비균일 음속 다중경로환경에서 선배열 센서를 이용한 근거리 표적의 3차원 위치추정 기법

이수형,최병웅,Lee Su-Hyoung,Choi Byung-Woong 한국음향학회 2006 韓國音響學會誌 Vol.25 No.4

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. Recently, Lee et al. have proposed an algorithm utilizing the signals from different paths by using bottom mounted simple linear array to estimate 3-D location of oceanic target. But this algorithm assumes that sound velocity is constant along depth of sea. Consequently, serious performance loss is appeared in real oceanic environment that sound speed is changed variously. In this paper, we present a 3-D near field localization algorithm for inhomogeneous sound speed. The proposed algorithm adopt localization function that utilize ray propagation model for multipath environment with linear sound speed profile(SSP), after that, the proposed algorithm searches for the instantaneous azimuth angle, range and depth from the localization cost function. Several simulations using linear SSP and non linear SSP similar to that of real oceans are used to demonstrate the performance of the proposed algorithm. The estimation error in range and depth is decreased by 100m and 50m respectively.

CPA분석을 이용한 기동하는 수신기에서의 표적 속도 추정기법

이수형,김정수,이균경,Lee, Su-Hyoung,Kim, Jeong-Soo,Lee, Kyun-Kyung 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.4

일정한 주파수의 음향신호를 발생시키는 표적이 기동할 때 한 개의 고정된 센서에서 관측된 신호의 주파수는 시간에 따라 도플러 변이가 발생한다. 이러한 도플러 변이 현상을 이용한 기존의 CPA (Closest Point of Approach) 분석으로 센서 수신기에 표적이 최단거리로 근접했을 때의 시간, 거리, 속력 그리고 실제 신호의 중심주파수를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 고정된 단일 센서 대신에 일정한 속도로 기동하는 배열센서 수신기에서 주파수뿐만 아니라 표적의 방위각을 관측하여 이로부터 표적의 실제 기동속도를 추정하는 기법을 제안한다. 그리고 제안한 기법의 성능검증을 위해 오차 분석 및 모의 실험을 수행하였다. A conventional Closest Point of Approach (CPA) analysis allows a non-maneuvering moving source that is radiating a constant frequency tone to be located using doppler shifted frequency measurements obtained by a stationary receiver. The original frequency, relative speed of the target, time at the CPA, and range from the CPA to the sensor are estimated by the conventional CPA. However, this paper proposes a new CPA analysis that allows the motion parameters of a target to be estimated using the bearing and frequency measurements obtained by a moving receiver that has a constant velocity. The validity of the proposed estimation scheme is confirmed through a performance analysis and simulation study.

다중 소노부이 체계의 신호합성기 및 성능검증용 시뮬레이터 개발

이수형(Su Hyoung Lee),박상배(Sang Bae Park),한상규(Sang-Gyu Han),권범수(Bum Soo Kown) 한국시뮬레이션학회 2021 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.30 No.2

소노부이(sonobuoy)는 넓은 지역을 빠르게 탐색할 수 있다는 장점으로 인해 P-3 초계기를 이용한 전투체계에서 매우 중요한 음향센서로 사용되고 있다. 소노부이 시스템을 개발하고, 이를 실제 전투체계에 성공적으로 적용하기 위해서는 다양한 해상시험을 통해 소노부이 시스템의 성능을 검증하여야 한다. 그러나 실제 해상 시험은 많은 시간과 노력이 동반되기 때문에 다양한 해상시험 데이터를 확보하기는 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 실제 해상시험을 수행하지 않고서도 소노부이 시스템의 성능을 검증할 수 있는 모의 신호합성기를 개발하였고, 소노부이 시스템의 효과도를 분석할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. 실제 수중 소음원의 특성을 고려하여 표적신호를 합성하였으며, 음파전달특성 등 실제 해양환경과 유사한 조건을 고려하여 소노부이용 신호합성기를 개발하였다. 시뮬레이터 개발에서는 HMI(Human Machine Interface) 기법을 사용하여 운용자 편이성을 높였으며, 다양한 조건에서 소노부이 시스템의 성능을 검증할 수 있도록 설계하였다. 개발한 신호합성기 및 시뮬레이터는 P-3 초계기를 이용한 전투체계에서 최적의 소노부이 배치 등 작전 효과도를 분석하는데 유용한 도구로 사용될 수 있을 것이다. Sonobuoy is widely used as a very important sensor in combat management system using P-3 patrol aircraft due to its advantages of rapid searching into wide exploration range. It is necessary to verify the performance of developed sonobuoy system using various maritime test data in order to be successfully applied in combat management system. But it is difficult to acquire various real maritime data because it needs much time and effort. Therefore we have developed in this paper a synthetic signal generator and a simulator that they can verify the performance of sonobuoy system and evaluate its operational effectiveness without conducting maritime test. We have synthesized target signals based on the characteristics of underwater sound sources, and then developed the synthesized signal generator which consider to sound propagation etc. like as underwater environment. And in the simulator development we use a HMI technique to enhance the convenience of operator, and design to verify the performance of sonobuoy system. The developed signal generator and simulator can be used as useful tools to evaluate the operational effectiveness such as optimal deployment of sonobuoy in combat management system using P-3 patrol aircraft.

트레드밀에 사용되는 3상 유도전동기의 슬립 기반 센서리스 제어 저속성능 향상

이수형(Su-Hyoung Lee),이상희(Sang-Hee Lee),문태양(Tae-Yang Mun),한희민(Hee-Min Han),김준석(Joohn-Sheok Kim) 전력전자학회 2019 전력전자학회 논문지 Vol.24 No.1

저속운전 특성이 개선된 슬립제어 기반 트레드밀용 3상 유도전동기 센서리스 제어기법에 관한 연구

이수형(Su Hyoung Lee),이상희(Sang Hee Lee),문태양(Tae Yang Mun),김준석(Joohn Sheok Kim) 전력전자학회 2018 전력전자학술대회 논문집 Vol.2018 No.7

다중 소나센서 추적정보의 바이어스 해석 및 보상 기법

이수형(Su-Hyoung Lee),박상배(Sang-Bae Park),이유라(Yu-Ra Lee) 한국정보기술학회 2013 한국정보기술학회논문지 Vol.11 No.5

Submarine sonar system estimates the bearings and ranges of targets using FAS(Flank Array Sonar) and PRS(Passive Ranging Sonar) which are called reference sensors, and fuses the tracking informations of CAS(Cylindrical Array Sonar) and TAS(Towed Array Sonar), which are called auxiliary sensors, in order to achieve more reliable target information. However, there is a little bias in the tracking information of auxiliary sensors which must be compensated before fusion. In this paper, we analysed the bias theoretically and examined the amplitude of bias according to bearing and range. The amplitude of bias is largest at the broadside direction, and the closer target range is, the larger the amplitude of bias is. We also proposed the bias compensation technique based on the analyzed bias function.

모바일 기기 및 휴대용 환경 측정기를 이용한 데이터 수집 및 관리용 모바일 앱 및 서버 시스템 구현

이수형(Su Hyoung Lee),김창수(Chang Soo Kim) 한국정보기술학회 2021 한국정보기술학회논문지 Vol.19 No.9

Water is one of the most important environmental resources for maintaining healthy life and its accurate assessment is critically important. In this paper, we propose an effective method to use a lab-made portable environmental meter for water quality assessment that is easily available to the public. The portable meter is to measure the cleanness of water and has a connectivity to smart devices including cellphones, tablets and laptops, etc. via Bluetooth. A mobile app based on Ionic Framework for data collection and management using the meter is developed. In addition, a database for the collected data is built utilizing MySQL, and a web server is implemented to utilize the data. A simple field test is successfully conducted to evaluate the performance of data collection and management using the developed mobile app and server.

빔폭에 대한 방위각 오차 분석 및 이를 고려한 융합추적필터

이수형(Su-Hyoung Lee),박상배(Sang-Bae Park),서익수(Ik-Su Seo) 한국정보기술학회 2013 한국정보기술학회논문지 Vol.11 No.12

Sonar system detects target informations using multiple sensors, and fuses the informations to get the more trustworthy target information than that of each sensor. For improving the performance of fusion tracking system, it is exactly analyzed the probabilistic characteristics of the estimated information of each sensor. In this paper we analyze the bearing estimation error according to beamwidth of line array sensor and cylindrical sensor, and then propose a bearing tracking filter taking into account it. Cylindrical array represents equal characteristics of bearing error, but line array sensor represents different characteristics because of different beam width to steered beam direction. And we verify that the tracking and fusion performance is improved by using the calculated probabilistic covariance of bearing estimation error.

최대 사후확률에 기반 한 순차적 융합 기법

이수형(Su-Hyoung Lee),박상배(Sang-Bae Park),서익수(Ik-Su Seo) 한국정보기술학회 2014 한국정보기술학회논문지 Vol.12 No.1

In underwater acoustic environment, distributed structure fusion techniques is generally used to fuse the tracking informations of multiple sonar sensors. MAP fusion techniques have a good performance because of using a priori information of target tracks, but they have a serious drawback which cause the filter to diverge, because of high order dimension and usage of unexact cross-covariance matrix of sensor tracks. Simple convex combination technique has a robust structure which fuses the sensor tracks according to their probabilistic variance. In this paper we propose a sequential MAP fusion technique which carry out the fusion process by 2 step. First sensor track is fused with the current target track, and then the result is fused with the other sensor track. Hence the proposed filter shows robust performance because it has lower order dimension and does not use the cross-covariance matrix, maintaining the similar performance of the conventional MAP.

위치기반 DBpedia 검색을 위한 반응형 웹 애플리케이션 개발

이수형 ( Su-hyoung Lee ),이용주 ( Yong-ju Lee ) 한국정보처리학회 2017 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.24 No.2

본 논문은 링크드 오픈 데이터(Linked Open Data)의 일종인 DBpedia 개체를 위치기반으로 검색하여 지도상에 표시해주고, 표시된 개체중 하나를 선택하게 되면 개체에 관한 RDF 형태의 데이터를 파싱하여 개체에 관한 기본적인 정보와 사진과 외부로의 링크 등을 제공한다. 또한 개체가 가지는 특성을 지정하여 지도에 선택적으로 표시하는 필터링 기능을 제공한다. 이러한 웹 애플리케이션을 개발하기 위해 오픈소스 웹 프레임워크인 루비 온 레일즈(Ruby on Rails)를 사용하였고, HTML5와 Google Map API를 활용한 반응형 웹 애플리케이션으로 구현하였다.