• 제목/요약/키워드: Time difference of arrival

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IMM 필터를 활용한 Multilateration 정확도 향상에 관한 연구 (A Study on the improvement of the Multilateration data by emplying an IMM filter)

  • 조태환;송인성;장은미;윤완오;최상방
    • 한국항행학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.578-585
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    • 2012
  • 국제민간항공기구, ICAO(International Civil Aviation Organization)에서는 CNS/ATM(Communication Navigation Surveillance/Air Traffic Management)을 21세기 표준항행시스템으로 채택하기로 결의하였다. 이에 따라 ICAO 회원국은 관련 기술개발 및 인프라 구축에 박차를 가하고 있다. CNS/ATM의 항공 감시분야에서는 ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) 시스템과 더불어 Multilateration이 구축되고 있다. Multilateration은 레이더 설치 및 운용이 곤란하거나 항공기 감시 사각지대를 보완하기 위해 설치하는 시스템으로 TDOA(Time Difference Of Arrival)를 이용하여 레이더에 비해 매우 정확하다. 본 논문에서는 레이더 시스템에 널리 사용되는 IMM(Interacting Multiple Model) 필터를 Multilateration에 적용하여 보다 정확한 항공기 위치 획득을 가능하게 하였다. 성능분석 결과, IMM 필터를 적용한 Multilateration이 기존의 Multilateration에 비해 공항 인근에서는 38.37%, 공항 10마일 부근에서는 20.86% 정확한 것으로 분석되었다.

비선형방정식을 이용한 이방성판의 음향방출 위치표정 (AE Source Location in Anisotropic Plates by Using Nonlinear Analysis)

  • 이경주;권오양
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.281-287
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    • 2001
  • 2차원 음향방출 위치표정에서 전통적인 방법으로 문턱 전압값을 설정하여 도달시간차를 측정함으로써 2개의 쌍곡선을 형성하는 데는 해당 구조물에서 직접 측정한 속도를 이용하게 된다. 복합재료 적층판과 같은 이방성 재료에서는 섬유의 배열방향에 따라 탄성계수가 변하므로 속도가 섬유의 방향성에 의존하게 된다. 따라서 임의의 위치에서 발생한 탄성파의 도달시간차 측정에 의한 위치표정의 오차가 커지며, 위치표정의 과정이 복잡해지는 것을 피할 수 없다. 본 연구에서는 전통적인 음향방출 위치표정에서 쌍곡선의 2중 교점의 오차를 정정하기 위해 사용되어야 하는 제 4의 센서를 사용하지만 속도변화에 기인하는 위치표정의 오차를 줄일 수 있는 방법으로 수치해석에 의해 비선형방정식을 풀어내는 위치표정 알고리즘을 제안하였다. 또한 제안된 방법이 전통적인 방법에 비해 이방성 판에서의 2차원 위치 표정을 보다 간단하게 수행하고, 정확도를 향상할 수 있는 방법임을 실험적으로 입증하였다.

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Fast 360° Sound Source Localization using Signal Energies and Partial Cross Correlation for TDOA Computation

  • Yiwere, Mariam;Rhee, Eun Joo
    • Journal of Information Technology Applications and Management
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    • 제24권1호
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    • pp.157-167
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    • 2017
  • This paper proposes a simple sound source localization (SSL) method based on signal energies comparison and partial cross correlation for TDOA computation. Many sound source localization methods include multiple TDOA computations in order to eliminate front-back confusion. Multiple TDOA computations however increase the methods' computation times which need to be as minimal as possible for real-time applications. Our aim in this paper is to achieve the same results of localization using fewer computations. Using three microphones, we first compare signal energies to predict which quadrant the sound source is in, and then we use partial cross correlation to estimate the TDOA value before computing the azimuth value. Also, we apply a threshold value to reinforce our prediction method. Our experimental results show that the proposed method has less computation time; spending approximately 30% less time than previous three microphone methods.

인간의 청각 시스템을 응용한 음원위치 추정에 관한 연구 (A study imitating human auditory system for tracking the position of sound source)

  • 배진만;조선호;박종국
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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    • pp.878-881
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    • 2003
  • To acquire an appointed speaker's clear voice signal from inspect-camera, picture-conference or hands free microphone eliminating interference noises needs to be preceded speaker's position automatically. Presumption of sound source position's basic algorithm is about measuring TDOA(Time Difference Of Arrival) from reaching same signals between two microphones. This main project uses ADF(Adaptive Delay Filter) [4] and CPS(Cross Power Spectrum) [5] which are one of the most important analysis of TDOA. From these analysis this project proposes presumption of real time sound source position and improved model NI-ADF which makes possible to presume both directions of sound source position. NI-ADF noticed that if auditory sense of humankind reaches above to some specified level in specified frequency, it will accept sound through activated nerve. NI-ADF also proposes practicable algorithm, the presumption of real time sound source position including both directions, that when microphone loads to some specified system, it will use sounds level difference from external system related to sounds of diffraction phenomenon. In accordance with the project, when existing both direction adaptation filter's algorithm measures sound source, it increases more than twice number by measuring one way. Preserving this weak point, this project proposes improved algorithm to presume real time in both directions.

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반향음과 잡음 환경을 고려한 실시간 소리 추적 시스템 (Real-Time Sound Localization System For Reverberant And Noisy Environment)

  • 기창돈;김강호;이택진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.258-263
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    • 2010
  • 소리를 이용한 위치 추적은 마이크로폰을 이용하여 신호를 수집하고 수집된 신호로 부터 마이크로폰 간의 신호 도달 시간차를 추정한 뒤 추정된 시간차를 이용하여 소리의 발생 위치를 추정하는 과정을 거치게 된다. 실내 환경에서 이를 활용하기 위해서는 잡음과 반향음에 대한 강건성을 확보해야만 하는 제약이 따른다. 특히 실시간으로 구현하기 위해서는 계산의 효율성까지 고려되어야 한다. 본 논문에서는 네 개의 저가 콘덴서 마이크로폰을 이용하여 비용적인 측면과 계산량에서의 효율성을 모두 추구하였다. 네 개의 마이크로폰을 이용하여 마이크로폰 간의 소리 도달 시간차를 구하는 계산량을 줄였고 GCC-PHAT(Generalized Cross Correlation-Phase Transform) 알고리즘을 이용해서 강건성을 높였으며 iterative least square 방식을 이용하여 높은 정확도의 위치 데이터를 얻을 수 있었다.

다중경로 환경에서 실시간 위치추적 시스템의 위치 오차 분석 (Location error analysis of a real time locating system in a multipath environment)

  • 명승일;모상현;이형섭;박형래;서동선
    • 전기전자학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.25-32
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    • 2010
  • 본 논문에서는 다중경로 환경 하에서 ISO/IEC 24730-2 국제표준에 기반한 실시간 위치추적 시스템(Real-time Locating Systems, RTLS)의 위치 정확도를 분석한다. RTLS 수신기는 송신 데이터 검출을 위한 복조 기능뿐만 아니라 수신 신호로부터 도착시간 정보를 얻을 수 있어야 한다. 일반적으로, 다중경로 환경에서 수신 신호는 직접 경로와 간접 경로를 통해 왜곡된 형태를 갖게 된다. 이러한 다중경로 성분들은 첫 번째 도착 신호의 수신시간을 결정하는데 매우 중요한 역할을 한다. 다중경로 환경하에서 RTLS의 위치 오차를 분석하기 위해 노이즈 잡음은 고려하지 않고 두 개의 다중경로가 존재하는 환경을 고려하기로 한다. 모의실험 및 실제 실험 결과에 의하면, 두 경로 성분 간 지연 시간차가 1.125 Tc 이상에서는 위치 오차가 발생하지 않으나 0.5 Tc 이내에서는 2.4m 정도의 위치 오차가 생기게 된다. 또한 지연 시간차가 1Tc 보다 작은 경우 두 경로 성분의 분해능은 상대적인 위상 차이에 따라 크게 영향을 받음을 확인할 수 있다.

불꽃점화 구형분무화염에서 고공간 분해능을 가진 집광프로브의 응용 (Application of Light Collecting Probe with High Spatial Resolution to Spark-Ignited Spherical Spray Flames)

  • 양영준
    • 한국안전학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.20-25
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    • 2004
  • In order to obtain the flame Propagation speed in freely falling droplet suspension Produced by an ultrasonic atomizer, a light collecting probe named Multi-color Integrated Cassegrain Receiving Optics (MICRO) is applied to spark-ignited spherical spray flames. Two MICRO probes are used to monitor time-series signals of OH chemilumine-scence from two different locations in the flame. The flame propagation speed is calculated by detecting the arrival time difference of the propagating flame front. In addition, time-series images of OH chemiluminescence are simultaneously obtained by a high-speed digital CCD camera to ensure the validity of the MICRO system. Furthermore, relationship between the spray properties measured by phase Doppler anemometer (PDA) and the flame propagation speed are discussed with k different experimental conditions by changing the fuel injection rate. It was confirmed that the MICRO probe system was very useful and convenient to obtain the flame propagation speed and that the flame propagation speed was different depending on the spray properties.

데이터 병렬 프로그램에서 배리어 대기시간의 분석 (Analysis of Barrier Waiting Times in Data Parallel Programs)

  • 정인범
    • 산업기술연구
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    • 제21권A호
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    • pp.73-80
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    • 2001
  • Barrier is widely used for synchronization in parallel programs. Since the process arrived earlier than others should wait at the barrier, the total processor utilization decreases. In this paper, to find the sources of the barrier waiting time, parallel programs are executed on the various grain sizes through execution-driven simulations. In simulation studies, we found that even if approximately equal amounts of work are distributed to each processor, all processes may not arrive at a barrier at the same time. The reasons are that the different numbers of cache misses and instructions within partitioned grains result in the difference in arrival time of processors at the barrier.

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센서네트워크 내에서 TDOA 측정치 기반의 이동 표적 속도 정보 추정 (TDOA Based Moving Target Velocity Estimation in Sensor Network)

  • 김용휘;박민수;박진배;윤태성
    • 전기학회논문지
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    • 제64권3호
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    • pp.445-450
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    • 2015
  • In the moving target problem, the velocity information of the moving target is very important as well as the high accuracy position information. To solve this problem, active researches are being conducted recently with combine the Time Difference of Arrival (TDOA) and Frequency Delay of Arrival(FDOA) measurements. However, since the FDOA measurement is utilizing the Doppler effect due to the relative velocity between the target source and the receiver sensor, it may be difficult to use the FDOA measurement if the moving target speed is not sufficiently fast. In this paper, we propose a method for estimating the position and the velocities of the target by using only the TDOA measurements for the low speed moving target in the indoor environment with sensor network. First, the target position and heading angle are obtained from the estimated positions of two attached transmitters on the target. Then, the target angular and linear velocities are also estimated. In addtion, we apply the Instrumental Variable (IV) technique to compensate the estimation error of the estimated target velocity. In simulation, the performance of the proposed algorithm is verified.

GPS 전파교란원 위치 추정을 위한 TDOA/AOA 복합 기법 설계 (Hybrid TDOA/AOA Localization Algorithm for GPS Jammers)

  • 임덕원;강재민;허문범
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.101-105
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    • 2014
  • For a localization system, the TDOA (Time Difference of Arrival) measurement and AOA (Angle of Arrival) measurement are often used for estimating target's positions. Although it is known that the accuracy of TDOA based localization is superior to that of AOA based one, it may have a poor vertical accuracy in bad geometrical conditions. This paper, therefore, proposes a localization algorithm in which the vertical position is estimated by AOA measurements and the horizontal one is estimated by TDOA measurement in order to achieve high 3D-location accuracy. And this algorithm is applied to a GPS jammer localization systems because it has a large value of the DOP (Dilution of Precision) when the jammer is located far away from the system. Simulation results demonstrate that the proposed hybrid TDOA/AOA location algorithm gives much higher location accuracy than TDOA or AOA only location.