensors within a single array, relative timing between sensors of $1{\mu}s$ can easily be performed by a single Mote servicing the array. The method concentrates the essence of six to eight extended waveforms into a single value to be sent through the wireless network, resulting in power savings by avoiding extended radio transmission.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.383-387
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• 2010

The response characteristics of AE (acoustic emission) sensors with a coupled vibration mode and a non-coupled vibration mode were investigated according to PD(partial discharge) quantities in XLPE (cross linked polyethylene) sheets and craft papers immersed in insulating oil. The response voltages of a coupled vibration mode AE sensor were linearly proportional to the PD quantities up to 1,000 pC in XLPE sheets, while a non-coupled vibration mode AE sensor did not show the similar linearity. In case of a test of craft papers immersed in insulating oil, a linearity between response voltages and PD quantities was observed up to 550 pC, but after that, similar linearity between response voltage of any types of AE sensor and PD quantities was not shown.

• 센서학회지
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• 제17권4호
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• pp.289-294
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• 2008

The purpose of this study is to materialize the viscosity sensor by using the SH-SAW sensor of which the center frequency is operated at higher than 50 MHz. In order to measure the viscosity, SAW sensor of which the center frequency is operated at 100 MHz is developed. By using the developed sensor, phase shift, delay time, insertion loss, and frequency variation are measured at different viscosity. The result shows that the phase shift difference between the viscosity variations is such that the difference between the distilled water and the 100 % glycerol solution is approximately $45^{\circ}$, the change of the insertion loss is approximately 9 dB, and the difference of frequency variation is approximately 5.9 MHz. Therefore, it is shown that viscosity of unknown solution can be measured with the surface acoustic wave sensor.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1330-1334
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• 2012

잠수함이 가장 취약한 시기는 잠수함이 스노클이나 잠망경 운용을 위하여 잠망경 심도로 항해할 경우이며, 이때에는 비음향 탐지센서인 레이더와 광학, 사람에 의한 시각에 탐지될 확률이 매우 높다. 따라서 본 논문에서는 이러한 상황에서 탐지되는 취약성을 극복하고자 잠수함 마스트 및 잠망경 부분에 비음향 스텔스를 적용하고자 한다. 먼저 비음향 탐지센서에 대해서 조사하고, 그에 따른 스텔스 기법을 분야별 분석하여 최적화한 결과 다층형 구조로 선체표면부터 RAM layer, IR layer, Camouflage layer 구조로 각각 RAM layer는 자성재료인 페라이트계열로 3~5 mm, IR layer는 Ceramic 또는 Nickel 계열로 1~2 mm, Camouflage layer는 군청색 계열 페인팅을 제시하였다.

• 한국음향학회지
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• 제18권3호
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• pp.27-34
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• 1999

본 연구에서는 상대적으로 적은 센서 수에 의한 음향측정을 목적으로, 광대역 단일빔 형성을 위한 비선형 배열 알고리듬을 제안하였다. 제안 알고리듬은 공간 샘플링 이론에 따라, 고주파수 대역에서는 등간격으로 센서를 배열하고 고주파수 이하 주파수대역에서는 고주파수 대역 센서 개수를 함수로 인접 센서간 간격을 비선형 배열한다. 시뮬레이션 결과, 제안 비선형 배열은 센서 수 감소에도 불구하고 선형배열과 유사한 지향지수 평균 및 분산을 나타내었다. 또한 -2dB점에서 6.8° 이상의 빔폭을 가지고 지향각에 따른 지향지수 변화가 미소하였다. 따라서 상대적으로 적은 센서 수를 갖도록 본 논문에서 제안한 비선형 배열 알고리듬이 음향측정 목적으로 유용함을 확인하였다.