수중에서의 도파관 불변성을 이용한 가상 음원 배열 기반의 다양한 거리 방향으로의 강인한 집속

변기훈,김재수,Byun, Gi Hoon,Kim, J.S. 한국음향학회 2017 韓國音響學會誌 Vol.36 No.1

A concept of a VSA (Virtual Source Array) is the method for an acoustic spatio-temporal focus at a selected location in the outbound direction with respect to the VSA without the need of a probe source as combines a TRP (Time-Reversal Processing) and time-delay and beam-steering. However, in TRP using the VSA concept, it is limited to the critical angle and the short distances relevant to the VSA. In this paper, the waveguide invariant theory is applied to the VSA concept to refocus the received field at ranges greater other than the critical angle and the short ranges by shifting the focused field. The suggested method is verified via numerical simulation, and the results show that the robust acoustic focusing is achieved on the selected location regardless of the limitation on the conventional VSA concept. 가상 음원 배열 개념은 시역전 처리에 시지연 빔조향 기법을 적용함으로써 가상 음원 배열로부터 나아가는 방향에 해당하는 선택된 위치에 음원 없이도 음파의 시 공간적 집속을 수행하는 방법이다. 하지만 가상 음원 배열 개념을 이용한 시역전 처리 방법은 가상 음원 배열에 해당하는 임계각 및 근거리를 벗어나는 범위로의 음파 집속이 불가능하다는 제약 조건이 따른다. 본 논문에서는 이러한 제약 조건을 해결하기 위해, 도파관 불변성 이론을 가상 음원 배열 개념에 적용하여 집속 음장의 수평 방향으로의 이동을 통해 임계각 및 근거리를 벗어나는 구간으로의 음파 집속 방법에 대한 연구를 수행하였다. 수치 실험의 결과를 통해 본 연구의 타당성을 검증하였으며, 기존의 가상 음원 배열 개념의 제약 조건에 관계없이 선택된 위치에서의 강인한 음파 집속 성능의 결과를 보였다.

다중센서를 이용한 쿼드로터 자동제어에 관한 연구

변기훈,유인환,박동진,권장우 한국ITS학회 2014 한국ITS학회 학술대회 Vol.2014 No.10

교통감시를 위한 멀티로터 설계에 관한 연구

변기훈,김세진,권장우 한국ITS학회 2015 한국ITS학회 학술대회 Vol.2015 No.10

다중센서 융합 기반 주행환경 인식 및 주행경로 생성에 관한 연구

변기훈,권장우 한국ITS학회 2017 한국ITS학회 학술대회 Vol.2017 No.04

환경변화에 강인한 단안카메라 레이더 적외선거리계 센서 융합 기반 교통정보 수집 시스템 개발

변기훈,김세진,권장우 한국ITS학회 2017 한국ITS학회논문지 Vol.16 No.2

본 논문은 환경변화에 강인한 센서 융합 교통정보 수집 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 각 센서의 특징을 융합하여 영상 검지기에 비해 환경에 강인하고, 주·야간 등 시간에영향을 받지 않으며 루프 검지기에 비해 유지보수에 드는 비용이 적다. 이는 레이더의 물체추적 기법과 영상검지기의 차량분류, 적외선거리계의 신뢰성 높은 객체검지 정보를 융합하고 각 센서의 문제점을 보완하여 개선을 이루었다. 구현된 시스템을 보행자의 통행이 가능한 도로에서 주·야간 5일에 걸쳐 6시간 동안 실험한 결과 88.7%의 분류정확도와 95.5%의 차량 검지율을 나타내었다. 본 시스템의 파라미터 최적화 작업을 실험환경에 따라 적응되는 방식으로 보완한다면 교통정보 수집 체계의 고도화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. The purpose of this paper is to develop a multi-sensor fusion-based traffic information acquisition system with robust to environmental changes. it combines the characteristics of each sensor and is more robust to the environmental changes than the video detector. Moreover, it is not affected by the time of day and night, and has less maintenance cost than the inductive-loop traffic detector. This is accomplished by synthesizing object tracking informations based on a radar, vehicle classification informations based on a video detector and reliable object detections of a infrared range finder. To prove the effectiveness of the proposed system, I conducted experiments for 6 hours over 5 days of the daytime and early evening on the pedestrian - accessible road. According to the experimental results, it has 88.7% classification accuracy and 95.5% vehicle detection rate. If the parameters of this system is optimized to adapt to the experimental environment changes, it is expected that it will contribute to the advancement of ITS

수평 배열을 이용한 배열 불변성 기반의 음원 거리 추정 성능 분석

구홍주,변기훈,변성훈,김재수,Gu, Hongju,Byun, Gihoon,Byun, Sung-Hoon,Kim, J.S. 한국음향학회 2019 韓國音響學會誌 Vol.38 No.2

소나 체계에서 표적의 거리를 수동으로 추정하는 방법은 활발히 연구되고 있는 분야이다. 본 논문은 배열 불변성을 기반으로 여러 환경과 소나 매개변수에 따른 거리 추정 성능을 제시한다. 배열 불변성은 천해에서의 음원 거리 추정 기법으로서, 상세한 환경 정보가 불필요하며 연산 량이 적어 실시간 거리 추정이 가능하다는 장점을 가진다. 본 논문에서는 기법의 성능을 확인하기 위해서 모의실험을 수행하였고, 2013년 진해항 인근에서 수행된 해상실험 데이터에 본 알고리듬을 적용하였다. 본 연구는 모의 실험을 통하여 음원의 방위각, 송신 신호의 길이, 그리고 수신 배열의 길이에 따른 거리 추정 성능을 보여준다. 또한, 네스티드 배열과 균일 선배열에 대한 거리 추정 결과를 비교하였다. In sonar systems, the passive ranging of a target is an active research area. This paper analyzed the performance of passive ranging based on an array invariant method for different environmental and sonar parameters. The array invariant developed for source range estimation in shallow water. The advantages of this method are that detailed environmental information is not required, and the real-time ranging is possible since the computational burden is very small. Simulation was performed to verify the algorithm. And this method is applied to sea-going experimental data in 2013 near Jinhae port. This study shows the performance of ranging for source orientation, transmission signal length, and length of a receiver through numerical simulation experiments. Also, the results using nested array and uniform line arrays are compared.

레이더 센서와 비전 센서를 활용한 다중 센서 융합 기반 움직임 검지에 관한 연구

김세진,변기훈,원인수,권장우 한국ITS학회 2017 한국ITS학회논문지 Vol.16 No.2

본 논문은 레이더 센서, 비전 센서를 활용한 다중 센서 융합 기반 움직임 검지에 관한 연구를 다룬다. 레이더 센서는 다량의 물체를 검지함에 있어 센서 자체의 움직임이 발생할 경우 주변건물이나 주변 가로수와 같은 사물 혹은 물체를 차량으로 오인하는 경우가 생긴다. 비전 센서의 경우 저렴하고 가장 많이 쓰는 형태이지만 빛, 흔들림, 날씨, 조도 등 외부환경에 취약하다는 문제점이 있다. 각 센서 간의 문제점을 보완하고자 센서 융합을 통한 움직임검지를 제안하게 되었고 실험환경 내에서 매우 우수한 검지율을 보이게 되었다 센서 간 융합에서 좌표 통일문제와 실시간 전송문제 등을 해결하였으며, 각 센서 간 필터링을 통한 비가공데이터(raw data)의 신뢰성을 높였다. 특히 영상에서는 가우시안 혼합모델(GMM, Gaussian Mixture Model)을 사용하여 레이더 센서의 단점을 극복하고자 했다. This Paper is for A study of sensor fusion using Radar sensor and Vision sensor in moving object detection. Radar sensor has some problems to detect object. When the sensor moves by wind or that kind of thing, it can happen to detect wrong object like building or tress. And vision sensor is very useful for all area. And it is also used so much. but there are some weakness that is influenced easily by the light of the area, shaking of the sensor device, and weather and so on. So in this paper I want to suggest to fuse these sensor to detect object. Each sensor can fill the other’s weakness, so this kind of sensor fusion makes object detection much powerful.

그람슈미트 과정 기반의 적응형 시역전 처리

김동현,변기훈,김재수,신기철 한국음향학회 2024 韓國音響學會誌 Vol.43 No.2

Residual crosstalk has been considered as a major drawback of conventional time-reversal processing in the case of simultaneous multiple focusing. In this paper, the Gram-Schmidt process is applied to time-reversal processing to mitigate crosstalk in ocean waveguides for multiple probe sources. Experimental data-based numerical simulations confirm that nulls can be placed at multiple locations, and it is shown that different signals can be simultaneously focused at different probe source locations, ensuring distortionless responses in terms of active time-reversal processing. This focusing property is also shown to be much less affected by a reduction in the number of receivers than the adaptive time-reversal mirror method. The proposed method is shown to be effective in eliminating crosstalk in passive multi-input multi-output communications using sea-going data.

수동형 시역전 기반의 음선 기반 블라인드 디컨볼루션 기법을 이용한 수중음향통신 성능 개선

오세현,변기훈,김재수,Oh, Se Hyun,Byun, Gi Hoon,Kim, J.S. 한국음향학회 2016 韓國音響學會誌 Vol.35 No.5

본 논문은 음선 기반 블라인드 디컨볼루션 기법을 이용한 수동형 시역전의 통신성능 향상에 대한 결과를 제시한다. 기존의 수동형 시역전에서 복원되는 신호는 수신된 탐침신호의 정합필터를 통해 구해진다. 하지만 수신된 탐침신호는 각 데이터 프레임의 채널 시변동을 반영하지 못하므로 복원된 신호의 통신 성능은 저하된다. 본 연구에서는 음선 기반 블라인드 디컨볼루션 기법을 이용하여 각 데이터 프레임의 채널 시변동이 반영된 전달함수를 모두 추정하고, 추정된 전달함수를 이용하여 수동형 시역전을 수행한다. 해상실험 데이터로부터 제안한 기법이 기존의 수동형 시역전보다 향상된 통신성능 결과를 보여준다. This paper presents the results for the performance improvement of underwater communication in a passive time reversal mirror (PTRM) using ray-based blind deconvolution (RBD). In conventional PTRM, the signal to be recovered is found from matched-filtering the received probe signal. However, the communication performance is degraded because the time-varying impulse response for each data frame is not reflected in the received probe signal. In this study, the time-variant transfer function is estimated from each received data frame using RBD, and the estimated time-variant transfer function is then used to recover the data signal using PTRM. The results from the experimental data show that the suggested method improves the communication performance when comparing with the conventional PTRM.

일반화된 부엽 제거기 기반 시역전 기술을 이용한 수중음향통신 성능 분석

남기훈,김재수,변기훈,Nam, Ki-Hoon,Kim, J.S.,Byun, Gi Hoon 한국음향학회 2016 韓國音響學會誌 Vol.35 No.5

수중음향통신에서 다중 입출력(Multiple-Input-Multiple-Output, MIMO) 환경은 인접 심볼 간 간섭뿐만아니라 송신기 간의 채널 간 간섭의 영향으로 인하여 수신 신호의 왜곡이 발생하는 특징을 갖는다. 신호 보상을 위하여 시역전 기술이 이용되었지만 기존의 시역전 기술은 채널 간 간섭을 효과적으로 제거하지 못하는 한계가 있다. 본 논문에서는 채널간 간섭의 제거를 위해 일반화된 부엽 제거기(Generalized Sidelobe Canceller, GSC)를 적용한 시역전 기술을 제안한다. 제안된 방법의 검증을 위해 FAF05(The Focused Acoustic Forecasting 05) 해상 실험 데이터를 이용하여 기존의 시역전 기술과의 통신 성능 비교를 수행하였으며, 그 결과 제안된 방법에 대한 통신 성능이 기존의 시역전 기술에 비해 향상됨을 확인 할 수 있었다. MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) in underwater acoustic communication has distortion of received signal because of ISI (Inter-Symbol Interference) and crosstalk among transmitters. Time-reversal mirror was used for compensating of signal distortion, but it has a limit in eliminating crosstalk effectively. This paper proposes a time-reversal mirror based on GSC (Generalized Sidelobe Canceller) for removing crosstalk. The FAF05 (The Focused Acoustic Forecasting 05) experimental data has been used to verify the suggested method by comparison with the conventional time-reversal for communication performance, and it is demonstrated that the suggested method produces better communication performance results than conventional time-reversal.