KR200416803Y1 - 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템 - Google Patents

센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR200416803Y1
KR200416803Y1 KR2020060005486U KR20060005486U KR200416803Y1 KR 200416803 Y1 KR200416803 Y1 KR 200416803Y1 KR 2020060005486 U KR2020060005486 U KR 2020060005486U KR 20060005486 U KR20060005486 U KR 20060005486U KR 200416803 Y1 KR200416803 Y1 KR 200416803Y1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sound source
sound
sensor network
location tracking
tracking system
Prior art date
Application number
KR2020060005486U
Other languages
English (en)
Inventor
차호정
유영빈
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
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 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR2020060005486U priority Critical patent/KR200416803Y1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR200416803Y1 publication Critical patent/KR200416803Y1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/14—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 고안은 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 관한 것으로서, 목적 대상 공간에 음원이 발생시 음파 감지장치 및 센서 네트워크 단말기로 이루어진 음원 감지부가 동적으로 가상행렬을 생성한 후 이 가상행렬을 통해 분산된 알고리즘 형태의 연산을 이용하여 해당 음원의 위치를 추적하는 바, 특히 한정된 자원과 연산능력을 갖는 음원 감지부를 이용하여 음파를 검출하고 이를 통해 음원의 2차원의 상대적인 좌표를 판별할 수 있는 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 관한 것이다.
음원, 위치 추적시스템, 음원 감지부, 음원 통제부, 가상행렬

Description

센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템{Acoustic source localization system by wireless sensor networks}
도 1은 본 고안에 따른 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템을 나타내는 구성도,
도 2는 본 고안에 따른 가상행렬의 생성과 음원 위치추적 기법에 대한 개념도,
도 3은 본 고안에 따른 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템의 음원 위치추적방법을 나타내는 플로우챠트,
도 4는 본 고안에 따른 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템의 정확도를 나타내는 실험예,
도 5는 도 4에 따른 음원 위치와 음원 감지부 수에 대한 평균 오차를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 음원 감지부 11 : 음파 감지장치
12 : 센서 네트워크 단말기 20 : 음원 통제부
30 : 가상행렬 40 : 음원
본 고안은 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 목적 대상 공간에 음원이 발생시 음원 감지수단에서 동적으로 가상행렬을 생성한 후 이 가상행렬을 통해 분산된 알고리즘 형태의 연산을 이용하여 해당 음원의 위치를 추적할 수 있는 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 초기 무선 센서네트워크에서의 음원판별 연구는 연산의 높은 복잡도와 낮은 정확성을 고려하여 중앙 집중화된 시스템이 주로 연구되어 왔다.
이러한 중앙 집중식 시스템은 과거 유선 마이크 배열과 유사한 개념으로 음파가 전파되는 과정에서 발생하는 여러 가지 오차유발 요소를 제거하기 위하여 지능적인 알고리즘을 통해 종합된 데이터를 처리하는 효과적인 구조로 이루어져 있다.
이를 적용한 사례로 국내특허등록 제0331182호에 개시되어 있는 바, 이는 서로 분산된 장소에 위치한 적어도 3개의 음원감지수단들과, 상기 음원감지수단들의 각각에 설치되는 GPS 수신기와, 연산처리기를 가진 중앙통제센터를 구비하는 음원의 위치추적 시스템에 있어서, 상기 음원감지수단들 각각은, 미지의 음원에서 발생한 음파를 감지하는 수단과 각각의 상기 GPS 수신기로부터 음파 감지시의 시간정보 와 상기 음원감지수단들 각각의 위치정보를 상기 중앙 통제센터으로 전송하는 각각의 전송수단을 포함하며; 각각의 상기 GPS 수신기들은, GPS 위성에서 GPS 위성신호를, 이미 알려진 위치에 소재한 GPS 기준국에서 보정신호를 각각 수신하여 상기 음원감지수단들의 위치정보를 발생시키고 GPS 수신기 시간에서 수신기 시계오차를 소거한 시간인 GPS 시간으로 상기 음원감지수단들 각각의 시각을 동기시키며; 상기 중앙통제센터는 상기 연산처리기를 이용하여, 상기 전송수단으로부터 상기 음원감지수단들 각각의 음파 감지시의 시간정보 및 위치정보를 수신하고, 음원과 음원감지수단 사이의 정확한 거리를 구하는 대신 음파가 각 음원감지수단에 도달하는 시간이 각기 다르므로 음원의 음파발생시각을 가정하여 음파의 가정 이동시간을 구하고 여기에 음속을 곱하여 의사거리(pseudorange)를 생성하고, 실제거리는 음원의 위치와 음원감지수단의 위치의 함수이고 의사거리는 실제거리와 의사거리 공통오차의 합이므로, 생성된 의사거리와 음파 감지시의 음원감지수단의 위치와 의사거리 관계식, 즉 의사거리가 실제거리와 공통오차의 합이라는 관계식으로부터 연립방정식을 구성하고 수치해법을 적용하여 가정 음파발생시각에 의한 의사거리 공통오차와 미지의 음원의 위치를 동시에 추정하는 것을 특징으로 하는 기술이다.
그런데 이러한 음원 위치추적시스템은, 무선 센서네트워크가 가정하는 응용은 유선 마이크 배열과는 달리 특정 대상 공간을 한정하므로 대상 공간이 넓은 경우에 확장성에 기본적인 문제가 있다.
이에 최근에는 저성능의 무선 센서네트워크 장비와 고성능의 장비로 분화된 2-tier 구조를 이용한 연구가 제시되고 있다.
이러한 접근방식은 높은 연산 복잡도를 지니는 알고리즘을 사용할 수 있으며, 중앙 집중화된 알고리즘의 문제점인 확장성을 더욱 향상시키게 된다.
그러나, 이러한 혼합된 형태의 클러스터 기반 시스템은 배포의 제약을 가지게 되는데, 저성능 장비의 위치에 적절한 클러스터 헤드가 분포되어야만 원하는 성능을 기대할 수 있다.
또한, 센서 네트워크의 대부분의 응용들이 많은 수의 음원 감지부들을 무작위로 배포하는 것을 가정하므로 배포의 위상 제약을 가진 클러스터링은 적용이 어려워지며, 또한 클러스터링 기반 시스템은 클러스터간 통신과 정보교환에 추가적인 오버헤드가 존재하는 문제점이 있다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안한 것으로서, 목적 대상 공간에 음원이 발생시 음파 감지장치 및 센서 네트워크 단말기로 이루어진 음원 감지부가 동적으로 가상행렬을 생성한 후 이 가상행렬을 통해 분산된 알고리즘 형태의 연산을 이용하여 해당 음원의 위치를 추적하는 바, 특히 한정된 자원과 연산능력을 갖는 음원 감지부를 이용하여 음파를 검출하고 이를 통해 음원의 2차원의 상대적인 좌표를 판별할 수 있는 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 고안은, 음원 위치추적시스템에 있어서,
적어도 2개 이상이 대상 공간에 분산되어 시각 동기화를 실시하고 샘플링을 수행하여 음파 감지시각을 포함하는 음원감지정보를 저장하며, 이를 통해 음원 통제부 선출 완료 후 직접 위치판별 알고리즘을 수행하여 가상행렬을 생성하고 이를 통해 음원 위치 추정 영역을 산출하여 추정한 음원위치 결과를 상기 음원 통제부에 전송하는 음파 감지장치와 센서 네트워크 단말기로 이루어진 음원 감지부와;
상기 음원 감지부에서 저장되어 전송되는 음파 감지시각을 바탕으로 가장 빠른 감지시각을 갖는 음원 감지부에서 선출되며, 위치판별 알고리즘을 수행하여 가상행렬을 생성하고 이를 통해 음원 위치 추정 영역을 산출하여 최종 음원 위치를 확정하는 음원 통제부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 가상행렬은 상기 음원 통제부를 중심으로 음원 감지부들과의 연결선에 대한 중점 좌표를 구하고 이 좌표를 포함하는 정사각형 내에 예상되는 음원의 위치를 음파감지정보의 비교에 의한 각 음원 감지부와 음원 통제부의 투표를 통해 영역 차원으로 추정하는 가상의 셀(cell)인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 고안에 따른 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템을 나타내는 구성도이며, 도 2는 본 고안에 따른 가상행렬의 생성과 음원 위치추적 기법에 대한 개념도이다.
본 고안은 도 1에 도시된 바와 같이, 음원(40)에서 발생한 음파를 감지하기 위한 음파 감지장치(11)와, 상기 음파 감지장치(11)와 연결되고 무선 통신기능을 갖는 센서 네트워크 단말기(12)로 이루어진 음원 감지부(10)로 구성되어 있는 바, 상기 음파 감지장치(11)는 다양한 음원(40)에서 발생한 음파 중에서도 일정 강도 이상이면서 일정 지속시간 이하의 펄스 음파만을 감지하는 역할을 한다.
이러한 펄스 음파는 현실적으로 총성이나 폭발음, 비상 시에 발하는 경보음에 해당한다.
그러나, 음파 감지장치(11)가 반드시 펄스 음파만을 감지하는 것이 아니라, 감지대상에서 발생하는 음파의 전형적인 파형을 미리 설정하여 놓으면 정확하고 신속한 음파감지를 할 수 있다.
상기 센서 네트워크 단말기(12)는 자신의 위치를 인지하도록 설정되어 있으며, 시각 동기화도 인지 가능하도록 설정되어 있다.
이와 같은 설정 상황은 GPS를 센서 네트워크 단말기(12)에 부착하여 이루어질 수 있으며, 또는 다른 자기 위치 판별 기술과 시각 동기화 기술을 통해 확립할 수 있음을 알 수 있다.
이와 같이 음파 감지장치(11)와 센서 네트워크 단말기(12)의 구성으로 이루어진 음원 감지부(10)는 적어도 2개 이상이 대상 공간에 자유롭게 분포되어 있으며, 자신의 고유 식별번호를 구비하고 있다.
이와 같이 구성되는 각각의 음원 감지부(10)는 하나의 음원위치 결과를 산출 할 수 있는 그룹(group)이 생성되는 바, 상기 그룹은 서로 정보를 주고 받아서 알고리즘을 수행하기 때문에 하나의 그룹은 최소 2개의 음원 감지부(10)로 이루어지며, 최대 이론적으로 RAM이 허용하는 크기가 된다.
그리고, 무선 센서네트워크의 대역폭이 좁으며, 상황에 크게 영향을 받는 것을 생각할 때 실험적으로 그 최대 크기가 결정되고, 목적 음원(40)의 발생시에만 동적으로 생성되며, 위치판별이 종료되는 시점에 자동 해체된다.
각 음원 감지부(10)는 음원(40)을 감지하자마자 자신이 그룹원이 되었다는 것을 암시적으로 알게 되며, 따라서 추가적으로 자신이 그룹원임을 알리는 메시지가 필요하지 않다.
이렇게 대상 공간 상에 분포되어 있는 각 음원 감지부(10)의 상호 관계에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
음원(40)이 발생시 음파는 매질을 통해 음원 감지부(10)에 전달되고, 상기 음원 감지부(10)는 입력된 음파를 관심 음원(40)인지 판단하게 된다.
상기 음원(40)의 음파를 감지한 모든 음원 감지부(10)는 자신이 그룹원이며, 음파를 가장 먼저 감지한 장치이며 다른 음파를 감지한 음원 감지부(10)들을 통제하는 음원 통제부(20)라고 가정하고, 자신의 음원감지시각을 전파하며 음원 통제부 선출 타이머를 시작하게 된다.
이렇게 음파 감지장치(11)에서 대상 음원(40)에 대한 감지가 종료된 후, 음파감지시각은 자신의 위치 값과 고유 식별번호와 함께 센서 네트워크 단말기(12)에 저장된다.
각 음원 감지부(10)들은 받아들인 정보들을 상기와 같이 센서 네트워크 단말기(12)에 저장하며, 각각의 음원 감지부(10)의 음파감지시각을 자신의 음파감지시각과 비교하게 되고, 자신보다 더 빠른 시간에 음파를 감지한 음원 감지부(10)가 있다면 자신은 음원 통제부(20)를 포기한다.
이때, 상기 각각의 음원 감지부(10)간의 통신은 모듈별로 구분되어 있어 상호 간섭하지 않는 바, 이는 넓은 목적 영역에 많은 수의 음원 감지부(10)를 분산시켰을 경우에 음파를 감지하지 못한 음원 감지부(10)들과의 간섭을 최소화하게 된다.
이러한 과정을 거치면 일정시간 후에는 하나의 음원 감지부(10)만이 자신을 음원 통제부(20)라고 가정하며 자신이 음원(40)에 가장 근접하다는 것을 알 수 있다.
그 후, 상기 음원 통제부(20)는 자신이 선출되었음을 그룹 내의 다른 음원 감지부(10)들에게 알리게 되고, 각 음원 감지부(10)는 음원 통제부(20)의 위치를 전송받으면 그 음원 통제부(20)의 위치를 중심으로 가상행렬(Voting Grid)(30)을 생성하게 된다.
상기 음원 통제부(20)는 자신이 음원(40)에서 가장 근접한 위치에 있으므로 자신을 중심으로 다른 음원 감지부(10)들과의 연결선에 대한 중점좌표를 구한다.
이 좌표를 모두 포함하는 최소의 정사각형을 생각할 때 이 사각형안에 음원(40)이 위치한다고 할 수 있으며, 이 정사각형의 크기가 가상행렬(30)의 크기가 된다.
상기 가상행렬(30)의 크기가 음원 통제부(20)의 선언 메시지에 포함되어 각 음원 감지부(10)에 도착하면 위치판별 알고리즘이 각 음원 감지부(10)에서 시작되는 바, 각 음원 감지부(10) 그룹 내의 모든 다른 음원 감지부(10)의 음파감지정보를 자신과 비교하여 음원(40)이 어떤 음원 감지부(10)에 더 근접한지를 결정한다.
예를 들어, 음원 감지부(10) n1과 n2가 존재할 때 음원 감지부(10) n1의 음원감지시점이 더 빠를 경우, 두 음원 감지부(10) 중, 상기 n1과 가까운 영역에 음원(40)이 위치한다고 생각할 수 있다는 것이다.
이와 같이, 상기 음원 감지부(10)는 자신과 자신이 모든 다른 음원 감지부(10)들과의 음파감지정보를 비교하여 가상행렬(30)의 각 셀에 예상되는 음원(40)의 위치를 투표(voting)한다.
각 음원 감지부(10)는 음파 감지정보와의 비교 단계가 종료되면 자신이 투표한 가상행렬(30)을 음원 통제부(20)에 전송하고, 그 후에 다시 음파를 감지하기 위한 샘플링하는 시점으로 돌아가게 된다.
이때, 투표에 기반으로 음원 감지부(10)가 분산되어 있기 때문에 몇개의 상기 음원 감지부(10)가 오류를 가진 데이터를 갖는다 하더라도 전체 시스템에 미치는 영향이 적어진다.
한편, 상기 음원 통제부(20)는 위치판별 알고리즘을 수행한 뒤 일정시간을 기다리게 된다.
각 음원 감지부(10)가 동일한 시간에 연산을 시작했기 때문에 미리 정해진 시간 동안 각 음원 감지부(10)가 보고하는 가상행렬(30)을 전송받게 되며, 각 가상 행렬(30)을 합산하여 최종 음원(40)의 위치를 확인하게 되는 바, 가장 높은 투표의 합을 확보한 셀이 음원(40)의 위치로 최종 결정되는 것이다.
한편, 도 3은 본 고안에 따른 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템의 음원 위치추적방법을 나타내는 플로우챠트로서, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 시스템이 시작되면 각 음원 감지부(10)들은 시각 동기화를 실시하며, 시각 동기화가 종료된 상태에서 음파를 감지하기 위해 음파 감지장치(11)에서 샘플링(310)을 수행한다.
상기 샘플링(310)을 수행하면 현재의 음파가 대상 음원(40)의 기준에 맞는지 확인한 후(311) 그렇지 않다면 다시 원상태로 복귀한 다음 다시 샘플링(310)을 수행한다.
현재의 음파가 대상 음원(40)에 맞는다면 음파 감지 시각을 포함하는 음원감지정보를 저장(312)한다.
이후, 음파를 감지한 음원 감지부(10)들끼리 음원감지정보를 교환(313)한다.
상기 음원감지정보를 교환하면서 감지시각이 가장 빠른 음원 감지부(10)가 자신이 음원 통제부(20)인지 확인(314)한 후, 일치할 경우 음원 통제부(20)라 선언(321)한다.
상기 음원 통제부(20)는 이후 가상행렬(30)을 구성(322)하고, 음원(40)의 예상 위치를 투표(323)한다.
투표가 끝난 후 다른 시스템 장치들로부터의 가상행렬(30)을 수신 대기(324) 한다.
모든 시스템 장치부터의 가상행렬(30)이 도착할 경우, 가상행렬(30)들을 합산한 후 음원(40)의 위치를 확정(325)한다.
한편, 상기 음원 통제부(20)가 아닌 다른 음원 감지부(10)들은 음원 통제부(20)의 선언을 대기(331)하다가 선언을 수신할 경우, 가상행렬(30)을 구성(332)하고 음원(40)의 예상 위치를 투표(333)한다.
투표가 끝난 후에는 음원 통제부(20)에 가상행렬(30)을 전송(334)하고 종료한다.
한편, 본 고안에 따른 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 대한 실험은 무선 센서네트워크용 하드웨어 MicaZ Mote를 사용하였으며, 저가의 마이크가 장착된 MDA310CA Sensor Board를 사용하였다.
베이스 스테이션(Base Station)의 역할을 하는 Laptop을 MicaZ와 직렬로 연결하여, 이곳에서 각 음원 감지부(10)간 통신 및 최종 결정된 음원위치 좌표를 수신하였다.
각 음원 감지부(10)에 사용된 OS는 UC Berkeley에서 개발된 TinyOS를 사용하였다.
본 시스템에서는 음원 감지부(10)가 음파를 받은 시간이 중요하기 때문에 광역시간의 필요성이 있다.
시각동기화를 위한 프로토콜로는 Flooding Time Synchronization Protocol(FTSP)를 이용하였다.
본 시스템은 추가적인 신호처리 장비를 가정하지 않기 때문에 음원(40)의 성질을 충격적인 것으로 한정하기 때문에 목적 음원(40)에 대한 감지를 신호의 크기를 바탕으로 하였다.
TinyOS에서 제공하는 기본적인 샘플링으로는 1Khz에 미치지 못한다.
그래서 MCU인 ATmega128L에 있는 추가적인 타이머를 사용한 MicroTimer를 사용하였으며 HighFrequencySampling을 수정하여 구현하였다.
실험에서는 2.5Khz의 샘플링을 하였다.
음원(40)은 자연상의 소리를 고려하며, 충격적인 것을 사용하기 위해 박수소리를 이용하였다.
가상행렬(30)은 무선 센서 네트워크 음원 감지부(10)의 무선 전송 한계를 고려하여 8×8 행렬을 사용하였다.
실험은 시스템의 정확도에 영향을 줄 것이라 예상되는 음원 감지부(10)의 위치, 개수, 음원(40)의 위치를 고려하여 진행하였다.
도 4는 음원 감지부(10)의 위상으로 변화되는 정확도를 구별하기 위해 세 가지의 다른 위상을 보여준다.
6m ×6m의 공간에서 고르게 분포된 9곳의 음원위치를 선정하였으며, 각 음원(40)의 위치별로 20회의 실험을 진행하여 최대 거리오차의 평균치를 산정하였다.
실험의 결과를 도 5에 나타내는 바, 그래프의 x,y 좌표축은 실험 공간을 나타내며, 각 음원(40)의 위치에 따라 평균 에러를 나타낸다.
실험 (a)의 경우 음원 감지부(10)들이 고르게 분포한 경우로 음원 감지부 (10) 분포의 중심부로 갈수록 에러가 적어지는 것을 알 수 있다.
실험 (b)와 (c)를 보면 음원 감지부(10)의 밀도가 낮은 부분에는 에러가 커지는 것을 알 수 있으나, 음원 감지부(10)가 집중된 곳 보다는 실험 공간의 중심부로 갈수록 에러가 작아지는 것을 알 수 있다.
이는 음원 감지부(10)쌍을 비교하여 두 영역중 하나를 추정하는 면이 음원 감지부(10)의 위치에 따라 달라지며 음원 감지부(10)의 위치는 임의적이기 때문이다.
다시 말해서, 음원 감지부(10)쌍으로 인해 생성되는 분리선이 임의적으로 생성되며, 더 작은 영역으로 분리되는 부분이 높은 정확도를 보이게 된다.
결국 음원 감지부(10)의 위치에 따라 정확도가 높은 지역이 결정되며, 음원 감지부(10) 전체에서의 추정 영역 조각은 그룹의 중심부로 갈수록 작아질 확률이 높아진다.
따라서, 생성된 그룹의 중심부로 갈수록 낮은 에러를 가지게 되며, 상기 그룹은 음원(40)을 중심으로 생성되기 때문에 음원(40)의 위치를 더욱 높은 정확도로 파악할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 의하면, 초소형, 저 전력의 무선 음원 감지부를 이용하며, 분산된 알고리즘을 갖게 되므로 높은 확장성을 도모할 뿐만 아니라, 실제 구현이 가능한 효과가 있 다.

Claims (2)

  1. 음원 위치추적시스템에 있어서,
    적어도 2개 이상이 대상 공간에 분산되어 시각 동기화를 실시하고 샘플링을 수행하여 음파 감지시각을 포함하는 음원감지정보를 저장하며, 이를 통해 음원 통제부 선출 완료 후 직접 위치판별 알고리즘을 수행하여 가상행렬을 생성하고 이를 통해 음원 위치 추정 영역을 산출하여 추정한 음원위치 결과를 상기 음원 통제부에 전송하는 음파 감지장치와 센서 네트워크 단말기로 이루어진 음원 감지부와;
    상기 음원 감지부에서 저장되어 전송되는 음파 감지시각을 바탕으로 가장 빠른 감지시각을 갖는 음원 감지부에서 선출되며, 위치판별 알고리즘을 수행하여 가상행렬을 생성하고 이를 통해 음원 위치 추정 영역을 산출하여 최종 음원 위치를 확정하는 음원 통제부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상행렬은 상기 음원 통제부를 중심으로 음원 감지부들과의 연결선에 대한 중점 좌표를 구하고 이 좌표를 포함하는 정사각형 내에 예상되는 음원의 위치를 음파감지정보의 비교에 의한 각 음원 감지부와 음원 통제부의 투표를 통해 영역 차원으로 추정하는 가상의 셀(cell)인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템.
KR2020060005486U 2006-02-28 2006-02-28 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템 KR200416803Y1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR2020060005486U KR200416803Y1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR2020060005486U KR200416803Y1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060019274A Division KR100722799B1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR200416803Y1 true KR200416803Y1 (ko) 2006-05-22

Family

ID=41766265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2020060005486U KR200416803Y1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR200416803Y1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200119565A (ko) * 2019-04-10 2020-10-20 서울대학교산학협력단 음원 추적 시스템 및 방법
WO2022050532A1 (ko) * 2020-09-07 2022-03-10 한국표준과학연구원 인공지능 신경망을 이용한 고해상도 음원지도 취득 및 분석방법 및 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200119565A (ko) * 2019-04-10 2020-10-20 서울대학교산학협력단 음원 추적 시스템 및 방법
KR102180303B1 (ko) 2019-04-10 2020-11-18 서울대학교산학협력단 음원 추적 시스템 및 방법
WO2022050532A1 (ko) * 2020-09-07 2022-03-10 한국표준과학연구원 인공지능 신경망을 이용한 고해상도 음원지도 취득 및 분석방법 및 시스템
KR20220032382A (ko) * 2020-09-07 2022-03-15 한국표준과학연구원 인공지능 신경망을 이용한 고해상도 음원지도 취득 및 분석방법 및 시스템
KR102414021B1 (ko) * 2020-09-07 2022-06-29 한국표준과학연구원 인공지능 신경망을 이용한 고해상도 음원지도 취득 및 분석방법 및 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cobos et al. A survey of sound source localization methods in wireless acoustic sensor networks
Abu-Mahfouz et al. Localised information fusion techniques for location discovery in wireless sensor networks
Nasipuri et al. A directionality based location discovery scheme for wireless sensor networks
Zhang et al. Underwater source localization using TDOA and FDOA measurements with unknown propagation speed and sensor parameter errors
Bergamo et al. Collaborative sensor networking towards real-time acoustical beamforming in free-space and limited reverberance
Merhi et al. A lightweight collaborative fault tolerant target localization system for wireless sensor networks
Bian et al. Design and evaluation of a new localization scheme for underwater acoustic sensor networks
CN105223551A (zh) 一种可穿戴的声源定位跟踪系统及方法
Cai et al. Self-deployable indoor localization with acoustic-enabled IoT devices exploiting participatory sensing
KR100722799B1 (ko) 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템 및 방법
JP2010032320A (ja) 位置検知システム
CN112540347A (zh) 一种声源远近的判断方法、装置、终端设备及存储介质
CN110095755B (zh) 一种声源定位方法
KR200416803Y1 (ko) 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템
Zhou et al. IMLours: Indoor mapping and localization using time-stamped WLAN received signal strength
Fahama et al. An Experimental Comparison of RSSI-Based Indoor Localization Techniques Using ZigBee Technology
Zhang et al. Self-organization of unattended wireless acoustic sensor networks for ground target tracking
Shu et al. Cluster-based Three-dimensional Localization Algorithm for Large Scale Wireless Sensor Networks.
Luo Anti-attack and channel aware target localization in wireless sensor networks deployed in hostile environments
Huseynov et al. Gas-leak localization using distributed ultrasonic sensors
Farmani et al. TDOA-based self-calibration of dual-microphone arrays
You et al. Scalable and low-cost acoustic source localization for wireless sensor networks
CN108810840B (zh) 协作定位中基于efim和距离协作的节点选择方法
Liouane et al. Node Localization in Range-Free 3D-WSNs Using New DV-Hop Algorithm Based Machine Learning Techniques
JP2005241452A (ja) 測角方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
U107 Dual application of utility model
REGI Registration of establishment
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20070423

Year of fee payment: 3

EXTG Extinguishment