파면곡률거리추정(Wavefront Curvature Ranging, WCR)은 음파의 파면곡률로부터 음원의 거리를 추정하는 방법이다. 기존의 파면곡률거리추정은 음속을 상수로 가정하고 삼각법으로 거리를 추정한다. 이 가정 때문에 해저면반사경로가 뚜렷하게 분리되는 해양환경에서는 거리 오차가 발생한다. 거리 오차를 줄이기 위해 해양의 음속구조를 적용하고 최대우도추정(Maximum Likelihood Estimation, MLE)방법으로 거리를 추정하는 정합 파면곡률거리추정(Matched Wavefront Curvature Ranging, MWCR) 을 제안하였다. 정합 파면곡률거리추정의 시뮬레이션 결과로부터 거리 오차의 감소를 확인하였다. 향후에 실측 신호로부터 거리 추정의 신뢰성을 확인하면 소나 시스템에 적용 가능할 것이다.
The IDRS provides detection, classification and bearing/range estimation by performing wavefront curvature analysis on an intercepted active transmission from target. Especially, a estimate of the target bearing/range that significantly affects the optimal operation of own submarine is required. Target bearing/range can be estimated by wavefront curvature ranging which use the difference of time arrival at sensors. But estimation ambiguity occur in bearing/range estimation due to a number of peaks caused by high center frequency and limited bandwidth of the intercepted active transmission and distortion caused by noise. As a result the bearing/range estimation performance is degraded. To estimate target bearing/range correctly, bearing/range estimation method that eliminate estimation ambiguity is required. In this paper, therefore, for wavefront curvature ranging, NLS cost function with curve fitting method is proposed, which provide robust bearing/range estimation performance by eliminating estimation ambiguity. Through simulation the performance of the proposed bearing/range estimation methods are verified.
본 논문에서는 근거리 효과를 이용하여 음원의 위치를 추정하는 탐지 기법을 해양환경에 적용할 경우에 발생할 수 있는 위치추정 오차에 관하여 분석하였다. 삼각 (triangulation) 알고리듬과 파면곡률 (wavefront curvature) 알고리듬 등을 이용하는 근거리 탐지 기법은 음파가 2차원 평면 (방위, 거리)에서 전달된다고 가정한다. 그러나 해양환경은 2차원 평면이 아닌 3차원 공간 (방위, 거리, 수심)이므로 음파전달에 따른 오차가 발생할 수 있다. 3차원 공간을 가정한 경우에도 해양에서의 다중경로 음파전달을 고려하지 않았다면 역시 오차가 발생하게 될것이다. 근거리 탐지 기법의 위치추정 오차를 분석하기 위하여 다중경로 음파전달모델과 파면곡률을 이용한 초점 빔형성 (focused beamforming)기법을 이용하여 시뮬레이션하였다. 분석결과 수중음속구조, 해저면 수심, 해저면 경사와 음원의 거리 등에 따라 위치추정 오차가 달라짐을 볼 수 있었다.
보상광학(Adaptive Optics)은 막 흐르는 대기 또는 매개체에 의한 왜곡을 제거 또는 보상하는 시스템이다$^{(1)}$ . 그 시스템의 구성요소 중 파동앞엣선 측정장치(Wavefront Sensor)는 그러한 왜곡을 측정하는 센서로, Shearing interferometer, Shack-Hartman, Curvature wavefront sensor등이 널리 사용되어 왔으며, Pugh$^{(2)}$ 와 Ragazzoni$^{(3)}$ 가 프라미드형의 프리즘을 이용한 동공면 파면 측정을 새로이 제시했다. 본 연구에서는 동공면 파면 측정을 전산모사하여, 제니케 다항식에 대한 센서의 결과를 얻고, 분석하였다. (중략)
The method measuring the absolute position of a point diffraction source emitting a spherical wavefront in three-dimension is proposed. Two-dimensional interference of spherical wavefronts is used to overcome ambiguity of phase order. The spherical wavefront is explicated by Taylor series expansion, from which a radius of curvature of a spherical wavefront and its center position in three-dimension are obtainable. The spherical wavefront is reconstructed by a modified lateral shearing interferometer, which uses single-mode fiber as a point diffraction source.
Traditional methods for estimating the location of underwater target, i.e. the triangulation method and the wavefront curvature method, have been utilized. The location of a target is defined by the range and the bearing, which estimates can be obtained by evaluating the time delay between neighboring sensors. Many components of error occur in estimating the target range, among which the error due to the fluctuation of heading angle is outstanding. In this paper, the wavefront curvature method was used. We considered the error due to the heading fluctuation as the $\beta$-density process, from which we analized the range estimates with $\beta$-density function exist in some finite limits, and its mean value and variation are depicted as a function of true range and heading fluctuation. Given heading angles and sensor separation, maximum estimated heading errors are presented as a function of true range.
본 논문에서는 3차원 사람얼굴의 굴곡표면에 대하여 특징 값들을 추출하여 회전벡터를 이용하여 회전한 후 그들을 분석, 표현하는 방법을 제안한다. 또한 실험을 통하여 정확하게 추출된 굴곡표면의 특징 값들은 3차원 사람얼굴을 세그멘테이션 하는데 적용되었다 사람얼굴의 표면은 메쉬(mesh)모델을 사용하여 파라메타를 계산, 추출하였으며, 추출된 특징 값들은 얼굴표면을 Gaussian과 Mean 곡면 분류표(classification)를 사용하여 임계 값을 사용하지 않고 3D 얼굴표면을 세그멘테이션 하였다.
In general, such methods as interferometers or wavefront sensors are commonly used for testing of an optical system and optical components. In these cases, the surrounding environments are unlikely to affect the measurements. On the other hand, intraocular lenses of hydrophilic materials with special properties experience a certain difficulty in testing the optical properties. An intraocular lens is dried in the air, which causes deformation and changes the optical characteristics such as index of refraction and thickness. Thus, it is hard to measure the optical characteristics of an intraocular lens by using common methods. In this study, a special structure is used for measuring of the transmission wavefront aberration and effective focal length of an intraocular lens of hydrophilic materials by using a Shark-Hartmann sensor among the various measuring methods. As an application of this measuring method, this study shows a simple method to measure the index of refraction of unknown liquids with a plano-convex lens with a well known index of refraction. Also, this method is used to measure the optical properties of a plano-convex such as index of refraction and curvature by using a liquid with a well known index of refraction.
Twyman-Green형 간섭계의 시험파면의 변형을 추출하기 위하여 fourier변환을 이용하는 방법을 모사실험과 실험을 통하여 검토하였다. 대상 방법중에서는 Takeda의 방법이 변형을 추출하는 용도로 적절함이 밝혀졌다. 이 방법을 평면경에 적용하여 얻은 표면의 구조에는 curvature가 존재하며, 그 크기는 $\lambda$/6정도였다. 이 축정의 정확도는 $\lambda$/40정도로 얻어져, 기 발표된 유사연구의 결과보다 그 정도가 높음을 확인하였다.
고해상도 원격관측용 카메라오 설계된 비축 3반사 광학계의 제3거울인 타원면(원추계수>0) 형상측정 Null 렌즈를 설계하였다. Null 렌즈 설계방식으로는 측정감도는 2배로 높으면서 작은 기준 평면경을 사용하는 혼합방식을 제안하였다. 혼합방식과 autostigmatic 방식으로 설계한 Null 렌즈의 광파면 왜곡 민감도를 비교하여 혼합방식이 보다 유리한 Null 측정 광학게임을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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