Direction of arrival estimation in sensor arrays with faulty elements
Sensör dizilerinde hatalı sensörler ile işaret geliş açısı kestirimi
- Tez No: 623772
- Danışmanlar: PROF. DR. ENGİN TUNCER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Bir sensör dizisinin operasyon zamanı boyunca, belirli sensörleri düzgün çalışmama durumuna geçebilir. Bu arızalı sensörlerin tespiti önemli bir sorundur. Aynı zamanda, hatalı sensörler bulunmasına rağmen sensör dizisinin çalışması devam etmektedir. Bu nedenle, sistemlerin tespit yeteneklerinde önemli bir performans bozukluğu yaşanmamasının sağlanması için yeni teknikler gerekmektedir. Bu tezde, iki farklı arızalı sensör tipi değerlendirilmiştir. Bunlardan ilki MEMS (Mikro Elektro Mekanik Sistemler) mikrofonları özelindedir. MEMS mikrofon dizileri genellikle negatif ve pozitif saat sinyalleri ile aynı veri kanalına sahip ikili sensörler olarak üretilirler. MEMS mikrofonlarından bir adeti arızalanır ise, ikili sensörlerin veri kanalından her ikisi için de aynı veri gözlemlenir ve hatalı sensörün tespiti büyük bir sorun haline gelir. Bu hatalı mikrofonun tespiti için işaret geliş açısı bilinen bir kaynak kullanılarak yeni bir metot geliştirildi. Bu yöntem, kaynağın sensör dizisine göre yerleşimine bağlı olarak düşük sinyal gürültü oranlarında oldukça başarılı sonuçlar vermektedir. İkinci arızalı sensör tipinde ise, her bir sensörün arıza durumunun olasılıksal olduğu varsayılmıştır. Başka bir deyişle, sensör herhangi bir zamanda“p”olasılığı ile çalışmakta veya çalışmamaktadır. Bu problem daha önce literatürde incelenmiş ve G-MUSIC algoritması ile tutarlı bir işaret geliş açısı kestirimi yapılabildiği önerilmiştir. Bu tezde ise, belirtilen problem senaryosu incelenmiş ve arızalı sensörler ile yeni bir işaret geliş açısı kestirim yaklaşımı önerilmiştir. Performans kriterleri yönünden, yeni metodun G-MUSIC metodundan daha iyi olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
During the operational lifetime of a sensor array, certain sensors cease to operate properly. The identification of these sensors is an important problem. Furthermore, the operation of the array is continued even with the faulty sensors. Therefore, new techniques are required in order to ensure that the system estimation performance does not degrade significantly. In this thesis, two different fault types in a sensor array are considered. The first fault type is special to MEMS microphone arrays. MEMS microphones are usually constructed with pairwise sensors which share the common data channel in positive and negative cycles of a clock signal. When one of the MEMS microphones is faulty, same data is seen for both of the microphone channels and determining the faulty sensor becomes a major problem. A new technique is developed to determine the faulty microphone based on the use of a source with known direction-of-arrival (DOA). This approach can find the faulty sensor or sensors accurately in low SNR depending on the source position with respect to the array. In a second fault type, it is assumed that each sensor's fault is associated with a probability. In other words, a sensor is either on or off with a probability“p”at any time. This problem is investigated in the literature before and G-MUSIC algorithm is proposed for a consistent DOA estimation. In this thesis, the problem scenario is investigated and a new approach is proposed to estimate the DOA with a faulty sensor array. It is shown that the performance of the proposed algorithm is better than G-MUSIC.
Benzer Tezler
- Compressive sensing of cyclostationary propeller noise
Çevrimsel durağan pervane gürültüsü için sıkıştırmalı algılama
UMUT FIRAT
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKGÜL
- Online calibration of sensor arrays using higher order statistics
Yüksek dereceli istatistik kullanarak algılayıcı dizilerinin çevrimiçi kalibrasyonu
METİN AKTAŞ
Doktora
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. T. ENGİN TUNCER
- Joint direction of arrival estimation and source enumeration using transformer for sparse linear arrays with robustness to sensor malfunctions
Seyrek doğrusal diziler için sensör bozulmalarına dayanıklı dönüştürücü tabanlı ortak geliş açısı ve kaynak sayısı kestirimi
BURAK HAYATİ MUSLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TOLGA ÇİLOĞLU
- Direction of arrival estimation by using alternating direction method of multipliers in distributed sensor array networks
Çarpanların alternatif yön yöntemi kullanılarak dağıtık sensor dizisi ağlarında işaret geliş açısı kestirimi
EKİN NURBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEMEL ENGİN TUNCER
DR. EMRAH ONAT
- Uzamsal dizilim sinyal işleme yöntemleriyle sinyal yönü kestirimi ve uzamsal-zamansal süzgeçleme
Direction of arrival estimation and spatial-temporal filtering with array processing methods
MURAT AYTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA AYHAN SAKARYA