KR100987514B1

KR100987514B1 - 대 테러 진압 시스템

Info

Publication number: KR100987514B1
Application number: KR1020080135135A
Authority: KR
Inventors: 허창업
Original assignee: 주식회사 세너틱스
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2010-10-12
Also published as: KR20100077239A

Abstract

본 발명은 시위 및 테러 진압 등과 같은 곳에 이용될 수 있도록, 사람의 청각을 손상시킬 수도 있는 데시벨의 음원을 지향성을 높여 출력함으로써 유혈 사태를 발생시키지 않고도 시위 및 테러를 진압할 수 있는 초지향성 스피커 시스템과 고화질 및 열화상, 야간 영상 획득 등 증거영상의 획득을 하고, 이 영상을 얼굴인식 시스템을 이용한 데이터 베이스와 비교하여 중대 범죄자를 색출하고, 주동자를 타격하며 또한, 장거리에 집중적으로 정보를 전달할 수 있는 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템을 제공하기 위한 것이다.

그 기술적 구성은 초음파 음원을 출력하기 위한 현재 위치를 GPS/LBS 기반으로 측정하는 위치 측정기; 상기 현재 위치에서 목표 위치까지의 거리를 측정하기 위한 레이저 탐지기; 상기 레이저 탐지기로 측정된 거리의 피사체를 촬영하기 위한 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈을 틸팅 및 회전시키는 카메라 구동부; 상기 카메라 모듈의 틸팅 및 회전을 위한 제어 신호를 입력받는 카메라 제어기; 상기 카메라 모듈로 촬영된 화면을 디스플레이하는 모니터링 수단; 상기 피사체에게 출력할 위협 또는 경고 신호를 입력받는 음원 입력기; 상기 음원 입력기에 입력된 신호를 일정 각도 및 거리를 갖도록 초음파로 출력하는 초지향성 출력부; 상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상을 데이터베이스에 저장하고, 데이터베이스에 기 저장된 정보와 비교하는 데이터 처리기; 상기 현재 위치를 측정하기 위한 상기 위치 측정기를 구동시켜 현재 위치 데이터를 입력받고, 상기 목표 위치를 측정하기 위해 상기 레이저 탐지 기를 구동시키며, 상기 카메라 제어기의 입력 데이터를 입력받아 상기 카메라 구동부를 구동시키며, 상기 목표 위치를 촬영하는 카메라 모듈을 제어하고, 상기 음원 입력기로 입력된 신호를 상기 초지향성 출력부를 구동시켜 공기 중으로 방사시키도록 제어하며, 상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상 정보를 상기 데이터 처리기로 송수신하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

초지향성, LRAD, 레이저, 증폭, 복조, 초음파, dB, 카메라, 모니터링, 고화질 카메라, 열화상 카메라, 적외선 카메라, 얼굴 인식시스템, 자동 추적 시스템

Description

대 테러 진압 시스템{ULTRASONIC COMMUNICATION AND PROTECTION OF TERROR AND RESCUE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템에 관한 것으로, 시위 진압 및 테러 집단의 거리를 측정하여 초음파 변환기의 각도 및 회전을 수동이 아닌 자동으로 가능케하며, 초음파 변환기의 출력 거리는 늘리되 출력 각도는 좁혀 지향성을 극대화시킬 수 있는 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템에 관한 것이다.

또 본 발명은 증거 영상 획득을 다양하게 할 수 있는 카메라 구동 장치를 구비하여 고화질 및 열화상, 야간 영상 획득 등 증거 영상의 획득을 하고, 이 영상을 얼굴인식 시스템을 이용한 데이터 베이스와 비교하여 중대 범죄자를 색출하고, 주동자를 타격하기 위한 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 장거리에 집중적으로 정보를 전달할 수 있는 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 스피커(Speaker)는 전기신호를 진동으로 변환하여 공기 중에 전달함으로써 소리를 생성하게 되는데, 이러한 스피커는 공기 중에 진동을 전달할 때 등방성을 가지며 전달하게 된다.

이에 따라, 청취자는 스피커를 기준으로 전 방향에서 스피커에서 발생되는 소리를 들을 수 있게 되며, 스피커의 등방성은 때로는 불필요한 문제를 야기하곤 한다.

예를 들면, 미술관이나 박물관 같은 다양한 작품이나 전시물들이 설치되어 있고, 각 작품 및 전시물들에 대한 설명을 스피커를 통하여 설명하도록 설치물을 설계하는 경우, 미술관 및 박물관의 협소한 공간으로 인하여 스피커로부터 발생하는 소리들 간에 간섭 현상이 발생하게 된다.

또한, 많은 인원이 동시에 각기 다른 작품 및 전시물들의 설명을 스피커로부터 듣게 된다면, 많은 양의 음성안내가 서로 간의 간섭 및 왜곡되어 그 크기가 큰 노이즈로 변하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 특정 방향에서만 소리를 들을 수 있도록 재생할 수 있는 초지향성 스피커가 등장하게 되었다.

종래의 초지향성 스피커 방법 중 하나는 파라볼릭(Parabolic) 접시를 이용하는 방법인데, 파라볼릭 초지향성 스피커는 파라볼릭 접시의 초점에 일반 스피커를 설치하여 스피커의 음향 출력이 접시에 반사되어 직진하도록 설계되는 스피커이다.

상술한 파라볼릭 초지향성 스피커는 박물관 등에서 자주 사용되기 때문에 박물관 스피커로도 많이 알려져 있지만, 이러한 파라볼릭 접시를 이용한 종래의 초지 향성 스피커 방식은 파라볼릭 접시의 직경이 상당히 크고 소리가 방향성을 가지고전달되는 거리가 10m 이내로 짧을 뿐 아니라 음질도 상당히 떨어져 양호한 특성을 가지기가 매우 어렵다.

이에 따라, 최근에는 초음파가 공기 중에서 공기와 일으키는 비선형적인 간섭 현상을 이용한 초음파 스피커 기술이 초지향성 스피커의 구현에 많이 적용되고 있고, 초음파 스피커 기술은 1960년대부터 개발되어 왔으나, 여러가지 주변기기들의 발달 부진 및 산업상의 이득 문제 등으로 상용화가 지연되다가 최근에 본격적으로 개발되고 있다.

이러한 초지향성 스피커는 홀로소닉 리서치 랩(Holosonic Reserch Labs)과 아메리카 테크놀러지(American Technology) 사에서 각각 기술을 도입하여 개발하고 있으며, 소리의 레벨은 약 2피트에서 20dB 정도 감쇠되지만 소리가 퍼져나가는 빔의 형태는 고압의 소방 호스에서 뿜어져 나오는 물과 같은 형태와 같다.

따라서, 목표한 지역 외에는 거의 들리지 않으며, 최대 유효 거리 66피트 까지는 유지되며, 660피트에서도 들릴 수 있어 그 거리가 길고, 커버할 수 있는 범위도 0.3 미터 내지 2.1 미터까지이다.

한편, LRAD(Long Range Acoustic Device) 초지향성 스피커는 큰 선박이 소형 선박에게 테러를 당하는 경우, 최고 500m 전방의 목표물을 향해 명확하고 깨끗한 소리 전달이 가능하여, 접근해오는 선박이 위협적으로 판명이 되는 경우 경고음을 가하여 상대의 접근을 차단할 수 있으며, 사람의 청력을 잃을 수도 있을 만큼의 크기의 소리를 실어 테러를 가하는 소형 선박에게 위협을 가하면서 큰 선박들을 보호 할 수 있도록 이용된다.

일례로, 영국 유람선 노티카는 아덴만에서 소말리아 해적들에게 LRAD 초지향성 스피커를 이용하여 초강력 음향빔을 방사하여 가까운 거리에 있는 사람의 청력을 잃을 수도 있게 위협하였고, 소말리아 해적들로부터 공격을 받지 않았다.

이러한 LRAD 초지향성 스피커는 초음파에 강력한 소음을 실어 원하는 방향으로 쏠 수 있게 만든 장치로서, 화재 경보기가 울릴 때 내는 소음의 2 배에 달하는 스피커의 1m이내에서 145dB 내지 150dB 의 소음을 발생시켜 300m 이내의 사람들을 90dB-100dB정도의 고음을 발생시켜 무력화시킬 수 있다.

또한, 이러한 '소리 총알'에 맞으면 견딜 수 없는 두통 등을 일으키고, 심하면 청력까지 잃게 되며 귀마개도 소용없기 때문에, 시위 진압 및 공격의 위협을 받을 수 있는 선박 등에 이용될 수 있다.

이러한 LRAD 초지향성 스피커는 약 150 내지 200M 까지가 100dB정도의 유효한 음원을 출력할 수 있으며, 지향 각도는 약 30 도 정도로 개발되었다.

또한 이러한 초지향성 기술에 대해서는 하기 문헌 1 내지 3에 개시되어 있다.

[문헌 1] 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0014419호

[문헌 2] 대한민국 등록특허공보 제10-0622078호

[문헌 3] 대한민국 공개특허공보 제10-2006-7027555호

그러나, 이러한 기존의 LRAD 초지향성 스피커는 소리를 방사하는 초지향성 트랜스듀서의 방향을 변환할 때, 그 각도를 조절하기 위해 사람이 수동적으로 조절해야 했으며, 시위 등을 진압할 때에도 약 150 내지 200M 까지가 유효하여 '소리 총알'을 전달할 수 있는 거리가 비교적 짧았고, 약 30 도의 방사각을 가지고 있어 근거리가 아닌 장거리의 경우에는 그 범위가 커지기 때문에 원하는 목표물에 정확히 조준할 수 없는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 300M 이상 5 도 내지 10 도의 각도로 지향성을 극대화시켜 시위 및 테러 용의자들에게만 200M까지는 120dB로 타격을 가하며, 1Km까지는 80dB의 추력을 하여 경고 방송의 음원이 전달될 수 있도록 하는 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 시위 및 테러 진압자가 초음파 변환기를 수동 조작함으로써 입을 수 있는 청각 손상 등의 피해를 최소화시킬 수 있도록, 초음파 변환기의 각도 및 틸팅을 자동으로 조작할 수 있는 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시위 및 테러 용의자의 증거 사진을 확보하기 위해 초고성능 전자 감시 장비를 채용하고, 모니터링 수단을 마련하여 시위 및 테러 용의자의 동선을 파악할 수 있는 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템은 초음파 음원을 출력하기 위한 현재 위치를 GPS/LBS 기반으로 측정하는 위치 측정기; 상기 현재 위치에서 목표 위치까지의 거 리를 측정하기 위한 레이저 탐지기; 상기 레이저 탐지기로 측정된 거리의 피사체를 촬영하기 위한 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈을 틸팅 및 회전시키는 카메라 구동부; 상기 카메라 모듈의 틸팅 및 회전을 위한 제어 신호를 입력받는 카메라 제어기; 상기 카메라 모듈로 촬영된 화면을 디스플레이하는 모니터링 수단; 상기 피사체에게 출력할 위협 또는 경고 신호를 입력받는 음원 입력기; 상기 음원 입력기에 입력된 신호를 일정 각도 및 거리를 갖도록 초음파로 출력하는 초지향성 출력부; 상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상을 데이터베이스에 저장하고, 데이터베이스에 기 저장된 정보와 비교하는 데이터 처리기; 상기 현재 위치를 측정하기 위한 상기 위치 측정기를 구동시켜 현재 위치 데이터를 입력받고, 상기 목표 위치를 측정하기 위해 상기 레이저 탐지기를 구동시키며, 상기 카메라 제어기의 입력 데이터를 입력받아 상기 카메라 구동부를 구동시키며, 상기 목표 위치를 촬영하는 카메라 모듈을 제어하고, 상기 음원 입력기로 입력된 신호를 상기 초지향성 출력부를 구동시켜 공기 중으로 방사시키도록 제어하며, 상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상 정보를 상기 데이터 처리기로 송수신하는 제어부를 포함한다.

그리고, 상기 초지향성 신호 출력부는 상기 제어부에서 입력된 음원 입력기의 음원을 초음파 대역으로 출력하기 위한 신호 처리기; 상기 초음파 대역의 구동 주파수로 음원을 PWM 복조 및 변조하는 복조기; 상기 복조된 음원을 증폭시켜 출력하는 초음파 증폭기; 상기 초음파 증폭기를 통해 출력된 음원을 일정 거리 및 일정 각도를 가지고 출력시키는 초음파 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 카메라 모듈은 상기 피사체의 동선을 파악하고 모니터링하기 위해, 상기 초음파 변환기의 상부면 중심에 부착된 제1 카메라; 상기 피사체를 근접 촬영하기 위한 제2 카메라 및 제3 카메라를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 카메라의 각각은 고화질(HD급) 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라로 이루어진 것을 특징으로 한다.,

또한, 상기 카메라 구동부는 상기 초음파 변환기 및 제1 카메라를 틸팅 및 회전시키기 위한 제1 구동부; 상기 제2 카메라 및 제3 카메라를 틸팅 및 회전시키기 위한 제2 구동부 및 제3 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 일정 각도는 5 도 내지 10 도인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 시위 및 테러 진압 등과 같은 곳에 이용될 수 있도록, 사람의 청각을 손상시킬 수도 있는 데시벨의 음원을 지향성을 높여 출력함으로써 유혈 사태를 발생시키지 않고도 시위 및 테러를 진압할 수 있도록 하며, 초음파 변환기의 회전 및 틸팅을 수동으로 조작하지 않고, 목표 위치로 음원이 방사될 수 있도록 자동으로 조작할 수 있어 초음파 변환기를 시위 및 테러 진압자가 수동 조작함으로써 발생할 수 있는 피해를 최소화시키며, 300M 범위 내로 음원의 손상을 최소화하며 지향성을 높인 5 도 내지 10 도의 각도로 시위 및 테러 용의자에게만 음원을 출력할 수 있어 시위 및 테러 진압성을 높일 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템을 개략적으로 도시한 도이고, 도 2는 본 발명에 따른 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템의 블록 구성도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템(1)은 위치 측정기(11), 레이저 탐지기(13), 카메라 제어기(15), 음원 입력기(17), 데이터 처리기(18), 카메라 구동부(30), 카메라 모듈(40), 제어부(50), 모니터링 수단(60), 초지향성 신호 출력부(70)를 포함한다.

상기 위치 측정기(11)는 음원이 방사되는 초지향성 신호 출력부(70)가 위치한 현재 위치를 GPS(Global Positioning System)/LBS(Location Based Service)를 기반으로 측정하기 위해 구비되며, 레이저 탐지기(13)는 현재 위치에서 목표 위치까지의 거리를 측정 및 목표 위치에 상기 초지향성 신호 출력부(70)를 고정하기 위한 수단으로 이용된다.

여기서, 레이저 탐지기(13)는 바람직하게는 카메라 구동부(30)와 같은 팬틸트가 설치되어 전후, 좌우 방향으로 조절되어 시위 집단 등에 레이저를 주사할 수 있도록 설치되고, 레이저 탐지기(13)로부터 검지된 시위 집단 간의 거리를 제공받아 제어부(50)로 출력한다.

그리고, 카메라 제어기(15)는 목표 위치를 모니터링 및 촬영하기 위해 카메라 모듈(40)을 틸팅 및 회전시키기 위해 액츄에이터 등과 같은 구동 수단을 제어하기 위해 조이 스틱 등과 같은 입력 수단으로 마련된다.

또, 음원 입력기(17)는 목표 위치에 있는 청중 및 군중에게 경고 및 '소리 총알'을 담은 음원을 출력하기 위해 음원(소리 소스)을 입력하기 위해 구비된다.

또한 데이터 처리기(18)는 시위 경력자 또는 테러 용의자의 인적 사항(성명, 나이, 성별, 주소, 국적, 사진 등)의 정보가 저장된 데이터 베이스(18a) 및 카메라에서 촬영된 영상 정보와 데이터 베이스(18a)에 저장된 데이터를 비교 판단하는 비교 판단부(18b)를 구비한다. 이러한 데이터 처리기는 통상의 메모리 수단과 마이크로 프로세서 등에 의해 실현되므로 그 구체적인 설명은 생략한다.

더불어, 카메라 구동부(30)는 카메라 제어기(15)의 틸팅 및 회전 제어에 대한 신호가 제어부(50)로 입력되면, 상기 제어부(50)에 입력된 틸팅 및 회전 제어 신호에 따라 카메라 모듈(40)을 구동시키기 위해 틸팅 및 회전된다.

여기서, 제1 구동부(31)는 제1 카메라(41)가 부착된 초음파 변환기(77)의 하부면에 장착되며, 상기 제1 구동부(31)에 의해 제1 카메라(41)의 틸팅 및 회전과 더불어 상기 초음파 변환기(77)를 틸팅 및 회전시킬 수 있다.

또한, 제2 구동부(32), 제3 구동부(33)는 제2 카메라(42), 제3 카메라(43)의 하부면에 장착되어, 상기 제2 구동부(32), 제3 구동부(33)에 의해 상기 제2 카메라(42), 제3 카메라(43)가 회전 및 틸팅될 수 있다.

또, 카메라 모듈(40)은 상기 카메라 구동부(30)에 의해 틸팅 및 회전되며, 제1 카메라(41)는 목표 위치에 있는 피사체를 모니터링 수단(60)으로 디스플레이 하기 위한 장면을 촬영하게 되며, 이는 제어부(50)를 통해 모니터링 수단(60)으로 출력되고, 제2 카메라(42) 및 제3 카메라(43)는 목표 위치에 있는 피사체를 정확히 촬영하여 추후 증거 영상을 확보하기 위해 구비된다. 이러한 카메라 모듈(40)은 제어부(50)에서의 제어 신호에 따라 목표 위치에 있는 피사체를 자동으로 추적할 수 있도록 구성하여도 좋다. 따라서 제어부(50)는 카메라 모듈(40)에서 수집된 영상 정보를 데이터 처리기(18), 모니터링 수단(60) 등으로 송수신하기 위한 유무선 통신기를 구비한다.

여기서, 상기 제1 카메라(41)는 모니터링을 위한 촬영을 실시하므로, 바람직하게는 광각 HD 카메라를 이용하고, 제2 카메라(42) 및 제3 카메라(43)는 근접 촬영 및 용의자 증거 영상을 확보하기 위한 촬영을 실시하므로, 열화상 카메라, IR 카메라 등 초고성능 전자 감시 장비를 이용한다.

또한, 모니터링 수단(60)은 상기 카메라 모듈(40)에서 각각 촬영된 영상이 LCD, PDP 등과 같은 모니터로 디스플레이되며, 이를 통해 시위 군중 및 테러 집단의 동선을 확인할 수 있고, 각각의 용의자를 촬영 및 색출하여 데이터 베이스(18a)에 데이터베이스화할 수 있도록 시위 진압자를 디스플레이한다.

더불어, 일정 각도의 범위 내, 일정 거리까지 음원의 손실없이 소리를 전달하기 위해, 음원 입력기(17)를 통해 제어부(50)로 입력된 소리 신호는 초지향성 출력부(70)를 통해 일정 각도 및 일정 거리로 방사되게 된다.

본 발명에서는 약 5 도 내지 20 도까지로 음원을 집중시킬 수 있으며, 소리 의 손실없이 약 300M (1Km까지는 80dB, 200M까지는 120dB)이상 도달할 수 있다.

여기서, 상기 초지향성 출력부(70)는 신호 처리기(71), 복조기(73), 초음파 증폭기(75), 초음파 변환기(transducer, 77: 초음파 스피커로서 기능함)를 포함하며, 과격 단체 또는 용의 집단이 예를 들어 300M 이내로 접근했을 때, 음파를 방사할 수 있다.

그리고, 신호 처리기(71)는 중심 주파수 40kHz의 동적 변조 방식 및 보상 방법을 이용하여 왜곡 및 노이즈 없이 보상 가능하며, 초음파 증폭기(75)도 본 출원인의 특허인 PWM(Pulse Width Modulation) 변조 방식 및 디지털 증폭 방식을 이용한다.

또, 상기 초음파 변환기(77)는 각각의 광역 주파수 범위 내에서 마이크 입력 신호 또는 음원을 발진할 수 있고, 반송파의 주파수를 변경하여 초음파 주파수 대역의 재생 신호의 공간적인 재생 영역을 제어할 수도 있다.

또한, 초음파 변환기(77)는 복조기(73)로부터 초음파 증폭기(75)를 거쳐 출력된 변조 신호에 의해 구동될 수 있으며, 초음파 변환기(77)는 상기 변조 신호를 유한 진폭 레벨을 갖는 음파로 변환하여 매질로 방사하고, 초음파 주파수 대역의 초음파 신호 대역의 재생 신호를 재생하는 기능을 갖는다.

예컨데, 초음파 변환기(77)는 광역 주파수 범위의 음성 신호(즉, 초음파)를 발진할 수 있는 정전형 변환기일 수 있으며, 압전 소자와 금속을 부착한 진동판의 중앙에 콘(Corn) 형 공진자를 부착한 형태인 압전 초음파 변환기 일수도 있고, 압전 필름(PVDF)으로 기계적인 공진을 갖는 구조인 초음파 변환기일 수도 있다.

그리고, 초음파 변환기(77)의 다른 실시예에 따른 구조를 설명하면, 정전형 변환기가 채용된 경우, 진동체로서 약 3~10㎛의 두께를 갖는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 수지와 같은 유전체(물질), 즉 절연체를 가질 수 있다.

또한, 유전체의 상면에 알루미늄과 같은 금속박인 상부 전극이 기상 증착 등에 의해 일체로 형성되며, 황동의 하부 전극의 유전체의 하면과 접촉하도록 마련되고, 리드선은 하부 전극과 연결되며, 하부 전극은 베이클라이트(Bakelite, 유니언카바이드의 등록상표) 등으로 이루어진 베이스판에 고정된다.

유전체와 마주보는 하부 전극의 표면에, 대략 수십~수백 마이크로미터의 (홈)폭과 불균일한 형태를 갖는 미세한 홈이 형성되며, 하부 전극과 유전체 사이의 간극으로서 기능하는 미세한 홈은, 상부 전극과 하부 전극 사이의 정전 캐패시터의 분포를 미소하게 변화시킨다.

상기 불균일한 형태를 갖는 미세한 홈은 줄(file)로 하부 전극의 표면을 랜덤하게 그음으로써 형성되므로, 정전형 초음파 트랜스듀서는 그 영역과 깊이가 불균일한 간극을 갖는 다수의 캐패시터를 가지게 되고, 광역 주파수 범위의 음성을 주파수 특성으로 생성할 수 있는 초음파 변환기로 작동가능하다.

이러한 초음파 변환기(77)는 압전 세라믹 소자의 공진 주파수인 중심 주파수, 예를 들면 40㎑이며, 중심 주파수로부터 ±5㎑(최대 음압이 얻어짐)에서, 최대 음압으로부터 -30㏈가 얻어질 수 있다.

여기서, 압전 세라믹 소자의 기계적 상하 진동을 위하여 전압 필드를 가해주어야 하므로, 상부 전극이 + 하부 전극이 그라운드(접지)로 연결되는 경우에는 위로 움직이게 되고, 상부 전극이 - 하부 전극이 그라운드로 연결되는 경우에는 아래 로 움직이게 되며, 0V 를 중심으로 사인파가 인가되게 된다면 상, 하 움직임은 해당 사인파의 전압 양, 극에 따라 상응되도록 상하로 움직이게 된다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 변환기(77)는 파라메트릭 어레이(Parametric Array)를 이용하여 진폭 변조된 강한 초음파가 공기중에 전파되면, 비선형 간섭을 일으키고, 그 결과로 자기 복조(Self-Demodulation)가 발생되어 지향성인 높은 가청음을 발생시키게 할 수도 있다.

상기 초음파 변환기(77)는 상술한 실시예 외에도 다양한 원리를 이용하여 사용가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명에 따른 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템의 동작 과정을 도시한 블록구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 변환기(77)의 상부 중심부에 위치 측정기(11)가 구비됨으로써, 상기 초음파 변환기(77)가 방사될 위치, 즉 현재 위치를 측정할 수 있게 된다(①).

여기서, 위치 측정을 위한 수단으로 오차가 1M 이내인 GPS/LBS를 이용하는 것이 바람직하다.

그리고 나서, 레이저 탐지기(13)를 이용하여 시위 및 테러가 발생하고 있는 목표 위치까지의 거리를 측정하게 되며, 정확한 목표 위치를 감지 및 탐지한다(②).

또한, 조이 스틱과 같은 입력 장치인 카메라 제어기(15)를 이용하여 목표 위치를 모니터링하거나 또는 근접 촬영하도록 카메라 모듈(40)의 방향을 설정하도록, 틸팅 및 회전에 대한 제어 신호를 입력한다(③).

여기서, 상기 카메라 제어기(15)의 제어 신호는 제어부(50)로 입력되고, 카메라 구동부(30)로 전달되어 상기 카메라 모듈(40)이 회전 및 틸팅하도록 하며(④), 이에 따라 카메라 모듈(40)은 전체적인 시위대 및 테러 집단의 동선을 촬영하기 위한 제1 카메라(41), 시위대의 용의자를 검색 및 근접 촬영하기 위한 제2 카메라(42) 및 제3 카메라(43)로 이루어져 촬영 및 모니터링(⑤)을 시작한다.

더불어, 제1 카메라(41), 제2 카메라(42), 제3 카메라(43)로 촬영된 영상은 시위 진압자 및 테러 진압자가 모니터링할 수 있도록, 모니터링 수단(60)으로 출력되며(⑥), 상기 카메라 모듈(40) 내의 카메라 수에 따라 모니터링 수단(60) 내의 디스플레이 장치의 수도 증가하도록 구비된다. 또한, 제1 내지 제3의 카메라(41-43)에 의해 촬영된 영상 정보는 제어부(50)에 마련된 유뮤선 통신기를 통해 데이터 처리기(18)로 송신된다.

그리고, 모니터링 수단(60)에 디스플레이된 시위대 및 테러 집단의 동선의 움직임을 파악하여 음원 입력기(17)의 마이크(17a) 및 음원(17b)을 통해 경고 신호 및 소음 신호를 입력하게 된다(⑦).

이와 같은 음원을 입력받은 제어부(50)는 신호 처리기(71)를 통해 경고 및 소음 신호를 구동 주파수에 맞는 초음파 신호로 처리를 하며(⑧), 처리된 초음파 신호를 복조 및 변조하는 복조기(73)를 통해 출력되면(⑨), 초음파 증폭기(75)로 적정 수준의 dB로 증폭되어(⑩) 초음파 변환기(77)를 통해 목표 위치로 일정 거리 및 일정 각도를 가지고 방사하게 된다(⑪).

여기서, 본 발명의 초음파 변환기(77)는 약 300M 까지 음원의 손실없이 소리를 방사할 수 있으며, 기존의 각도 범위인 30 도보다 훨씬 작은 약 5 도 내지 10 도까지 각도 범위의 폭을 좁힐 수 있도록 이루어진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템을 개략적으로 도시한 도.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템의 블록 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템의 동작 과정을 도시한 블록구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>

1 : 초음파 통신, 대 테러 진압 및 재난구호 방송 시스템

11 : 위치 측정기

13 : 레이저 탐지기

15 : 카메라 제어기

17 : 음원 입력기

18 : 데이터 처리기

30 : 카메라 구동부

40 : 카메라 모듈

50 : 제어부

60 : 모니터링 수단

70 : 초지향성 신호 출력부

Claims

초음파 음원을 출력하기 위한 현재 위치를 GPS(Global Positioning System)/LBS(Location Based Service) 기반으로 측정하는 위치 측정기;

상기 현재 위치에서 목표 위치까지의 거리를 측정하기 위한 레이저 탐지기;

상기 레이저 탐지기로 측정된 거리의 피사체를 촬영하기 위한 카메라 모듈;

상기 카메라 모듈을 틸팅 및 회전시키는 카메라 구동부;

상기 카메라 모듈의 틸팅 및 회전을 위한 제어 신호를 입력받는 카메라 제어기;

상기 카메라 모듈로 촬영된 화면을 디스플레이하는 모니터링 수단;

상기 피사체에게 출력할 위협 또는 경고 신호를 입력받는 음원 입력기;

상기 음원 입력기에 입력된 신호를 초음파로 출력하는 초지향성 출력부;

상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상을 데이터베이스에 저장하고, 데이터베이스에 기 저장된 정보와 비교하는 데이터 처리기;

상기 현재 위치를 측정하기 위한 상기 위치 측정기를 구동시켜 현재 위치 데이터를 입력받고, 상기 목표 위치를 측정하기 위해 상기 레이저 탐지기를 구동시키며, 상기 카메라 제어기의 입력 데이터를 입력받아 상기 카메라 구동부를 구동시키며, 상기 목표 위치를 촬영하는 카메라 모듈을 제어하고, 상기 음원 입력기로 입력된 신호를 상기 초지향성 출력부를 구동시켜 공기 중으로 방사시키도록 제어하며, 상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상 정보를 상기 데이터 처리기로 송수신하는 제어부를 포함하는 대 테러 진압 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 초지향성 신호 출력부는

상기 제어부에서 입력된 음원 입력기의 음원을 초음파 대역으로 출력하기 위한 신호 처리기;

상기 초음파 대역의 구동 주파수로 음원을 PWM(Pulse Width Modulation) 복조 및 변조하는 복조기;

상기 복조기에서 복조된 음원을 증폭시켜 출력하는 초음파 증폭기;

상기 초음파 증폭기를 통해 출력된 음원을 출력시키는 초음파 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 대 테러 진압 시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 카메라 모듈은

상기 피사체의 동선을 파악하고 모니터링하기 위해, 상기 초음파 변환기의 상부면 중심에 부착된 제1 카메라;

상기 피사체를 근접 촬영하기 위한 제2 카메라 및 제3 카메라를 포함하고,

상기 제1 내지 제3 카메라의 각각은 고화질(HD급) 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라로 이루어진 것을 특징으로 하는 대 테러 진압 시스템.
청구항 3에 있어서,

상기 카메라 구동부는

상기 초음파 변환기 및 제1 카메라를 틸팅 및 회전시키기 위한 제1 구동부;

상기 제2 카메라 및 제3 카메라를 틸팅 및 회전시키기 위한 제2 구동부 및 제3 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대 테러 진압 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 초지향성 신호 출력부는 초음파를 5 도 내지 10 도의 각도로 출력하는 것을 특징으로 하는 대 테러 진압 시스템.