본 논문에서는 초음파 신호의 2차원 역추적 방법을 제안한다. 초음파 센서는 송수신 장치를 서로 쌍으로 이용하여 거리 측정 및 실내 위치 추적에 많은 연구가 되어 산업 분야에 쓰이고 있는 보편적인 기술이다. 본 논문에서는 초음파 신호를 수신기만 활용하여 임의의 초음파 송신 장치들의 신호원을 2차원 평면상으로 추적하는 방법을 제안한다. 초음파 신호를 추적하기 위해 수신기는 최소 3개를 이루어 신호를 수신한다. 3개의 수신기는 각각의 초음파 수신음의 도달 시간차를(Time Difference of Arrival, TDOA) 이용하여 방향 및 거리를 연산할 수 있다. 기존 초음파를 이용한 신호원 추적 방법은 송수신기가 쌍으로 이루어지거나 센서마다 독립적으로 설치가 되어야 하기 때문에 장치들의 시간 동기화가 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 초음파 수신기의 거리를 최소화하여 설치고 하나의 장치로 구성한다. 하나의 장치로 설치된 센서는 하나의 연산기로 처리하기에 시간 동기화 문제를 해결할 수 있다. 시간차 정확도를 올리기 위해 시간 분해능이 높은 고속 32비트 타이머를 사용하여 거리 및 방향을 빠르게 연산 및 추적할 수 있다.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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pp.479-483
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2006
Indoor positioning is recently highlighted and various kinds of indoor positioning systems are under developments. Since positioning systems have their own characteristics, proper positioning scheme should be chosen according to the required specifications. Positioning methods are often classified into time-based and angle-based one, and this paper presents the error analysis of these location methods. Because measurement equations of these methods are nonlinear, linearization is usually needed to get the position estimate. In this paper, Gauss-Newton method is used in the linearization. To analyze the position error, we investigate the error ellipse parameters that include eccentricity, rotation angle, and the size of ellipse. Simulation results show that the major axes of error ellipses of TOA and AOA method lie in different quadrants at most region of workspace, especially where the geometry is poor. When the TOA/AOA hybrid scheme is employed, it is found that the error ellipse is reduced to the intersection of ellipses of TOA and AOA method.
A spatio-temporal vector channel model is introduced for the position location (PL) estimation problem for CDMA cellular system environment. Two common ways for the PL make use of the AOA (Angle Of Arrival) and TDOA (Time Difference Of Arrival) from a subscriber to the multiple sensors (base stations). In this paper, we applied the derived vector channel to simulate the multipath channel for the angle of the signal arrival in CDMA systems. Cross-correlation method is a good candidate among other direction finding algorithms available in literature, especially in wideband modulation as in the CDMA system. The PL estimation errors are evaluated for different channels, which are obtained as a parameter of scattering radius of the suggested model. We noted that the number of sensors (base-stations) are related to the PL errors in favor of the available data.
A closed-form technique is presented for estimating a single source location from a set of noisy time delay measurements between distributed sensors. The localization formula is derived from nonlinear least squares minimization over the unknowns of target range and bearing in polar coordinates. Computer simulation results are provided for the purpose of performance analysis. Constrained least squares minimization method with prior source location information is also discussed.
In this paper, a signal processing algorithm for software GPS receiver is proposed. The signal processor takes snapshot of the sampled If signal from the RF section of the GPS receiver. All the processing for code and carrier tracking and correlation are implemented using the digital signal processing techniques. In order to achieve fast code acquisition, correlation of the incoming GPS signal is performed using the FFT method, After code acquisition, to reduce the Doppler shift effect and increase the accuracy, the interpolation or the tracking are performed. The performance of the proposed processing algorithm is first evaluated using matlab/simulink. A signal acquisition board for sampling and logging GPS IF signal form the Mitel GPS RF chip set is constructed. In order to analyze the performance of the designed algorithm the experiments are performed and the results are analyzed.
본 연구에서는 AOA(Angle of Arrival)와 TOA(Time of Arrival) 그리고 TDOA(Time Difference of Arrival)의 추정값을 이용한 위치 추정 기법들이 설명되고 분석된다. 이들 기법들을 다중경로 페이딩 (mutipath fading)과 shadowing을 갖는 마이크로셀 환경에 적용한다면, 빠르고 예측할 수 없는 신호 레벨의 변화로 인하여 이동체의 위치를 정확히 추정하는 것은 어렵다. 따라서 본 연구에서는 수신 신호 세기(RSS: Received Signal Strength) 이외에 이동체와 기지국간의 거리, 이동체의 이동방향, 이동체의 이전위치와 같은 부정확한 다수의 파라미터를 동시에 고려하는 퍼지 다기준 (multi-criteria) 의사 결정 방법을 이용하여 이동체의 위치를 결정하는 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여, 이동체의 방향과 속도의 영향을 분석한다.
무선 센서 네트워크에서 무선통신기술을 활용한 저비용의 정밀 측위 기술은 교통상황, 의료, 생활정보 등의 다방면에서 활용되고 있다. RSSI를 기반으로 한 측위기법은 TOA, AOA, TDOA에 비해 추가적인 전력 또는 하드웨어가 필요하지 않아 비용 면에서 효율적이다. 하지만 RSSI 값의 패턴은 실제 환경에서 전파방해 요소가 존재하여 작은 움직임에도 크게 변하게 되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 RSSI와 IEEE 802.15.4 표준에서 제공되는 정보인 LQI를 이용하여 타겟 노드의 실내 위치를 추정하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법을 통해 실제 환경에서 보다 정확한 위치추정을 할 수 있음을 보여준다.
This study is about a sound source direction detection system and method using intelligent source collection and analysis. The sound source direction detecting apparatus according to the present invention is equipped with four microphone sensors and calculates a time difference using TDOA (Time Delay of Arrival) technique for a plurality of acoustic signals generated from a sound source, And a sound source detection and analysis algorithm for estimating the direction of the sound source.
Together with the GPS-based approach, geolocation through mobile communication networks is a key technology for location-based service. Since the Mobile WiMAX system is considered as a candidate for fourth-generation mobile systems, it is important to investigate its location capability. The geolocation of Mobile WiMAX can be realized when the preamble symbols in the down-link channel are appropriately used for a TDOA (Time-Difference-of-Arrival) approach. However, the cellular structure of Mobile WiMAX inevitably generates co-channel interference, and it is difficult for the mobile terminal to acquire distance measurements from multiple base stations. Therefore, for geolocation via multilateration using the Mobile WiMAX network, it is very important to increase hearability. This paper proposes a geolocation method for Mobile WiMAX which employs interference cancellation and preamble signal overlapping for the enhancement of hearability. A novel interference cancellation strategy for complex-valued Mobile WiMAX signals is presented which has an iterative structure. Simulation results show that the proposed geolocation method provides the user's position with an accuracy of less than 20 m through the Mobile WiMAX cellular network if there is no multi-path or NLOS (None-Line-of-Sight).
본 논문에서는 초저음파 신호를 이용하여 탄도미사일 발사위치를 추정하는 새로운 방법을 개발하였다. 양구와 철원에 설치된 기상청의 초저음파 관측망을 이용하여, 북한의 탄도미사일 발사시 발생한 초저음파 신호를 분석하였다. 신호의 탐지 및 발생위치 추정을 위하여 시간-주파수 분석, 도달 지연시간 측정 방법 및 구 삼각공식 등을 적용하였으며, 발사원점과 약 3 km 정도 차이가 나는 곳을 발사지점으로 추정하여 개발된 알고리즘의 정확도를 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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