음향 도플러를 이용한 수중 이동체 속도 추정 기술

Abstract

도플러 속도계는 이동하는 음향 센서에서 측정된 수중음향 신호의 도플러 값을 이용해 수중 운동체의 속도를 측정하는 장비로서, 자율무인잠수정의 추측 항법 오차를 보정하기 위한 수단으로 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 M 수열 연속 신호를 이용한 도플러 추정 알고리듬을 제안하고, 연구원 내의 대형 수조에서 수행된 실험 결과를 소개하고자 한다. 제안된 알고리듬은 연속 신호를 사용하므로 짧은 갱신 주기로 속도 추정이 가능하고 펄스 신호를 사용할 때 발생하는 속도 앨리어싱 문제를 해소할 수 있는 장점을 지닌다. 실험 데이터 분석 결과, 추정 속도의 평균값은 실제 속도와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 이동 평균을 취하였을 때 속도 추정 오차의 표준 편차는 속도의 10% 이내로 나타났다. 본 연구에서는 시간 및 산란 체적에 대한 평균 효과를 비교하였으며, 시간 평균을 취하는 방법이 오차를 줄이는 데에 더 효과적인 것으로 나타났다.플러 추정 알고리듬을 제안하고, 연구원 내의 대형 수조에서 수행된 실험 결과를 소개하고자 한다. 제안된 알고리듬은 연속 신호를 사용하므로 짧은 갱신 주기로 속도 추정이 가능하고 펄스 신호를 사용할 때 발생하는 속도 앨리어싱 문제를 해소할 수 있는 장점을 지닌다. 실험 데이터 분석 결과, 추정 속도의 평균값은 실제 속도와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 이동 평균을 취하였을 때 속도 추정 오차의 표준 편차는 속도의 10% 이내로 나타났다. 본 연구에서는 시간 및 산란 체적에 대한 평균 효과를 비교하였으며, 시간 평균을 취하는 방법이 오차를 줄이는 데에 더 효과적인 것으로 나타났다.