다중 센서 수중 초음파 위치 추적

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 추적 물체에 초음파 발생기가 부착되어 있다고 가정한 후, 다중 배열 구조를 갖는 초음파수신기를 활용하여, 더욱 효율적인 위치추적 시스템을 제안하고자 한다. 직사각형태로 수신기를 배치한 후, 표적의 위치에 따라 추적에 가장 효율적인 알고리즘을 정리하고자 했다.

수신기 간의 도달지연시간 (Time Difference of Arrival)을 구한 후, 시뮬레이션을 통해, 추정 위치 오차에 따른 시스템의 위치정밀도 저하율 (Position Dilution of precision)을 확인했다. 쌍곡선 위치추적 알고리즘과 선형 최소평균자승 오차방식 (Linear Least mean squared method)을 통해, 각각 2D 구조와 3D 구조에서의 표적의 위치를 추적하였다. 이후 지름 4.1M, 깊이 0.9M의 원형 수조에서 실험을 진행했다.

그 결과, 단기선 방식(SBL)의 배열 형태 초음파수신기에서 구조와 표적 위치에 따른 오차를 R 0.09M, 2.68도의 평균 오차로 추적할 수 있었다. 이를 통해, 여러 개의 초음파 수신기를 활용한 효율적인 표적 위치추적 시스템에 활용될 수 있다.