[논문]양상태 소나에서의 자세각과 양상태각에 따른 표적 식별 정확도 비교

추연성; 변성훈; 추영민; 최기융

doi:10.7776/ask.2021.40.4.330

초록
AI-Helper

양상태 능동 소나에서 수중 표적의 산란 강도는 사용된 신호의 주파수, 표적과 음원사이의 각도를 의미하는 자세각, 표적과 수신기 사이의 각도를 나타내는 양상태각 등의 운용 변수에 따라 다르게 나타난다. 따라서 양상태 소나의 표적 탐지 및 식별 성능은 소나 운용 과정에서 표적, 음원, 그리고 수신기의 위치를 어떻게 변화시키느냐에 따라 그 성능이 달라질 수 있다. 본 연구에서는 양상태 소나 운용 시 자세각을 변화시키는 경우와 양상태각을 변화시키는 경우의 표적 식별 성능을 비교하여 어떤 변수를 변화시키는 것이 유리한지 평가하였다. 속이 비어있는 구와 실린더를 식별하는 시나리오를 가정하였으며, 유한요소법 기반의 음향 산란 시뮬레이션을 이용하여, 서포트 벡터 머신으로 두 표적을 분류하고 정확도를 비교하는 방법으로 성능을 비교하였다. 표적의 산란 신호만을 고려하기 위하여, 해저면 잔향의 효과는 고려하지 않았다. 비교 결과, 자세각을 고정한 상태에서 주파수와 양상태각으로 정의되는 산란 강도를 이용하는 것이 우수한 평균 분류 정확도를 보여주었으며, 이는 양상태 소나를 이용하여 구와 실린더를 식별하고자 하는 경우, 음원의 위치를 고정시킨 상태에서 수신기를 이동하여 양상태각을 변화시키는 것이 표적 식별에 더 효과적임을 보여준다.

Abstract ▼ AI-Helper

In bistatic sonar operation, the scattering strength of a sonar target is characterized by the probe signal frequency, the aspect angle and the bistatic angle. Therefore, the target detection and identification performance of the bistatic sonar may vary depending on how the positions of the target, ...

In bistatic sonar operation, the scattering strength of a sonar target is characterized by the probe signal frequency, the aspect angle and the bistatic angle. Therefore, the target detection and identification performance of the bistatic sonar may vary depending on how the positions of the target, sound source, and receiver are changed during sonar operation. In this study, it was evaluated which variable is advantageous to change by comparing the target identification performance between the case of changing the aspect angle and the case of changing the bistatic angle during the operation. A scenario of identifying a hollow sphere and a cylinder was assumed, and performance was compared by classifying two targets with a support vector machine and comparing their accuracy using a finite element method-based acoustic scattering simulation. As a result of comparison, using the scattering strength defined by the frequency and the bistatic angle with the aspect angle fixed showed superior average classification accuracy. It means that moving the receiver to change the bistatic angle is more effective than moving the sound source to change the aspect angle for target identification.

Keyword

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. (Color available online) Coordinate of aspect angle and bistatic angle.
그림 Fig. 2. (Color available online) Target geometry in COMSOL (a) sphere (b) cylinder.
표 Table 1. Target size.
그림 Fig. 3. (Color available online) (a) sensor arrangement for bistatic angle 180 degree and aspect angle-frequency scattering strength for (b) sphere (c) cylinder and (d) sensor arrangement for bistatic angle 80 degree and aspect angle-frequency scattering strength for (e) sphere (f) cylinder.
그림 Fig. 4. (Color available online) (a) sensor arrangement for aspect angle 40 degree and bistatic angle-frequency scattering strength for (b) sphere (c) cylinder.
그림 Fig. 5. (Color available online) Aspect angle-bistatic angle scattering strength for 10 kHz (a) sphere (b) cylinder.
그림 Fig. 6. (Color available online) Data preprocessing diagram.
그림 Fig. 7. (Color available online) Sphere and cylinder classification accuracy using (a) aspect angle-frequency scattering strength, average accuracy is 0.957 (b) bistatic angle-frequency scattering strength, average accuracy is 0.967 (c) aspect angle-bistatic angle scattering strength, average accuracy is 0.908.

참고문헌 (9)

D. S. Plotnick, P. L. Marston, K. L. Williams, and A. L. Espana, "High frequency backscattering by a solid cylinder with axis tilted relative to a nearby horizontal surface," J. Acoust. Soc. Am. 137, 470-480 (2015).

상세보기
H. Jia, X. Li, and X. Meng, "Rigid and elastic acoustic scattering signal separation for underwater target," J. Acoust. Soc. Am. 142, 653-665 (2017).

상세보기
J. A. Bucaro, H. Simpson, L. Kraus, L. R. Dragonette, T. Yoder, and B. H. Houston, "Bistatic scattering from submerged unexploded ordnance lying on a sediment," J. Acoust. Soc. Am. 126, 2315-2323 (2009).

상세보기
S. Dey, A. Sarkissian, H. Simpson, B. H. Houston, F. A. Bulat, L. Kraus, M. Saniga, and J. A. Bucaro, "Structural-acoustic modeling for three-dimensional freefield and littoral environments with verification and validation," J. Acoust. Soc. Am. 129, 2979-2990 (2011).

상세보기
Z. J. Waters, H. J. Simpson, A. Sarkissian, S. Dey, B. H. Houston, J. A. Bucaro, and T. J. Yoder, "Bistatic, above-critical angle scattering measurements of fully buried unexploded ordnance (UXO) and clutter," J. Acoust. Soc. Am. 132, 3076-3085 (2012).

상세보기
E. M. Fischell and H. Schmidt, "Multistatic acoustic characterization of seabed targets," J. Acoust. Soc. Am. 142, 1587-1596 (2017).

상세보기
M. Zampolli, A. Tesei, and F. B. Jensen, "A computationally efficient finite element model with perfectly matched layers applied to scattering from axially symmetric objects," J. Acoust. Soc. Am. 122, 1472-1485 (2007).

상세보기
K. Lee, S. H. Byun, and S. M. Kim, "Acoustic scattering of an obliquely incident acoustic field by a finite elastic cylindrical shell" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 38, 511-521 (2019).
H. Niu, E. Reeves, and P. Gerstoft, "Source localization in an ocean waveguide using supervised machine learning," J. Acoust. Soc. Am. 142, 1176-1188 (2017).

상세보기

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 양상태 소나에서의 자세각과 양상태각에 따른 표적 식별 정확도 비교
Comparison of target classification accuracy according to the aspect angle and the bistatic angle in bistatic sonar 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

표/그림 (8)

표/그림 (8)

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 양상태 소나에서의 자세각과 양상태각에 따른 표적 식별 정확도 비교 Comparison of target classification accuracy according to the aspect angle and the bistatic angle in bistatic sonar 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

표/그림 (8) 모든 표/그림 보기

표/그림 (8) 슬라이드로 보기

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

변성훈 (14)

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문 더보기

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 양상태 소나에서의 자세각과 양상태각에 따른 표적 식별 정확도 비교
Comparison of target classification accuracy according to the aspect angle and the bistatic angle in bistatic sonar 원문보기

초록
AI-Helper

표/그림 (8)

표/그림 (8)

활용도 Top5 논문