[보고서]다중입출력 배열 및 해양 정보를 이용하는 장거리 수중음향 음원/표적 탐지 핵심 기술 개발

변성훈

다중입출력 배열 및 해양 정보를 이용하는 장거리 수중음향 음원/표적 탐지 핵심 기술 개발
Research Planning for Long-Range Underwater Acoustic Source/Target Detection using Multi-Input, Multi-Output Array and Ocean Environmental Information 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	한국해양과학기술원 Korea Institute of Ocean Science ＆ Technology
연구책임자	변성훈
참여연구자	김시문 , 박철수 , 최영철 , 이종무 , 김기훈
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2016-11
과제시작연도	2016
주관부처	해양수산부 Ministry of Oceans and Fisheries
등록번호	TRKO201800014311
과제고유번호	1525006322
사업명	선박해양플랜트연구소연구운영비지원
DB 구축일자	2018-06-02
키워드	기획연구.수중음향.수중 원격 탐사.배열 신호 처리.다중입출력.해양 정보.음원 탐지.표적 탐지.Research planning.underwater acoustics.underwater remote sensing.array signal processing.multi-input multi-output.ocean information.source detection.target detection.

초록 ▼

- 장거리 수중음향 원격 탐사 기술 개발을 위한 기획 연구 수행
- 수중음향 원격 탐사 기술과 관련된 국내외 이슈 및 정책 동향과 연구 개발 동향 분석
- 빔형성과 수동 소나, 다중입출력, 벡터 센서, 배경 잡음 맵핑 및 자체 소음 측정, 배열 센서 플랫폼 등에 대한 국내외 기술 개발 현황 조사
- 핵심 기술을 분석하고, 향후 연구 개발을 위한 기술개발 로드맵 제시
- 각 기술별 세부기술 분석 및 기술개발 로드맵, 추진 체계, 추진 일정 수립
- 제안요구서 (과제명, 연구목표 및 내용, 예산) 제시

목차 Contents

표지 ... 1
제출문 ... 2
보고서 초록 ... 3
요약문 ... 4
목차 ... 6
I. 개요 ... 8
1. 연구개발의 배경 ... 8
2. 연구개발의 필요성 ... 8
2.1 기술적 측면 ... 8
2.2 경제·산업적 측면 ... 9
2.3 사회·문화적 측면(공공성 포함) ... 9
II. 국내외 주요 현황 및 전망 ... 11
1. 국내외 이슈 및 정책 동향 ... 11
2. 산업시장 현황 및 전망 ... 13
2.1 멀티빔 소나 ... 13
2.2 수중위치추적시스템 ... 15
2.3 벡터센서 ... 16
3. 연구개발 동향 및 전망 ... 18
3.1 논문 동향 분석 ... 18
3.2 특허 동향 분석 ... 38
3.3 R&D 동향 분석 ... 38
3.4 연구개발 전망 ... 45
III. 연구과제 기획 ... 47
1. 연구목표 및 내용 ... 47
1.1 연구 목표 ... 47
1.2 연구 내용 ... 47
2. 세부 기술 분석 ... 48
2.1 빔형성 및 수동 소나 ... 48
2.2 다중입출력 배열 신호처리 ... 49
2.3 벡터센서를 이용한 음원 위치 추정 기술 ... 50
2.4 배경 잡음 맵핑 및 자체 소음 측정 기술 개발 ... 51
2.5 배열 플랫폼 ... 53
3. 기술로드맵 ... 53
4. 핵심과제 도출 및 핵심과제별 연구목표 ... 56
5. 연구개발 추진의 타당성 ... 58
5.1 기술적 타당성 분석 ... 58
5.2 정책적 타당성 분석 ... 59
5.3 경제적 타당성 분석 ... 59
5.4 주요사업 추진의 타당성 ... 60
6. 선행연구와의 연계성 및 차별성 ... 60
IV. 핵심과제별 연구추진 계획 ... 61
1. 장거리 수중음향 원격 탐사 핵심 기술 ... 61
1.1 RFP ... 61
1.2 기술의 정의 ... 61
1.3 연구의 필요성 ... 62
1.4 연구개발 목표 및 성과물 ... 63
1.5 연구내용 및 연구범위 ... 65
V. 기대효과 및 활용계획 ... 67
1. 기대효과 ... 67
2. 활용계획 ... 68
VI. 참고문헌 ... 69
끝페이지 ... 75

표/그림 (64)

표 Energy accumulation in ZJ (1 ZJ = 1021 J) by different parts of the Earth’s climate system relative to 1971 for the period 1971-2010 where measurements available.
표 Corals cooled by rising seas
표 Examples of acoustic tools for studying marine ecosystem
표 Bistatic sonar with UUV-based pingers
표 News article on North Korea’s SLBM launching
표 Operational depth of Kongsberg multibeam systems.
표 Specification of Kongsberg multibeam systems.
표 Teledyne RESON Seabat systems.
표 Forward looking sonar by SonarTech (Korea), Model: FLS-HS45, Available frequency bands are 33 kHz (low-frequency mode) or 200 kHz (high-frequency mode).
표 Photo of Hydroflown
표 Specifications of Hydroflown
표 Photo of vector sensors from HZSonic
표 Specifications of HZSonic vector sensors
표 Conceptural drawing of an element of vector hydrophone
표 Specifications of BII vector sensors
표 Long-range detection of fish shoals by acoustic remote sensing
표 Long-range acoustic imaging
표 News article on CMRE real-time bistatic sonar demonstration
표 Range estimation using waveguide invariant
표 Concept and acoustic transducer array of the ambient noise imaging camera developed by National University of Singapore (NUS)
표 Ambient noise imaging using acoustic lens
표 Multi-vehicle operation mission, where a fixed source insonifies a target field while multiple AUVs sample the bistatic scattering fields around various targets
표 MIT AUV Unicorn with 16-element nose array
표 Deployment configuration for the two broadband mid-frequency active acoustic systems. When used in the same experiment, the two systems are deployed in sequence from the same vessel
표 Broadband active acoustics system used for long-range horizontal-looking detection of fish
표 Sensing deep-ocean temperatures using long-range acoustic remote sensing
표 Special session program at ASK 2016 Fall meeting
표 Drawing of towed array module. The towed array cable attaches to the far right.
표 Acoustic bearings of sperm whale clicks measured overa a 5-h period on July 21, 2008.
표 (a) Cardioid beam pattern (b) Map of relative locations of drilling site, DASARs, and whale signals
표 Example of DASAR noise cancellation of industrial activity (a) Spectrogram of conventional hydrophone output (b) Spectrogram of DASAR sensor output (c) Power spectral densities
표 Developed acoustic system (a) overview of the acoustic system (b) principle of the direction calculation (c) localization geometry using the designed acoustic system
표 Examples of improved vector sensor array processing
표 Source localization (a) incoherent (b) coherent, and (c) cross-coherent weighting methods
표 Structure of the ceramic ring inside the Tonpilz vector sensor (a) polarization direction of the ceramic pieces (b) configuration of the ceramic pice installation inside the sensor
표 Tonpilz vector sensor (a) Prototype of a Tonpilz vector sensor (b) schematic diagram to measure the azimuthal angle of the incident wave with the Tonpilz vector sensor prototype
표 Finite element model of the multimode spherical sensor
표 Finie element model of the mulimode ring sensor
표 Noise hotspots in the ACCOBAMS area
표 Noise mapping examples
표 Marine ambient noise data visualization process
표 Global-scale 잡음 매핑 계산 결과 예시
표 (a)캐비테이션에 의한 소음신호 및 (b)위치추정 결과
표 대형터널을 이용한 소음원 위치추정 실험 및 결과
표 수평배열센서의 기술
표 수평배열센서의 일반적인 구성
표 수평배열센서 모듈의 센서 구성
표 The directional beam patterns of the microelectromechanical-based Hydroflown and examples of time and frequency domain plots
표 인위적 소음원에 의한 배경잡음 연구 히스토리
표 미국의 배경잡음 매핑을 통한 배경잡음 예보 예
표 SONIC 프로젝트 소개(EU)
표 CAPTAS의 운용 개념도
표 CAPTAS의 구성과 특성
표 Thales 2093 variable depth sonar
표 Array systems for acoustic research (USA and EU)
표 Array systems for acoustic research (Korea).
표 Technical tree of long-range acoustic remote sensing related with array signal processing.
표 배경잡음 매핑을 위한 각 소음원별 음장계산 예
표 자체소음 측정을 위한 센서 배치 및 계측결과 분석 예
표 Technical roadmap for long-range acoustic remote sensing.
표 Frequency bands of marine mammals and ambient noise.
표 Resonance frequency of Herring fish
표 Frequency responses characteristic of the different types of animals
표 Water depth near Korean peninsula.

과제명(ProjectTitle) :	-
연구책임자(Manager) :	-
과제기간(DetailSeriesProject) :	-
총연구비 (DetailSeriesProject) :	-
키워드(keyword) :	-
과제수행기간(LeadAgency) :	-
연구목표(Goal) :	-
연구내용(Abstract) :	-
기대효과(Effect) :	-

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