나는 니가 어디서 말하는지 다 알아! 음원위치 추적이 무엇인지 알아보았습니다.


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글을 시작하며


안녕하세요. 과학을 좋아하는 아빠 도도한 쭌냥이입니다. 

소리가 발생해도 어디에서 발생한 소리인지 알지 못하는 경우가 많은데 음원의 위치를 추적하는 기술이 있다니 상당히 신기하지 않나요. 해당 기술에 대해 간략하게 알아 보았습니다. 

 

음원위치 추적


방향탐지(DOA, Direction of Arrival)라고도 합니다. 음향 또는 전파 신호가 수신기에 도달하는 방향을 추정하는 기술입니다. 


기본 개념


수신기에 도달하는 신호의 방향을 특정하는 기술로 신호가 발생한 각도를 추정합니다. 다수의 수신기를 배열하여 신호가 도달하는 시간을 비교하여 방향을 추정하며, 주로 격자 형태로 수신기를 배열합니다. 

격자 형태로 수신기를 배열함으로써 보다 정밀한 위치 추적이 가능합니다. 


지멘스에서 발췌



위치 추정 방법 3가지


  • 시간차 기반 추정 방법(TDOA)
각 마이크로폰에 도달하는 음파의 시간차를 이용하여 음원의 방향을 추정합니다. 

  • 위상차 기반 방법
수신된 신호의 위상 차이를 이용하여 방향을 추정합니다. 

  • 빔포밍(Beamforming)
마이크로폰 배열을 이용해 특정 방향에서 오는 신호를 강화하고, 그 방향의 신호 강도를 분석하여 방향을 추정합니다. 


적용


제품에서 발생하는 소음 문제 해결, 계열화 모델들의 음향 성능 비교, 객관적인 데이터로 주관적인 소리 평가 확인 등의 분야에 일반적으로 사용합니다. 또한 드론 기술과 결합하여 정찰/수송/구조 등에 응용하는 것도 가능합니다. 

음원 취치 추적, 음성 인식 시스템, 청력 보조 기기, 감시 및 보완, 로봇 공학 등 다양한 분양에 적용 가능합니다. 


글을 마치며


저는 현업에서 소음과 관련한 문제를 많이 접하는데 이러한 기술을 적용한다면 다양한 솔루션들을 도출할 수 있을 것 같다는 생각이 듭니다. 

도도한 쭌냥이

전반적인 과학 분야와 엔지니어링 분야 등 다양한 주제에 관심이 많습니다.

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