KR101706187B1 - Apparatus for detecting underwater moving object using acoustic wave and radio wave - Google Patents

Apparatus for detecting underwater moving object using acoustic wave and radio wave Download PDF

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Abstract

음파 및 전파를 이용한 수중 이동체의 탐지 장치가 제공된다. 수중 이동체의 탐지 장치는, 전파를 이용하여 이동체 중 적어도 하나 이상의 수상 이동체의 방위각을 탐지하는 제1 탐지 모듈과, 음파를 이용하여 수상 이동체 및 수중 이동체의 방위각을 탐지하는 제2 탐지 모듈과, 제2 탐지 모듈에서 탐지한 이동체의 방위각이 제1 탐지 모듈에서 탐지한 방위각과 동일하지 않은 경우 제2 탐지 모듈에서 탐지한 이동체를 수중 이동체로 판단하는 판단 모듈과, 탐지된 수중 이동체의 방위각을 실시간으로 추적하는 추적 모듈을 포함하며, 제2 탐지 모듈은 수동 소나이고, 수중 이동체는 어뢰이며, 판단 모듈은, 일정 시간 경과한 후 추적 모듈에 의해 추적중인 수중 이동체가 수중 이동체인지를 다시 판단할 수 있다.An apparatus for detecting an underwater vehicle using sound waves and radio waves is provided. A first detection module for detecting the azimuth angle of at least one of the moving bodies using radio waves; a second detection module for detecting azimuth angles of the aquamarine and the underwater mobile body using sound waves; 2 detecting module detects the moving object detected by the second detecting module as an underwater moving object when the azimuth of the moving object detected by the detecting module is not equal to the azimuth detected by the first detecting module, The second detection module is a passive sonar, the underwater vehicle is a torpedo, and the determination module can re-determine the underwater movement of the underwater vehicle being tracked by the tracking module after a predetermined time elapses .

Description

음파 및 전파를 이용한 수중 이동체의 탐지 장치{APPARATUS FOR DETECTING UNDERWATER MOVING OBJECT USING ACOUSTIC WAVE AND RADIO WAVE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus for detecting an underwater vehicle using a sound wave and a radio wave,

본 출원은, 어뢰와 같은 수중 이동체의 탐지에 관한 것이다.
This application relates to the detection of an underwater vehicle such as a torpedo.

일반적으로, 어뢰와 같은 수중 이동체를 탐지하기 위해서 수상 선박에는 음향 센서(sonar)가 탑재될 수 있다.
Generally, a sonar can be mounted on the watercraft to detect underwater vehicles such as torpedoes.

상술한 음향 센서는 음파(acoustic wave)를 이용하여 수중에서 발생되는 음향 신호를 탐지한 후 수중 이동체의 유무 및 방위각을 탐지하는 장치로, 어뢰와 같은 수중 이동체에서 발생되는 음향 신호에는, 프로펠러 회전 속도(propeller rotation speed)에 의한 저주파 신호(통상 100Hz 이하)와 프로펠러 회전에 의해 생긴 기포의 폭발(통상 '캐비테이션(cavitation)'이라 함)로 인한 고주파 신호(통상 1KHz 이상)가 포함되므로, 이러한 저주파 신호와 고주파 신호를 분석하게 되면 어뢰를 감지할 수 있다.
The acoustic sensor detects an acoustic signal generated in the water using an acoustic wave and detects the presence and azimuth of the moving object in the water. The acoustic signal generated in the underwater vehicle such as a torpedo includes a propeller rotation speed (usually 1 KHz or more) due to a low frequency signal (usually 100 Hz or less) by the propeller rotation speed and an explosion (usually called 'cavitation') of the bubble caused by the rotation of the propeller, And analyzing the high frequency signal can detect the torpedo.

하지만, 음향 센서를 탑재한 수상 선박에서 탐지하는 신호에는 어뢰와 같은 수중 이동체에서 발생되는 음향 신호 외에도 다른 수상 선박의 프로펠러 회전에 의해 발생되는 저주파의 음향 신호가 함께 수신되기 때문에, 음향 센서만으로는 수상 선박과 구별하여 어뢰와 같은 수중 이동체만을 탐지하는 것은 불가능하다는 문제점이 있다.
However, in addition to the acoustic signals generated by the underwater vehicle such as a torpedo, the signals detected by the marine vessel equipped with the acoustic sensor are also received together with the low frequency acoustic signals generated by the rotation of the propeller of the other marine vessel. It is impossible to detect only a moving object such as a torpedo.

수중에서 발생되는 음향 신호를 분석하기 위한 선행 기술로는, 미국공개특허 US2009/0122649A1(공개일: 2009. 5. 14)이 있다.
Prior art for analyzing acoustic signals generated in the water is disclosed in US2009 / 0122649A1 (published on May 13, 2009).

1. 미국공개특허 US2009/0122649A1(공개일: 2009. 5. 14)1. US Published Patent US2009 / 0122649A1 (Published on May 14, 2009)

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 어뢰와 같은 수중 이동체만을 탐지할 수 있는 수중 이동체의 탐지 장치를 제공한다.
According to one embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for detecting an underwater mobile body capable of detecting only an underwater mobile body such as a torpedo.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 전파를 이용하여 이동체 중 적어도 하나 이상의 수상 이동체의 방위각을 탐지하는 제1 탐지 모듈; 음파를 이용하여 상기 수상 이동체 및 수중 이동체의 방위각을 탐지하는 제2 탐지 모듈; 상기 제2 탐지 모듈에서 탐지한 상기 이동체의 방위각이 상기 제1 탐지 모듈에서 탐지한 방위각과 동일하지 않은 경우 상기 제2 탐지 모듈에서 탐지한 이동체를 수중 이동체로 판단하는 판단 모듈; 및 상기 탐지된 수중 이동체의 방위각을 실시간으로 추적하는 추적 모듈을 포함하며, 상기 제2 탐지 모듈은 수동 소나이고, 상기 수중 이동체는 어뢰이며, 상기 판단 모듈은, 일정 시간 경과한 후 상기 추적 모듈에 의해 추적중인 수중 이동체가 수중 이동체인지를 다시 판단하는 음파 및 전파를 이용한 수중 이동체의 탐지 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a mobile terminal comprising: a first detection module for detecting an azimuth angle of at least one of a plurality of awards mobile stations in a mobile body using radio waves; A second detection module for detecting the azimuth angle of the aquamarine and the underwater vehicle using sound waves; A determination module that determines that the mobile object detected by the second detection module is an underwater mobile when the azimuth of the mobile object detected by the second detection module is not equal to the azimuth detected by the first detection module; And a tracking module for tracking the azimuth angle of the detected underwater vehicle in real time, wherein the second detection module is a passive sonar, the underwater vehicle is a torpedo, There is provided an apparatus for detecting an underwater mobile body using a sound wave and a radio wave to judge again whether the underwater mobile body being tracked is underwater movement.

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본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 판단 모듈은, 상기 제2 탐지 모듈에서 탐지한 상기 이동체의 방위각이 상기 제1 탐지 모듈에서 탐지한 방위각과 동일한 경우 상기 제2 탐지 모듈에서 탐지한 이동체를 수상 이동체로 판단할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, when the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module is equal to the azimuth detected by the first detection module, the determination module may determine the moving object detected by the second detection module It can be judged as a moving body.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 수중 이동체의 탐지 장치는, 상기 제1 탐지 모듈을 이용하여 탐지한 수상 이동체의 방위각에 상기 음파와 전파의 속도 차이에 의한 지연 시간만큼의 방위각을 보상한 후 보상된 이동체의 방위각을 상기 판단 모듈로 전달하는 방위각 보상 모듈을 더 포함하며, 상기 판단 모듈은, 상기 보상된 이동체의 방위각과 상기 제2 탐지 모듈을 이용하여 탐지한 이동체의 방위각에 기초하여, 상기 이동체 중 수중 이동체만을 탐지할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the underwater vehicle detection device compensates for the azimuth angle of the water moving object detected using the first detection module by the delay time due to the speed difference between the sound wave and the propagation wave And an azimuth angle compensation module for transmitting the azimuth angle of the compensated moving object to the determination module, wherein the determination module determines, based on the azimuth angle of the compensated moving object and the azimuth angle of the moving object detected using the second detection module, It is possible to detect only the moving object in the moving object.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 판단 모듈은, 상기 추적 모듈에 의해 실시간으로 추적중인 이동체의 일정 시간 경과한 이후의 방위각이 상기 제1 탐지 모듈을 이용하여 탐지한 수상 이동체의 보상된 방위각과 동일하지 않은 경우에는 상기 추적 모듈에 의해 추적중인 이동체를 수중 이동체로 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the determination module determines whether or not an azimuth angle of a moving object tracked by the tracking module in real time after elapse of a predetermined time is less than a compensated azimuth angle of the moving object detected by using the first detection module, If it is not the same, the moving object being tracked by the tracking module can be determined as an underwater vehicle.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제1 탐지 모듈은, 레이더를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first detection module may include a radar.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 레이더와 같은 탐지 장치를 이용하여 수상 이동체의 방위각을 탐지하고, 소나와 같은 탐지 장치를 이용하여서는 수상 이동체 및 수중 이동체의 방위각을 탐지한 후, 양자의 방위각을 비교함으로써 어뢰와 같은 수중 이동체만을 탐지할 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, the azimuth angle of the water moving vehicle is detected using a detection device such as a radar, and the azimuth angle of the water moving vehicle and the underwater vehicle is detected using a detection device such as a sonar, So that only underwater vehicles such as torpedoes can be detected.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수중 이동체와 수상 이동체를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수상 이동체에 탑재되는 수중 이동체의 탐지 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수중 이동체만을 탐지하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수중 이동체의 탐지 방법을 설명하는 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining an underwater mobile body and a water moving body according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a configuration diagram of an apparatus for detecting an underwater vehicle mounted on a water mover according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a procedure for detecting only an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of detecting an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수중 이동체와 수상 이동체를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수상 이동체에 탑재되는 수중 이동체의 탐지 장치의 구성도이다. 한편, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수중 이동체만을 탐지하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
Fig. 1 is a view for explaining an underwater mobile body and a water mobile body according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a configuration diagram of an underwater mobile body detection device mounted on the water mobile body according to an embodiment of the present invention. 3 is a view for explaining a procedure for detecting only an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 탐지 장치를 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus for detecting an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 이동체에는 물속에서 이동하는 어뢰와 같은 수중 이동체(10)와, 물 위에서 이동하는 선박과 같은 수상 이동체(20, 30)가 존재할 수 있으며, 양자는 모두 프로펠러 등과 같은 구조물의 회전에 의해 이동될 수 있으며, 수중 이동체(10) 또는 수상 이동체(20, 30)로부터는 음향 신호가 발생될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 탐지 장치(100)를 탑재한 수상 선박(30)에서 수상 이동체(20)와 수중 이동체(10)로부터 발생된 음향 신호를 구별하여 특히 수중 이동체(10)만을 탐지하려는 것이므로, 수중 이동체(10) 외에 적어도 하나 이상의 수상 이동체(20)가 존재하는 경우에 적용될 수 있다.
As shown in FIG. 1, the moving body may have a water moving body 10 such as a torpedo moving in water, and a water moving body 20 or 30 such as a vessel moving on water, both of which are structures such as a propeller And an acoustic signal can be generated from the underwater vehicle 10 or the waterborne mobile object 20, 30. According to the embodiment of the present invention, it is possible to distinguish acoustic signals generated from the water mobile unit 20 and the underwater mobile unit 10 in the marine vessel 30 equipped with the detection device 100, The present invention can be applied to a case where at least one or more water moving vehicles 20 exist in addition to the underwater vehicle 10.

한편, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 수중 이동체의 탐지 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 수상 이동체(30)에 탑재될 수 있으며, 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
1, the apparatus 100 for detecting an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention may be mounted on the water mover 30 and may be constructed as shown in FIG. 2, for example. .

도 2를 참조하면, 수중 이동체의 탐지 장치(100)는 제1 탐지 모듈(110), 제2 탐지 모듈(120), 판단 모듈(130), 방위각 보상 모듈(140) 및 추적 모듈(150)을 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 2, the underwater vehicle detection apparatus 100 includes a first detection module 110, a second detection module 120, a determination module 130, an azimuth compensation module 140, and a tracking module 150 .

구체적으로, 제1 탐지 모듈(110)은, 전파(radio wave)를 이용하여 수상 이동체(20)의 위치 및 방위각(azimuth)을 탐지하는 장치로, 제1 탐지 모듈(110)로는 예를 들면 레이더(radar)가 이용될 수 있다.
Specifically, the first detection module 110 detects a position and an azimuth of the water mobile unit 20 using a radio wave. The first detection module 110 may be, for example, (radar) may be used.

제2 탐지 모듈(120)은, 음파(acoustic wave)를 이용하여 수중 이동체(10) 또는 수상 이동체(20)에서 발생된 음향 신호를 수신하여 수중 이동체(10) 또는 수상 이동체(20)의 방위각(azimuth)을 탐지하는 모듈로, 예를 들면 능동 소자(active sonar) 또는 수동 소나(passive sonar)가 이용될 수 있다.
The second detection module 120 receives an acoustic signal generated in the underwater vehicle 10 or the aquamarine 20 using an acoustic wave and outputs the azimuth angle of the aquamarine 10 or the aquamarine 20 azimuth, for example an active sonar or a passive sonar can be used.

판단 모듈(130)은, 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체의 방위각과 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 방위각에 기초하여, 이동체(10, 20) 중 수중 이동체(10)만을 탐지할 수 있다.
The determination module 130 detects only the underwater mobile body 10 among the mobile bodies 10 and 20 based on the azimuth angle of the mobile body detected by the second detection module 120 and the azimuth angle detected by the first detection module 110 can do.

구체적으로, 판단 모듈(130)은 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체의 방위각이 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 방위각과 동일하지 않은 경우 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체를 수중 이동체(10)로 판단하며, 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체의 방위각이 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 방위각과 동일한 경우 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체를 수상 이동체(20)로 판단할 수 있다.
Specifically, when the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module 120 is not equal to the azimuth angle detected by the first detection module 110, the determination module 130 determines that the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module 120, When the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module 120 is equal to the azimuth detected by the first detection module 110, the moving object detected by the second detection module 120 is detected as the moving object 10 It can be judged as the water mobile 20.

상술한 판단 모듈(130)은, 예를 들면 하기와 같은 형태의 제1 알고리즘으로 구현될 수 있다.The above-described determination module 130 may be implemented with a first algorithm, for example, in the following manner.

If Sonar_Az ∈ {Surface_Az(i), i= 1,2,…, n} If Sonar_Az ∈ {Surface_Az (i), i = 1,2, ... , n}

제2 탐지 모듈(120)에서 탐지된 물체는 수상 이동체,The object detected by the second detection module 120 is a moving object,

elseelse

제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 물체는 수중 이동체.An object detected by the second detection module (120) is a moving object in the water.

여기서, Sonar_Az는 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체의 방위각이며, Surface_Az(i)는 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 (수상) 이동체의 방위각일 수 있으며, n은 정수로, 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 (수상) 이동체의 수일 수 있다.
Here, Sonar_Az may be an azimuth angle of a moving object detected by the second detection module 120, Surface_Az (i) may be an azimuth of a moving object detected by the first detection module 110, n is an integer, 1 < / RTI > detection module 110).

예를 들면, 도 3에서 도면부호 303이 어뢰와 같은 수중 이동체이며, 301 및 302가 선박과 같은 수상 이동체라고 가정하면, 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체(303)의 방위각(θ3)은 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 (수상) 이동체들(301, 302)의 방위각(θ1, θ2)에 포함되지 않으므로, 판단 모듈(130)은 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체(303)를 수중 이동체(10)로 판단할 수 있다.
For example, assuming that reference numeral 303 in FIG. 3 is an underwater mobile body such as a torpedo, and reference numerals 301 and 302 are aberrant mobile bodies such as a vessel, an azimuth angle? 3 of the moving body 303 detected by the second detection module 120, Is not included in the azimuth angles (? 1,? 2) of the moving objects (301, 302) detected by the first detection module (110), the determination module (130) (30) can be determined as the underwater vehicle (10).

유사하게, 도 3에서 도면부호 301 내지 303이 모두 선박과 같은 수상 이동체라고 가정하면, 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체(303)의 방위각(θ3)은 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 (수상) 이동체들의 방위각(θ1, θ2, θ3)에 포함되므로, 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체(303)를 수상 이동체(20)로 판단할 수 있다.
3, the azimuth angle? 3 of the moving object 303 detected by the second detection module 120 is detected by the first detection module 110 The moving body 303 detected by the second detection module 120 can be determined to be the water moving body 20 because it is included in the azimuth angles? 1,? 2 and? 3 of the detected moving objects.

한편, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 이동체의 탐지 장치(100)는 방위각 보상 모듈(140)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the detection apparatus 100 for an underwater vehicle may further include an azimuth compensation module 140. [

구체적으로, 방위각 보상 모듈(140)은, 제1 탐지 모듈(110)을 이용하여 탐지한 수상 이동체(20)의 방위각에 음파와 전파의 속도 차이에 의한 지연 시간만큼의 방위각을 보상한 후 보상된 이동체의 방위각을 판단 모듈(130)로 전달할 수 있으며, 이후 판단 모듈(130)은, 보상된 이동체의 방위각과 제2 탐지 모듈(120)을 이용하여 탐지한 이동체의 방위각에 기초하여, 이동체 중 수중 이동체만을 탐지할 수 있다.
Specifically, the azimuth compensation module 140 compensates for the azimuth angle of the awards mobile unit 20 detected by the first detection module 110 by the delay time due to the speed difference between the sound wave and the radio wave, The azimuth angle of the moving object may be transmitted to the determining module 130. The determining module 130 may then determine whether the azimuth angle of the moving object is equal to or greater than the azimuth angle of the moving object based on the azimuth angle of the compensated moving object and the azimuth angle of the moving object detected using the second detection module 120 Only the moving body can be detected.

즉, 제1 탐지 모듈(110)이 전파를 이용한 레이더이며, 제2 탐지 모듈(120)가 음파를 이용한 소나일 경우 양자는 전파 속도에서 차이가 있다. 즉, 음파의 수중 전파 속도는 대략 1,500×103m/s이며, 전파의 전파 속도는 대략 3×108m/s이므로, 수상 선박(20)과 탐지 장치(100)를 탑재한 수상 선박(30)과의 거리가 10km라고 가정하면, 탐지 장치(100)에서 소나를 이용하여 탐지한 음향 신호는 레이더를 이용하여 탐지한 신호보다 대략 6초 정도 지연된다. 따라서, 이러한 음파와 전파의 전파 속도 차이에 의한 지연시간만큼 방위각을 보상할 필요가 있다.
That is, when the first detection module 110 is a radar using a radio wave and the second detection module 120 is a sonar using a sound wave, they have different propagation speeds. That is, since the propagation speed of the sound wave in water is approximately 1,500 x 10 3 m / s and the propagation speed of the radio wave is approximately 3 x 10 8 m / s, the water ship 20 and the water ship 30 is 10 km, the sound signal detected by the sonar in the detection apparatus 100 is delayed by about 6 seconds compared to the signal detected by the radar. Therefore, it is necessary to compensate the azimuth angle by the delay time due to the difference of the propagation speed of the sound wave and the radio wave.

구체적으로 하기와 같은 제2 알고리즘에 의해 방위각 보상이 구현될 수 있다.Specifically, the azimuth compensation can be realized by the second algorithm as described below.

If Sonar_Az(k) ∈ {SurfaceComp_Az(i,k-Delay_time(i, k)) i= 1,2,…, n}If Sonar_Az (k)? {SurfaceComp_Az (i, k-Delay_time (i, k)) i = 1,2, ... , n}

제2 탐지 모듈(120)에서 탐지된 물체는 수상 이동체The object detected by the second detection module 120 is detected

ElseElse

제2 탐지 모듈(120)에서 탐지된 물체는 수중 이동체 The object detected by the second detection module 120 is detected

end
end

위의 제2 알고리즘에서, Sonar_Az(k)는 k 시점에서 제2 탐지 모듈(120)에 의해 탐지한 이동체의 방위각이며, SurfaceComp_Az(i,k-Delay_time(i, k))는 제1 탐지 모듈(110)에 의해 탐지한 i번째 선박에 대한 k 시점의 보상된 방위각으로, k 시점에서 음파와 전파의 전파 속도 차이인 지연 시간인 Delay_time()만큼을 감산한 이전 시점, 즉 k-Delay_time(i, k) 시점의 방위각일 수 있다. 마찬가지로, n은 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 (수상) 이동체의 수일 수 있다.
In the second algorithm, Sonar_Az (k) is the azimuth of the moving object detected by the second detection module 120 at time k, and SurfaceComp_Az (i, k-Delay_time (i, k) (K-Delay_time (i, k)) obtained by subtracting the delay time (Delay_time) which is the propagation speed difference between the sound wave and the propagation velocity at k time point from the compensated azimuth of the i- k) azimuth angle. Similarly, n may be the number of (moving) moving objects detected by the first detection module 110.

한편, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수중 이동체의 탐지 장치(100)는 추적 모듈(150)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, the underwater vehicle detection apparatus 100 may further include a tracking module 150.

추적 모듈(150)은 이동체의 방위각을 실시간으로 추적할 수 있다. 즉, 추적 모듈(150)은 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지된 물체가 이동체인 경우 탐지한 이동체의 방위각을 실시간으로 추적할 수 있다. 상술한 추적 모듈(150)에 의해 추적되는이동체는 수중 이동체 또는 수상 이동체일 수 있다.
The tracking module 150 can track the azimuth angle of the moving object in real time. That is, the tracking module 150 can track the azimuth angle of the moving object detected when the object detected by the second detection module 120 is moving, in real time. The moving body tracked by the above-described tracking module 150 may be an underwater mobile or a water mobile.

하지만, 판단 모듈(130)의 오판에 의해 수중 이동체를 수상 이동체로 또는 수상 이동체를 수중 이동체로 오판하고, 오판된 이동체를 추적할 경우 일정 주기로 재판단함으로써, 오판을 정정할 필요가 있다. 이 경우 하기와 같은 제3 알고리즘이 추가로 수행될 수 있다.
However, if the judging module 130 misjudges the moving vehicle as a water moving vehicle or the water moving object as an underwater moving object and tracks a misjudged moving object, it is necessary to correct the misjudgment by re-judging at regular intervals. In this case, a third algorithm as described below may be additionally performed.

If Sonar_Az(k) ∈ {SurfaceComp_Az(i,k) i= 1,2,…, n}If Sonar_Az (k)? {SurfaceComp_Az (i, k) i = 1,2, ... , n}

if Sonar_Az(k+l)

Figure 112015047205514-pat00001
{SurfaceComp_Az(i,k+l) i= 1,2,…, n}, l=0,1,….,m, m= 상수if Sonar_Az (k + 1)
Figure 112015047205514-pat00001
{SurfaceComp_Az (i, k + 1) i = 1,2, ... , n}, l = 0, 1, ... ., m, m = constant

제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 물체는 수중 이동 물체An object detected by the second detection module (120)

elseelse

제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 물체는 수상 선박The object detected by the second detection module (120)

endend

ElseElse

제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 물체는 수중 이동 물체An object detected by the second detection module (120)

end
end

위의 알고리즘에서, 첫번째 If-else문의 Sonar_Az(k)는 Sonar_Az(k)는 k 시점에서 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체의 방위각이며, SurfaceComp_Az(i,k)는 k 시점에서 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 i번째 (수상) 이동체의 보상된 방위각이며, 두번째 If문의 Sonar_Az(k+l)는 실시간으로 추적중인 이동체의 k+l시점의 방위각이며, SurfaceComp_Az(i,k+l)는 k+l 시점에서 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 i번째 (수상) 이동체의 방위각일 수 있다.
In the above algorithm, Sonar_Az (k) of the first If-else statement is the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module 120 at the time point k, and SurfaceComp_Az (i, k) (K + 1) of the second If sentence is the azimuth angle at time k + l of the moving object being tracked in real time, and SurfaceComp_Az (i, k + 1) is the azimuth angle of the moving object detected by the detection module 110, l may be the azimuth of the i-th (water) moving object detected by the first detection module 110 at time k + l.

즉, 첫번째 If 문에서 k 시점에서 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체의 방위각이 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 n개의 수상 이동체의 보상된 방위각에 포함되므로(어느 하나와 동일한 값을 가진다면), 제2 탐지 모듈(120)에 의해 탐지된 이동체가 수상 이동체라고 판단하고, 추적 모듈(150)은 판단된 수상 이동체를 실시간으로 추적할 수 있다. 하지만, 실제 제2 탐지 모듈(120)에 의해 탐지된 이동체는 수상 이동체가 아닌 수중 이동체일 수 있다.
That is, since the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module 120 at k time point in the first If sentence is included in the compensated azimuth angle of the n awards moving objects detected by the first detection module 110 , The mobile object detected by the second detection module 120 is determined to be a water mobile object, and the tracking module 150 can track the determined water mobile object in real time. However, the moving object detected by the second detection module 120 may be a moving object other than the awards moving object.

따라서, 이러한 오판에 의한 추적을 정정하기 위해 두번째 if 문에 의한 알고리즘이 일정 주기로 더 수행될 수 있다. 즉, k+l 시점에서 제2 탐지 모듈(120)은 추적중인 이동체의 방위각, 즉 Sonar_Az(k+l)가 k+l 시점에서 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 i번째 수상 이동체의 보상된 방위각, 즉 SurfaceComp_Az(i,k+l)에 포함되는지(어느 하나의 방위각과 동일한 값을 가지는지) 판단하며, 어느 하나의 방위각과 동일한 값을 가지지 않는다면 추적중인 이동체를 수중 이동체로 정정할 수 있다. 다만, SurfaceComp_Az(i,k+l)에 포함되는 경우(어느 하나의 방위각과 동일한 값을 가지는 경우)에는 추적중인 이동체는 수상 이동체로 판단할 수 있다.
Therefore, the algorithm by the second if statement can be further performed at regular intervals in order to correct the tracing by such misjudgment. That is, at the time point k + l, the second detection module 120 detects the azimuth angle of the moving object being tracked, that is, the compensation of the ith moving object detected by the first detection module 110 at the time k + l, (I, k + 1) (which has the same value as the azimuth angle), and if the azimuth angle does not have the same value as any one of the azimuth angles, the moving object under tracking can be corrected as an underwater vehicle have. However, if it is included in the SurfaceComp_Az (i, k + 1) (if it has the same value as any one of the azimuth angles), the moving object being tracked can be determined to be the aquamarine.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 레이더와 같은 탐지 장치를 이용하여 수상 이동체의 방위각을 탐지하고, 소나와 같은 탐지 장치를 이용하여서는 수상 이동체 및 수중 이동체의 방위각을 탐지한 후, 양자의 방위각을 비교함으로써 어뢰와 같은 수중 이동체만을 탐지할 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, the azimuth angle of the water moving vehicle is detected by using a detection device such as a radar, and after the azimuth angle of the water moving vehicle and the underwater vehicle is detected using a detection device such as a sonar, By comparing the azimuths of both, it is possible to detect only underwater vehicles such as torpedoes.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수중 이동체의 탐지 방법을 설명하는 흐름도로, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 3과 관련하여 중복된 설명은 생략하기로 한다.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for detecting an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention. For simplification of the invention, a duplicate description will be omitted with reference to FIG. 1 to FIG.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 우선 제1 탐지 모듈(110)은, 전파를 이용하여 적어도 하나 이상의 수상 이동체(20)의 방위각을 탐지할 수 있다(S301). 탐지된 수상 이동체(20)의 방위각은 판단 모듈(130)로 전달될 수 있다. 제1 탐지 모듈(110)로는 예를 들면 레이더(radar)가 이용될 수 있다.
Referring to FIGS. 1 to 4, the first detection module 110 may detect the azimuth angle of at least one or more water moving vehicles 20 using radio waves (S301). The detected azimuth angle of the water mobile 20 may be transmitted to the determination module 130. As the first detection module 110, for example, a radar may be used.

제2 탐지 모듈(120)은, 음파를 이용하여 수중 이동체(10) 또는 수상 이동체(20) 중 적어도 하나를 포함하는 이동체의 방위각을 탐지할 수 있다(S302). 탐지된 이동체의 방위각은 판단 모듈(130)로 전달될 수 있다. 제2 탐지 모듈(120)로는 예를 들면 능동 소자(active sonar) 또는 수동 소나(passive sonar)가 이용될 수 있다.
The second detection module 120 may detect the azimuth angle of the moving object including at least one of the mobile object 10 and the aquamarine object 20 using sound waves (S302). The azimuth angle of the detected moving object may be transmitted to the determination module 130. As the second detection module 120, for example, an active sonar or a passive sonar may be used.

판단 모듈(130)은, 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체의 방위각과 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 방위각에 기초하여, 이동체(10, 20) 중 수중 이동체(10)만을 탐지할 수 있다(S303).
The determination module 130 detects only the underwater mobile body 10 among the mobile bodies 10 and 20 based on the azimuth angle of the mobile body detected by the second detection module 120 and the azimuth angle detected by the first detection module 110 (S303).

구체적으로, 판단 모듈(130)은 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체의 방위각이 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 방위각과 동일하지 않은 경우 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체를 수중 이동체(10)로 판단하며, 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체의 방위각이 제1 탐지 모듈(110)에서 탐지한 방위각과 동일한 경우 제2 탐지 모듈(120)에서 탐지한 이동체를 수상 이동체(20)로 판단할 수 있다.
Specifically, when the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module 120 is not equal to the azimuth angle detected by the first detection module 110, the determination module 130 determines that the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module 120, When the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module 120 is equal to the azimuth detected by the first detection module 110, the moving object detected by the second detection module 120 is detected as the moving object 10 It can be judged as the water mobile 20.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 레이더와 같은 탐지 장치를 이용하여 수상 이동체의 방위각을 탐지하고, 소나와 같은 탐지 장치를 이용하여서는 수상 이동체 및 수중 이동체의 방위각을 탐지한 후, 양자의 방위각을 비교함으로써 어뢰와 같은 수중 이동체만을 탐지할 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, the azimuth angle of the water moving vehicle is detected by using a detection device such as a radar, and after the azimuth angle of the water moving vehicle and the underwater vehicle is detected using a detection device such as a sonar, By comparing the azimuths of both, it is possible to detect only underwater vehicles such as torpedoes.

상술한 판단 모듈, 방위각 보상 모듈 및 추적 모듈은 소프트웨어　또는　FPGA(field-programmable　gate　array)　또는　ASIC과　같은　하드웨어　구성요소 또는 소프트웨어를 의미하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 어드레싱할　수　있는　저장　매체에　있도록　구성될　수도　있고　하나　또는　그　이상의　프로세서들을　재생시키도록　구성될　수도　있다.　따라서,　일　예로서　판단 모듈, 방위각 보상 모듈 및 추적 모듈은　소프트웨어　구성요소들,　객체지향　소프트웨어　구성요소들,　클래스　구성요소들　및　태스크　구성요소들과　같은　구성요소들과,　프로세스들,　함수들,　속성들,　프로시저들,　서브루틴들,　프로그램　코드의　세그먼트들,　드라이버들,　펌웨어,　마이크로코드,　회로,　데이터,　데이터베이스,　데이터　구조들,　테이블들,　어레이들,　및　변수들을　포함할 수 있다.
The above-described determination module, azimuth compensation module, and tracking module refer to hardware components or software, such as, but not limited to, software or field-programmable gate array (FPGA) or ASIC, And may be configured to recycle one or more processors. Thus, by way of example, the determination module, the azimuth compensation module, and the tracking module may be implemented as software components, object-oriented software components, class components, and task components, as well as processes, Routines, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be self-evident.

10: 수중 이동체 20, 30: 수상 이동체
100: 탐지 장치 110: 제1 탐지 모듈
120: 제2 탐지 모듈 130: 판단 모듈
140: 방위각 보상 모듈 150: 추적 모듈
301 내지 303: 이동체 θ1 내지 θ3: 방위각10: Underwater mobile 20, 30:
100: detection device 110: first detection module
120: second detection module 130: determination module
140: azimuth compensation module 150: tracking module
301 to 303: Moving object [theta] 1 to [theta] 3: azimuth angle

Claims (6)

전파를 이용하여 이동체 중 적어도 하나 이상의 수상 이동체의 방위각을 탐지하는 제1 탐지 모듈;
음파를 이용하여 상기 수상 이동체 및 수중 이동체의 방위각을 탐지하는 제2 탐지 모듈;
상기 제2 탐지 모듈에서 탐지한 상기 이동체의 방위각이 상기 제1 탐지 모듈에서 탐지한 방위각과 동일하지 않은 경우 상기 제2 탐지 모듈에서 탐지한 이동체를 수중 이동체로 판단하는 판단 모듈; 및
상기 탐지된 수중 이동체의 방위각을 실시간으로 추적하는 추적 모듈을 포함하며,
상기 제2 탐지 모듈은 수동 소나이고, 상기 수중 이동체는 어뢰이며,
상기 판단 모듈은, 일정 시간 경과한 후 상기 추적 모듈에 의해 추적중인 수중 이동체가 수중 이동체인지를 다시 판단하는 음파 및 전파를 이용한 수중 이동체의 탐지 장치.
A first detection module for detecting an azimuth angle of at least one of the awards mobile units in the mobile body using radio waves;
A second detection module for detecting the azimuth angle of the aquamarine and the underwater vehicle using sound waves;
A determination module that determines that the mobile object detected by the second detection module is an underwater mobile when the azimuth of the mobile object detected by the second detection module is not equal to the azimuth detected by the first detection module; And
And a tracking module for tracking the azimuth angle of the detected underwater vehicle in real time,
Wherein the second detection module is a passive sonar, the underwater vehicle is a torpedo,
Wherein the determination module re-determines the underwater movement of the underwater vehicle being tracked by the tracking module after a predetermined time elapses.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 판단 모듈은,
상기 제2 탐지 모듈에서 탐지한 상기 이동체의 방위각이 상기 제1 탐지 모듈에서 탐지한 방위각과 동일한 경우 상기 제2 탐지 모듈에서 탐지한 이동체를 수상 이동체로 판단하는 음파 및 전파를 이용한 수중 이동체의 탐지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the determination module comprises:
When the azimuth angle of the moving object detected by the second detection module is equal to the azimuth angle detected by the first detection module, the detection unit determines that the moving object detected by the second detection module is the aft moving object, .
제1항에 있어서,
상기 수중 이동체의 탐지 장치는,
상기 제1 탐지 모듈을 이용하여 탐지한 수상 이동체의 방위각에 상기 음파와 전파의 속도 차이에 의한 지연 시간만큼의 방위각을 보상한 후 보상된 이동체의 방위각을 상기 판단 모듈로 전달하는 방위각 보상 모듈을 더 포함하며,
상기 판단 모듈은, 상기 보상된 이동체의 방위각과 상기 제2 탐지 모듈을 이용하여 탐지한 이동체의 방위각에 기초하여, 상기 이동체 중 수중 이동체만을 탐지하는 음파 및 전파를 이용한 수중 이동체의 탐지 장치.
The method according to claim 1,
The apparatus for detecting a moving object in an underwater vehicle,
An azimuth compensation module for compensating an azimuth angle corresponding to a delay time due to a speed difference between the sound wave and the propagation wave to the azimuth angle of the aft moving object detected using the first detection module and then transmitting the azimuth angle of the compensated moving object to the determination module ≪ / RTI &
Wherein the determination module detects the underwater mobile body in the mobile body based on the azimuth angle of the compensated mobile body and the azimuth angle of the mobile body detected using the second detection module.
제4항에 있어서,
상기 판단 모듈은,
상기 추적 모듈에 의해 실시간으로 추적중인 이동체의 일정 시간 경과한 이후의 방위각이 상기 제1 탐지 모듈을 이용하여 탐지한 수상 이동체의 보상된 방위각과 동일하지 않은 경우에는 상기 추적 모듈에 의해 추적중인 이동체를 수중 이동체로 판단하는 음파 및 전파를 이용한 수중 이동체의 탐지 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the determination module comprises:
If the azimuth of the moving object being tracked in real time by the tracking module is not equal to the compensated azimuth of the awards moving object detected using the first detection module, Detection device for underwater mobile body using sound wave and radio wave judged as underwater mobile body.
제1항에 있어서,
상기 제1 탐지 모듈은, 레이더를 포함하는 음파 및 전파를 이용한 수중 이동체의 탐지 장치.

The method according to claim 1,
The first detection module is a device for detecting a moving object using a sound wave and a radio wave including a radar.

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