초록 ▼

* 연구 수행을 통해 도출한 연구 성과 : 논문 8편, 특허 1건 *
① 스플릿 스펙트럼을 이용한 자동차 타이어 손상 검출에 관한 연구 [전재석 외 2명]
주행 중인 자동차 타이어의 손상을 검출하기 위해 타이어에서 발생하는 초음파 신호에 대한 스플릿 스펙트럼 처리 알고리즘을 연구하였다. 스플릿
스펙트럼의 최대값을 추정하는 알고리즘을 사용하여 정상적인 타이어와 손상 물질에 의해 손상된 타이어에 대한 처리 결과를 비교하였다. 자기상관 함수를 이용한 결과, 실험에 사용된 손상된 타이어에서는 주행속도 50km/h 일 때 1

* 연구 수행을 통해 도출한 연구 성과 : 논문 8편, 특허 1건 *
① 스플릿 스펙트럼을 이용한 자동차 타이어 손상 검출에 관한 연구 [전재석 외 2명]
주행 중인 자동차 타이어의 손상을 검출하기 위해 타이어에서 발생하는 초음파 신호에 대한 스플릿 스펙트럼 처리 알고리즘을 연구하였다. 스플릿
스펙트럼의 최대값을 추정하는 알고리즘을 사용하여 정상적인 타이어와 손상 물질에 의해 손상된 타이어에 대한 처리 결과를 비교하였다. 자기상관 함수를 이용한 결과, 실험에 사용된 손상된 타이어에서는 주행속도 50km/h 일 때 162.9ms, 100km/h 일 때 84.81ms 주기로 손상 특이점을 검출 할 수 있었으며, 이에 의해 자동차 주행속도에 따른 손상 특징 점의 주기성을 이용하여 손상 물질에 의한 타이어의 손상 판단이 가능하였다.
② 타이어에서 발생하는 초음파 신호의 주기성 검출에 의한 손상 분별 [오영달 외 1명]
차량 주행 중에 타이어에서 발생하는 초음파를 이용하여 손상 물질에 의한 타이어의 손상을 검출하는 방법에 대해 연구하였다. 손상이 있는 타이어
는 회전 주기성이 있는 초음파 신호가 발생하므로 주기성을 검출하기 위해 포락선 검출 전처리 과정을 거친 후 자기상관함수를 사용하였다. 실험에
서는 손상된 타이어의 1회전 시간과 자기상관함수를 이용해 구한 주기가 같은 것으로 나타났다. 이로 인해 타이어의 손상 유무를 분별할 수 있는 결과를 도출하였다.
③ 주행 중 타이어 손상에 의해 발생하는 초음파 포락선 신호의 펄스 간격 시간밀도함수에 의한 손상 분별 [신성근 외 1명]
주행 중인 차량의 타이어에서 발생하는 초음파 신호의 포락선에서 손상 물질에 의한 특징 신호의 주기를 검출하여 타이어 손상을 분별하는 방법을
연구하였다. 손상된 타이어는 주행 시 회전에 의해 주기성을 갖는 신호를 발생하기 때문에 이를 펄스화하고 펄스 간의 시간 간격을 밀도함수로 나타내어 우성 주기를 검출하였다. 펄스화하기 위한 임계값은 포락선 신호를 이동평균필터 처리하여 결정하였다. 손상물질이 한 개이고, 주행속도가
약 50km/h, 80km/h일 때, 시간밀도함수의 결과는 제 1 피크시간이 156ms, 102ms로 주행속도에 따라 계산한 타이어의 회전주기와 일치하였고, 한 개 이상의 손상물질의 경우에는 각 피크시간의 합이 타이어의 회전주기와 동일한 결과를 얻을 수 있었다.
④ 자동차 타이어 손상에 의한 초음파 신호 주기 측정에 관한 연구 [박정임 외 2명]
본 논문에서는 주행 중 타이어와 노면이 마찰하면서 발생하는 초음파 신호에서 이물질로 인해 야기되는 우성주기를 검출하여 타이어 손상 유무를
판별하는 알고리즘에 대해 연구하였다. 손상된 타이어에서 획득한 초음파 신호의 포락선에 대해 전력스펙트럼을 산출하고 통계적 처리에 의한 임계 값을 설정함으로써 우성주기를 판별하는 알고리즘을 제안하였다. 모의실험 결과, 시속 80km/h로 주행 시 초음파 신호의 포락선에 대해 전력스펙트럼의 피크주기 97.6ms에 비해 제안된 알고리즘의 우성주기는 100ms로서 포락선 피크의 평균주기 101.24ms를 기준으로 하였을 때 더 정확한 주기 측정 결과를 보였다.
⑤ 적응 등화를 위한 ISCA와 MSCA 알고리즘의 성능 비교 [임승각 외 1명]
본 논문에서는 디지털 전송시 시분산 통신 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 최소화시키기 위한 블라인드 등화 알고리즘인 ISCA (Improved
Square Contour Algorithm)과 MSCA (Modified Square Contour Algorithm)의 성능을 비교하였다. 송신 신호는 통신 채널에서 진폭과 위상 전달 특성의 비선형성으로 인하여 대역 제한 및 시분산되어 수신될 것이므로 수신측에서 적응 등화기를 사용하여 찌그러짐을 보상한 후 검출기를 통과시켜 "1"과 "0"을 판정하게 된다. 이때 수신기에서 사용되는 적응 등화기의 알고리즘에서는 Constellation Dependent Constant가 매우 중요한 역할을 하며, 이의 계산을 위하여 ISCA와 MSCA에서는 2차 통계치만 이용하였다. 다른 알고리즘에 비해 비교적 간단한 연산으로 이들 2 가지의 전달 특성을 동시에 보상할 수 있는 알고리즘인 ISCA와 MSCA는 존의 SCA (Square Contour Algorithm) 알고리즘 성능을 더욱 개선시킨 것으로 이들의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 이를 위하여 복원 성상도, 잔류 isi양 및 MSE를 사용하였으며, 성능의 비교 결과 모든 비교 지수에서 ISCA 알고리즘이 MSCA 알고리즘보다 우월함을 확인하였다. 그러나 등화 알고리즘이 정상 상태에서는 MSCA의 CME항에 의하여 성능의 미소 변화량이 ISCA 보다 적어져서 높은 안정성을 얻을 수 있었다.
⑥ 16-QAM 신호에 대한 MMA와 CCA 적응 등화기 성능 비교 [강대수]
본 논문은 시 분산 통신 채널에서 부호간 간섭을 수신측에서 경감시키기 위하여 사용되는 MMA (Multi Modulus Algorithm)과 CCA (Compact
Constellation Algorithm) 적응 등화기의 성능을 비교하였다. 이들 알고리즘은 기본적으로 CMA등화기의 위상 미복원 문제를 해결하기 위하여 등장 하였으며, MMA는 CMA의 비용 함수에서 실수부와 허수부를 1차원으로 조합한 형태인 반면 CCA는 결정 장치의 출력을 고려한 통계적 신호점을 이용하여 실수부와 허수부를 1차원으로 조합한 새로운 형태의 비용 함수를 적용한다. 성능의 비교를 위하여 이들 두가지 적응 등화 알고리즘을 구현한 후 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 잔류 isi 특성과 최대 찌그러짐 특성 곡선에 의한 수렴 특성, MSE 및 주어진 채널
의 신호대 잡음비에서 SER (Symbol Error Rate) 을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 잔류 isi와 최대 찌그러짐, SER에서는 CCA가 우월하고 MSE에
서는 MMA가 우월함을 알 수 있어서 신호대 잡음비가 열악한 환경에서는 CCA 알고리즘이 좋은 성능을 얻을 수 있다.
⑦ 타이어 손상에 의해 반복적으로 발생하는 랜덤성 초음파 신호의 주기검출 [정선용 외 1명]
주행 중인 자동차의 타이어와 노면이 마찰하면서 반복적으로 발생하는 랜덤성 초음파 신호에 대하여 타이어의 손상을 검출하는 방법에 대해 연구하
였다. 먼저 단구간 에너지 함수를 도입한 전처리 과정을 통해 랜덤성질을 감소시키고, 랜덤성질의 정규화 표현으로 코히어런스 함수의 평균값을 사
용하였다. 코히어런스 임계값을 사용하여 신호의 우성주기를 결정할 수 있는가에 대한 처리한계를 분석하였고, 전력스펙트럼의 최댓값에 대해-3dB 임계값을 설정함으로써 우성주기를 판별하는 알고리즘을 제안하였다.
⑧ QAM 신호에대한 MMA와 S-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 비교 [강대수 외 1명]
본 논문에서는 시분산 채널에서 발생되는 진폭과 위상 찌그러짐을 동시에 보상할 수 있는 적응 등화 알고리즘인 MMA (Multiple Modulus Algorithm)와 S-MMA (Sliced-MMA)의 성능을 비교하였다. 기존 CMA 알고리즘은 진폭만을 복원하며 위상의 복원이 불가능하므로 이를 위해 별
도의 부가 회로가 필요케 되는 단점을 극복하기 위해 MMA 알고리즘에서는 개선된 비용 함수를 적용하였다. MMA 알고리즘에서는 탭 계수의 갱신
을 위해 dispersion constant를 이용한 오차를 표현하고, S-MMA에서는 결정 장치의 출력 (Sliced-Symbol)을 고려한 dispersion constant를 이용한 오차를 표현하게 되어, 이와 같은 오차 신호의 차이로 인하여 적응 등화 알고리즘은 서로 상이한 성능을 갖게 된다. 논문에서 QAM 신호의 차수를 16과 64로 한 후 동일 채널을 통과하여 신호를 수신할 때 이들 적응 등화 알고리즘의 성능을 나타내는 지수로 복원 성상도, 잔류 isi, MD 및
SER을 적용하여 비교한다. 시뮬레이션 결과 S-MMA가 QAM의 차수가 높을수록 MMA보다 SER 성능이 개선으로 Roburstness가 개선됨을 확인하였다.
⑨ 타이어에서 발생하는 초음파 신호의 주기성 검출에 의한 타이어 손상 분별시스템 및 그 방법 [특허]
- 출원번호 : 1020100140201 (2010.12.31) - 공개번호 : 1020120078039 (2012.07.10) - 등록번호 : 101202599 (2012.11.13)

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7