KR20220150733A - Method and system for reducing the noise of an unmanned aerial vehicle using active noise control - Google Patents

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KR20220150733A
KR20220150733A KR1020210058075A KR20210058075A KR20220150733A KR 20220150733 A KR20220150733 A KR 20220150733A KR 1020210058075 A KR1020210058075 A KR 1020210058075A KR 20210058075 A KR20210058075 A KR 20210058075A KR 20220150733 A KR20220150733 A KR 20220150733A
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unmanned aerial
aerial vehicle
sound
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이수갑
김종희
고정우
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국방과학연구소
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Abstract

A method and system for reducing noise of an unmanned aerial vehicle using active noise control are disclosed. The method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle may comprise the steps of: determining noise information of a sound receiving area according to a flight mission profile and flight conditions of an unmanned aerial vehicle; generating a speaker input signal for noise reduction in the sound receiving area according to the noise information; and reducing noise in the sound receiving area by outputting sound according to the speaker input signal.

Description

능동 소음 제어를 이용하는 무인 비행체의 소음 저감 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR REDUCING THE NOISE OF AN UNMANNED AERIAL VEHICLE USING ACTIVE NOISE CONTROL}Method and system for reducing noise of an unmanned aerial vehicle using active noise control

본 발명은 무인 비행체의 소음 저감 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사용자의 목표 소음 저감 성능에 따라 수음 영역의 소음을 저감하는 사운드를 출력함으로써, 무인 비행체에서 발생하는 소음 신호를 능동 제어하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for reducing noise of an unmanned aerial vehicle, and more particularly, to actively control a noise signal generated in an unmanned aerial vehicle by outputting a sound for reducing noise in a sound receiving area according to a user's target noise reduction performance. It relates to methods and systems.

현재의 무인 비행체는 다양한 기동 조건으로 구성된 임무 프로파일을 완수하기 위해, 로터(rotor) 또는 팬(fan)을 활용하여 수직 이착륙이 가능한 형태로 제작되고 있다. 그러나, 로터 또는 팬을 활용한 분산 추진 방식의 무인 비행체는 회전하는 블레이드에 의하여 소음이 발생하게 된다. 무인 비행체에서 발생하는 소음은 회전 속도에 따른 블레이드 통과 주파수 (Blade Passing Frequency, BPF) 성분들과 같은 협대역 주파수 소음과 블레이드 뒷전에 의해 블레이드 표면의 와류 성분들이 산란(Scattering)하면서 발생하는 난류 경계층 뒷전 소음과 같은 광대역 주파수 소음으로 구성될 수 있다.Current unmanned aerial vehicles are manufactured in a form capable of vertical take-off and landing using a rotor or a fan in order to complete a mission profile composed of various maneuvering conditions. However, a distributed propulsion unmanned aerial vehicle using a rotor or a fan generates noise due to rotating blades. The noise generated by the UAV is narrowband frequency noise, such as blade passing frequency (BPF) components according to rotational speed, and turbulent boundary layer trailing edge caused by scattering of vortex components on the blade surface by the trailing edge of the blade. It may consist of broadband frequency noise, such as noise.

무인 비행체의 운용 편의성을 위해서는 무인 비행체의 비행에 따른 소음을 감소시킬 필요가 있다.For the convenience of operation of the unmanned aerial vehicle, it is necessary to reduce the noise caused by the flight of the unmanned aerial vehicle.

종래의 무인 비행체는 소음을 감소시키기 위하여 블레이드나 주변 구조물들의 형태에 저소음 설계를 적용하거나, 톱니형 뒷전 형상 (Serrated trailing edge)과 음향 라이너 (Acoustic liner) 등 부가물을 기존 설계에 적용하는 수동 소음 제어(Passive noise control)를 사용하였다. 그러나, 수동 소음 제어는 특정 비행 조건을 기준으로 적용이 되므로, 임무 프로파일 전반에 대한 소음 저감 효과는 미미할 수 있는 문제점이 있다. Conventional unmanned aerial vehicles apply low-noise design to the shape of blades or surrounding structures to reduce noise, or passive noise that applies additives such as serrated trailing edges and acoustic liners to existing designs. Control (passive noise control) was used. However, since passive noise control is applied based on specific flight conditions, there is a problem in that the noise reduction effect for the overall mission profile may be insignificant.

따라서, 무인 비행체의 하드웨어 설계를 이용한 수동 소음 제어가 아니라 비행 조건에 따라 능동적으로 소음을 제어할 수 있는 소음 저감 방법이 요청되고 있다.Therefore, there is a demand for a noise reduction method capable of actively controlling noise according to flight conditions rather than passive noise control using hardware design of an unmanned aerial vehicle.

본 발명은 사용자의 목표 소음 저감 성능에 따라 수음 영역에 특정 지향성을 가지는 가상 마이크로 폰 배열을 설정하고, 가상 마이크로 폰 배열을 기초로 수음 영역의 소음을 저감하는 사운드를 출력함으로써, 무인 비행체에서 발생하는 소음 신호를 능동 제어하는 방법 및 시스템을 제공한다.The present invention sets a virtual microphone array having a specific directivity in a sound-receiving area according to a user's target noise reduction performance, and outputs a sound that reduces noise in the sound-receiving area based on the virtual microphone array. A method and system for actively controlling noise signals are provided.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법은 비행 임무 프로파일 및 무인 비행체의 비행 조건에 따라 수음 영역의 소음 정보를 결정하는 단계; 상기 소음 정보에 따라 상기 수음 영역에서의 소음 저감을 위한 스피커 입력 신호를 생성하는 단계; 및 상기 스피커 입력 신호에 따라 사운드를 출력하여 상기 수음 영역에서의 소음을 저감하는 단계를 포함할 수 있다.A method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes determining noise information of a sound receiving area according to a flight mission profile and a flight condition of an unmanned aerial vehicle; generating a speaker input signal for noise reduction in the sound receiving area according to the noise information; and outputting sound according to the speaker input signal to reduce noise in the sound receiving area.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 상기 소음 정보를 결정하는 단계는, 상기 비행 조건에 대응하는 소음 방사 특성을 예측하는 단계; 상기 무인 비행체의 설계 형상 및 상기 비행 조건에 따라 소음의 저감이 필요한 수음 영역을 설정하는 단계; 상기 비행 조건 및 상기 소음 방사 특성에 기초하여 상기 수음 영역에 가상 마이크로 폰을 설정하는 단계; 및 상기 수음 영역으로부터 추출한 소음 신호를 기초로 상기 소음 정보를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Determining the noise information of the method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may include predicting noise emission characteristics corresponding to the flight condition; setting a sound receiving area in which noise reduction is required according to the design shape of the unmanned aerial vehicle and the flight conditions; setting a virtual microphone in the sound pickup area based on the flight condition and the noise emission characteristics; and determining the noise information based on the noise signal extracted from the sound reception area.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 상기 소음 방사 특성을 예측하는 단계는, 상기 무인 비행체의 설계 형상, 및 상기 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 상기 소음 방사 특성을 예측할 수 있다.In the step of predicting the noise emission characteristics of the noise reduction method of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, the noise emission by applying a rotor aerodynamic and noise analysis technique to the design shape of the unmanned aerial vehicle and the flight condition. characteristics can be predicted.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 상기 수음 영역을 설정하는 단계는, 상기 무인 비행체의 설계 형상, 상기 무인 비행체의 비행 임무 프로파일, 및 상기 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 상기 수음 영역을 설정할 수 있다.In the step of setting the sound reception area of the method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, analysis of rotor aerodynamics and noise with respect to the design shape of the unmanned aerial vehicle, the flight mission profile of the unmanned aerial vehicle, and the flight conditions The sound pickup area may be set by applying a technique.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 상기 가상 마이크로 폰을 설정하는 단계는, 상기 소음 저감 목표 및 상기 소음 방사 특성에 기초하여 상기 가상 마이크로 폰의 위치 및 배열을 설정할 수 있다.In the step of setting the virtual microphone of the method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, the location and arrangement of the virtual microphone may be set based on the noise reduction target and the noise emission characteristics.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 상기 가상 마이크로 폰을 설정하는 단계는, 상기 소음 저감 목표가 상기 수음 영역에 포함된 단일 수음 위치에 대한 소음 저감인 경우, 상기 단일 수음 위치에 단일 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다.In the step of setting the virtual microphone of the method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, when the noise reduction target is noise reduction for a single sound pickup position included in the sound pickup area, the single sound pickup position. A single virtual microphone can be set up.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 상기 가상 마이크로 폰을 설정하는 단계는, 상기 소음 저감 목표가 상기 수음 영역 전체에 대한 소음 저감인 경우, 상기 수음 영역 안의 복수의 위치에 대응하는 다중 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다.In the step of setting the virtual microphone of the method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, when the noise reduction target is noise reduction for the entire sound receiving area, corresponding to a plurality of positions within the sound receiving area. Multiple virtual microphones can be configured.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 상기 소음 정보를 결정하는 단계는, 설정한 가상 마이크로 폰이 다중 가상 마이크로 폰인 경우, 다중 가상 마이크로 폰에 포함된 배열들 각각의 소음 신호를 식별하고, 식별한 소음 신호들을 합성하여 상기 소음 정보를 결정할 수 있다.In the step of determining the noise information of the noise reduction method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, when the set virtual microphone is a multi-virtual microphone, the noise signal of each of the arrays included in the multi-virtual microphone The noise information may be determined by identifying and synthesizing the identified noise signals.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 상기 스피커 입력 신호를 생성하는 단계는, 상기 소음 정보로부터 저감이 필요한 소음 성분을 추출하는 단계; 및 스피커의 출력 성능 및 상기 소음 성분을 고려하여 상기 소음 성분을 저감하는 스피커 입력 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Generating the speaker input signal of the method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes extracting a noise component requiring reduction from the noise information; and generating a speaker input signal for reducing the noise component in consideration of the output performance of the speaker and the noise component.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템은 비행 임무 프로파일 및 무인 비행체의 비행 조건에 따라 수음 영역의 소음 정보를 결정하는 소음 해석부; 상기 소음 정보에 따라 상기 수음 영역에서의 소음 저감을 위한 스피커 입력 신호를 생성하는 스피커 입력부; 및 상기 스피커 입력 신호에 따라 사운드를 출력하여 상기 수음 영역에서의 소음을 저감하는 스피커를 포함할 수 있다.A noise reduction system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes a noise analyzer for determining noise information of a sound receiving area according to a flight mission profile and flight conditions of an unmanned aerial vehicle; a speaker input unit generating a speaker input signal for noise reduction in the sound receiving area according to the noise information; and a speaker outputting sound according to the speaker input signal to reduce noise in the sound receiving area.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템의 상기 소음 해석부는, 상기 비행 조건에 대응하는 소음 방사 특성을 예측하고, 상기 무인 비행체의 설계 형상 및 상기 비행 조건에 따라 소음의 저감이 필요한 수음 영역을 설정하는 전처리부; 상기 비행 조건 및 상기 소음 방사 특성에 기초하여 상기 수음 영역에 가상 마이크로 폰을 설정하는 가상 마이크로폰 설정부; 및 상기 수음 영역으로부터 추출한 소음 신호를 기초로 상기 소음 정보를 결정하여 상기 스피커 입력부로 전송하는 소음 정보 전송부를 포함할 수 있다.The noise analysis unit of the noise reduction system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention predicts noise emission characteristics corresponding to the flight conditions, and requires noise reduction according to the design shape and the flight conditions of the unmanned aerial vehicle. a pre-processing unit that sets a sound pickup area; a virtual microphone setting unit configured to set a virtual microphone in the sound pickup area based on the flight conditions and the noise emission characteristics; and a noise information transmitter configured to determine the noise information based on the noise signal extracted from the sound receiving area and transmit the determined noise information to the speaker input unit.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템의 상기 전처리부는, 상기 무인 비행체의 설계 형상, 및 상기 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 상기 소음 방사 특성을 예측할 수 있다.The pre-processing unit of the noise reduction system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may predict the noise emission characteristics by applying rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape of the unmanned aerial vehicle and the flight conditions.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템의 상기 전처리부는, 상기 무인 비행체의 설계 형상, 상기 무인 비행체의 비행 임무 프로파일, 및 상기 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 상기 수음 영역을 설정할 수 있다.The pre-processing unit of the noise reduction system of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention applies rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape of the unmanned aerial vehicle, the flight mission profile of the unmanned aerial vehicle, and the flight conditions to You can set the listening area.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템의 상기 가상 마이크로 폰 설정부는, 상기 소음 저감 목표 및 상기 소음 방사 특성에 기초하여 상기 가상 마이크로 폰의 위치 및 배열을 설정할 수 있다.The virtual microphone setting unit of the noise reduction system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may set the location and arrangement of the virtual microphone based on the noise reduction target and the noise emission characteristics.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템의 상기 가상 마이크로 폰 설정부는, 상기 소음 저감 목표가 상기 수음 영역에 포함된 단일 수음 위치에 대한 소음 저감인 경우, 상기 단일 수음 위치에 단일 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다.The virtual microphone setting unit of the noise reduction system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may include a single virtual microphone at a single sound pickup position when the noise reduction target is noise reduction for a single sound pickup position included in the sound pickup area. You can set up your phone.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템의 상기 가상 마이크로 폰 설정부는, 상기 소음 저감 목표가 상기 수음 영역 전체에 대한 소음 저감인 경우, 상기 수음 영역 안의 복수의 위치에 대응하는 다중 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다.The virtual microphone setting unit of the noise reduction system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, when the noise reduction target is noise reduction for the entire sound pickup area, multiple virtual microphones corresponding to a plurality of positions within the sound pickup area. You can set up your phone.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템의 상기 소음 정보 전송부는, 설정한 가상 마이크로 폰이 다중 가상 마이크로 폰인 경우, 다중 가상 마이크로 폰에 포함된 배열들 각각의 소음 신호를 식별하고, 식별한 소음 신호들을 합성하여 상기 소음 정보를 결정할 수 있다.The noise information transmitting unit of the noise reduction system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention identifies a noise signal of each of arrays included in the multiple virtual microphones when the set virtual microphone is a multi-virtual microphone, The noise information may be determined by synthesizing the identified noise signals.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템의 상기 스피커 입력부는, 상기 소음 정보로부터 저감이 필요한 소음 성분을 추출하는 소음 제어 입력부; 및 스피커의 출력 성능 및 상기 소음 성분을 고려하여 상기 소음 성분을 저감하는 스피커 입력 신호를 생성하는 스피커 입력 신호 제어부를 포함할 수 있다.The speaker input unit of the noise reduction system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may include: a noise control input unit for extracting a noise component requiring reduction from the noise information; and a speaker input signal controller generating a speaker input signal for reducing the noise component in consideration of the output performance of the speaker and the noise component.

본 발명의 일실시예에 의하면, 사용자의 목표 소음 저감 성능에 따라 수음 영역에 특정 지향성을 가지는 가상 마이크로 폰 배열을 설정하고, 가상 마이크로 폰 배열을 기초로 수음 영역의 소음을 저감하는 사운드를 출력함으로써, 무인 비행체에서 발생하는 소음 신호를 능동 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a virtual microphone array having a specific directivity is set in a sound pickup area according to a user's target noise reduction performance, and sound for reducing noise in the sound pickup area is output based on the virtual microphone array. , it is possible to actively control the noise signal generated from the unmanned aerial vehicle.

또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 실시간으로 원하는 위치에 가상 마이크로폰 배열을 설정함으로써, 목표 소음 저감 성능을 사용자 요구성능에 맞게 자유롭게 설정할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, by setting the virtual microphone array at a desired location in real time, the target noise reduction performance can be freely set according to the user's required performance.

그리고, 본 발명의 일실시예에 의하면, 스피커의 출력 성능을 고려한 ANC 알고리즘을 활용함으로써, 무인 비행체의 설계 단계에서 가상의 스피커 조합을 통해 소음 제어 목적에 맞는 최적의 스피커 배치 설계를 수행할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, by utilizing the ANC algorithm considering the output performance of the speaker, an optimal speaker layout design suitable for the purpose of noise control can be performed through a virtual speaker combination in the design stage of the unmanned aerial vehicle. .

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템의 동작을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템에서 ANC 시뮬레이션을 포함한 동작 과정의 일례이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템에서 사용하는 알고리즘의 일례이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템에서 출력하는 사운드가 소음을 상쇄시키는 과정의 일례이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 로터에서 발생하는 소음 신호의 주파수 영역의 일례이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 로터에서 발생하는 소음 신호의 시간 영역의 일례이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 소음 정보 결정 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 스피커 입력 신호 생성 과정을 도시한 플로우차트이다.1 is a diagram illustrating the operation of a noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of a noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
3 is an example of an operation process including ANC simulation in a noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
4 is an example of an algorithm used in a noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
5 is an example of a process in which sound output from a noise reduction system according to an embodiment of the present invention cancels noise.
6 is an example of a frequency domain of a noise signal generated from a rotor of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 is an example of a time domain of a noise signal generated from a rotor of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a process of determining noise information in a method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a process of generating a speaker input signal in a method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used only for descriptive purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템의 동작을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the operation of a noise reduction system according to an embodiment of the present invention.

소음 저감 시스템(120)은 도 1에 도시된 바와 같이 무인 비행체(110)에 탑재될 수 있다. 그리고, 소음 저감 시스템(120)은 무인 비행체(110)의 로터에서 발생하는 소음 신호(111)를 상쇄하기 위한 사운드(112)를 출력할 수 있다.The noise reduction system 120 may be mounted on the unmanned aerial vehicle 110 as shown in FIG. 1 . Also, the noise reduction system 120 may output a sound 112 to cancel the noise signal 111 generated from the rotor of the unmanned aerial vehicle 110 .

이때, 소음 저감 시스템(120)은 목표 저감 성능을 달성하기 위하여 소음의 저감이 필요한 수음 영역(130)에 가상 마이크로폰 배열을 설정할 수 있다. 그리고, 수음 영역(130)에 도달한 소음 신호(111)은 사운드(112)에 의하여 상쇄됨으로써, 소음이 저감될 수 있다.At this time, the noise reduction system 120 may set a virtual microphone array in the sound receiving area 130 in which noise reduction is required to achieve a target reduction performance. And, since the noise signal 111 reaching the sound receiving area 130 is canceled by the sound 112, the noise can be reduced.

본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템(120)은 목표 소음 저감 성능에 따른 사운드(112)를 출력함으로써, 무인 비행체(110)에서 발생하는 소음 신호(111)를 능동 제어할 수 있다.The noise reduction system 120 according to an embodiment of the present invention may actively control the noise signal 111 generated from the unmanned aerial vehicle 110 by outputting the sound 112 according to the target noise reduction performance.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템의 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of a noise reduction system according to an embodiment of the present invention.

소음 저감 시스템(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 소음 해석부(210), 스피커 입력부(220), 및 스피커(230)를 포함할 수 있다. 이때, 소음 해석부(210), 스피커 입력부(220)는 서로 다른 프로세서, 또는 하나의 프로세서에서 수행되는 프로그램에 포함된 각각의 모듈일 수 있다.As shown in FIG. 2 , the noise reduction system 120 may include a noise analyzer 210 , a speaker input unit 220 , and a speaker 230 . In this case, the noise analyzer 210 and the speaker input unit 220 may be different processors or respective modules included in a program executed in one processor.

소음 해석부(210)는 비행 임무 프로파일 및 무인 비행체의 비행 조건에 따라 수음 영역의 소음 정보를 결정할 수 있다. 이때, 소음 해석부(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 전처리부(211), 가상 마이크로폰 설정부(212), 및 소음 정보 전송부(213)를 포함할 수 있다. 또한, 비행 임무 프로파일은 비행 임무에 따라 무인 비행체(110)가 이동하는 경로, 시간별 무인 비행체(110)의 위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The noise analysis unit 210 may determine noise information of the sound reception area according to the flight mission profile and flight conditions of the unmanned aerial vehicle. At this time, the noise analysis unit 210 may include a pre-processing unit 211, a virtual microphone setting unit 212, and a noise information transmission unit 213 as shown in FIG. In addition, the flight mission profile may include at least one of a path along which the unmanned aerial vehicle 110 moves according to a flight mission and a location of the unmanned aerial vehicle 110 per time.

전처리부(211)는 무인 비행체(110)의 비행 조건에 대응하는 소음 방사 특성을 예측할 수 있다. 예를 들어, 비행 조건은 무인 비행체(110)의 로터의 제원과 회전 속도, 그리고 전진 비행 속력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The pre-processing unit 211 may predict noise emission characteristics corresponding to flight conditions of the unmanned aerial vehicle 110 . For example, the flight conditions may include at least one of the specifications and rotational speed of the rotor of the unmanned aerial vehicle 110, and forward flight speed.

이때, 전처리부(211)는 무인 비행체의 설계 형상, 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 비행 조건에 대응하는 소음 방사 특성을 예측할 수 있다. 예를 들어, 전처리부(211)는 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD), 와류격자법(Vortex Lattice Method, VLM), 깃 요소 운동량 이론(Blade Element Momentum Theory, BEMT)등과 같은 로터 공력 해석 기법 중 적어도 하나를 사용하여 소음 방사 특성을 예측할 수 있다. 또한, 전처리부(211)는 비투과면· 투과면 기반 Ffocws Williams and Hawkings (FW-H) 음향 상사법, 음선 이론 (Ray theory) 등과 같은 로터 소음 해석 기법 중 적어도 하나를 사용하여 소음 방사 특성을 예측할 수 있다.At this time, the pre-processing unit 211 may predict noise emission characteristics corresponding to flight conditions by applying rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape and flight conditions of the unmanned aerial vehicle. For example, the preprocessing unit 211 is a rotor aerodynamic analysis technique such as computational fluid dynamics (CFD), vortex lattice method (VLM), blade element momentum theory (BEMT), etc. At least one of these may be used to predict noise emission characteristics. In addition, the pre-processing unit 211 may predict noise radiation characteristics using at least one of rotor noise analysis techniques such as Ffocws Williams and Hawkings (FW-H) acoustic similarity based on non-transmissive and transmissive surfaces, and ray theory. have.

또한, 전처리부(211)는 무인 비행체(110)의 설계 형상 및 비행 조건에 따라 결정되는 소음의 지향성을 고려하여 수음 영역을 설정할 수 있다. 이때, 수음 영역은 목표 저감 성능을 달성하기 위하여 소음의 저감이 필요한 영역일 수 있다. 또한, 전처리부(211)는 무인 비행체(110)의 설계 형상, 무인 비행체(110)의 비행 임무 프로파일, 및 무인 비행체(110)의 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 상기 수음 영역을 설정할 수 있다.In addition, the pre-processing unit 211 may set a sound pickup area in consideration of the directivity of noise determined according to the design shape and flight conditions of the unmanned aerial vehicle 110 . In this case, the sound receiving area may be an area in which noise reduction is required to achieve a target reduction performance. In addition, the pre-processing unit 211 applies rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape of the unmanned aerial vehicle 110, the flight mission profile of the unmanned aerial vehicle 110, and the flight conditions of the unmanned aerial vehicle 110 to obtain the sound reception area. can be set.

가상 마이크로폰 설정부(212)는 비행 조건 및 전처리부(211)에서 예측한 소음 방사 특성에 기초하여 수음 영역에 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다. 이때, 비행 임무 프로파일 상에서 소음 제어가 필요한 수음 영역이 실시간으로 달라질 수 있으므로, 가상 마이크로폰 설정부(212)는 현재의 비행 조건에 맞는 가상 마이크로폰 배열을 실시간으로 결정할 수 있다.The virtual microphone setting unit 212 may set a virtual microphone in the sound pickup area based on the flight conditions and the noise emission characteristics predicted by the preprocessing unit 211 . At this time, since the sound pickup area requiring noise control on the flight mission profile may change in real time, the virtual microphone setting unit 212 may determine a virtual microphone arrangement suitable for the current flight condition in real time.

또한, 가상 마이크로폰 설정부(212)는 소음 저감 목표와 소음 방사 특성에 기초하여 가상 마이크로 폰의 위치 및 배열을 설정할 수 있다. 예를 들어, 소음 저감 목표가 수음 영역에 포함된 단일 수음 위치에 대한 소음 저감인 경우, 가상 마이크로폰 설정부(212)는 단일 수음 위치에 단일 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다. 또한, 소음 저감 목표가 수음 영역 전체에 대한 소음 저감인 경우, 가상 마이크로폰 설정부(212)는 수음 영역 안의 복수의 위치에 대응하는 다중 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다.Also, the virtual microphone setting unit 212 may set the position and arrangement of the virtual microphone based on the noise reduction target and the noise emission characteristics. For example, when the noise reduction target is noise reduction for a single sound pickup position included in the sound pickup area, the virtual microphone setting unit 212 may set a single virtual microphone at the single sound pickup position. Also, when the noise reduction target is noise reduction for the entire sound pickup area, the virtual microphone setting unit 212 may set multiple virtual microphones corresponding to a plurality of positions within the sound pickup area.

소음 정보 전송부(213)는 수음 영역으로부터 추출한 소음 신호를 기초로 수음 영역의 소리 정보를 결정할 수 있다. 가상 마이크로폰 설정부(212)가 설정한 가상 마이크로폰이 단일 가상 마이크로폰인 경우, 소음 정보 전송부(213)는 수음 영역으로부터 추출한 소음 신호를 수음 영역의 소리 정보로 결정하여 스피커 입력부(220)에 전송할 수 있다.The noise information transmission unit 213 may determine sound information of the sound reception area based on the noise signal extracted from the sound reception area. When the virtual microphone set by the virtual microphone setting unit 212 is a single virtual microphone, the noise information transmitter 213 may determine the noise signal extracted from the sound pickup area as sound information of the sound pickup area and transmit it to the speaker input unit 220. have.

또한, 가상 마이크로폰 설정부(212)가 설정한 가상 마이크로 폰이 다중 가상 마이크로 폰인 경우, 소음 정보 전송부(213)는 다중 가상 마이크로 폰에 포함된 배열들 각각의 소음 신호를 식별할 수 있다. 다음으로, 소음 정보 전송부(213)는 식별한 소음 신호들을 합성하여 수음 영역의 소음 정보를 결정할 수 있다. 그 다음으로, 소음 정보 전송부(213)는 결정한 수음 영역의 소음 정보를 스피커 입력부(220)에 전송할 수 있다.Also, when the virtual microphone set by the virtual microphone setting unit 212 is a multi-virtual microphone, the noise information transmitting unit 213 may identify a noise signal of each of the arrays included in the multi-virtual microphone. Next, the noise information transmission unit 213 may synthesize the identified noise signals to determine noise information of the sound reception area. Next, the noise information transmission unit 213 may transmit noise information of the determined sound reception area to the speaker input unit 220 .

스피커 입력부(220)는 소음 해석부(210)에서 결정된 소음 정보에 따라 수음 영역에서의 소음 저감을 위한 스피커 입력 신호를 생성할 수 있다. 이때, 스피커 입력부(220)는 도 2에 도시된 바와 같이 소음 제어 입력부(221), 및 스피커 입력 신호 제어부(222)를 포함할 수 있다.The speaker input unit 220 may generate a speaker input signal for noise reduction in a sound reception area according to the noise information determined by the noise analysis unit 210 . At this time, the speaker input unit 220 may include a noise control input unit 221 and a speaker input signal control unit 222 as shown in FIG. 2 .

소음 제어 입력부(221)는 소음 정보 전송부로부터 소음원의 신호를 상쇄시킬 가상 마이크로폰의 위치와 그에 따른 소음 정보를 수신할 수 있다. 이때, 소음 제어 입력부(221)는 수신한 소음 정보의 주파수 영역 상에서 저감이 필요한 소음 성분을 추출할 수 있다. 무인 비행체(110)에서 방사되는 소음 신호에 포함된 소음 성분 중 로터 소음이 지배적이며, 소음 저감을 위해서는 블레이드 통과 주파수(BPF: Blade Passing Frequency,)의 배수 성분인 로터 소음을 줄이는 것이 효과적일 수 있다. 따라서, 소음 제어 입력부(221)는 소음 정보의 주파수 영역 상에서 BPF의 배수에 해당하는 로터 소음을 소음 성분으로 추출할 수 있다.The noise control input unit 221 may receive the position of the virtual microphone to cancel the signal of the noise source and the corresponding noise information from the noise information transmission unit. At this time, the noise control input unit 221 may extract a noise component requiring reduction in the frequency domain of the received noise information. Among the noise components included in the noise signal radiated from the unmanned aerial vehicle 110, rotor noise is dominant, and to reduce noise, it may be effective to reduce rotor noise, which is a multiple component of the blade passing frequency (BPF). . Accordingly, the noise control input unit 221 may extract rotor noise corresponding to a multiple of the BPF as a noise component in the frequency domain of the noise information.

스피커 입력 신호 제어부(222)는 사용자 또는 스피커(230)로부터 스피커(230)의 스피커 출력 성능을 수신할 수 있다. 또한, 스피커 입력 신호 제어부(222)는 스피커의 출력 성능 및 소음 제어 입력부(221)가 추출한 소음 성분을 고려하여 소음 신호의 소음 성분을 저감하는 스피커 입력 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 스피커 입력 신호 제어부(222)는 능동 소음 제어(ANC: Active Noise Control) 알고리즘을 기반으로 가상 마이크로폰 위치에서 추출된 소음 성분을 상쇄시킬 수 있는 신호를 생성할 수 있다. ANC 알고리즘은 수치 해석적인 방법으로 소음원의 신호를 확보하므로 참조 마이크로폰이 없는 되먹임 시스템을 활용하여 효율적인 알고리즘일 수 있다. 또한, 스피커 입력 신호 제어부(222)가 소음 신호를 상쇄시키는 신호를 생성할 때 사용되는 필터는 사용자의 필요에 따라 달라질 수 있다. The speaker input signal controller 222 may receive the speaker output performance of the speaker 230 from the user or the speaker 230 . In addition, the speaker input signal control unit 222 may generate a speaker input signal for reducing a noise component of the noise signal in consideration of the output performance of the speaker and the noise component extracted by the noise control input unit 221 . For example, the speaker input signal controller 222 may generate a signal capable of canceling a noise component extracted from a virtual microphone position based on an active noise control (ANC) algorithm. Since the ANC algorithm secures the signal of the noise source in a numerical method, it can be an efficient algorithm by utilizing a feedback system without a reference microphone. In addition, a filter used when the speaker input signal controller 222 generates a signal that cancels out the noise signal may vary according to a user's needs.

스피커(230)는 스피커 입력 신호 제어부(222)가 생성한 스피커 입력 신호에 따라 사운드를 출력하여 수음 영역에서의 소음을 저감할 수 있다.The speaker 230 may reduce noise in the sound receiving area by outputting sound according to the speaker input signal generated by the speaker input signal controller 222 .

소음 저감 시스템(120)은 사용자의 목표 소음 저감 성능에 따라 수음 영역에 가상 마이크로 폰 배열을 설정하고, 가상 마이크로 폰 배열을 기초로 수음 영역의 소음을 저감하는 사운드(112)를 출력함으로써, 무인 비행체(110)에서 발생하는 소음 신호(111)를 능동 제어할 수 있다. The noise reduction system 120 sets a virtual microphone array in the sound pickup area according to the user's target noise reduction performance, and outputs the sound 112 for reducing noise in the sound pickup area based on the virtual microphone array, so that the unmanned air vehicle The noise signal 111 generated in (110) can be actively controlled.

또한, 소음 저감 시스템(120)은 실시간으로 원하는 위치에 가상 마이크로폰 배열을 설정함으로써, 목표 소음 저감 성능을 사용자 요구성능에 맞게 자유롭게 설정할 수 있다.In addition, the noise reduction system 120 may freely set a target noise reduction performance according to a user's required performance by setting a virtual microphone array at a desired location in real time.

그리고, 소음 저감 시스템(120)은 수치해석을 기반으로 구현됨으로써, 설계 중인 무인 비행체(110)에 능동 소음 제어를 적용하기 전에, 수치해석적으로 소음 저감의 기대효과를 확인하고 설계에 활용할 수 있다. And, since the noise reduction system 120 is implemented based on numerical analysis, before applying active noise control to the unmanned aerial vehicle 110 under design, the expected effect of noise reduction can be confirmed numerically and utilized in the design. .

또한, 소음 해석부(210)는 사용자 편의에 맞는 UAV 공력 및 소음 해석기법을 활용함으로써, 소음 저감 시스템(120)을 다양한 형상의 무인 비행체(110)에 적용할 수 있다.In addition, the noise analysis unit 210 may apply the noise reduction system 120 to the unmanned air vehicles 110 of various shapes by utilizing UAV aerodynamics and noise analysis techniques suitable for user convenience.

그리고, 소음 저감 시스템(120)은 스피커(230)의 출력 성능을 고려한 ANC 알고리즘을 활용함으로써, 무인 비행체(110)의 설계 단계에서 가상의 스피커 조합을 통해 소음 제어 목적에 맞는 최적의 스피커 배치 설계를 수행할 수 있다.In addition, the noise reduction system 120 utilizes the ANC algorithm considering the output performance of the speaker 230 to design an optimal speaker arrangement for the purpose of noise control through a virtual speaker combination in the design stage of the unmanned aerial vehicle 110. can be done

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템에서 ANC 시뮬레이션을 포함한 동작 과정의 일례이다. 구체적으로, 도 3은 스피커 입력 신호 제어부(222)에서의 ANC 알고리즘을 포함하여 도시한 UAV 소음 저감 시스템의 순서도이다.3 is an example of an operation process including ANC simulation in a noise reduction system according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 3 is a flowchart of a UAV noise reduction system including an ANC algorithm in the speaker input signal controller 222.

이때, ANC 시뮬레이션의 신호 생성기(Signal generator)는 실시간으로 모니터링되는 로터의 회전속도, 기체의 비행고도의 정보에 따라 참조 신호 x(n)을 생성하여 출력할 수 있다.At this time, the signal generator of the ANC simulation may generate and output a reference signal x(n) according to the rotational speed of the rotor monitored in real time and the flight altitude information of the aircraft.

그리고, ANC 시뮬레이션의 적응적 알고리즘(Adaptive algorithm)은 에러 마이크로폰(Error microphone)으로 수집한 에러 신호(Error signal) e(n)과 신호 생성기에서 생성된 참조 신호 x(n)에 기초하여 디지털 필터(Digital filter)를 업데이트할 수 있다.In addition, the adaptive algorithm of the ANC simulation is based on the error signal e (n) collected by the error microphone and the reference signal x (n) generated by the signal generator. Digital filter) can be updated.

다음으로, ANC 시뮬레이션은 업데이트된 디지털 필터에 참조 신호 x(n)를 통과시켜 스피커 입력 신호 y(n)을 출력할 수 있다.Next, the ANC simulation can output the speaker input signal y(n) by passing the reference signal x(n) through the updated digital filter.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템에서 사용하는 알고리즘의 일례이다.4 is an example of an algorithm used in a noise reduction system according to an embodiment of the present invention.

소음 제어 입력부(221)에서 추출된 소음 성분은 BPF와 이의 배수 성분의 주파수를 가지는 서로 다른 신호들의 선형적인 합일 수 있다. 따라서, 소음 제어 입력부(221)는 이산화된 각각의 주파수를 대상으로 소음 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 무인 비행체(110)의 로터에서 발생하는 소음 신호의 주파수 영역의 특징은 도 6에 도시된 바와 같고, 무인 비행체(110)의 로터에서 발생하는 소음 신호의 시간 영역의 특징은 도 7에 도시된 바와 같을 수 있다.The noise component extracted from the noise control input unit 221 may be a linear sum of different signals having frequencies of the BPF and its multiple components. Accordingly, the noise control input unit 221 may generate a noise control signal for each discretized frequency. For example, the characteristics of the frequency domain of the noise signal generated from the rotor of the unmanned aerial vehicle 110 are as shown in FIG. 6, and the characteristics of the time domain of the noise signal generated from the rotor of the unmanned aerial vehicle 110 are shown in FIG. It may be as shown in

따라서, 소음 제어 입력부(221)는 소음 방사 특성을 예측하여 소음의 특성을 파악하고, 파악한 소음의 특징에 따라 기여도가 높은 주파수의 소음 성분을 추출할 수 있다.Therefore, the noise control input unit 221 can estimate the noise emission characteristics, determine the characteristics of the noise, and extract the noise component of the frequency with a high contribution according to the characteristics of the identified noise.

이때, 스피커 입력 신호 제어부(222)의 다중 사인파 생성기(multiple sinewave generator)는 실시간으로 모니터링되는 로터의 회전속도나 페이스(phase)를 스피커 입력 신호 제어부(222)에 전송시 걸리는 시간지연을 보상한 신호인 동기 신호(sync signal)를 입력받을 수 있다.At this time, the multiple sinewave generator of the speaker input signal control unit 222 transmits the rotational speed or phase of the rotor monitored in real time to the speaker input signal control unit 222. A signal that compensates for the time delay In sync signal (sync signal) can be input.

그리고, 다중 사인파 생성기는 동기 신호를 기초로 복수의 사인파들의 합으로 로터의 소음 정보를 모사한 참조 신호 x(n)을 출력할 수 있다.Also, the multi-sine wave generator may output a reference signal x(n) that simulates noise information of the rotor as a sum of a plurality of sine waves based on the synchronization signal.

이때, 프라이머리 패스 필터(Primary path filter)는 참조 신호 x(n)이 에러 마이크로폰에 x'(n)으로 입력되는 과정중 겪게되는 음향학적 경로와 스피커 입력 신호 제어부(222)를 통한 전기적 신호 처리를 필터값 S ^(z)로 처리할 수 있다.At this time, the primary path filter processes an acoustic path through which the reference signal x(n) is input as x'(n) to the error microphone and an electrical signal through the speaker input signal controller 222. can be treated as a filter value S ^ (z).

그리고, LMS(Least mean square)는 프라이머리 패스 필터로부터 출력된 x'(n)로 에러 신호(error signal) e(n)^2을 최소화하여 W(z)로 전달할 수 있다. 이때, LMS는 최적화 알고리즘일 수 있다.LMS (Least Mean Square) can minimize an error signal e(n)^2 with x'(n) output from the primary pass filter and transfer it to W(z). At this time, the LMS may be an optimization algorithm.

W(z)는 참조 신호 x(n), 및 최소화된 에러 신호 e(n)을 입력받고, 스피커 입력 신호 y(n)를 출력할 수 있다. 이때, W(z)는 도 3의 적응적 알고리즘(Adaptive algorithm), 디지털 필터, 및 제어 스피커(control speaker)를 포함할 수 있다.W(z) may receive a reference signal x(n) and a minimized error signal e(n), and output a speaker input signal y(n). In this case, W(z) may include the adaptive algorithm of FIG. 3, a digital filter, and a control speaker.

세컨더리 패스 필터는 스피커 입력 신호 y(n)이 에러 마이크로폰으로 입력되는 과정중 겪게되는 음향학적 경로와 DSP를 통한 전기적 신호처리를 필터값 S(z)로 처리할 수 있다.The secondary pass filter can process the acoustic path through which the speaker input signal y(n) is input to the error microphone and the electrical signal processing through the DSP with the filter value S(z).

또한, 에러 신호 e(n)은 실제 소음 데이터인 d(n)과 세컨더리 패스 필터의 출력을 연산하여 결정될 수 있다.Also, the error signal e(n) may be determined by calculating actual noise data d(n) and the output of the secondary pass filter.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 저감 시스템에서 출력하는 사운드가 소음을 상쇄시키는 과정의 일례이다.5 is an example of a process in which sound output from a noise reduction system according to an embodiment of the present invention cancels noise.

스피커(230)에서 출력되는 사운드인 상쇄 음파(Control Speaker)는 소음 신호(Noise Source)와 선형적으로 결합함으로써, 목표 소음 저감 위치에서의 소음도(Error Mic.)를 감소시킬 수 있다.The control speaker, which is the sound output from the speaker 230, is linearly combined with the noise signal, thereby reducing the noise level (Error Mic.) at the target noise reduction position.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법을 도시한 플로우차트이다.8 is a flowchart illustrating a method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

단계(810)에서 소음 해석부(210)는 무인 비행체(110)의 비행 임무 프로파일 및 목표 저감 성능을 입력받을 수 있다.In step 810, the noise analyzer 210 may receive a flight mission profile and target reduction performance of the unmanned aerial vehicle 110 as input.

단계(820)에서 소음 해석부(210)는 무인 비행체(110)로부터 무인 비행체(110)의 비행 조건을 실시간으로 입력받을 수 있다.In step 820, the noise analyzer 210 may receive flight conditions of the unmanned aerial vehicle 110 from the unmanned aerial vehicle 110 in real time.

단계(830)에서 소음 해석부(210)는 무인 비행체(110)의 설계 형상, 비행 임무 프로파일 및 무인 비행체(110)의 비행 조건에 따른 소음을 해석하여 수음 영역의 소음 정보를 결정할 수 있다.In step 830, the noise analyzer 210 may analyze the noise according to the design shape of the unmanned aerial vehicle 110, the flight mission profile, and the flight condition of the unmanned aerial vehicle 110 to determine noise information of the sound receiving area.

단계(840)에서 스피커 입력부(220)는 단계(830)에서 결정된 소음 정보에 따라 수음 영역에서의 소음 저감을 위한 스피커 입력 신호를 생성할 수 있다.In step 840, the speaker input unit 220 may generate a speaker input signal for noise reduction in the sound receiving area according to the noise information determined in step 830.

단계(850)에서 스피커(230)는 단계(840)에서 생성된 스피커 입력 신호에 따라 사운드를 출력하여 수음 영역에서의 소음을 저감할 수 있다.In step 850, the speaker 230 may reduce noise in the sound receiving area by outputting sound according to the speaker input signal generated in step 840.

단계(860)에서 소음 해석부(210)는 수음 영역에서 발생하는 소음 신호를 기초로 목표 저감 성능을 달성하였는지 여부를 판단할 수 있다. 수음 영역에서 발생하는 소음 신호가 목표 저감 성능의 임계값 이하로 저감된 경우, 소음 해석부(210)는 단계(850)에서 출력된 사운드에 의하여 목표 저감 성능을 달성한 것으로 판단하고 단계(870)를 수행할 수 있다. 반면, 수음 영역에서 발생하는 소음 신호가 목표 저감 성능의 임계값을 초과하는 경우, 소음 해석부(210)는 단계(850)에서 출력된 사운드로 목표 저감 성능을 달성하지 못한 것으로 판단하고 단계(830)를 수행할 수 있다. 이때, 소음 해석부(210), 스피커 입력부(220), 및 스피커(230)는 목표 저감 성능을 달성할 때까지 단계(830) 내지 단계(850)를 반복 수행할 수 있다.In step 860, the noise analyzer 210 may determine whether the target reduction performance is achieved based on the noise signal generated in the sound reception area. When the noise signal generated in the sound receiving area is reduced below the threshold of the target reduction performance, the noise analyzer 210 determines that the target reduction performance has been achieved by the sound output in step 850 and step 870 can be performed. On the other hand, when the noise signal generated in the sound-receiving area exceeds the target reduction performance threshold, the noise analyzer 210 determines that the target reduction performance has not been achieved with the sound output in step 850, and in step 830 ) can be performed. At this time, the noise analysis unit 210, the speaker input unit 220, and the speaker 230 may repeatedly perform steps 830 to 850 until the target reduction performance is achieved.

단계(870)에서 소음 해석부(210)는 무인 비행체(110)의 비행이 종료되었는지 여부를 확인할 수 있다. 무인 비행체(110)의 비행이 종료된 경우, 소음 해석부(210)는 동작을 종료할 수 있다. 반면, 무인 비행체(110)의 비행이 종료되지 않은 경우, 소음 해석부(210)는 단계(880)를 수행할 수 있다.In step 870, the noise analyzer 210 may check whether the flight of the unmanned aerial vehicle 110 has ended. When the flight of the unmanned aerial vehicle 110 ends, the noise analysis unit 210 may end its operation. On the other hand, when the flight of the unmanned aerial vehicle 110 is not ended, the noise analyzer 210 may perform step 880.

단계(880)에서 소음 해석부(210)는 무인 비행체(110)의 비행 조건이 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다. 무인 비행체(110)의 비행 조건이 변경된 경우, 소음 해석부(210)는 단계(820)를 수행하여 변경된 비행 조건을 입력받을 수 있다. 반면, 무인 비행체(110)의 비행 조건이 변경되지 않은 경우, 소음 해석부(210)는 기존에 입력받은 비행 조건을 이용하여 단계(830)를 수행할 수 있다.In step 880, the noise analysis unit 210 may check whether the flight conditions of the unmanned aerial vehicle 110 are changed. When the flight conditions of the unmanned aerial vehicle 110 are changed, the noise analyzer 210 may perform step 820 to receive the changed flight conditions. On the other hand, when the flight conditions of the unmanned aerial vehicle 110 are not changed, the noise analyzer 210 may perform step 830 using the previously input flight conditions.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 소음 정보 결정 과정을 도시한 플로우차트이다. 도 9의 단계(910) 내지 단계(970)는 도 8의 단계(830)에 포함될 수 있다.9 is a flowchart illustrating a process of determining noise information in a method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. Steps 910 to 970 of FIG. 9 may be included in step 830 of FIG. 8 .

단계(910)에서 전처리부(211)는 단계(820)에서 입력된 비행 조건에 대응하는 소음 방사 특성을 예측할 수 있다. 이때, 전처리부(211)는 무인 비행체의 설계 형상, 및 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 소음 방사 특성을 예측할 수 있다.In step 910, the pre-processing unit 211 may predict noise emission characteristics corresponding to the flight conditions input in step 820. At this time, the pre-processing unit 211 may predict noise emission characteristics by applying rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape and flight conditions of the unmanned aerial vehicle.

단계(920)에서 전처리부(211)는 무인 비행체의 설계 형상 및 단계(820)에서 입력된 비행 조건에 따라 소음의 저감이 필요한 수음 영역을 설정할 수 있다. 이때, 전처리부(211)는 무인 비행체의 설계 형상, 단계(810)에서 수신한 비행 임무 프로파일, 및 단계(820)에서 입력된 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 수음 영역을 설정할 수 있다.In step 920, the pre-processing unit 211 may set a sound-receiving area in which noise reduction is required according to the design shape of the unmanned aerial vehicle and the flight condition input in step 820. At this time, the pre-processing unit 211 applies rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape of the unmanned aerial vehicle, the flight mission profile received in step 810, and the flight conditions input in step 820 to set the sound pickup area. can

단계(930)에서 가상 마이크로폰 설정부(212)는 비행 조건 및 소음 방사 특성에 기초하여 수음 영역에 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다. 이때, 가상 마이크로폰 설정부(212)는 소음 저감 목표 및 소음 방사 특성에 기초하여 가상 마이크로 폰의 위치 및 배열을 설정할 수 있다.In step 930, the virtual microphone setting unit 212 may set a virtual microphone in the sound pickup area based on flight conditions and noise emission characteristics. At this time, the virtual microphone setting unit 212 may set the position and arrangement of the virtual microphone based on the noise reduction target and the noise emission characteristics.

그리고, 소음 저감 목표가 상기 수음 영역에 포함된 단일 수음 위치에 대한 소음 저감인 경우, 가상 마이크로폰 설정부(212)는 단일 수음 위치에 단일 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다. 또한, 소음 저감 목표가 수음 영역 전체에 대한 소음 저감인 경우, 가상 마이크로폰 설정부(212)는 수음 영역 안의 복수의 위치에 대응하는 다중 가상 마이크로 폰을 설정할 수 있다.Also, when the noise reduction target is noise reduction for a single sound pickup position included in the sound pickup area, the virtual microphone setting unit 212 may set a single virtual microphone at the single sound pickup position. Also, when the noise reduction target is noise reduction for the entire sound pickup area, the virtual microphone setting unit 212 may set multiple virtual microphones corresponding to a plurality of positions within the sound pickup area.

단계(940)에서 소음 정보 전송부(213)는 단계(940)에서 설정된 가상 마이크로폰이 단일 가상 마이크로폰인지 여부를 확인할 수 있다. 단계(940)에서 설정된 가상 마이크로폰의 개수가 1인 경우, 소음 정보 전송부(213)는 단계(940)에서 설정된 가상 마이크로폰을 단일 가상 마이크로폰으로 판단하여 단계(950)를 수행할 수 있다. 반면, 단계(940)에서 설정된 가상 마이크로폰의 개수가 1이 아닌 복수인 경우, 소음 정보 전송부(213)는 단계(940)에서 설정된 가상 마이크로폰을 다중 가상 마이크로폰으로 판단하여 단계(960)를 수행할 수 있다.In step 940, the noise information transmission unit 213 may check whether the virtual microphone set in step 940 is a single virtual microphone. When the number of virtual microphones set in step 940 is 1, the noise information transmitter 213 may determine that the virtual microphone set in step 940 is a single virtual microphone and perform step 950. On the other hand, when the number of virtual microphones set in step 940 is not 1 but plural, the noise information transmitter 213 determines that the virtual microphones set in step 940 are multiple virtual microphones and performs step 960. can

단계(950)에서 소음 정보 전송부(213)는 수음 영역으로부터 추출한 소음 신호를 수음 영역의 소리 정보로 결정할 수 있다.In step 950, the noise information transmitter 213 may determine the noise signal extracted from the sound pickup area as sound information of the sound pickup area.

단계(960)에서 소음 정보 전송부(213)는 다중 가상 마이크로 폰에 포함된 배열들 각각의 소음 신호를 식별할 수 있다.In step 960, the noise information transmission unit 213 may identify a noise signal of each array included in the multi-virtual microphone.

단계(970)에서 소음 정보 전송부(213)는 단계(960)에서 식별한 소음 신호들을 합성하여 대표 소음 신호를 생성하고, 대표 소음 신호를 소음 정보로 결정할 수 있다.In step 970, the noise information transmitter 213 synthesizes the noise signals identified in step 960 to generate a representative noise signal, and determines the representative noise signal as noise information.

도 10는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 소음 저감 방법의 스피커 입력 신호 생성 과정을 도시한 플로우차트이다. 도 10의 단계(1010) 내지 단계(1040)는 도 8의 단계(840)에 포함될 수 있다.10 is a flowchart illustrating a process of generating a speaker input signal in a method for reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. Steps 1010 to 1040 of FIG. 10 may be included in step 840 of FIG. 8 .

단계(810)에서 소음 제어 입력부(221)는 소음 정보 전송부(213)로부터 소음원의 신호를 상쇄시킬 가상 마이크로폰의 위치와 그에 따른 소음 정보를 수신할 수 있다. In step 810, the noise control input unit 221 may receive the position of the virtual microphone to cancel the signal of the noise source and the corresponding noise information from the noise information transmission unit 213.

단계(820)에서 소음 제어 입력부(221)는 단계(810)에서 수신한 소음 정보의 주파수 영역 상에서 저감이 필요한 소음 성분을 추출할 수 있다. 이때, 소음 제어 입력부(221)는 소음 정보의 주파수 영역 상에서 BPF의 배수에 해당하는 로터 소음을 소음 성분으로 추출할 수 있다.In step 820, the noise control input unit 221 may extract a noise component requiring reduction in the frequency domain of the noise information received in step 810. At this time, the noise control input unit 221 may extract rotor noise corresponding to a multiple of the BPF as a noise component in the frequency domain of the noise information.

단계(830)에서 스피커 입력 신호 제어부(222)는 사용자 또는 스피커(230)로부터 스피커(230)의 스피커 출력 성능을 수신할 수 있다.In step 830, the speaker input signal controller 222 may receive the speaker output performance of the speaker 230 from the user or the speaker 230.

단계(840)에서 스피커 입력 신호 제어부(222)는 단계(830)에서 수신한 스피커의 출력 성능 및 단계(820)에서 추출된 소음 성분을 고려하여 소음 신호의 소음 성분을 저감하는 스피커 입력 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 스피커 입력 신호 제어부(222)는 능동 소음 제어(ANC: Active Noise Control) 알고리즘을 기반으로 가상 마이크로폰 위치에서 추출된 소음 성분을 상쇄시킬 수 있는 신호를 생성할 수 있다. In step 840, the speaker input signal controller 222 generates a speaker input signal for reducing the noise component of the noise signal in consideration of the output performance of the speaker received in step 830 and the noise component extracted in step 820. can do. For example, the speaker input signal controller 222 may generate a signal capable of canceling a noise component extracted from a virtual microphone position based on an active noise control (ANC) algorithm.

본 발명은 사용자의 목표 소음 저감 성능에 따라 수음 영역에 가상 마이크로 폰 배열을 설정하고, 가상 마이크로 폰 배열을 기초로 수음 영역의 소음을 저감하는 사운드를 출력함으로써, 무인 비행체(110)에서 발생하는 소음 신호를 능동 제어할 수 있다.The present invention sets a virtual microphone array in the sound-receiving area according to the user's target noise reduction performance, and outputs a sound that reduces noise in the sound-receiving area based on the virtual microphone array, thereby generating noise from the unmanned aerial vehicle 110. The signal can be actively controlled.

또한, 본 발명은 실시간으로 원하는 위치에 가상 마이크로폰 배열을 설정함으로써, 목표 소음 저감 성능을 사용자 요구성능에 맞게 자유롭게 설정할 수 있다.In addition, the present invention can freely set the target noise reduction performance according to the user's required performance by setting the virtual microphone array at a desired position in real time.

그리고, 본 발명은 수치해석을 기반으로 구현됨으로써, 설계 중인 무인 비행체(110)에 능동 소음 제어를 적용하기 전에, 수치해석적으로 소음 저감의 기대효과를 확인하고 설계에 활용할 수 있다. In addition, since the present invention is implemented based on numerical analysis, before applying active noise control to the unmanned aerial vehicle 110 under design, the expected effect of noise reduction can be confirmed numerically and utilized in the design.

또한, 본 발명은 스피커의 출력 성능을 고려한 ANC 알고리즘을 활용함으로써, 무인 비행체(110)의 설계 단계에서 가상의 스피커 조합을 통해 소음 제어 목적에 맞는 최적의 스피커 배치 설계를 수행할 수 있다.In addition, in the present invention, by utilizing the ANC algorithm considering the output performance of the speaker, it is possible to design an optimal speaker arrangement suitable for the purpose of noise control through a virtual speaker combination in the design stage of the unmanned aerial vehicle 110.

한편, 본 발명에 따른 무인 비행체의 소음 저감 시스템 또는 무인 비행체의 소음 저감 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.On the other hand, the noise reduction system of an unmanned aerial vehicle or the method of reducing noise of an unmanned aerial vehicle according to the present invention is written as a program that can be executed on a computer and can be implemented in various recording media such as magnetic storage media, optical reading media, and digital storage media. .

본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체)에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.Implementations of the various techniques described herein may be implemented in digital electronic circuitry, or in computer hardware, firmware, software, or combinations thereof. Implementations may include a computer program product, e.g., a machine-readable storage device (computer readable storage device), for processing by, or for controlling the operation of, a data processing device, e. can be implemented as a computer program tangibly embodied in a viable medium). A computer program, such as the computer program(s) described above, may be written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, and may be written as a stand-alone program or in a module, component, subroutine, or computing environment. It can be deployed in any form, including as other units suitable for the use of. A computer program can be deployed to be processed on one computer or multiple computers at one site or distributed across multiple sites and interconnected by a communication network.

컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.Processors suitable for processing a computer program include, by way of example, both general and special purpose microprocessors, and any one or more processors of any kind of digital computer. Generally, a processor will receive instructions and data from read only memory or random access memory or both. Elements of a computer may include at least one processor that executes instructions and one or more memory devices that store instructions and data. In general, a computer may include, receive data from, send data to, or both, one or more mass storage devices that store data, such as magnetic, magneto-optical disks, or optical disks. It can also be combined to become. Information carriers suitable for embodying computer program instructions and data include, for example, semiconductor memory devices, for example, magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, compact disk read only memory (CD-ROM) ), optical media such as DVD (Digital Video Disk), magneto-optical media such as Floptical Disk, ROM (Read Only Memory), RAM (RAM) , Random Access Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and the like. The processor and memory may be supplemented by, or included in, special purpose logic circuitry.

또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체를 모두 포함할 수 있다.In addition, computer readable media may be any available media that can be accessed by a computer, and may include all computer storage media.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.Although this specification contains many specific implementation details, they should not be construed as limiting on the scope of any invention or what is claimed, but rather as a description of features that may be unique to a particular embodiment of a particular invention. It should be understood. Certain features that are described in this specification in the context of separate embodiments may also be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features that are described in the context of a single embodiment can also be implemented in multiple embodiments individually or in any suitable subcombination. Further, while features may operate in particular combinations and are initially depicted as such claimed, one or more features from a claimed combination may in some cases be excluded from that combination, and the claimed combination is a subcombination. or sub-combination variations.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Similarly, while actions are depicted in the drawings in a particular order, it should not be construed as requiring that those actions be performed in the specific order shown or in the sequential order, or that all depicted actions must be performed to obtain desired results. In certain cases, multitasking and parallel processing can be advantageous. Further, the separation of various device components in the embodiments described above should not be understood as requiring such separation in all embodiments, and the program components and devices described may generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. You have to understand that you can.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in this specification and drawings are only presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is obvious to those skilled in the art that other modified examples based on the technical idea of the present invention can be implemented.

110: 무인 비행체
120: 소음 저감 시스템
130: 수음 영역
210: 소음 해석부
211: 전처리부
212: 가상 마이크로폰 설정부
213: 소음 정보 전송부
220: 스피커 입력부
221: 소음 제어 입력부
222: 스피커 입력 신호 제어부
230: 스피커110: unmanned aerial vehicle
120: noise reduction system
130: masturbation area
210: noise analysis unit
211: pre-processing unit
212: virtual microphone setting unit
213: noise information transmission unit
220: speaker input unit
221: noise control input
222: speaker input signal control unit
230: speaker

Claims (19)

비행 임무 프로파일 및 무인 비행체의 비행 조건에 따라 수음 영역의 소음 정보를 결정하는 단계;
상기 소음 정보에 따라 상기 수음 영역에서의 소음 저감을 위한 스피커 입력 신호를 생성하는 단계; 및
상기 스피커 입력 신호에 따라 사운드를 출력하여 상기 수음 영역에서의 소음을 저감하는 단계
를 포함하는 소음 저감 방법.determining noise information of a sound reception area according to a flight mission profile and flight conditions of an unmanned aerial vehicle;
generating a speaker input signal for noise reduction in the sound receiving area according to the noise information; and
Outputting sound according to the speaker input signal to reduce noise in the sound receiving area
Noise reduction method comprising a. 제1항에 있어서,
상기 소음 정보를 결정하는 단계는,
상기 비행 조건에 대응하는 소음 방사 특성을 예측하는 단계;
상기 무인 비행체의 설계 형상 및 상기 비행 조건에 따라 소음의 저감이 필요한 수음 영역을 설정하는 단계;
상기 비행 조건 및 상기 소음 방사 특성에 기초하여 상기 수음 영역에 가상 마이크로 폰을 설정하는 단계; 및
상기 수음 영역으로부터 추출한 소음 신호를 기초로 상기 소음 정보를 결정하는 단계
를 포함하는 소음 저감 방법.According to claim 1,
The step of determining the noise information,
predicting noise emission characteristics corresponding to the flight conditions;
setting a sound receiving area in which noise reduction is required according to the design shape of the unmanned aerial vehicle and the flight conditions;
setting a virtual microphone in the sound pickup area based on the flight condition and the noise emission characteristics; and
Determining the noise information based on the noise signal extracted from the sound reception area
Noise reduction method comprising a. 제2항에 있어서,
상기 소음 방사 특성을 예측하는 단계는,
상기 무인 비행체의 설계 형상, 및 상기 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 상기 소음 방사 특성을 예측하는 소음 저감 방법.According to claim 2,
The step of predicting the noise emission characteristics,
A noise reduction method for predicting the noise radiation characteristics by applying rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape of the unmanned aerial vehicle and the flight conditions. 제2항에 있어서,
상기 수음 영역을 설정하는 단계는,
상기 무인 비행체의 설계 형상, 상기 무인 비행체의 비행 임무 프로파일, 및 상기 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 상기 수음 영역을 설정하는 소음 저감 방법.According to claim 2,
In the step of setting the sound pickup area,
The noise reduction method of setting the sound pickup area by applying rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape of the unmanned aerial vehicle, the flight mission profile of the unmanned aerial vehicle, and the flight conditions. 제2항에 있어서,
상기 가상 마이크로 폰을 설정하는 단계는,
상기 소음 저감 목표 및 상기 소음 방사 특성에 기초하여 상기 가상 마이크로 폰의 위치 및 배열을 설정하는 소음 저감 방법.According to claim 2,
Setting the virtual microphone,
The noise reduction method of setting the location and arrangement of the virtual microphone based on the noise reduction target and the noise emission characteristics. 제5항에 있어서,
상기 가상 마이크로 폰을 설정하는 단계는,
상기 소음 저감 목표가 상기 수음 영역에 포함된 단일 수음 위치에 대한 소음 저감인 경우, 상기 단일 수음 위치에 단일 가상 마이크로 폰을 설정하는 소음 저감 방법.According to claim 5,
Setting the virtual microphone,
When the noise reduction target is noise reduction for a single sound pickup position included in the sound pickup area, setting a single virtual microphone at the single sound pickup position. 제5항에 있어서,
상기 가상 마이크로 폰을 설정하는 단계는,
상기 소음 저감 목표가 상기 수음 영역 전체에 대한 소음 저감인 경우, 상기 수음 영역 안의 복수의 위치에 대응하는 다중 가상 마이크로 폰을 설정하는 소음 저감 방법.According to claim 5,
Setting the virtual microphone,
and setting multiple virtual microphones corresponding to a plurality of locations within the sound pickup area when the noise reduction target is noise reduction for the entire sound pickup area. 제2항에 있어서,
상기 소음 정보를 결정하는 단계는,
설정한 가상 마이크로 폰이 다중 가상 마이크로 폰인 경우, 다중 가상 마이크로 폰에 포함된 배열들 각각의 소음 신호를 식별하고, 식별한 소음 신호들을 합성하여 상기 소음 정보를 결정하는 소음 저감 방법.According to claim 2,
The step of determining the noise information,
A noise reduction method for determining noise information by identifying noise signals of each of arrays included in the multiple virtual microphones and synthesizing the identified noise signals when the set virtual microphones are multiple virtual microphones. 제1항에 있어서,
상기 스피커 입력 신호를 생성하는 단계는,
상기 소음 정보로부터 저감이 필요한 소음 성분을 추출하는 단계; 및
스피커의 출력 성능 및 상기 소음 성분을 고려하여 상기 소음 성분을 저감하는 스피커 입력 신호를 생성하는 단계
를 포함하는 소음 저감 방법.According to claim 1,
Generating the speaker input signal,
extracting a noise component requiring reduction from the noise information; and
Generating a speaker input signal for reducing the noise component in consideration of the output performance of the speaker and the noise component
Noise reduction method comprising a. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체. A computer-readable recording medium on which a program for executing the method of any one of claims 1 to 9 is recorded. 비행 임무 프로파일 및 무인 비행체의 비행 조건에 따라 수음 영역의 소음 정보를 결정하는 소음 해석부;
상기 소음 정보에 따라 상기 수음 영역에서의 소음 저감을 위한 스피커 입력 신호를 생성하는 스피커 입력부; 및
상기 스피커 입력 신호에 따라 사운드를 출력하여 상기 수음 영역에서의 소음을 저감하는 스피커
를 포함하는 소음 저감 시스템.a noise analyzer for determining noise information of a sound reception area according to a flight mission profile and flight conditions of an unmanned aerial vehicle;
a speaker input unit generating a speaker input signal for noise reduction in the sound receiving area according to the noise information; and
A speaker that reduces noise in the sound receiving area by outputting sound according to the speaker input signal
Noise reduction system comprising a. 제11항에 있어서,
상기 소음 해석부는,
상기 비행 조건에 대응하는 소음 방사 특성을 예측하고, 상기 무인 비행체의 설계 형상 및 상기 비행 조건에 따라 소음의 저감이 필요한 수음 영역을 설정하는 전처리부;
상기 비행 조건 및 상기 소음 방사 특성에 기초하여 상기 수음 영역에 가상 마이크로 폰을 설정하는 가상 마이크로폰 설정부; 및
상기 수음 영역으로부터 추출한 소음 신호를 기초로 상기 소음 정보를 결정하여 상기 스피커 입력부로 전송하는 소음 정보 전송부
를 포함하는 소음 저감 시스템.According to claim 11,
The noise analysis unit,
a pre-processing unit that predicts noise emission characteristics corresponding to the flight conditions and sets a sound-receiving area in which noise reduction is required according to the design shape of the unmanned aerial vehicle and the flight conditions;
a virtual microphone setting unit configured to set a virtual microphone in the sound pickup area based on the flight conditions and the noise emission characteristics; and
A noise information transmitting unit determining the noise information based on the noise signal extracted from the sound receiving area and transmitting the determined noise information to the speaker input unit.
Noise reduction system comprising a. 제12항에 있어서,
상기 전처리부는,
상기 무인 비행체의 설계 형상, 및 상기 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 상기 소음 방사 특성을 예측하는 소음 저감 시스템.According to claim 12,
The pre-processing unit,
A noise reduction system for predicting the noise radiation characteristics by applying rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape of the unmanned aerial vehicle and the flight conditions. 제12항에 있어서,
상기 전처리부는,
상기 무인 비행체의 설계 형상, 상기 무인 비행체의 비행 임무 프로파일, 및 상기 비행 조건에 대하여 로터 공력 및 소음 해석 기법을 적용하여 상기 수음 영역을 설정하는 소음 저감 시스템.According to claim 12,
The pre-processing unit,
A noise reduction system for setting the sound pickup area by applying rotor aerodynamics and noise analysis techniques to the design shape of the unmanned aerial vehicle, the flight mission profile of the unmanned aerial vehicle, and the flight conditions. 제12항에 있어서,
상기 가상 마이크로 폰 설정부는,
상기 소음 저감 목표 및 상기 소음 방사 특성에 기초하여 상기 가상 마이크로 폰의 위치 및 배열을 설정하는 소음 저감 시스템.According to claim 12,
The virtual microphone setting unit,
The noise reduction system for setting the location and arrangement of the virtual microphone based on the noise reduction target and the noise emission characteristic. 제15항에 있어서,
상기 가상 마이크로 폰 설정부는,
상기 소음 저감 목표가 상기 수음 영역에 포함된 단일 수음 위치에 대한 소음 저감인 경우, 상기 단일 수음 위치에 단일 가상 마이크로 폰을 설정하는 소음 저감 시스템.According to claim 15,
The virtual microphone setting unit,
and when the noise reduction target is noise reduction for a single sound pickup position included in the sound pickup area, setting a single virtual microphone at the single sound pickup position. 제15항에 있어서,
상기 가상 마이크로 폰 설정부는,
상기 소음 저감 목표가 상기 수음 영역 전체에 대한 소음 저감인 경우, 상기 수음 영역 안의 복수의 위치에 대응하는 다중 가상 마이크로 폰을 설정하는 소음 저감 시스템.According to claim 15,
The virtual microphone setting unit,
and setting multiple virtual microphones corresponding to a plurality of locations within the sound pickup area when the noise reduction target is noise reduction for the entire sound pickup area. 제12항에 있어서,
상기 소음 정보 전송부는,
설정한 가상 마이크로 폰이 다중 가상 마이크로 폰인 경우, 다중 가상 마이크로 폰에 포함된 배열들 각각의 소음 신호를 식별하고, 식별한 소음 신호들을 합성하여 상기 소음 정보를 결정하는 소음 저감 시스템.According to claim 12,
The noise information transmission unit,
If the set virtual microphone is a multi-virtual microphone, the noise reduction system determines the noise information by identifying noise signals of each array included in the multi-virtual microphones and synthesizing the identified noise signals. 제11항에 있어서,
상기 스피커 입력부는,
상기 소음 정보로부터 저감이 필요한 소음 성분을 추출하는 소음 제어 입력부; 및
스피커의 출력 성능 및 상기 소음 성분을 고려하여 상기 소음 성분을 저감하는 스피커 입력 신호를 생성하는 스피커 입력 신호 제어부
를 포함하는 소음 저감 시스템.According to claim 11,
The speaker input unit,
a noise control input unit extracting a noise component requiring reduction from the noise information; and
Speaker input signal controller for generating a speaker input signal for reducing the noise component in consideration of the output performance of the speaker and the noise component
Noise reduction system comprising a.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD978718S1 (en) * 2020-10-20 2023-02-21 Guangdong Syma Model Aircraft Industrial Co., Ltd. Aircraft toy

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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USD978718S1 (en) * 2020-10-20 2023-02-21 Guangdong Syma Model Aircraft Industrial Co., Ltd. Aircraft toy

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