자체발성음의 도달지연시간차 기반 상향 실내음향측위시스템 설계 A Design for Uplink Indoor Acoustic Positioning System based on Time-Difference-of-Arrival of Self-Generating Sounds원문보기
본 논문에서는 상향 실내음향측위를 위한 자체발성음으로서 휘파람소리, 손가락딱소리, 박수소리의 시간 및 주파수영역, 상관 및 전력스펙트럼밀도, 최대지연시간, 최대주파수, 대역폭 분석을 통해 여러 자체발성음의 측위음원으로서의 적합성을 판단한다. 그리고 자체발성음의 도달지연시간차에 기반을 둔 실내측위시스템을 설계하고 그 성능을 평가한다. 자체발성음 분석과 측위성능평가를 위해 여성과 남성 각 50명씩, 총 100명의 자체발성음 데이터베이스를 구축해 활용하였다.
본 논문에서는 상향 실내음향측위를 위한 자체발성음으로서 휘파람소리, 손가락딱소리, 박수소리의 시간 및 주파수영역, 상관 및 전력스펙트럼밀도, 최대지연시간, 최대주파수, 대역폭 분석을 통해 여러 자체발성음의 측위음원으로서의 적합성을 판단한다. 그리고 자체발성음의 도달지연시간차에 기반을 둔 실내측위시스템을 설계하고 그 성능을 평가한다. 자체발성음 분석과 측위성능평가를 위해 여성과 남성 각 50명씩, 총 100명의 자체발성음 데이터베이스를 구축해 활용하였다.
An uplink indoor positioning system is proposed in the present work, where the acoustic signals are solely used for positioning. The underlying acoustic signals include whistle, finger snap, and hands-clapping. In the proposed method, positioning is achieved by finding the time-difference-of-arrival...
An uplink indoor positioning system is proposed in the present work, where the acoustic signals are solely used for positioning. The underlying acoustic signals include whistle, finger snap, and hands-clapping. In the proposed method, positioning is achieved by finding the time-difference-of-arrivals using several self-generating sounds. To evaluate the feasibility of the signals and their positioning accuracies, the database of 100 persons about self-generating acoustic signals is built up. The results show that the hands-clapping sound is the most suitable for acoustic-based indoor positioning.
An uplink indoor positioning system is proposed in the present work, where the acoustic signals are solely used for positioning. The underlying acoustic signals include whistle, finger snap, and hands-clapping. In the proposed method, positioning is achieved by finding the time-difference-of-arrivals using several self-generating sounds. To evaluate the feasibility of the signals and their positioning accuracies, the database of 100 persons about self-generating acoustic signals is built up. The results show that the hands-clapping sound is the most suitable for acoustic-based indoor positioning.
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문제 정의
등이 있다. 본 논문에서는 여러 자체 발성음을 분석하고 이 가운데 적합한 자체발성음을 선택한다. 그리고 선택한 자체발성음을 사용하는 상향실내측위시스템을 구성하고 그 성능을 평가한다.
그리고 선택한 자체발성음을 사용하는 상향실내측위시스템을 구성하고 그 성능을 평가한다. 본 논문에서는 여성과 남성 각각 50명, 총 100명의 자체 발성음 데이터베이스를 구축하여 자체발성음의 분석 및 그 측위성능을 평가했다.
본 논문에서는 자체발성음의 측위가능성 및 그성능을 보였다. 향후에는 본 결과를 공간뒤틀림 보정, 상호간섭 제거, 음상위치 제어 등에 활용한 연구를 진행할 예정이다
본 논문에서는 자체발성음의 측위성능평가를 위해 그림 17처럼 상향 실내음향측위시스템을 설계하였다. 자체발성음의 발생은 방사전력을 일정하기 위해 미리 무반향실에서 녹음한 소리를 MP3 재생기로 재생하였다.
제안 방법
본 논문에서는 여러 자체 발성음을 분석하고 이 가운데 적합한 자체발성음을 선택한다. 그리고 선택한 자체발성음을 사용하는 상향실내측위시스템을 구성하고 그 성능을 평가한다. 본 논문에서는 여성과 남성 각각 50명, 총 100명의 자체 발성음 데이터베이스를 구축하여 자체발성음의 분석 및 그 측위성능을 평가했다.
본 논문에서는 상향 실내측위를 위한 자체발성음으로 휘파람소리, 손가락딱소리, 박수소리를 고려했다. 모든 자체발성음의 시간, 주파수, 상관, 전력스펙트럼밀도와 그 통계적 특성의 분석과 그 측위성능평가 결과, 박수소리, 특히 A형의 박수소리가 실내측위에 가장 적합한 자체발성음임을 확인하였다.
본 논문에서는 자체발성음을 조금 더 자세히 분석하기 위해 자체발성음 데이터베이스의 음원을 활용해 박수소리, 손가락딱소리, 휘파람소리의 초과지연시간, 최대주파수, 대역폭을 분석하였다. 초과지연시간은 문턱 값을 초과하는 시점부터 미달되는 종점까지의 시간간격이고 대역폭은 최대주파수를 기준으로 -3dB가 되는 주파수 폭으로 측정하였다.
최종적인 음향신호는 피측점에 위치한 전방향 스피커를 이용해 발생시켰다. 음향의 동시녹음을 가로*세로X높이가 2.02mx2.08mx0.80m인 직육면체 각 꼭짓점을 측점으로 모두 8개의 마이크를 설치하였으며邕 이를 음향녹음전용장비를 사용해 동시에 (지연시간 10us이내) 녹음하였다. 측 위 결과는 녹음 후에 오프라인 처리를 통해 도출하였다.
071!?이내일 확률, 즉, 평균자승측위오차가 o.Mn? 일 때의 누적분포함수 값을 각 자체발성음의 측위성능으로 평가한다.
40m인 반향이 있는 일반공간에서 실험을 진행하였다. 차제발생음의 도달지연시간차를 측정하기 위해 오경보확률을 10-8로 설정한 에너지검파기를 사용했다. 측위를 위한 방법은 [기의 최소/}승기반 도달지 연시간차 측위기법을 사용했다.
초과지연시간은 문턱 값을 초과하는 시점부터 미달되는 종점까지의 시간간격이고 대역폭은 최대주파수를 기준으로 -3dB가 되는 주파수 폭으로 측정하였다. 그결과는 그림 12에서 그림 16과 같다.
80m인 직육면체 각 꼭짓점을 측점으로 모두 8개의 마이크를 설치하였으며邕 이를 음향녹음전용장비를 사용해 동시에 (지연시간 10us이내) 녹음하였다. 측 위 결과는 녹음 후에 오프라인 처리를 통해 도출하였다. 각 측위결과 도출을 위해 자체발성음은 모두 1, 000 회 발생했으며, 그림 18처럼 반향과 잔향이 없는 무향 공간과 가로X세로X높이가 약 4.
대상 데이터
측 위 결과는 녹음 후에 오프라인 처리를 통해 도출하였다. 각 측위결과 도출을 위해 자체발성음은 모두 1, 000 회 발생했으며, 그림 18처럼 반향과 잔향이 없는 무향 공간과 가로X세로X높이가 약 4.00mx8.00mx 2.40m인 반향이 있는 일반공간에서 실험을 진행하였다. 차제발생음의 도달지연시간차를 측정하기 위해 오경보확률을 10-8로 설정한 에너지검파기를 사용했다.
본 논문에서는 자체발성음의 분석 및 측위성능평가를 위해 여성 및 남성 각 50명, 모두 100명의 자체발성음 생성조사 및 그 데이터베이스를 구축하였다 자체발성음의 녹음은 무반향실에서 진행하였다자체발성음 생성조사 결과는 표 1과 같다. 표 1에서 박수소리는 3가지 형태를 모두 포함한다.
이론/모형
차제발생음의 도달지연시간차를 측정하기 위해 오경보확률을 10-8로 설정한 에너지검파기를 사용했다. 측위를 위한 방법은 [기의 최소/}승기반 도달지 연시간차 측위기법을 사용했다. 무반향실에서 각 음원의 측위결과는 그림 19와 그림 20처럼, 일반공간에서는 그림 21처럼 나타났다.
성능/효과
모든 자체발성음의 시간, 주파수, 상관, 전력스펙트럼밀도와 그 통계적 특성의 분석과 그 측위성능평가 결과, 박수소리, 특히 A형의 박수소리가 실내측위에 가장 적합한 자체발성음임을 확인하였다.
대역폭은 그림 12(c)처럼 A형 박수소리가 제일 넓고 그림 16(c)처럼 휘파람소리가 제일 좁다. 이상의 분석으로부터 A형 박수소리가 자체발성음을사용한 측위음원으로서 가장 적합함을 알 수 있다.
표 1에서 박수소리는 3가지 형태를 모두 포함한다. 조사결과 박수소리는 성별에 관계없이 누구나 낼 수 있는소리임을 확인할 수 있었다. 그러나 휘파람소리와손가락딱소리는 약 절반 정도만 낼 수 있었고, 특히성별에 따라 그 편차가 심하게 나타났다.
후속연구
보였다. 향후에는 본 결과를 공간뒤틀림 보정, 상호간섭 제거, 음상위치 제어 등에 활용한 연구를 진행할 예정이다
참고문헌 (11)
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