일반기술

센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적 시스템

* 주요 내용 음원 위치추적시스템에 있어서, 음파 감지장치와 센서 네트워크 단말기로 이루어진 음원 감지부와 음원 통제부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템.* 배경 및 요약 일반적으로, 초기 무선 센서네트워크에서의 음원판별 연구는 연산의 높은 복잡도와 낮은 정확성을 고려하여 중앙 집중화된 시스템이 주로 연구되어 왔다. 이러한 중앙 집중식 시스템은 과거 유선 마이크 배열과 유사한 개념으로 음파가 전파되는 과정에서 발생하는 여러 가지 오차유발 요소를 제거하기 위하여 지능적인 알고리즘을 통해 종합된 데이터를 처리하는 효과적인 구조로 이루어져 있다. 그런데 이러한 음원 위치추적시스템은, 무선 센서네트워크가 가정하는 응용은 유선 마이크 배열과는 달리 특정 대상 공간을 한정하므로 대상 공간이 넓은 경우에 확장성에 기본적인 문제가 있다. 이에 최근에는 저성능의 무선 센서네트워크 장비와 고성능의 장비로 분화된 2-tier 구조를 이용한 연구가 제시되고 있다. 이러한 접근방식은 높은 연산 복잡도를 지니는 알고리즘을 사용할 수 있으며, 중앙 집중화된 알고리즘의 문제점인 확장성을 더욱 향상시키게 된다. 그러나, 이러한 혼합된 형태의 클러스터 기반 시스템은 배포의 제약을 가지게 되는데, 저성능 장비의 위치에 적절한 클러스터 헤드가 분포되어야만 원하는 성능을 기대할 수 있다. 또한, 센서 네트워크의 대부분의 응용들이 많은 수의 음원 감지부들을 무작위로 배포하는 것을 가정하므로 배포의 위상 제약을 가진 클러스터링은 적용이 어려워지며, 또한 클러스터링 기반 시스템은 클러스터간 통신과 정보교환에 추가적인 오버헤드가 존재하는 문제점이 있다. 본 고안은 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 목적 대상 공간에 음원이 발생시 음원 감지수단에서 동적으로 가상행렬을 생성한 후 이 가상행렬을 통해 분산된 알고리즘 형태의 연산을 이용하여 해당 음원의 위치를 추적할 수 있는 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 관한 것이다.* 특징 및 목적 본 고안은 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 관한 것으로서, 목적 대상 공간에 음원이 발생시 음파 감지장치 및 센서 네트워크 단말기로 이루어진 음원 감지부가 동적으로 가상행렬을 생성한 후 이 가상행렬을 통해 분산된 알고리즘 형태의 연산을 이용하여 해당 음원의 위치를 추적하는 바, 특히 한정된 자원과 연산능력을 갖는 음원 감지부를 이용하여 음파를 검출하고 이를 통해 음원의 2차원의 상대적인 좌표를 판별할 수 있는 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 관한 것이다. 본 고안은 가상행렬은 음원 통제부를 중심으로 음원 감지부들과의 연결선에 대한 중점 좌표를 구하고 이 좌표를 포함하는 정사각형 내에 예상되는 음원의 위치를 음파감지정보의 비교에 의한 각 음원 감지부와 음원 통제부의 투표를 통해 영역 차원으로 추정하는 가상의 셀(cell)인 것을 특징으로 한다. 그리고 본 고안은 목적 대상 공간에 음원이 발생시 음파 감지장치 및 센서 네트워크 단말기로 이루어진 음원 감지부가 동적으로 가상행렬을 생성한 후 이 가상행렬을 통해 분산된 알고리즘 형태의 연산을 이용하여 해당 음원의 위치를 추적하는 바, 특히 한정된 자원과 연산능력을 갖는 음원 감지부를 이용하여 음파를 검출하고 이를 통해 음원의 2차원의 상대적인 좌표를 판별할 수 있는 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.* 효과 본 고안에 따른 센서 네트워크를 이용한 음원 위치추적시스템에 의하면, 초소형, 저 전력의 무선 음원 감지부를 이용하며, 분산된 알고리즘을 갖게 되므로 높은 확장성을 도모할 뿐만 아니라, 실제 구현이 가능한 효과가 있다.