KR101059081B1 - 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법 - Google Patents

이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101059081B1
KR101059081B1 KR1020090047507A KR20090047507A KR101059081B1 KR 101059081 B1 KR101059081 B1 KR 101059081B1 KR 1020090047507 A KR1020090047507 A KR 1020090047507A KR 20090047507 A KR20090047507 A KR 20090047507A KR 101059081 B1 KR101059081 B1 KR 101059081B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
noise source
sound pressure
sensor unit
signal
moving
Prior art date
Application number
KR1020090047507A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100128855A (ko
Inventor
김영기
김영민
강준구
이광현
Original Assignee
(주)에스엠인스트루먼트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에스엠인스트루먼트 filed Critical (주)에스엠인스트루먼트
Priority to KR1020090047507A priority Critical patent/KR101059081B1/ko
Publication of KR20100128855A publication Critical patent/KR20100128855A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101059081B1 publication Critical patent/KR101059081B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치는, 등 가속으로 이동하는 소음원의 가속도를 측정하기 위하여 동일 광축선 상에 서로 마주보도록 위치되어 소음원이 광축선을 통과하는 것에 의한 광량의 변화를 검출하여 소음원이 광축선을 통과할 때의 시간신호를 발생시키는 적어도 두 쌍 이상의 포토 센서부, 소음원으로부터의 소음을 감지하여 음압신호를 발생시키는 마이크로폰 어레이 센서부, 포토 센서부 및 마이크로폰 어레이 센서부에 연결되어 시간신호 및 음압신호를 수집하는 데이터 수집부, 데이터 수집부에 연결되어, 데이터 수집부로부터 시간신호 및 음압신호를 전달받아 소음원의 측면에 가상 음원 평면을 설정하고, 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 빔 형성(beam-forming) 기법을 이용하여 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출하고, 빔파워레벨을 소음원의 이미지 상에 매핑시켜 모니터로 출력하는 중앙처리부를 포함한다.
Figure R1020090047507
이동 소음원, 포토센서, 마이크로폰, 가상 음원 평면

Description

이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법{MOVING SOUND SOURCE VISUALIZATION DEVICE AND MOVING SOUND SOURCE VISUALIZATION METHOD}
본 발명은 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법에 관한 것이다.
전자 및 기계 산업의 비약적인 성장으로 인간 생활의 편리를 누리는 오늘날, 전자 및 기계 장치 (이하, 전자 장치 등이라 한다)는 단순히 인간이 행하는 작업을 대신하는 도구로서의 기능에서 나아가, 안락함과 쾌적함 등 인간 생활의 질과 관련된 항목을 충족시켜야 하는 과제를 안고 있다.
대부분의 전자 장치 등 중 이동하는 전자 장치 등은 그 구조의 특성상 자체적으로 크고 작은 구동 소음을 발생시킨다. 심각한 경우, 전자 장치 등의 구동 소음은 사용자에게 고통을 주며, 스트레스를 유발시킨다. 따라서, 전자 장치 등의 구동 소음을 최소화하는 것은 인간 생활의 질적 향상을 위해 해결해야 할 기본적인 과제이며, 최근에는 소음을 최소화하기 위해 다양한 장치들이 개발되거나 또는 다양한 방법들이 시도되고 있다.
한편, 소음을 효율적으로 줄이기 위해서는 소음원으로부터의 소음을 보다 정확하게 측정하여 신뢰성 있는 소음 정보를 생성하는 것이 선행되어야 한다. 이를 위하여, 소음원의 소음을 측정하는 기술에 대하여 상당히 많은 연구가 진행되어 왔다.
특히, 소음원 중, 자동차와 같은 이동하는 소음원의 소음측정은, 지지 프레임 등에 장착된 복수 개의 마이크로폰을 이용하여 이동하는 소음원의 소음크기를 측정하는 방식이 사용되어왔다. 또한, 이동하는 소음원의 측정위치에 따라 복수 개의 마이크로폰의 위치를 변경시켜가며 소음원의 소음을 측정하는 방식도 사용되어왔다. 이와 같은 소음원의 소음측정방법을 사용하여 소음의 크기가 측정되고, 그 소음원의 크기를 소음원의 이미지 상으로 매핑시켜 모니터와 같은 디스플레이 수단에 출력할 수도 있다.
그러나, 상술한 종래의 이동소음원에 대한 소음 측정 및 가시화 기술은 등속으로 이동하는 물체에 대하여만 사용할 수 있고, 등가속으로 이동하는 소음원에 대하여는 그 소음의 크기를 측정할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 등속으로 이동하는 소음원의 속도를 측정하기 위하여 적어도 3쌍 이상의 포토 센서를 소음원의 양 측에 설치하여야 하므로, 설치가 번거롭고 불편하다는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 등 가속으로 이동하는 소음원에서 발생하는 소음의 크기를 정확하게 측정하여 소음원의 이미지와 함께 가시화시킬 수 있는 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 등 가속으로 이동하는 소음원의 소음 측정시 2개의 포토 센서만을 사용할 수 있으므로, 간단한 시스템의 구조를 통하여 소음원의 소음 크기를 간편하게 측정할 수 있는 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
청구항 1에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 장치는, 등 가속으로 이동하는 소음원의 가속도를 측정하기 위하여 동일 광축선 상에 서로 마주보도록 위치되어 소음원이 광축선을 통과하는 것에 의한 광량의 변화를 검출하여 소음원이 광축선을 통과할 때의 시간신호를 발생시키는 적어도 두 쌍 이상의 포토 센서부, 소음원으로부터의 소음을 감지하여 음압신호를 발생시키는 마이크로폰 어레이 센서부, 포토 센서부 및 마이크로폰 어레이 센서부에 연결되어 시간신호 및 음압신호를 수집하는 데이터 수집부, 데이터 수집부에 연결되어, 데이터 수집부로부터 시간신호 및 음압신호를 전달받아, 소음원의 측면에 가상 음원 평면을 설정하고, 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 빔 형성(beam-forming) 기법을 이용하여 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출하고, 빔파워레벨을 소음원의 이미지 상에 매핑시켜 모니터로 출력하는 중앙처리부를 포함한다.
따라서, 청구항 1에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 장치에 의하면, 등 가속으로 이동하는 소음원에서 발생하는 소음의 크기를 정확하게 측정하여 소음원의 이미지와 함께 가시화시킬 수 있다.
청구항 2에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 장치는, 청구항 1에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 장치에 있어서, 마이크로폰 어레이 센서부에 설치되어, 등 가속으로 이동하는 소음원의 이미지를 캡쳐하는 영상 처리부를 더 포함하고, 캡쳐된 소음원의 이미지가 중앙처리부에 입력된다.
따라서, 청구항 2에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 장치에 의하면, 마이크로폰 어레이 센서부에 설치된 영상 처리부에 의하여 이동하는 소음원의 실시간 이미지를 캡쳐하여 중앙처리부로 공급하여줌으로써, 캡쳐된 등가속으로 이동하는 소음원의 이미지에 소음원의 소음의 크기를 매핑시켜 출력시킬 수 있다.
청구항 3에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 장치는, 청구항 1 또는 청구항 2에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 장치에 있어서, 마이크로폰 어레이 센서부는, 복수 개의 마이크로폰을 포함하고, 복수 개의 마이크로폰의 개수는, 소음원의 크기 또는 소음원과 마이크로 어레이 센서부와의 거리에 따라서 달라진다.
따라서, 청구항 3에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 장치에 의하면, 소음원의 크기 또는 소음원과 마이크로 어레이 센서부와의 거리에 따라서 마이크로폰의 개수를 조절함으로써, 더욱 더 효과적으로 이동하는 소음원의 소음의 크기를 측정 할 수 있다.
청구항 4에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 방법은, 적어도 두 쌍 이상의 포토 센서부에 의하여 측정된 등 가속으로 이동하는 소음원의 시간 신호와, 마이크로폰 어레이 센서부에 의하여 측정된 소음원의 음압신호 중 설정 구간의 신호를 획득하는 신호 획득단계, 획득된 설정 구간의 신호를 전달받아, 소음원의 측면에 가상 음원 평면을 설정하고, 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 빔 형성(beam-forming) 기법을 이용하여 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출하는 신호 분석단계, 소음원의 빔파워레벨을 소음원의 이미지 상에 매핑시켜 출력하는 가시화 단계를 포함한다.
따라서, 청구항 4에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 방법에 의하면, 등 가속으로 이동하는 소음원에서 발생하는 소음의 크기를 정확하게 측정하여 소음원의 이미지와 함께 가시화시킬 수 있다.
청구항 5에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 방법은, 청구항 4에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 방법에 있어서, 신호 획득단계는, 소음원의 이미지를 캡쳐하는 이미지 캡쳐단계를 더 포함하고, 가시화 단계는, 캡쳐된 소음원의 이미지가 입력되는 이미지 입력단계를 더 포함한다.
따라서, 청구항 5에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 방법에 의하면, 영상처리부에 의하여 이동하는 소음원의 실시간 이미지를 캡쳐하여 공급하여줌으로써, 캡쳐된 등가속으로 이동하는 소음원의 이미지에 소음원의 소음의 크기를 매핑시켜 출력시킬 수 있다.
청구항 6에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 방법은, 청구항 4에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 방법에 있어서, 신호 분석단계는, 마이크로폰 어레이 센서부 및 포토센서부의 위치정보, 소음원의 크기 정보를 설정하고, 포토센서부에 의하여 측정된 시간 신호로부터 소음원의 속도 및 가속도 정보를 추출하는 정보설정 및 정보추출단계, 마이크로폰 어레이 센서부에 의하여 측정된 음압신호 중 설정 구간의 음압신호를 설정하는 음압신호 구간설정단계, 마이크로폰 어레이 센서부를 구성하는 복수 개의 마이크로폰의 위치정보를 설정하는 마이크로폰 위치정보 설정단계, 소음원의 이미지와 실제 소음원의 크기를 조정하는 크기조정단계, 소음원의 측면에 가상 음원 평면을 설정하는 가상 음원 평면 설정단계, 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 빔 형성 기법을 이용하여 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출하는 빔파워레벨 산출단계로 이루어진다.
따라서, 청구항 6에 관한 발명인 이동 소음원 가시화 방법에 의하면, 소음원의 시간 신호를 이용하여 소음원의 속도 정보 및 가속도 정보를 추출하고, 이를 기초로 하여 음압신호를 빔 형성기법을 이용하여 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출하여, 산출된 빔파워레벨을 소음원의 소정 부위의 측면에 설정된 가상 음원 평면의 각 그리드에 나타낼 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 등 가속으로 이동하는 소음원에서 발생하는 소음의 크기를 정확하게 측정하여 소음원의 이미지와 함께 가시화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 등 가속으로 이동하는 소음원의 소음 측정시 2개의 포토 센서만을 사용할 수 있으므로, 간단한 시스템의 구조를 통하여 소음원의 소음 크기를 간편하게 측정할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 구조를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 해상도 구현을 설명하기 위한 도면이고, 도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 크기의 종류 및 그 크기에 따라 분석된 결과를 설명하기 위한 도면이며, 도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 가시화 기술을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 가시화된 화면을 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치는, 이동 소음원(100), 포토 센서부(200), 마이크로폰 어레이 센서부(300), 데이터 수집부(400), 중앙처리부(500)를 포함한다. 한편, 본 발명에서는 이동 소음원의 시간 신호 및 음압신호를 측정하는 포토 센서부 및 마이크로폰 어레이 센서부를 사용하여, 각각 2 채널 및 30채널을 가지고 소음원의 신호를 측정하는 것을 일 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 각각의 채널의 수는 당업자에 의하여 다양하게 조절될 수 있음은 자명하다.
이동 소음원(100)은, 소정의 이동통로를 등가속으로 이동하는 자동차 및 다른 이동물체(이하, 소음원이라 함)를 의미한다.
포토 센서부(200)는, 적어도 두 쌍 이상의 포토 센서들(200a, 200b, 200a' 200b')로 구성되어, 2채널을 형성하도록 데이터 수집부(400)와 통신 케이블로 연결된다. 한편, 포토 센서(photo sensor)는, 투광기와 수광기를 동일 광축선 상에 서로 마주보게 설치해두고, 그 사이를 통과하는 검출대상물체에 의하여 광량의 변화가 발생하는 것을 검출하여 출력하는 기능을 하는 소자이다. 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화장치에 사용되는 포토 센서부(200)는, 투광 포토센서(200a, 200a')와 수광 포토센서(200b, 200b')가 동일 광축선 상에 서로 마주보도록 위치된다. 포토 센서부(200)는, 소음원(100)이 광축선을 통과하는 것에 의한 광량의 변화를 검출하여 소음원(100)이 광축선을 통과할 때의 시간신호를 발생시킨다. 포토 센서부(200)는, 소음원(100)이 첫번째 쌍의 포토 센서들(200a', 200b')을 통과할 때의 입구시간신호와 두번째 쌍의 포토 센서들(200a, 200b)을 통과할 때의 출구시간신호를 발생시켜, 데이터 수집부(400)를 통하여 중앙 처리부(400)로 공급한다. 이때, 중앙 처리부(400)는 미리 입력된 소음원(100)의 길이와 입구시간신호 및 출구시간신호를 이용하여 이동하는 소음원(100)의 가속도를 구할 수 있게 된다.
마이크로폰 어레이 센서부(300)는, 복수개의 마이크로폰(microphone)을 이용하여 등가속으로 이동하는 소음원(100)으로부터의 소음을 감지하여 음압신호를 발생시킨다. 마이크로 어레이 센서부(300)는, 삼각 지지대(330)와 같은 지지수단에 의하여 고정설치되며, 데이터 수집부(400)는 포토 센서부(200)와 마이크로폰 어레이 센서부(300)을 커넥터를 통하여 연결될 수 있다. 또한, 마이크로폰 어레이 센서부(300)는 등가속으로 이동하는 소음원(100)의 이미지를 캡쳐하는 영상처리부(320)가 설치된다. 영상처리부(320)는 통신 인터페이스를 통하여 중앙처리부(400)와 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치에 사용되는 마이크로폰 어레이 센서부(300)는, 복수 개의 마이크로폰(310)을 일정한 형상으로 배열한 것으로서, 본 발명에서는 30개의 마이크로폰을 나선형(spiral)의 형태로 배열한 것을 일 예로 하였다. 한편, 마이크로폰 어레이 센서부(300)는 소음원(100)과의 거리를 높은 해상도(resolution)를 구현할 수 있는 위치에 배치하는 것이 바람직하다(도 3에서 도 4c까지의 설명 참조).
데이터 수집부(400)는, 포토 센서부(200) 및 마이크로폰 어레이 센서부(300)에 연결되어 시간신호 및 음압신호를 수집한다. 데이터 수집부(400)는, 포토 센서부(200) 및 마이크로폰 어레이 센서부(300)로부터 수집된 시간신호 및 음압신호를 중앙처리부(500)에 전달한다.
중앙처리부(500)는, 데스크 탑 또는 노트북 컴퓨터와 같은 퍼스널 컴퓨터를 의미하는 것으로서, 데이터 수집부(400)에 연결된다. 중앙처리부(500)는, 데이터 수집부(400)로부터 2 채널의 포토 센서부(200)에서 발생된 시간신호와 30채널의 마이크로폰 어레이 센서부(300)에서 발생된 음압신호를 전달받아, 32채널의 신호를 동시에 저장할 수 있다. 중앙처리부(500)는, 데이터 수집부(400)로부터 전달된 시간신호 및 음압신호를 빔 형성(beam-forming) 기법을 이용하여, 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출한다. 이때, 포토 센서부(200)로부터 입력된 입구시간신호 및 출구시간신호를 이용하여 소음원(100)의 속도 및 가속도가 구해지고, 이 속도 및 가속도를 이용하여 음압신호에 대응되는 빔파워레벨이 생성된다. 즉, 중앙처리부(500)는, 소음원(100)의 측면에 대응되는 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출하고, 그 빔파워레벨을 소음원(100)의 이미지 상에 매핑시켜 모니터 등의 디스플레이 수단으로 출력시킨다.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 구조를 나타내는 도면이다. 도 2a 및 2b는 본 발명에 채용될 수 있는 마이크로폰 어레이 센서부의 구조의 일 예로서 나선형(spiral) 및 직사각형(rectanggular) 구조를 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 당업자에 의하여 변경가능한 다양한 어레이 배열구조도 본 발명에 적용될 수 있다.
도 2a는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 나선형(spiral)의 마이크로폰 어레이 센서부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 나선형(spiral)의 마이크로폰 어레이 센서부(300)는, 5개의 날개를 가지고, 삼각 지지대(330)와 같은 지지수단에 의하여 고정되며, 0.88mm의 직경을 가지는 30개의 마이크로폰(310)을 각 날개에 6개씩 설치하여, 30개의 채널을 형성한다.
도 2b는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 직사각형(rectangular)의 마이크로폰 어레이 센서부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 직사각형(rectangular)의 마이크로폰 어레이 센서부(300a)는, 사각형상으로 형성되어, 0.4mm의 직경을 가지는 8개의 마이크로폰(310a)을 사각형상의 각 변에 설치하여 8개의 채널을 형성한다. 또한, 직사각형(rectangular)의 마이크로폰 어레이 센서부(300a)의 중심부에는 소음원의 이미지를 캡쳐하는 영상처리부(320a)가 설치된다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원의 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 구조를 배열시켜줌으로써, 소음원의 크기 및 마이크로폰의 개수 들을 통하여 마이크로폰 어레이 센서부로부터의 소음원에 대한 해상도를 조절할 수가 있다.
이하에서는, 도 2a에 도시된 나선형의 마이크로폰 어레이 센서부를 일 예로 하여 마이크로폰 어레이 센서부의 배열에 의하여 구현되는 해상도에 대하여 설명하 기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 해상도 구현을 설명하기 위한 도면이다. 한편, 해상도는 마이크로폰 어레이 센서부의 형상, 마이크로폰의 개수, 마이크로폰 어레이 센서부와 가상 어레이 좌표평면의 거리에 의하여 달라질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로폰 어레이 센서부(300) 설계시, 5개의 날개에 각각 설치된 복수 개의 마이크로폰(310)의 위치를 x, y좌표축으로 분석하고, 마이크로폰 어레이 센서부(300)와 가상 어레이 좌표평면(340)까지의 거리를 z좌표축으로 구성한다.이때, 각각의 마이크로폰(310)으로부터 측정된 소음원의 음압신호가 가상좌표평면(340)의 각 그리드(x, y좌표축)에 소정의 빔파워레벨로 구현된다.
마이크로폰 어레이 센서부(300)에 의하여 측정된 음압의 파장이 평평한 가상 좌표 평면(340)에 근접하였을 때, 가상 좌표 평면(340)에 의하여 반사된 파장이 가상 좌표 평면(340)의 일지점(0,0,Zs)에 대하여 반구만큼의 영향을 미치게 된다. 이때, 영향이 미치는 영역을 밴드 폭(BW; bandwidth)으로 하여 이를 데시벨(dB)로 표시한 값이 3dB이다. 또한, 3dB 밴드 폭을 기준으로 하여 밴드 폭 간에 에너지 차가 많이 발생하므로, 마이크로폰 어레이 센서부(300)의 해상도를 나타내는 기준값으로 사용된다. 여기서, 3dB 밴드 폭을 이용하여 마이크로폰 어레이 센서부(300)와 가상 좌표 평면(340) 간의 거리 및 주파수에 따라 해상도가 변화할 수 있는데, 이에 관하여는 도 4b 및 4c에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 4a는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서 부의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부는, 마이크로폰 어레이 센서부를 구성하는 복수 개의 마이크로폰의 간격을 변화시켜준 구조이다. 여기서, 도 4a에 도시된 마이크로폰 어레이 센서부의 구조는, 마이크로폰의 개수는 동일하고, 나선형 어레이의 구조가 차지하는 공간이 두 배이며, 마이크로폰 간의 간격도 두 배로 배열된 구조이다.
이때, 마이크로폰의 간격이 넓어짐으로 인하여, 저주파수를 사용하고자 하는 경우에 고주파수일 때와 동일한 해상도를 유지할 수 있게 된다.
도 4b는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 중앙표면과 가상 음원 평면의 거리(Zs)에 따른 밴드 폭의 변화곡선을 나타내고 있는 그래프이고, 도 4c는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 주파수의 크기에 따른 밴드 폭의 변화곡선을 나타내는 그래프이다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 중앙표면과 가상 음원 평면의 거리(Zs)가 적을수록, 3dB 밴드 폭이 작아짐을 알 수 있다. 이는 마이크로폰 어레이 센서부의 중앙표면과 가상 음원 평면의 거리(Zs)가 적을수록, 마이크로폰 어레의부의 해상도 높다는 것을 알 수 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 중앙표면과 가상 음원 평면의 변화되는 거리(Zs)에 따라, 주파수의 크기가 증가할수록 마이크로폰 어레이 센서부의 밴드 폭, 즉 해상도가 높 다는 것을 알 수 있다.
[표 1]
나선형 어레이 해상도(Spiral array resolution (3dB BW))
freq. [Hz] Zs [m] 3dB Band Width [m]
500 0.5 0.56
1 0.96
1.5 1.4
2 1.88
1000 0.5 0.26
1 0.46
1.5 0.66
2 0.86
1500 0.5 0.18
1 0.3
1.5 0.43
2 0.58
2000 0.5 0.13
1 0.22
1.5 0.32
2 0.44
이하, 상술한 마이크로폰 어레이 센서부의 해상도 실험결과를 기초로 하여, 마이크로폰 어레이 센서부와 가상 좌표 평면 간의 거리(Zs)가 해상도가 높은 거리인 1m임을 일 예로 하여 본 발명에 따른 이동 소음원의 가시화 장치 및 가시화 방법을 설명하기로 한다. 또한, 이동 소음원의 가시화는 중앙처리부에 미리 입력된 빔 형성 기법을 이용한 소프트웨어(이하, 빔 형성 기법을 이용한 가시화 기술이라 한다.)에 의하여 구현된다.
도 5a는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 딜레이 및 합산 빔 형성 기법을 통한 가시화 기술을 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 빔 형성(beam-forming) 기법은, 독립적인 소음원을 각각의 음장으로 재구성하는 음원의 전파 모델링에 사용되는 기법으로서, 음원이 이동할 것으로 예측되는 위치에서 음압을 추정하는데 사용된다. 즉, 각각의 마이크로폰에 의하여 감 지된 음압신호를 공간적으로 멀티플렉싱하여 등가속으로 이동하는 소음원의 음압을 추정하는 것이다. 이는 수학식 1에 의하여 구현되며, 이를 통하여 등가속으로 이동하는 음원의 음압을 추정할 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 딜레이 및 합산 빔 형성 기법을 통한 가시화 기술은, 우선 소음원으로부터 가상의 평면파가 x, y축 상에 배열된 마이크로폰 어레이 센서부(P i (t) to P M (t))로 접근하는 것을 가정한다. 이때, 수학식 1에 나타난 것처럼, 각각의 마이크로폰의 시간적인 딜레이(delay)를 설정한 후, 각각의 마이크로폰에 의하여 측정된 음압(P i (t))을 합산한다. 수학식 1은 시간 도메인에서의 딜레이 및 합산의 빔 형성기법(Delay and Sum beamforming in time domain)에 의하여 음압(S i (t))이 산출되는 것을 나타낸다.
[수학식 1]
Figure 112009032604097-pat00001
Figure 112009032604097-pat00002
여기서, P j (t)는 j번째의 마이크로폰의 음압(sound pressure at j-th micriphone)이고, S i (t)는 i번째 포인트로부터 단위 거리에서의 음압(sound pressure at unit distance from i-th point source)이며, r ij 는 i번째 포인트 소음원에서 j번째 마이크로폰까지의 거리(distance from i-th point source to j-th microphone)이고, M은 마이크로폰의 개수(number of microphones)이다.
도 5b는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치에 적용되는 빔 형성 기법을 통한 가시화 기술을 설명하기 위한 도면이고, 도 5c는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 음압신호가 가시화된 화면을 나타내는 도면이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 가시화 기술은, 우선 등가속으로 이동하는 소음원(100)의 측면에 가상 음원 평면(즉, virtual grid, 350)을 설정한다. 이때, 30개 채널을 가지는 각각의 마이크로폰에 의하여 측정된 음압신호를 2개 채널로 구성된 포토 센서로부터의 시간신호와 함께 전달한다. 이때, 전달된 음압신호를 빔 형 성 기법에 의하여 이에 대응되는 해당 빔파워레벨 S i (t)로 바꾸어 소음원(100)의 가상 음원 평면(350)의 그리드에서의 빔파워레벨로 구현된다. 여기서, 시간신호는 소음원의 가속도를 구하는 데 사용되며, 구해진 가속도를 통하여 이동 소음원의 위치를 파악하여 그 위치에서의 음압을 추정할 수 있게 된다.
한편, 마이크로폰 어레이 센서부에 설치된 영상 처리부에 의하여 등가속으로 이동하는 소음원의 이미지를 캡쳐된다.
그런 다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 도 5c는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 음압신호가 가시화된 화면으로 출력될 수 있다. 이는 캡쳐된 소음원 의 이미지 상에 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 빔파워레벨을 매핑시켜 준 다음, 중앙처리장치에 의하여 디스플레이한 것이다.
여기서, 본 발명에서는 50km/h의 등가속으로 달리는 자동차 측면에 804Hz인 주파수를 사용하였고, 상술한 빔 형성 기술을 적용하여 가상 음원 평면 상에 각각의 빔파워레벨을 나타낸 자동차의 이미지를, 미리 캡쳐된 자동차의 이미지 상에 매핑시킨 화면을 그 일 예로 든 것이다. 화면 상에 노란색, 하늘색, 파란색 등으로 표시된 부분이 등가속으로 이동하는 자동차의 소음발생부분을 나타낸다.
도 6a 내지 6h는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램의 화면들을 캡쳐한 도면이다. 도 6a는 창 화면의 상단에 표시된 데이터 획득(data acquisition, 시간 신호 측정), 데이터 임포트(data import, 기존 측정 신호 불러오기) 및 프리 뷰(preview, 측정 시간 신호 중 분석 구간 설정) 단계(이하, 신호 획득 단계라 한다.)를 나타내는 것이고, 도 6b 내지 6g는 창 화면의 상단에 표시된 프리 프로세스(pre-process, 이하 신호 분석 단계라 한다.)를 나타내는 것이며, 도 6h는 창 화면의 상단에 표시된 포스트 프로세싱(post-processing, 이하 가시화 단계라 한다.)를 나타낸다.
도 6a는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램에 있어서, 이동 소음원의 신호 획득 하기 위해 측정 파라미터를 설정하는 단계에 해당하는 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 이동 소음원의 신호 측정 전에, 측정할 이동 소음원의 데이터를 수집하는 채널에 대한 파라미터(Sensitivity, Coupling), 주파수 정보(sampling frequency, frequency resolution), 그리고 설정된 주파수 정보에 따라 수집하는 시간 간격(time interval, Frequency Span) 등이 설정된다.
도 6b는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램에 있어서, 마이크로폰 어레이 센서부 및 포토센서부의 위치정보와 소음원의 크기정보를 입력하고, 이동 소음원의 속도 및 가속도 정보를 나타내는 단계에 해당하는 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 마이크로폰 어레이 센서부의 위치정보(어레이 높이(array height), 소음원과의 거리(array distance)) 및 포토센서부의 위치정보(Lp1, Lp2)와 이동 소음원의 크기(vehicle length) 등이 설정되고, 포토 센서부에 의하여 측정된 이동 소음원의 시간 신호에 의하여 이동 소음원의 속도 정보(velocity) 및 가속도 정보(accel.)가 추출되어 나타내어진다.
도 6c는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램에 있어서, 음압신호 측정구간을 설정하는 단계에 해당하는 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 마이크로폰 어레이 센서부에 의하여 측정된 음압신호 중에서, 측정을 원하는 설정 구간이 설정된다. 도 6c에서는, 정밀한 분석을 위해 소음원이 마이크로폰 어레이 센서부에 근접하였을 시 측정된 구간 재설정하는 단계에 해당하는 화면을 캡쳐한 도면이다. 이는 측정자의 판단에 의하여 그 간격이 조정될 수 있는 것을 나타내고 있다.
도 6d는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램에 있어서, 마이크로폰 어레이 센서부를 구성하는 복수 개의 마이크로폰의 위치정보를 설정하는 단계에 해 당하는 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 마이크로폰 어레이 센서부를 구성하는 복수 개의 마이크로폰 각각의 위치정보가 a축(a-Position)과 b축(b-Position)으로 구분되어 설정된다. 이때, a축(a-Position)과 b축(b-Position)은 이동 소음원에서 마이크로폰 어레이 센서부를 보았을 때의 마이크로폰의 위치정보를 나타낸다. 여기서, 도 6d는 마이크로폰 어레이 센서부의 구조로 나선형(spiral) 구조를 일 예로 들었지만, 직사각형(rectangular)구조와 같은 다른 구조도 적용될 수 있다.
도 6e는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램에 있어서, 이동 소음원의 크기를 조정하는 단계에 해당하는 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 6e에 도시된 바와 같이, 이동 소음원 가시화 단계에서 매핑될 이동 소음원의 이미지와 실제 소음원의 스케일을 맞추기 위해 크기가 조정된다. 이때, 이동 소음원의 이미지는, x축과 y축으로 구분되어 표현되고, 그 이동 소음원의 전체 이미지 사이즈(image size: x, y pixel)를 조정하기 위하여, 이동 소음원의 길이(vehicle length)와 높이(vehicle height)를 이용하여, 길이(length)에 대한 픽셀 크기(Length/Pixel)의 비가 변화되어 이동 소음원의 이미지의 크기가 조정된다.
도 6f는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램에 있어서, 가상 음원 평면을 설정하는 단계에 해당하는 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 6f에 도시된 바와 같이, 이동 소음원의 이미지의 소정 부위의 측면에 음압신호에 대응되는 빔파워레벨을 나타내기 위하여 가상 음원 평면(data recovery mesh)이 설정된다. 또한, 가상 음원 평면을 구성하는 그리드의 전체 개수(N. of Grid), 그리드를 구성하는 픽셀들의 개수(N_Drm_X, N_Drm_Y), 이동 소음원의 소정부위의 가상 음원 평면(Left Top X(pixel), Left Top Y(pixel), Right Bottom X(pixel), Right Bottom Y(pixel))이 설정된다. 여기서, 각 그리드의 위치가 x축과 y축으로 구분되어, 그 위치가 픽셀의 번호로 설정된다. 또한, 하나의 메쉬(즉, 각 픽셀)를 구성하는 x축의 길이(dX) 및 y축의 길이(dY)가 설정된다.
도 6g는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램에 있어서, 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 측정된 이동 소음원의 음압신호를 빔 형성기법을 이용하여 분석하고, 빔파워레벨(Beam Power Level)를 산출하는 단계에 해당하는 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 6g에 도시된 바와 같이, 측정된 음압신호에 대응되는 빔파워레벨이 산출되어 가상 음원 평면의 각 그리드의 빔파워레벨로 저장된다. 즉, 빔 형성 기법을 이용하여 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호가 분석되고, 분석된 음압신호에 대응되는 빔파워레벨이 수학식 1에 의하여 산출되며, 산출된 빔파워레벨이 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 빔파워레벨로 저장된다. 이때, 빔파워레벨은 미리 설정된 주파수 범위로 표현되고, 측정자에 의하여 전 주파수 범위 중 관심 주파수 범위에 대한 빔파워레벨을 가시화 단계에서 매핑하여 표시할 수 있다. 도 6g의 좌측 창의 분석 시작(Start Analysis) 표시를 클릭하면, 우측 창과 같은 분석된 결과가 표시된다. 여기서, 우측 창에는, 가상 음원 평면의 소정의 그리드(예를 들면, x-position(-1.73), y-position (0.33))에서의 전체 주파수(Frequency(Hz))별 빔파워레벨이 표시된다. 이때, 전체 주파수별 빔파워레벨 중에서 측정자에 의하여 원하 는 주파수 영역의 빔파워레벨을 획득하여, 획득한 빔파워레벨을 가시화 단계(도 6h 참조)에서 소음원의 이미지에 매핑시킨다.
도 6h는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램에 있어서, 분석된 이동 소음원의 신호를 가시화시키는 단계에 해당하는 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 6h에 도시된 바와 같이, 미리 캡쳐된 소음원의 이미지 상에 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 빔파워레벨이 오버레이(즉, 매핑)되어, 오버레이된 소음원의 이미지(overlayed image)가 디스플레이된다. 여기서, 도 6h의 우측 이미지에서와 같이, 빔파워레벨은 그 크기에 따라 청색에서 적색을 256단계로(중간은 녹색) 나누어 표현되는 레인보우 파렛트(Rainbow Palette)로 나타내어진다. 또한, 도 6h의 좌측 이미지에서와 같이, 레인보우 파렛트로 나타내어진 빔파워레벨이 소음원의 이미지에 매핑되어, 소음원의 소음발생부위가 디스플레이된다.
도 7은 본 발명에 따른 이동 소음원의 가시화 방법의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원의 가시화 방법은, 신호 획득단계(S100), 신호 분석단계(S200), 가시화 단계(S300)를 포함한다.
신호 획득단계(S100)는, 동일 광축선 상에 서로 마주보도록 위치된 적어도 두 쌍 이상의 포토 센서부에 의하여 측정된 등 가속으로 이동하는 소음원이 광축선을 통과할 때의 시간 신호와, 마이크로폰 어레이 센서부에 의하여 측정된 소음원의 음압신호를 수집한다. 그런 다음, 수집된 시간 신호 및 음압신호 중 설정 구간의 신호를 획득한다. 즉, 신호 획득단계(S100)는, 마이크로폰 어레이 센서부를 이용하여 소음원의 음압신호를 측정하고, 포토센서부의 두 개의 광축선을 이용하여 소음원이 통과할 때 발생되는 시간 신호(광센서 신호)를 측정하여, 측정된 신호중 설정 구간의 신호를 획득한다.
또한, 신호 획득단계(S100)는 소음원의 이미지를 캡쳐하는 이미지 캡쳐단계(미도시)를 더 포함한다.
신호 분석단계(S200)는, 신호 획득단계(S100)에서 획득된 설정 구간의 신호를 전달받아, 소음원의 소정 부위의 측면에 가상 음원 평면을 설정한다. 또한, 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 빔 형성(beam-forming) 기법을 이용하여 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출한다. 신호 분석단계(S200)에 대한 보다 상세한 설명은 도 8에 관한 기재에서 다루기로 한다.
가시화 단계(S300)는, 신호 분석단계(S200)에서 산출된 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 빔파워레벨을 미리 캡쳐된 소음원의 이미지 상에 매핑시켜 가시화한다. 여기서, 가시화 단계(S300)는, 이미지 캡쳐단계에서 캡쳐된 소음원의 이미지가 입력되는 이미지 입력단계를 더 포함한다.
도 8은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 방법의 신호 분석단계를 나타내는 순서도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 방법의 신호 분석단계(S200)는, 정보설정 및 정보추출 단계(S210), 음압신호 구간설정단계(S220), 마이크로폰 위치정보 설정단계(S230), 크기조정단계(S240), 가상 음원 평면 설정단계(S250), 빔파워레벨 산출단계(S260)로 이루어진다.
정보설정 및 정보추출 단계(S210)는, 마이크로폰 어레이 센서부 및 포토센서부의 위치정보, 마이크로폰 어레이 센서부와 소음원과의 거리, 소음원의 크기를 설정하고, 포토센서부에 의하여 측정된 시간 신호로부터 소음원의 속도 및 가속도 정보를 추출한다. 이때, 포토 센서부의 위치정보로서, 포토 센서간의 간격, 포토센서와 소음원의 거리 등의 정보가 입력된다. 또한, 마이크로폰의 위치정보로서, 마이크로폰의 개수, 높이, 소음원과의 거리 등의 정보가 입력된다. 그런 다음, 소음원의 속도 정보 및 가속도 정보를 추출한다.
음압신호 구간설정단계(S220)는, 정밀한 측정을 위하여 마이크로폰 어레이 센서부에 의하여 측정된 음압신호 중 설정 구간의 음압신호를 설정한다.
마이크로폰 위치정보 설정단계(S230)는, 마이크로폰 어레이 센서부를 구성하는 복수 개의 마이크로폰의 위치정보를 설정한다.
크기조정단계(S240)는, 소음원의 이미지와 실제 소음원의 크기를 조정한다. 크기조정단계(S240)는, 소음원의 크기 정보(즉, 소음원의 전장, 천고 등)를 입력하여 미리 캡쳐된 소음원의 크기에 맞게 비율을 조정하여 동기화한다.
가상 음원 평면 설정단계(S250)는, 소음원의 소정 부위의 측면에 가상 음원 평면을 설정한다.
빔파워레벨 산출단계(S260)는, 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 빔 형성 기법을 이용하여 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출한다. 즉, 빔파워레벨 산출단계(S260)는, 가상 음원 평면의 각 그리드(x-position, y-position) 에서의 음압신호를 빔 형성(beam-forming) 기법을 이용하여, 해당 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 등 가속으로 이동하는 소음원에서 발생하는 소음의 크기를 정확하게 측정하여 소음원의 이미지와 함께 가시화시킬 수 있고, 등 가속으로 이동하는 소음원의 소음 측정시 2개의 포토 센서만을 사용할 수 있으므로, 간단한 시스템의 구조를 통하여 소음원의 소음 크기를 간편하게 측정할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 해상도 구현을 설명하기 위한 도면.
도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 마이크로폰 어레이 센서부의 크기의 종류 및 그 크기에 따라 분석된 결과를 설명하기 위한 도면.
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 장치의 가시화 기술을 설명하기 위한 도면.
도 6a 내지 6h는 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 프로그램의 화면들을 캡쳐한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도.
도 8은 본 발명에 따른 이동 소음원 가시화 방법의 신호 분석단계를 나타내는 순서도.

Claims (6)

  1. 등 가속으로 이동하는 소음원의 가속도를 측정하기 위하여 동일 광축선 상에 서로 마주보도록 위치되어 상기 소음원이 광축선을 통과하는 것에 의한 광량의 변화를 검출하여 상기 소음원이 상기 광축선을 통과할 때의 시간신호를 발생시키는 적어도 두 쌍 이상의 포토 센서부;
    상기 소음원으로부터의 소음을 감지하여 음압신호를 발생시키는 마이크로폰 어레이 센서부;
    상기 포토 센서부 및 상기 마이크로폰 어레이 센서부에 연결되어 상기 시간신호 및 상기 음압신호를 수집하는 데이터 수집부; 및
    상기 데이터 수집부에 연결되어, 상기 데이터 수집부로부터 상기 시간신호 및 상기 음압신호를 전달받아, 상기 소음원의 측면에 가상 음원 평면을 설정하고, 상기 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 빔 형성(beam-forming) 기법을 이용하여 상기 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출하고, 상기 빔파워레벨을 상기 소음원의 이미지 상에 매핑시켜 모니터로 출력하는 중앙처리부;
    를 포함하는 이동 소음원 가시화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로폰 어레이 센서부에 설치되어, 상기 등 가속으로 이동하는 소음원의 이미지를 캡쳐하는 영상 처리부
    를 더 포함하고,
    상기 캡쳐된 소음원의 이미지가 상기 중앙처리부에 입력되는,
    이동 소음원 가시화 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마이크로폰 어레이 센서부는, 복수 개의 마이크로폰을 포함하고,
    상기 복수 개의 마이크로폰의 개수는, 상기 소음원의 크기 또는 상기 소음원과 상기 마이크로폰 어레이 센서부와의 거리에 따라서 달라지는,
    이동 소음원 가시화 장치.
  4. 적어도 두 쌍 이상의 포토 센서부에 의하여 측정된 등 가속으로 이동하는 소음원의 시간 신호와, 마이크로폰 어레이 센서부에 의하여 측정된 상기 소음원의 음압신호 중 설정 구간의 신호를 획득하는 신호 획득단계;
    상기 획득된 설정 구간의 신호를 전달받아, 상기 소음원의 측면에 가상 음원 평면을 설정하고, 상기 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 빔 형성(beam-forming) 기법을 이용하여 상기 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출하는 신호 분석단계; 및
    상기 소음원의 빔파워레벨을 상기 소음원의 이미지 상에 매핑시켜 출력하는 가시화 단계;
    를 포함하는 이동 소음원 가시화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 신호 획득단계는, 상기 소음원의 이미지를 캡쳐하는 이미지 캡쳐단계
    를 더 포함하고,
    상기 가시화 단계는, 상기 캡쳐된 소음원의 이미지가 입력되는 이미지 입력단계
    를 더 포함하는, 이동 소음원 가시화 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 신호 분석단계는,
    상기 마이크로폰 어레이 센서부 및 상기 포토센서부의 위치정보, 상기 소음원의 크기 정보를 설정하고, 상기 포토센서부에 의하여 측정된 시간 신호로부터 상기 소음원의 속도 및 가속도 정보를 추출하는 정보설정 및 정보추출단계;
    상기 마이크로폰 어레이 센서부에 의하여 측정된 음압신호 중 설정 구간의 음압신호를 설정하는 음압신호 구간 설정단계;
    상기 마이크로폰 어레이 센서부를 구성하는 복수 개의 마이크로폰의 위치정보를 설정하는 마이크로폰 위치정보 설정단계;
    상기 소음원의 이미지와 실제 소음원의 크기를 조정하는 크기조정단계;
    상기 소음원의 측면에 가상 음원 평면을 설정하는 가상 음원 평면 설정단계; 및
    상기 가상 음원 평면의 각 그리드에서의 음압신호를 빔 형성 기법을 이용하여 상기 음압신호에 대응되는 빔파워레벨로 산출하는 빔파워레벨 산출단계;
    로 이루어지는 이동 소음원 가시화 방법.
KR1020090047507A 2009-05-29 2009-05-29 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법 KR101059081B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090047507A KR101059081B1 (ko) 2009-05-29 2009-05-29 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090047507A KR101059081B1 (ko) 2009-05-29 2009-05-29 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100128855A KR20100128855A (ko) 2010-12-08
KR101059081B1 true KR101059081B1 (ko) 2011-08-24

Family

ID=43505685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090047507A KR101059081B1 (ko) 2009-05-29 2009-05-29 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101059081B1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101213540B1 (ko) 2011-08-18 2012-12-18 (주)에스엠인스트루먼트 멤스 마이크로폰 어레이를 이용한 음향감지 장치 및 음향카메라
EP3012650B1 (en) * 2013-06-21 2021-06-09 SM Instruments Co., Ltd. Mobile acoustic source tracking sensor and manufacturing method
KR20170130041A (ko) 2016-05-18 2017-11-28 (주)에스엠인스트루먼트 소음원 가시화 데이터 누적 표시방법 및 음향 카메라 시스템
KR101955956B1 (ko) * 2017-04-26 2019-03-11 (주)에스엠인스트루먼트 방사 초음파 가시화 방법 및 방사 초음파 가시화 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 전자적 기록 매체
CN107990974B (zh) * 2017-05-16 2021-11-09 萨姆株式会社 辐射超声波可视化方法及执行辐射超声波可视化方法的电子装置
CN107167227B (zh) * 2017-05-31 2019-07-19 合肥工业大学 一种多普勒效应恢复方法
CN107218996B (zh) * 2017-05-31 2019-07-19 合肥工业大学 一种多普勒效应消除方法
KR101921264B1 (ko) 2017-11-08 2019-02-13 에이미파이(주) 지하철 운행 구간에 대한 전파세기 측정 방법과 그 방법을 위한 장치
KR20200032324A (ko) 2018-09-18 2020-03-26 한국철도기술연구원 소음특성 분석 시스템 및 이를 이용한 소음특성 분석 방법
CN110779617B (zh) * 2019-11-21 2023-10-17 杭州汇测科技有限公司 低频噪声测试分析系统及其分析方法
GB2619680A (en) * 2021-03-31 2023-12-13 Cummins Power Generation Inc Generator set visualization and noise source localization using acoustic data
CN114061739A (zh) * 2021-11-09 2022-02-18 中国地质大学（武汉） 基于ecm麦克风的多通道声阵列成像系统、方法和存储介质
CN115585881A (zh) * 2022-10-24 2023-01-10 国网上海市电力公司 一种用于变压器监测的声音检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004286562A (ja) 2003-03-20 2004-10-14 East Japan Railway Co 移動体のノイズ測定装置、方法及びプログラム
JP2004317408A (ja) 2003-04-18 2004-11-11 Calsonic Kansei Corp 回転体の振動源探査装置及び振動源探査法
JP2008064692A (ja) 2006-09-08 2008-03-21 Mitsuba Corp 音源探査方法および装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004286562A (ja) 2003-03-20 2004-10-14 East Japan Railway Co 移動体のノイズ測定装置、方法及びプログラム
JP2004317408A (ja) 2003-04-18 2004-11-11 Calsonic Kansei Corp 回転体の振動源探査装置及び振動源探査法
JP2008064692A (ja) 2006-09-08 2008-03-21 Mitsuba Corp 音源探査方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100128855A (ko) 2010-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101059081B1 (ko) 이동 소음원 가시화 장치 및 가시화 방법
CN110108348B (zh) 基于运动放大光流跟踪的薄壁件微幅振动测量方法及系统
JP2021532359A (ja) 取り外し可能および取り付け可能な音響撮像センサのためのシステムおよび方法
US20080034869A1 (en) Method and device for imaged representation of acoustic objects, a corresponding information program product and a recording support readable by a corresponding computer
CN101567969B (zh) 基于麦克风阵列声音制导的智能视频导播方法
US20040155192A1 (en) System and method for terahertz imaging using a single terahertz detector
CN106124040B (zh) 噪声源可视化数据累积显示方法、数据处理装置及声学照相机系统
CN103472256A (zh) 基于面阵ccd空间滤波器的流动二维速度场测量方法及装置
CN103006195A (zh) 一种基于图像处理的非接触式生命体征数据监测系统和监测方法
CN102879080A (zh) 基于图像识别定位和声学传感器阵列测量的声场分析方法
Chen et al. Color and depth data fusion using an RGB‐D sensor for inexpensive and contactless dynamic displacement‐field measurement
CN102990225A (zh) 一种实时检测激光焊接质量的方法
US11523737B2 (en) System and method for determining audio characteristics from within a body
CN113421224B (zh) 一种基于视觉的缆索结构健康监测方法及系统
CN104596638B (zh) 一种高分辨率多波长激光强度分布探测器及其测量方法
CN107024829B (zh) 多光谱相机像面装调方法
CN108760034A (zh) 一种变压器振动噪声源定位系统和方法
JP2015524064A (ja) 過渡音響信号を検出するためのシステムおよび方法
CN112763058A (zh) 一种自定义坐标阵列噪声信号实时数据分析系统及方法
CN111936829A (zh) 声学解析装置及声学解析方法
CN105043355A (zh) 基于相似度判定准则的边坡微变形监测方法及监测系统
CN110572600A (zh) 一种录像处理方法及电子设备
CN106323447A (zh) 一种基于手机的便携式激光测振仪及其方法
RU174044U1 (ru) Аудиовизуальный многоканальный детектор наличия голоса
JP2010236939A (ja) 音源推定方法及び音源推定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140814

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150611

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160624

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180612

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190617

Year of fee payment: 9