• 제목/요약/키워드: SONAR sensor

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양상태 소나 배치를 위한 음향탐지성능 평가 방법 (Assessment of acoustic detection performance for a deployment of bi-static sonar)

  • 손수욱;김원기;배호석;박정수
    • 한국음향학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.419-425
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    • 2022
  • 본 논문은 양상태 소나의 음원과 수신기 배치를 위해 음향탐지성능을 평가하는 것을 목표로 한다. 단상태 소나와는 다르게 양상태 소나의 경우에는 배치를 위한 연산량과 복잡도가 크기 때문에 해양환경을 고려한 배치 연구는 진행된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 양상태 소나의 음원과 수신기 배치에 적용하기 위한 방법으로 해양환경의 변동성을 고려하면서도 연산량을 줄이는 평가 방법에 대해 제안한다. 본 연구에서는 천해와 심해의 대표 해양환경을 선정하였으며, 그 해역에서 음원과 수신기 간의 거리 및 센서 심도를 변경하며 신호초과를 계산하고, 그 결과를 제안하는 음향탐지성능 평가 방법과 비교 및 분석한다.

수동 소나 시스템을 위한 실효치교차율 분석 기반 음향센서 결함 탐지 기법 (An acoustic sensor fault detection method based on root-mean-square crossing-rate analysis for passive sonar systems)

  • 김용국;박정원;김영신;이상혁;김홍국
    • 한국음향학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.30-38
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    • 2017
  • 본 논문에서는 수동 소나 시스템을 위한 수중 음향 센서 결함 탐지 기법을 제안하였다. 일반적으로 수동 소나 시스템에서는 수십개의 음향 센서를 통해 얻은 음향 신호를 이용하여 배열 신호처리 기법을 이용해 처리된 신호를 협대역 또는 광대역 분석을 위한 2차원 영상 형태로 전시한다. 운용 소프트웨어에서 전시되는 탐지 결과는 배열 신호처리를 통해 누적된 결과값을 전시하기 때문에, 단일 센서 채널의 결함 또는 고장에 따른 신호의 이상 여부를 판단하는데 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 인접 채널간 실효치 비교 및 실효치교차율(Root Mean Square Crossing-Rate, RMSCR) 분석기반 센서 자동 결함 탐지 기법을 제안하고, 결함 센서 채널에 대한 처리 기법을 비교 분석하였다. 제안된 기법의 성능 분석을 위하여 일부 연안 지역에서 실제 운용 중인 센서 배열을 통해 획득된 신호를 이용하여 결함 탐지 정확도를 측정하고, 결함 처리 기법의 성능을 비교하였다. 실험을 통해 제안된 기법이 높은 RMS의 주변소음 환경에서도 높은 결함 탐지 정확도를 보였으며, 결함 처리 기법으로는 0으로 설정 처리 기법이 가장 높은 성능을 보였다.

다중반사경로효과를 고려한 자율이동로봇의 초음파지도 형성 (Consideration of Multipath Effect in Sonar Map Construction for an Autonomous Mobile Robot)

  • 임종환;조동우
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.106-112
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    • 1993
  • A new model for the construction of a sonar map in a specular environment has been developed ad implemented. In a real world where most of the object surfaces are specular ones, a sonar sensor suffers from a multipath effect which results in a wrong interpretation of an objects's location. To reduce this effect and hence to construct a reliable map of a robot's surroundings, a probabilistic approach based on Bayesian reasoning is adopted to both evaluation of object orientations and estimation of an occupancy probability of a cell by an object. The usefulness of this approach is illustrated with the results produced by our mobile robot equipped with ultrasonic sensors.

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선저고정형 소나의 탐지성능 향상을 위한 빔 안정화 빔형성 기법 (Beam Stabilization Beamforming Technique for Hull-Mounted Sonar Performance Enhancement)

  • 류영우
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.129-137
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    • 2008
  • Hull-Mounted Sonar(HMS) has been the main equipment to detect and track underwater threats like torpedoes and enemy submarines. The HMS has short warming-up time and is employable independently with sea-state and weather condition. But these bad environmental condition and ship maneuvering make ship's roll and pitch. Ship's roll and pitch make unstability of sensor position, then cause degradation of the HMS performance. In this paper, we will show how the unstability influences the HMS performance, propose the 'Beam Stabilization Beamforming Technique' to overcome these phenomenon. And present the effectiveness of proposed technique by comparing with conventional beamforming result.

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

  • 김재환;손선봉;조철희;조치영
    • 한국음향학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.68-76
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    • 2001
  • 유한요소법을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE (Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Tonpilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게 되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS (Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는데 큰 도움이 될 것이다.

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소나 송신기의 회전 송신빔 구동을 위한 효율적인 출력 제어 기법 연구 (A Study on Effective Output Control Technique for Rotational Transmission Beam Drive of Sonar Transmitter)

  • 이병화
    • 한국음향학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.280-287
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    • 2012
  • 본 논문은 능동 소나 송신기의 효율적인 회전 송신빔 구동을 위하여 부하인 원통형 배열센서의 회전 방위별 동적 임피던스 특성을 실험적으로 분석하고 최대 전력이 부하에 효과적으로 전송되도록 송신기의 출력을 실시간으로 제어하는 기법에 관한 연구이다. 회전 송신빔 구동시, 전기적, 음향적 경계조건에 의해 발생하는 과부하 조건에서 배열센서의 실시간 임피던스 변화와 송신기의 출력 거동 특성을 분석하였다. 그 결과로부터 과도 특성에서도 송신 중단 없이, 송신기와 부하를 보호하면서 송출되는 전력량을 최대화할 수 있는 새로운 송신 출력 제어 기법을 제안하고 실험을 통하여 제안된 기법을 검증하였다.

세 개의 초음파 센서를 사용한 이동 로보트용 월드 맵 구성에 관한 연구 (A Study of World Map Building for Mobile Robot with Tri-Acral Ultrasonic Sensor System)

  • 전형조;김병국
    • 전자공학회논문지B
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    • 제32B권6호
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    • pp.840-848
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    • 1995
  • A new tri-aural ultrasonic sensor system is suggested to build more accurate world maps for mobile robots with less scanning. In ordinary single sensor systems, the inherent beam-width of sonar transmitter causes ambiguity in sensing direction. Dual sensors may be used to discriminate plane and corner with several scans. However, the proposed method uses triple sensors, and achieves more accuracy with less scanning.

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스테레오 비젼 시스템을 이용한 자율 이동 로봇의 지도 작성에 관한 연구 (A study on map generation of autonomous Mobile Robot using stereo vision system)

  • 손영섭;이쾌희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 G
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    • pp.2200-2202
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    • 1998
  • Autonomous mobile robot provide many functions such as sensing, processing, and driving. For more intelligent jobs, more intelligent functions are to be added and the existing functions may be updated. To execute a job autonomous mobile robot has a information of surrounding environment. So, robot uses sonar sensor, vision sensor and so on. Obtained sensor information is used map generation. This paper is focused on map generation using stereo vision system.

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프로파일링 세굴 모니터링 시스템을 이용한 교각 국부세굴 계측 및 평가 (The measurement and evaluation of local scour at a bridge pier using the profiling scour monitoring system)

  • 신종현;박현일;신승현;박경수
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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    • pp.38-47
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    • 2009
  • Scour means the erosion of bed material by flow change when a bridge is constructed in a stream. Scour is one of the critical factors of a bridge failure. There are several methods for the monitoring of scour near bridge foundations; Sounding rods, Magnetic sliding collar System, Sonar system, underwater camera system and so on. In general, Sonar system is preferred due to its convenience and good accuracy. In this study, the new scour monitoring system was developed using profiling sonar sensor. The new system can measure a line profile of a seabed and has small size due to the effectively designed data logger. The performance of the new scour monitoring system was evaluated at a bridge pier in tidal environment. The measured local scour depths were discussed with the result of the empirical formulas; CSU, Froehlich, Laursen and Neill.

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