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확장형 칼만필터 알고리즘을 활용한 차량 주행에 따른 마찰소음의 총 음압레벨 예측

Estimation of Total Sound Pressure Level for Friction Noise Regarding a Driving Vehicle using the Extended Kalman Filter Algorithm

한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, v.16 no.5 = no.67, 2014년, pp.59 - 66  

김도완 (서울과학기술대학교 건설시스템공학과) ,  한범수 (서울과학기술대학교 건설시스템공학과) ,  문성호 (서울과학기술대학교 건설시스템공학과) ,  안덕순 (한국건설기술연구원)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

PURPOSES : This study is to predict the Sound Pressure Level(SPL) obtained from the Noble Close ProXimity(NCPX) method by using the Extended Kalman Filter Algorithm employing the taylor series and Linear Regression Analysis based on the least square method. The objective of utilizing EKF Algorithm i...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 통계적 오차를 고려한 주행속도에 따른 총 음압레벨을 예측하기 위하여 확장형 칼만필터 알고리즘을 적용하는 것에 목적을 두었으며, 이로 인한 결과와 단순 선형회귀분석의 결과를 비교한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

가설 설정

  • 따라서 측정 시 주행속도의 오차범위를 1km/hr로 제한하였고 오차범위 내에서 차량의 주행속도가 3초 이상 되도록 유지하였으며, 이 시간 내의 디지털신호에 대하여 주파수 분석을 실시하였다. 결국, 측정시 주행속도의 1km/hr의 오차범위 내에서 정속을 3초간 유지했다는 가정을 적용하였다.
  • 2013)에서 엔진소음을 포함하는 차량의 외부소음은 마찰소음 자체에 크게 영향을 미치지 못하는 것으로 판단하였다. 따라서 이로 인한 영향은 없다고 가정하였다.
  • 정확한 마찰소음을 측정하기 위해, 노면의 포장상태 뿐만 아니라 실제 노면위의 영향을 고려하여 측정 전 시험구간의 상태(이물질 및 파손 등)를 확인하고, 청결상태를 유지하였다. 이로써 노면의 상태는 각 도로 특성에 맞는 상태가 선형적으로 유지된다는 가정을 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Digital Sound LevelMeter 방법의 장단점은? 여기서, DSLM방법은 다른 방법에 비하여 가장 간단하게 소음을 측정할 수 있는 방법으로 주파수 분석을 수행하지 않고 빠르게 소음을 측정할 수 있다는 장점이 있지만, 정확한 주파수 별 음향의 특성을 판단하는데 어려움이 있다는 단점을 갖는다. Pass-by 방법을 이용하여 차량의 주행에 따른 소음을 측정할 때 이를 포함한 다른 주변잡음을 함께 받아들이기 때문에 실제 차량주행소음을 이 결과로 부터 계산하는 경우, 주파수 별 음향의 중첩을 고려하여야 한다.
표면마이크로폰이란? NCPX 계측방법을 통하여 타이어와 포장노면사이에서 발생하는 소음을 측정하기 위해 표면마이크로폰을 타이어에서 인접한 특정위치에 설치하게 된다. 표면마이크로폰은 다른 마이크로폰과는 다르게 곧은 면에 설치하기 위해 제작되어진 마이크로폰이다. 본 연구에서 사용한 표면마이크로폰은 Bru¨el & Kjær사의 B&K 4949종이며, 이 마이크로폰은 표면에 발생하는 압력을 측정하기 위하여 개발되어진 특수 마이크로폰이다.
차량이 주행하면서 발생하는 소음을 측정하는 방법에는 어떤 것들이 있는가? 차량이 주행하면서 발생하는 소음은 특정높이 및 거리에 마이크로폰을 설치하여 측정하는 Pass-by 방법, 차량의 주행방향과 수직으로 미터기를 측정자의 몸에서 0.5m 이상 떨어지게 하여 디지털소음레벨측정기를 이용하여 소음을 측정하는 DSLM(Digital Sound LevelMeter)방법, 타이어 전면의 휀더 패널(Fender Panel) 에 표면마이크로폰을 설치하여 타이어와 도로면 사이에서 발생하는 마찰소음을 주로 측정하는 NCPX(Noble Close ProXimity) 방법이 있다.
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참고문헌 (12)

  1. Bongkoo, Han, Dowan, Kim, Sungho, Mun, and Hayeon, Kim. (2013) "A study of Eliminating the Vehicle Noise of Engine RPM from the Friction Noise between Tire and Road Pavement by Using a NCPX method". Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol. 15, No. 4. pp. 31-42. 

  2. Dowan, Kim, Deoksoon, An and Sungho, Mun. (2013) "A study on Development of a Prediction Model for the Sound Pressure Level Related to Vehicle Velocity by Measuring NCPX Measurement". Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol. 15, No. 4. pp. 21-29. 

  3. Dowan, Kim, Yeongsun, Jang and Sungho, Mun. (2013) "A Study on the Vibration Decibel Related to the Shape of Rumble Strip Located on the Highway Tollgate". Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol. 15, No. 6. pp. 93-101. 

  4. Dowan, Kim, Sooahn, Kwon, Yoonshin, Bae and Sungho, Mun. (2013) "An Analysis of the Asphalt/Concrete Roads Noise in Seoul". Journal of the Seoul Institute, Vol. 14, No. 2. pp. 193-209. 

  5. Dowan, Kim, Sungho, Mun, Deoksoon, An and Hyeonjang, Son. (2013) "A study on Development of the Prediction Model Related to the Sound Pressure in Terms of Frequencies, Using the Pass-by and NCPX Method". Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol. 15, No. 6. pp. 79-91. 

  6. Mun, S., and Cho, D-S and Choi T-M. (2007) "Influence of pavement surface noise : Korea Highway Corporation test road". Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 34. pp. 809-816. 

  7. Mun, S., and Cho, D-S. (2008) "Development of a highway traffic noise prediction model that considers various road surface types". Applied Acoustics, Vol. 69. pp. 1120-1128. 

  8. Mun, S., and Cho, D-S. (2008) "Determination of the sound power levels emitted by various vehicles using a novel testing method". Applied Acoustics, Vol. 69. pp. 185-195. 

  9. Mun, S., and Cho, D-S. (2009) "Noise measuring technique and field evaluation based on the effects of vehicles and pavement types". Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 36. pp. 1816-1824. 

  10. Sungho, Mun, Kwang-ho, Lee, Dae-Seung, Cho, (2011) "Software Developmet of the Traffic Noise Prediction Based on the Frictional Interaction between Pavement Surface and Tire". Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol. 13, No. 2. pp. 67-75. 

  11. Sangyum, Lee, Junghoon, Jin, Sungho, Mun, Hak-Ryong, Moon. (2012) "Study on the Noise Characteristics of Bridge Deck Pavements in Seoul Inner Ring Road". Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol. 14, No. 2. pp. 19-28. 

  12. Sangyum, Lee, In-Tae, Kim, Sungho, Mun, Sooahn, Kwon. (2012) "Study on the Functional Evaluation of Permeable Asphalt Concrete Pavement in Seoul City". Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol. 14, No. 3. pp. 33-39. 

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