One of the ever-increasing demands on the performances of heterodyne interferometers is to improve the measurement resolution, of which current state-of-the-art reaches the region of sub-nanometers. We propose a new scheme of phase-measuring electronics that reduces the measurement resolution without further increase in clock speed. Our scheme adopts a super-heterodyne technique that lowers the original beat frequency to a level of 1 MHz by mixing it with electrically generated reference signal. The technique enables us to measure the phase of Doppler shift with a resolution of 1.58 nanometer at a sampling rate of 1 MHz. To avoid the undesirable decrease in the maximum measurable speed caused by the lowered beat frequency, a special from of frequency up-down counting technique is combined with the super-heterodyning. This alloys performing required phase unwrapping simply by using programmable digital gates without 2$\pi$ ambiguities up to the maximum velocity of 2.35 m/s.
제어로봇시스템학회 1995년도 Proceedings of the Korea Automation Control Conference, 10th (KACC); Seoul, Korea; 23-25 Oct. 1995
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pp.170-173
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1995
Recently, we proposed a compact digital vibrometer using a self-mixing laser Doppler velocimeter (SM-LDV). In this paper, we theoretically obtained formulas giving lower and upper limit of measurable velocity. In the prototype digital vibrometer, the theoretical value was 6.7mm/s and 162.8mm/s, respectively, which agreed well with the measured value. The upper limit of measurable displacement amplitude was 12OO.mu.m at 10Hz, and 250.mu.m at 100Hz. Furthermore, the measurement accuracy the displacement amplitude was within -3% and average error -1.3%, when the shape of the sawtooth contained in the Doppler beat signal is clear and sharp. The measurement accuracy is found to depend on a degree of sawtooth asymmetry (DSA).
목 적 : 이 연구의 목적은 소아에서 고식적 심초음파와 조직 도플러 영상을 이용하여 측정한 지표들의 심장 주기 시간에 따른 변화를 알아보기 위함이다. 방 법 : 2006년 7월부터 2007년 6월까지 강릉아산병원에서 심장초음파를 시행한 해부학적으로 정상 심장을 가진 총 18명의 소아들을 대상으로 본 연구를 시행하였다. 심첨 4방 단면도에서 이완기 승모판 유입 최고 혈류 속도 E, A와 승모판륜의 외측 끝단 및 심실 중격 끝단에서 조직 도플러 영상으로부터 s',e',a'과 함께 각각의 심장 주기 시간을 측정하였다. 모든 측정은 연속된 6-18 심장 주기 동안 이루어졌으며, 심장 주기 길이와 각 지표들 간의 연관성을 조사하였다. 결 과 : 평균 나이는 $3.6{\pm}0.5$세(남:여=8:10)이었다. 심장 주기 시간과 Lat s', Lat a', Sep s', Sep e', Sep a'은 음의 상관관계를 보였다(P<0.01). 심장 주기 시간과 E/A, Lat e'/a', Sep e'/a'은 양의 상관 관계를 보였다(P<0.01). 그러나 E, Lat e'은 통계학적으로 유의한 상관관계를 보이지 않았다(P=0.229, 0.221). 결 론 : 본 연구로 심장 주기 시간의 변화에 따라 좌심실 기능을 나타내는 지표들이 변화함을 알 수 있었다. 따라서 소아에서 정상치를 결정함에 있어 이러한 변화를 고려하여야 한다.
오늘날 FMCW 레이더 시스템은 차량의 능동 안전 시스템에 널리 활용되어지고 있다. 레이더 시스템에서 탐지확률을 높이고 오경보율을 줄이기 위해서는 정지타겟을 포함한 클러터 성분을 제거하고 관심 있는 이동타겟을 효과적으로 탐지하기 위한 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 이동타겟 탐지 및 클러터 제거 알고리즘을 제안한다. 먼저 제안된 이동타겟 비트주파수 검출 필터를 이용하여 클러터를 제거한다. 검출된 이동타겟 비트주파수들을 이용하여 데이터-결합 한 후, 제로-도플러 제거 알고리즘을 이용하여 남아있는 클러터를 제거한다. 이 알고리즘을 검증하기 위해 실제 FMCW 레이더를 이용하여 도로 상에서 실험하였다.
오래전부터 활용되어진 FMCW 레이다는 최근에 와서 고해상도 단거리 탐지 및 추적 등의 목적으로 다양하게 사용되어지고 있다. 이러한 레이다는 비교적 간단하게 구현이 가능할 뿐만 아니라 저 전력의 첨두치 신호를 넓은 주파수 대역에 걸쳐서 송신하는 방식이기 때문에 외부기기에 의한 전자파 신호의 탐지 가능성을 현저히 낮출 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 레이다에서는 주파수 변조된 연속적인 파형의 신호를 송신하고 목표물에 의한 반사신호의 복조 시에도 이러한 신호를 기준 주파수로 사용한다. 따라서 목표물의 거리 및 속도 정보 모두 비트 주파수 형태로 수신되어진다. 즉 이러한 비트 스펙트럼 영역에서 물체의 탐지여부를 판단하고 관련 정보를 추출하게 된다. 따라서 비트 스펙트럼 추정의 정확도 및 해상도가 우수하여야 한다. 그러나 기존의 FFT(Fast Fourier Transform) 방식에 의한 스펙트럼 추정은 레이다 수신 신호의 획득시간이 짧을 경우 높은 주파수 해상도 및 낮은 부엽크기를 유지 할 수 없는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제는 반사신호의 강도가 현저히 다른 인접 목표물들 간의 탐지를 어렵게 할뿐만 아니라 추출된 정보의 신뢰성을 떨어트린다. 따라서 본 논문에서는 모델 파라메터 추정 방법인 AR(Autoregressive) 및 EV(Eigenvector) 스펙트럼 추정을 적용하여 이러한 문제점들을 개선하였으며 그 모의실험 결과들을 비교하고 분석하였다.
연구목적: 본 논문에서는 도플러 레이더를 활용하여 차량 운전자의 호흡과 심박을 추정하는 알고리즘을 제안하고 실험을 통해 연구의 가능성을 확인한다. 연구방법: 본 논문에서는 검출 신호의 peak 주파수 값과 가중치를 활용하는 weighted peak detection 기법을 제안한다. 정지 상태와 주행 상태에서의 실험을 통해 제안하는 두 알고리즘의 정확도를 분석한다. 연구결과: 제안하는 알고리즘을 통해 정지 상태에서 측정된 호흡과 심박 검출 정확도는 각각 95%, 96% 이상의 결과를 보였다. 또한 실제 주행 실험에서도 각 72%, 84% 이상의 정확도를 보여 주행 시의 활용 가능성을 확인하였다. 결론: 본 논문에서 제안하는 생세 신호 검출 기법은 차량 운전자의 호흡이나 심장 이상을 자동으로 검출함으로 운전자 본인 및 대형 교통사고를 예방하는 기술로 활용이 가능하다.
Rotatory vertebral artery syndrome (RVAS) is characterized by recurrent attacks of vertigo, nystagmus, and syncope induced by compression of the vertebral artery during head rotation. A 60-year-old man with atlas vertebrae fracture presented recurrent attacks of positional vertigo. Left-beat, upbeat and count clock-wise torsional nystagmus occurred after lying down and bilateral head roll (HR) showing no latency or fatigue. Magnetic resonance imaging revealed foramen magnum stenosis (FMS) and dominancy of right vertebral artery (VA). The flow of the right VA on transcranial Doppler decreased significantly during left HR. The slower the velocity was, the more the nystagmus was aggravated. RVAS can be evoked by FMS causing compression of the VA. And the nystagmus might be aggravated according to the blood flow insufficiency.
FM-CW 레이다는 구현이 비교적 간단하고 전자파 신호의 외부 탐지 가능성이 낮기 때문에 다양한 목적의 원격탐지 센서로 활용되고 있다. FM-CW 레이다는 주파수 변조된 연속적인 파형의 신호를 송신하고 반사 신호의 복조시에도 같은 신호를 기준 주파수로 사용한다. 따라서 목표물의 거리 및 속도 정보는 비트신호 주파수 형태로 수신되어진다. 그러나 고속으로 이동하는 목표물의 경우 레이다에서의 신호획득 시간이 현저히 짧아질 수 있기 때문에 기존의 FFT(Fast Fourier Transform) 방식에 의한 스펙트럼 추정은 그 해상도 및 정확도가 심각하게 열화 될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 모델 파라메터 추정 방법인 AR(Autoregressive) 방법을 적용하여 거리 및 속도 추정 정확도와 해상도를 개선할 수 있음을 보였다.
측지학적인 절대측위 방법들은 아직 관측상의 많은 문제점과 어려움을 내포하고 있으며, 국내에서도 정확한 절대측위 성과의 필요성 때문에 GPS를 이용한 절대위치결정에 관한 연구가 일부기관에서 수행되고 있다. 본 연구에서는 2주파 GPS 반송파 맥놀이 위상(carrier bast phase)자료에 의한 절대위치 결정의 기본 이론을 정립하고 각종오차 보정량을 산출하며, 정밀궤도력과 정밀시계상태를 이용해 독립적인 절대위치를 결정하여 이에 대한 정확도를 분석하고자 한다. 또한 독립적인 절대좌표를 상대측위에 의한 상대좌표와 비교함으로써 국내에서도 GPS를 이용한 측지학적인 절대위치 결정의 가능성을 제시하고자 한다.
주파수 변조 방식의 연속 파형을 사용하는 레이다 시스템에서는 이동 목표물 등의 원격탐지를 위하여 각 거리에 따른 변이 주파수 및 추가적인 도플러 스펙트럼의 추정이 필요하다. 그러나 이러한 기저대역 또는 중간주파수 대역의 스펙트럼 추정은 주로 FFT 기법에 의하여 이루어지며 목표물에 대한 수신신호 시간이 비교적 짧은 경우 클러터 등의 강력한 간섭신호의 부엽이 인접 도플러 필터에 누설되어 탐지하고자 하는 신호가 가려지는 문제가 나타나게 된다. 따라서 본 논문에서는 약간의 처리손실을 감수하더라도 부엽의 절대적인 크기를 낮출 수 있는 효과적인 데이터 윈도잉 기법 및 그 결과들을 고찰하고 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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