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수동형 합성개구 신호처리에서 수신 배열 센서의 이동 속도에 대한 영향 분석
김시문,변성훈,오세현,Kim, Sea-Moon,Byun, Sung-Hoon,Oh, Sehyun 한국음향학회 2016 韓國音響學會誌 Vol.35 No.2
최근 고해상도의 해저면 영상을 취득하기 위한 합성개구 신호처리 및 수중 시스템 개발 연구가 여러 국가에서 활발히 진행 중에 있다. 국내에서도 합성개구소나의 필요성 및 중요성을 인식하여 기초적인 관련 연구가 시작되었으나 수신 배열 센서의 이동 속도에 의한 도플러 효과가 대부분 무시되어 왔다. 본 논문에서는 수신 배열 센서의 이동 속도에 따른 영향을 확인하기 위하여 공간 주파수 영역 보간법을 이용한 수동형 합성개구 신호처리 결과의 영상 왜곡 및 오차를 분석한다. 센서의 이동을 고려하지 않은 원래의 송신 신호만을 사용하는 경우 센서의 이동 속도가 증가함에 따라 음원의 위치 추정 오차가 증가하며 영상 왜곡이 현상이 뚜렷하게 나타난다. 센서의 이동을 고려하여 보정된 신호를 사용하는 경우 정확한 위치 추정이 가능하며 영상 왜곡 현상은 나타나지 않는다. 결론적으로 1 m/s 이상의 속도에서는 센서의 이동에 의한 도플러 현상을 보정하기 위한 알고리듬 적용이 필수적이다. In order to obtain high-resolution seafloor images, research on SA (Synthetic Aperture) processing and the development of related underwater systems have been performed in many countries. Recently the SA processing is also recognized as an important technique in Korea and researchers started related basic study. However, most previous studies ignored the Doppler effect by a moving receiver array. In this paper reconstructed SAS (Synthetic Aperture Sonar) images and position errors are analyzed according to the speed of a moving array for understanding its moving effect on the SAS images. In the analysis the spatial frequency domain interpolation algorithm is used. The results show that as the moving speed of the array increases the estimated position error also increases and image distortion gets worse when we do not consider the array motion. However, if the compensated receiver signals considering the array motion are used the position error and image distortion can be eliminated. In conclusion a signal processing scheme which compensates the Doppler effect is necessary especially in the condition where the array speed is over 1 m/s.
소나 플랫폼의 운동 파라미터에 따른 합성개구소나 영상 왜곡의 정량적 분석
김시문,변성훈,Kim, Sea-Moon,Byun, Sung-Hoon 한국음향학회 2021 韓國音響學會誌 Vol.40 No.4
Synthetic aperture sonars as well as side scan sonars or multibeam echo sounders have been commercialized and are widely used for seafloor imaging. In Korea related research such as the development of a towed synthetic aperture sonar system is underway. In order to obtain high-resolution synthetic aperture sonar images, it is necessary to accurately estimate the platform motion on which it is installed, and a precise underwater navigation system is required. In this paper we are going to provide reference data for determining the required navigation accuracy and precision of navigation sensors by quantitatively analyzing how much distortion of the sonar images occurs according to motion characteristics of the platform equipped with the synthetic aperture sonar. Five types of motions are considered and normalized root mean square error is defined for quantitative analysis. Simulation for error analysis with parameter variation of motion characteristics results in that yaw and sway motion causes the largest image distortion whereas the effect of pitch and heave motion is not significant.
김광신(Kim, KwangSin),주용진(Joo, Yong-Jin),김미영(Kim, Mi Yeong),김시문(Kim, Si-Moon),이중원(Lee, Joongwon),김기태(Kim, Ki-Tae) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
서부 발전 태안화력발전소에 건설 예정인 IGCC Demo plant의 설계 자료를 근거로 석탄 가스화기의 정상 상태 전산모사를 PRO/II를 사용하여 수행하였다. 석탄을 PRO/II가 받아들일 수 있는 성분으로 바꾼 후 가스화기를 버너와 가스화기 본체의 두 부분으로 나누어 모델링하였다. 버너는 단열조건의 Gibbs Reactor로 모델링하였다. 모사 결과 산소가 완전 소진될 때까지 반응이 진행되는 것을 확인하였다. 가스화기는 char gasification 반응은 kinetic reaction equation으로, gas phase reaction은 equilibrium reactor로 모사하는 알고리듬을 개발 하였으나 PRO/II의 기능에 한계가 있어 간단한 Gibbs Reactor로 모사하였다. 가스화기는 membrane wall에 의하여 냉각되는 것을 고려하여 1550?C의 균일한 온도에서 반응이 일어나는 것으로 고려하였다. 전산 모사 결과 주요 성분의 조성이 실제 syngas의 조성과 5% 정도 오차가 있는 것으로 나타났다.