KR101574961B1 - The apparatus of smart wearable a mine detection - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 종래의 지뢰탐지 장치가 지뢰탐지를 실시한 곳과 탐지를 실시하지 않은 지역을 구분할 수 없으므로, 많은 인력 및 시간이 낭비되는 문제점과, 사용자가 센서 헤드부를 일정한 속도로 움직이지 않거나 너무 빨리 움직이는 경우, 지뢰를 정확히 탐지하지 못하는 문제점, 단방향 초음파 센싱신호를 통한 지뢰탐지오류 문제점을 개선하고자, 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300), 바디장착형 LCD 모니터부(400), 무선데이터송수신부(500), 벨트형 전원공급부(600), 블랙박스형 카메라부(700), 보안통신헤드셋(800)으로 구성됨으로서, 전투복을 입은 상태에서 신체의 머리, 몸통, 팔, 허리, 다리에 탈부착식으로 장착할 수 있어, 기존의 전투복과 호환성이 우수하고, 신체에 탈부착식으로 부착되어, 초고주파 RF빔을 통해 지뢰를 탐지하는 휴먼바디안테나부를 적용하여 지뢰의 금속과 비금속이 아닌 지뢰의 기폭제를 식별하면서 지뢰를 탐지할 수 있으며, 지상 및 지하에 매설된 지뢰를 전방위(360°)로 탐지할 수 있고, 지뢰거리·위치·형태·재질과 위치를 2D 또는 3D영상으로 스마트 안경 및 신체장착형 LCD 모니터부에 실시간 표출시킬 수 있으며, 이로 인해 전투자가 지뢰를 회피하면서 전투를 수행시킬 수 있어 전투효율을 기존에 비해 90% 향상시킬 수 있고, 휴대용 배터리와 벨트형 전원공급부의 트윈자가전원공급시스템을 통해 별도의 전원충전없이도 3일~7일동안 전투를 수행할 수 있으며, 원격지의 전투상황을 원격지 전투지휘서버에서 실시간 모니터링 할 수 있고, 전투자와 1:1로 전투정보를 공유할 수 있어, 전투현장에 있는 것과 같은 생동감있게 전투상황을 원격지휘할 수 있는 스마트전투지휘시스템을 구축할 수 있는 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치을 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention, since the conventional land mine detection device can not distinguish between mine detection and non-detection areas, a lot of manpower and time are wasted, and when the user does not move the sensor head at a constant speed or moves too fast The main microprocessor unit unit 200, the smart eyeglass unit 300, and the body-mounted microprocessor unit 300 in order to solve the problem that the mines can not be accurately detected, and the mine detection error problem through the unidirectional ultrasonic sensing signal is solved. The LCD monitor unit 400, the wireless data transmitting and receiving unit 500, the belt-type power supply unit 600, the black box type camera unit 700, and the security communication headset 800. In this state, It can be mounted on the trunk, arm, waist, and legs in a detachable manner, and is excellent in compatibility with conventional combat clothing. It is detachably attached to the body, It is possible to detect land mines by detecting the land mines which are not metals and nonmetals by applying the human body antenna unit which detects land mines through the mines, detect the land mines buried in the ground and underground at 360 °, It is possible to display the mine distance, position, shape, material and position in 2D or 3D image in smart glasses and body-mounted LCD monitor in real time. As a result, combatant can perform combat while avoiding mines. Can be improved by 90%, and the portable battery and the belt-type power supply unit can perform the battle for 3 to 7 days without any additional power supply through the twin self power supply system, and the remote battle command server In real-time monitoring, share 1: 1 battle information with all your investment, and get the same lively battle situation as on the battlefield. To provide smart wearable landmine detection jangchieul to build a smart battle command system that can conduct has the purpose.
Description
본 발명에서는 신체에 탈부착식으로 부착되어, 초고주파 RF빔을 통해 지뢰를 탐지하는 휴먼바디안테나부를 적용하여 지상 및 지하에 매설된 지뢰를 전방위(360°)로 탐지할 수 있어, 전투자가 지뢰를 회피하면서 전투를 수행시킬 수 있어 전투효율을 기존에 비해 90% 향상시킬 수 있는 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치에 관한 것이다.
In the present invention, a human body antenna unit detachably attached to the body and detecting a mine through a very high frequency RF beam can be used to detect mines embedded in the ground and underground at 360 degrees, And can perform battle, thereby improving the combat efficiency by 90% compared to the conventional one.
현재 세계 64 개국에 1억2천만 여개의 지뢰가 살포되어 있으며, 매년 만여명 이상이 팔다리에 상해를 당하고 있다. Currently, more than 120 million mines are deployed in 64 countries and more than a thousand people are injured on limbs every year.
지하에 매설된 지뢰에 대한 획기적인 탐지 및 제거기술이 미흡한 상태이며, 현장에서는 1차 대전 당시의 금속탐지기와 개인 탐침봉에 의한 재래식 방법이 아직까지 그대로 사용되고 있다.The groundbreaking detection and removal technologies for underground mines are inadequate, and conventional methods using metal detectors and personal probes at the time of World War I are still in use.
따라서, 최근에서야 지뢰를 탐지하고 제거하는 기술에 많은 관심이 집중되어 연구개발되고 있으며, 현재 국내외에서 실용화되어 운용 중이거나 또는 연구개발 중인 주요 지뢰탐지 센서 기술은 금속탐지기, 지반침투형레이더, 적외선 탐지, 전자기유도방식, 중성자기법, 화학 및 생물학적 탐지 기법 등이 있다.Therefore, recent research and development has focused on the technology to detect and remove landmines. Currently, the major mine detection sensor technologies that are currently in use and are in operation or under development are metal detectors, ground penetrating radars, infrared detection , Electromagnetic induction, neutron techniques, and chemical and biological detection techniques.
그리고, 탐지 방법에 따라 휴대형 지뢰탐지 장치 및 차량형 지뢰탐지 장치로 구분되며, 휴대형 지뢰탐지 장치와 달리 차량형 지뢰탐지 장치는 사람이 직접 지뢰를 탐지하는 것이 아니라 로봇이나 차량에 탐지장치를 장착하여 지뢰를 탐지할 수도 있어, 지뢰를 탐지하는 과정에서 발생되는 피해를 최소화할 수 있게 되었다.According to the detection method, it is divided into a portable type mine detection device and a vehicle type mine detection device. Unlike the portable type mine detection device, the vehicle type mine detection device does not detect a mine directly but a detection device It can also detect land mines, minimizing the damage caused by the detection of land mines.
그러나, 지뢰 매설 지형은 수목이 우거진 산악지형, 바위, 모래, 흙, 개활지, 숲 등 실로 다양해서 로봇이나 차량용 탐지 장비의 운용이 불가한 경우가 대부분이므로, 아직도 많은 현장에서는 휴대용 탐지기를 이용해 사람이 직접 지뢰를 탐지해야만 한다.However, since the landmine buried terrain is often inaccessible to robotic or car detection equipment due to the variety of trees, such as mountainous terrain, rocks, sand, soil, open fields, and forests, many places still use portable detectors Mines should be detected.
특히, 바위, 자갈이 많은 산과 논, 강 등의 습지들이 존재하는 지형에서 지뢰를 탐지하는 경우에 낮은 탐지확률과 높은 오경보율(Constant False Alarm Rate, CFAR)등의 많은 취약점이 발생한다.In particular, when detecting land mines in terrain where there are rocky, gravelly mountains, wetlands such as rice fields and rivers, there are many vulnerabilities such as low detection probability and high false alarm rate (CFAR).
이러한 문제점을 해결하기 위해, 선행특허로서, 국내등록특허공보 제10-1329090호에서는 모션캡쳐를 이용한 휴대형 지뢰탐지장치 및 그 방법이 제시된 바 있으나, 이는 표식부, 촬상부, 측정부로 이루어져 전투중이 아닌, 평화로울때 음성과 좌표표식, 그리고, 좌표신호 이미지를 통해 지뢰를 탐지할 뿐, 실제 전투 상황에서는 전혀 사용할 수 없는 문제점이 있다.In order to solve such a problem, a portable mine detection apparatus and a method thereof using motion capture are disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1329090 as prior art patents. However, this system includes a landmark, an imaging unit, and a measurement unit, In the case of peacefulness, there is a problem that the mine is detected only through the voice, the coordinate marking, and the coordinate signal image, but can not be used at all in actual combat situations.
또 다른 선행특허로서, 국내등록특허공보 제10-1348989호에서는 전투화에 탈부착이 가능한 지뢰탐지장치가 제시된 바 있으나, 이는 전투화에 지뢰탐지용 탐지부가 구성되어 탐지만 할 뿐, 전투자에 알려주는 인식장치의 구성이 없고, 전투화에 부착된 흙과 이물질로 인해 잡음이 많이 발생되며, 정확한 지뢰탐지가 어려운 문제점이 있다.As another prior patent, in Korean Patent Registration No. 10-1348989, a mine detection device capable of detachment from a combat fire has been proposed. However, this is because only a detection part for detecting a mine is detected in combat fire, There is a problem in that there is no constitution of the apparatus, noises are generated due to soil and foreign substances adhering to the combat fire, and it is difficult to accurately detect the mine.
이처럼, 종래의 지뢰탐지 장치는 지뢰를 정확히 탐지하지 못하거나, 지뢰를 탐지했다 하더라도 이를 바로 제거하지 않아 피해가 발생하는 문제가 있다. As described above, the conventional mine-detecting apparatus does not accurately detect land mines or detects land mines, but does not remove the land mines immediately, thereby causing damage.
또한, 지뢰탐지를 실시한 곳과 탐지를 실시하지 않은 지역을 구분할 수 없으므로, 많은 인력 및 시간이 낭비되었다.In addition, a large amount of manpower and time were wasted because it was impossible to distinguish between mine detection and non-detection areas.
특히, 종래의 휴대형 지뢰탐지 장치는 사용자가 센서 헤드부를 일정한 속도로 움직이지 않거나 너무 빨리 움직이는 경우, 지뢰를 정확히 탐지하지 못하는 문제가 있다.
In particular, the conventional portable land mine detection apparatus has a problem that the user can not accurately detect the land mine if the user does not move the sensor head at a constant speed or moves too fast.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 신체에 탈부착식으로 부착되어, 초고주파 RF빔을 통해 지뢰를 탐지하는 휴먼바디안테나부를 적용하여 지뢰의 금속과 비금속이 아닌 지뢰의 기폭제를 식별하면서 지뢰를 탐지할 수 있고, 지상 및 지하에 매설된 지뢰를 전방위(360°)로 탐지할 수 있으며, 휴대용 배터리와 벨트형 전원공급부의 트윈자가전원공급시스템을 통해 별도의 전원충전없이도 장시간 전투를 수행할 수 있고, 원격지의 전투상황을 원격지 전투지휘서버에서 실시간 모니터링 할 수 있고, 전투자와 1:1로 전투정보를 공유할 수 있어, 전투현장에 있는 것과 같은 생동감있게 전투상황을 원격지휘할 수 있는 스마트전투지휘시스템을 구축할 수 있는 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
In order to solve the above-described problems, the present invention employs a human body antenna unit detachably attached to the body and detecting a mine through a very high frequency RF beam, thereby detecting a mite marker of the mine, Can detect land mines buried in the ground and underground in all directions (360 °), can carry out battle for a long time without a separate power supply through a twin self power supply system of portable battery and belt type power supply, Real-time monitoring of remote combat status from a remote combat command server, and 1: 1 sharing of combat information with previous investments, directing smart combat to remotely command combat situations as if they were at the battle site The present invention provides a smart wearable mine detection device capable of constructing a system.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치는In order to achieve the above object, a smart wearable mine detection device according to the present invention comprises:
신체에 탈부착식으로 설치되어 초고주파 RF빔을 통해 지뢰를 탐지하는 휴먼바디안테나부(100)와,A human
각 기기의 전반적인 동작을 제어하는 메인 마이크로프로세서유닛부(200)와,A main
전투자의 눈에 착용하여 글라스 표면상에 메인 마이크로프로세서유닛부(200)로부터 전달받은 지뢰거리·위치·형태·재질, 2D/3D 표출데이터, GPS 위치정보데이터, 전투지휘서버에서 보내온 특수임무지령신호를 표출시키는 스마트안경부(300)로 구성됨으로서 달성된다.
Position, shape, and material received from the main
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 전투복을 입은 상태에서 신체의 머리, 몸통, 팔, 허리, 다리에 탈부착식으로 장착할 수 있어, 기존의 전투복과 호환성이 우수하고, 신체에 탈부착식으로 부착되어, 초고주파 RF빔을 통해 지뢰를 탐지하는 휴먼바디안테나부를 적용하여 지뢰의 금속과 비금속이 아닌 지뢰의 기폭제를 식별하면서 지뢰를 탐지할 수 있으며, 지상 및 지하에 매설된 지뢰를 전방위(360°)로 탐지할 수 있고, 지뢰거리·위치·형태·재질을 2D 또는 3D영상으로 스마트 안경 및 신체장착형 LCD 모니터부에 실시간 표출시킬 수 있어, 전투자가 지뢰를 회피하면서 전투를 수행시킬 수 있어 전투효율을 기존에 비해 90% 향상시킬 수 있고, 휴대용 배터리와 벨트형 전원공급부의 트윈자가전원공급시스템을 통해 별도의 전원충전없이도 3일~7일동안 전투를 수행할 수 있으며, 원격지의 전투상황을 원격지 전투지휘서버에서 실시간 모니터링 할 수 있고, 전투자와 1:1로 전투정보를 공유할 수 있어, 전투현장에 있는 것과 같은 생동감있게 전투상황을 원격지휘할 수 있는 스마트전투지휘시스템을 구축할 수 있는 좋은 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, it is possible to detachably attach to a head, a trunk, an arm, a waist, and a leg of a body in a state of wearing a combat uniform, and is excellent in compatibility with a conventional combat suit and detachably attached to the body , A human body antenna unit that detects mines through a very high frequency RF beam can be used to detect land mines while recognizing non-metal mines and non-metal mite detectors, and can detect land mines buried in the ground and underground in all directions (360 °) Can be detected, and the mine distance, position, shape, and material can be displayed in 2D or 3D image in smart glasses and body mounted LCD monitor in real time, so that the combatant can perform battle while avoiding mines, , And the portable battery and belt-type power supply's twin self-powered power supply system allows for three to seven days You can perform combat, monitor real-time combat situations remotely from a remote combat command server, share combat information with 1: 1 investment, There is a good effect of building a smart combat command system that can command.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치 중 휴먼바디안테나부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 휴먼바디안테나부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 휴먼바디안테나부의 구성 중 제1 배터리부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 RF방사빔 수신안테나부의 구성 중 기폭제 전처리부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 GPR 제어부의 구성 중 비선형 회귀모델알고리즘엔진부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 시공간적 상관성 분석모드의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명에 따른 메인 마이크로프로세서유닛부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 스마트안경부의 외형 구성요소를 도시한 도시한 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 스마트안경부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명에 따른 제2 배터리부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 12는 본 발명에 따른 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 바디장착형 LCD 모니터부(400)가 포함되어 구성된 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 13은 본 발명에 따른 바디장착형 LCD 모니터부의 외형구성요소를 도시한 사시도,
도 14는 본 발명에 따른 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 무선데이터송수신부(500)가 포함되어 구성된 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 15는 본 발명에 따른 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 벨트형 전원공급부(600)가 포함되어구성된 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 16은 본 발명에 따른 벨트형 전원공급부(600)의 외형구성요소를 도시한 사시도,
도 17은 본 발명에 따른 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 블랙박스형 카메라부(700)가 포함되어 구성된 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 18은 본 발명에 따른 블랙박스형 카메라부의 외형구성요소를 도시한 사시도,
도 19는 본 발명에 따른 블랙박스형 카메라부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 20은 본 발명에 따른 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 보안통신헤드셋(800)이 포함되어 구성된 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 21은 본 발명에 따른 보안통신헤드셋의 외형구성요소를 도시한 사시도,
도 22는 본 발명에 따른 RF방사빔 송신안테나부를 통해 이중융기 혼합형(Double-Ridged)으로 초고주파 방사빔패턴이 형성되어 지뢰를 탐지하는 것을 도시한 일실시예도,
도 23은 본 발명에 따른 전투복을 입은 상태에서 신체의 머리, 몸통, 팔, 허리, 다리에 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치가 구성된 것을 도시한 일실시예도,
도 24는 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지방법을 도시한 순서도,
도 25는 본 발명에 따른 메인 마이크로프로세서유닛부의 제어하에 구동되는 휴먼바디안테나부의 구체적인 동작과정(S300)을 도시한 순서도,
도 26은 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치를 신체에 탈부착식으로 부착되어 전방과 측면에 위치한 지뢰의 기폭제를 초고주파 RF빔을 통해 360°전방위로 탐지한 후, 전투자에게 알려주어 지뢰를 회피하면서 전투를 수행하는 것을 도시한 일실시예도,
도 27은 본 발명에 따른 비선형 특정보정모드의 결과를 도시한 그래프.1 is a configuration diagram showing components of a smart wearable
FIG. 2 is a perspective view showing components of a human body antenna unit of a smart wearable mine detection apparatus according to the present invention,
3 is a block diagram illustrating components of a human body antenna unit according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating components of a first battery unit of a configuration of a human body antenna unit according to the present invention;
FIG. 5 is a block diagram showing the components of the initiator pretreatment unit of the RF radiation beam receiving antenna unit according to the present invention,
FIG. 6 is a block diagram illustrating the components of the nonlinear regression model algorithm engine of the configuration of the GPR controller according to the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating the components of the temporal / spatial correlation analysis mode according to the present invention.
8 is a block diagram showing the components of the main microprocessor unit according to the present invention,
FIG. 9 is a perspective view illustrating external components of the smart spectacle unit according to the present invention,
FIG. 10 is a block diagram showing the components of the smart spectacle unit according to the present invention,
11 is a block diagram showing components of a second battery unit according to the present invention,
12 is a block diagram showing a configuration of a smart wearable mine detection device including a human
FIG. 13 is a perspective view showing external components of a body-mounted LCD monitor unit according to the present invention,
14 is a block diagram of a smart wearable mine detection device according to the present invention including a human
15 is a block diagram of a smart wearable mine detection device according to a preferred embodiment of the present invention, which includes a human
16 is a perspective view showing external components of the belt-type
17 is a block diagram illustrating a configuration of a smart wearable mine detection device comprising a human
FIG. 18 is a perspective view showing external components of a black box type camera unit according to the present invention,
19 is a block diagram showing the components of a black box type camera unit according to the present invention,
20 is a block diagram showing a configuration of a smart wearable mine detection device including a human
FIG. 21 is a perspective view showing external components of a secure communication headset according to the present invention,
FIG. 22 is a view showing an embodiment in which a very high frequency radiation beam pattern is formed in a double-ridged manner through the RF radiation beam transmitting antenna unit according to the present invention to detect mines,
23 is a view showing an embodiment in which a smart wearable mine detection device is constructed on the head, torso, arm, waist, and leg of a body in the state of wearing the baton suit according to the present invention.
24 is a flowchart showing a smart wearable mine detection method according to the present invention,
FIG. 25 is a flowchart showing a specific operation procedure (S300) of a human body antenna unit driven under the control of a main microprocessor unit unit according to the present invention;
FIG. 26 is a schematic diagram of a smart wearable mine detection apparatus according to the present invention, which is detachably attached to a body, and detects explosives of mines located on the front side and the side of the mine by 360 degrees through a very high frequency RF beam. In one embodiment that illustrates performing a battle while,
27 is a graph showing the results of the nonlinear specific correction mode according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 전투복을 입은 상태에서 신체에 탈부착식으로 부착되어 전방과 측면에 위치한 지뢰의 기폭제를 초고주파 RF빔을 통해 360°전방위로 탐지한 후, 전투자에게 알려주어 지뢰를 회피하면서 전투를 수행할 수 있도록 실시간 데이터를 전송시켜주는 것을 특징으로 한다.
FIG. 1 is a block diagram showing components of a smart wearable
상기 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치(1)는 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트 안경부(300)로 구성된다.
The smart wearable
먼저, 본 발명에 따른 휴먼바디안테나부(100)에 관해 설명한다.First, the human
상기 휴먼바디안테나부(100)는 신체에 탈부착식으로 설치되어 초고주파 RF빔을 통해 지뢰를 탐지하는 역할을 한다.The human
이는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 안테나몸체(110), 제1 배터리부(120), RF방사빔 송신안테나부(130), RF방사빔 수신안테나부(140), GPR 제어부(150), 제1 블루투스통신모듈(160)로 구성된다.
2 and 3, the
첫째, 본 발명에 따른 안테나몸체(110)에 관해 설명한다.First, the
상기 안테나몸체(110)는 둥근 부채꼴형상으로 돌출형성되어 외압으로부터 각 기기를 보호하고 지지하는 역할을 한다.The
이는 무릎을 기준으로 전단, 측단방향으로 둥근 부채꼴형상으로 돌출형성되어, RF방사빔 송신안테나부를 통해 RF 방사빔을 전방지면, 측방지면으로 방사시키도록 구성된다.It is formed so as to protrude radially in a circular shape with a front end and a side direction based on the knee, and is configured to radiate the RF radiation beam to the front surface and the side surface through the RF radiation beam transmitting antenna.
상기 안테나몸체(110)는 전반적으로 형상합금형태로 이루어지고, RF방사빔 송신안테나부쪽으로 엎드릴 경우에 휘어지는 플렉시블 소재의 플라스틱 수지로 형성된다.
The
둘째, 본 발명에 따른 제1 배터리부(120)에 관해 설명한다.Second, the
상기 제1 배터리부(120)는 안테나몸체 내부 일측에 위치되어, 각 기기에 전원을 공급시키는 역할을 한다.The
이는 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 휴대용 배터리121), 제1 자가전원연결부(122)로 구성된다.As shown in FIG. 4, a first portable battery 121) and a first self
상기 제1 휴대용 배터리(121)는 리튬이온배터리가 팩구조로 형성되어 각 기기에 메인전원을 공급시키는 역할을 한다.The first
상기 제1 자가전원연결부(122)는 제1 휴대용 배터리의 방전시, 벨트형 전원공급부를 통해 유선으로 비상용 자가전원을 공급받는 역할을 한다.
When the first portable battery is discharged, the first self-
셋째, 본 발명에 따른 RF방사빔 송신안테나부(130)에 관해 설명한다.Third, the RF radiation beam
상기 RF방사빔 송신안테나부(130)는 안테나몸체의 헤드상에 위치되어, 발진주파수 대역폭 300MHz~500MHz 전자파유동방식을 적용시키고, 지뢰탐지메시지 발생 가청주파수를 1000Hz~2000Hz로 설정한 후, 플렉시블 루프방사형 안테나구조로 초고주파 RF 방사빔을 전방지면, 측방지면으로 복수개로 방사시키는 역할을 한다.The RF radiation beam transmitting
이는 도 22에서 도시한 바와 같이, 신체의 양쪽 무릎에 설치되어, 전단, 측단방향으로 둥근 부채꼴형상으로 돌출형성되고, 무릎과 허벅지 사이에 이중융기 혼합형(Double-Ridged)으로 초고주파 방사빔패턴이 형성되어 전방최대 150cm 범위까지 탐지되고, 측방최대 100cm 범위까지 탐지되도록 구성된다.As shown in FIG. 22, it is provided on both knees of the body, and protrudes in a circular sector shape in the front and side directions, and a very high-frequency radiation beam pattern is formed between the knee and the thigh in a double-ridged form To a range of up to 150 cm forward, and to a range of up to 100 cm lateral.
이로 인해, 본 발명에서는 지면에서 평균높이 60cm인 상태에서, 5cm~20cm의 지면 속에 위치한 지뢰의 기폭제를 이동하면서 실시간으로 탐지할 수가 있다.
Accordingly, in the present invention, in the state where the average height from the ground is 60 cm, it is possible to detect in real time while moving the initiator of mines located in the ground of 5 cm to 20 cm.
넷째, 본 발명에 따른 RF방사빔 수신안테나부(140)에 관해 설명한다.Fourth, the RF radiation beam receiving
상기 RF방사빔 수신안테나부(140)는 RF방사빔 송신안테나부를 통해 방사된 RF방사빔이 지뢰의 기폭제로부터 반사되거나 산란되어 되돌아오는 신호를 감지하는 역할을 한다.The RF radiation beam receiving
이는 기폭제 전처리부(141)가 포함되어 구성된다.
This includes a
상기 기폭제 전처리부(141)는 지뢰와 유사한 물체인 쇠붙이, 깡통, 나무뿌리, 돌, 굳은 흙덩이의 형상에서 반사된 초고주파 RF방사빔을 전처리시켜 지뢰의 금속과 비금속이 아닌, 기폭제가 포함된 지뢰 및 폭약의 신호를 선정하기 위해 오차 요인을 제거시키는 역할을 한다.The
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 데이터 정렬 작업모드(141a), 지표면 신호 제거모드(141b), 적응필터링모드(141c)로 구성된다.
As shown in FIG. 5, the data sorting
상기 데이터 정렬 작업모드(141a)는 보행시, 충격으로 인해 안테나본체가 흔들리는 경우에 지표면 신호가 여러 겹으로 겹쳐서 보이는 현상을 보정하여 깨끗하게 지표면 신호로 형성시키는 역할을 한다.The data
이는 트리거신호부와 벡터분석기가 구성되어, 하나의 센서에서 송수신한 1차원 신호들의 최대치에 해당하는 값들을 지표면 신호로 가정하여 동일 깊이 값에 정렬시켜 구성한다.The trigger signal part and the vector analyzer are constructed so that the values corresponding to the maximum value of the one-dimensional signals transmitted and received by one sensor are assumed to be the ground surface signals and are arranged in the same depth value.
여기서, 트리거신호부는 각 기기에 동작 시작의 계기를 주는 신호를 펄스 상태의 파형으로 형성시킨다.In this case, the trigger signal unit forms a pulse signal waveform giving a signal for starting the operation to each device.
상기 벡터분석기는 지뢰의 기폭제로부터 반사되거나 산란되어 되돌아오는 초고주파 RF 방사빔 신호, 지뢰와 유사한 물체인 쇠붙이, 깡통, 나무뿌리, 돌, 굳은 흙덩이로부터 반사되거나 산란되어 되돌아오는 초고주파 RF 방사빔 신호, 지표면 신호를 정렬시켜 검사하는 역할을 한다.
The vector analyzer includes a very high frequency RF radiation beam signal that is reflected or scattered back from scattered or reflected microwave signals from a minefield, an RF radio beam signal that is reflected or scattered from an iron wire, cans, tree roots, stones, It serves to sort and inspect signals.
상기 지표면 신호 제거모드(141b)는 정렬된 지표면 신호를 기준으로 헤어커팅방식을 적용하여 제거시키는 역할을 한다.The ground surface
이는 포지션검출기(Position Detection)와 스캔오브젝터(X,Y Stage Scan Objector)를 통해 정렬된 지표면 신호와 그 주변 신호를 일정 범위 내에서 함께 제거시킨다.This removes the ground surface signals and their surrounding signals in a certain range together through the position detector and the scan objector.
이때, 지표면 신호와 지표면 근처의 지뢰신호가 함께 사라지는 위험이 있으나, 초고주파 RF빔이 지뢰의 기폭제로부터 반사되거나 산란되어 되돌아오는 신호가 머물면, 시공간에 대한 상관성이 있기 때문에 링 형태로 울려 퍼지는 신호가 남아, 이것을 지뢰 및 폭약에 대한 신호로서 설정시키는 역할을 한다.
At this time, there is a danger that the ground surface signal and the land mine signal near the earth disappear together. However, if the RF signal is reflected or scattered from the mover's initiator and the return signal stays, there is a correlation between time and space. , Which serves as a signal for mines and explosives.
상기 적응필터링모드(141c)는 토양에 대한 신호를 공간적으로 모델링하여 이를 기반으로 모델링된 신호와, 초고주파 RF빔이 지뢰의 기폭제로부터 반사되거나 산란되어 되돌아오는 수신신호와의 차이를 비교하여 지뢰 및 폭약이 존재할 가능성이 높은 지점을 추출한다.The
이는 필터링(Filtering)부가 포함되어 구성된다.This includes a filtering section.
즉, 깊이에 따른 신호 크기의 감쇄 현상이 발생하기 때문에 3차원 시공간 데이터에 대하여 오직 공간적으로만 토양신호를 모델링한다.In other words, soil signal is modeled only spatially with respect to 3D space-time data because the attenuation of the signal size occurs due to the depth.
토양신호를 공간적으로 모델링하는 과정은 다음과 같다.The process of spatially modeling the soil signal is as follows.
즉, 기폭제가 포함된 지뢰가 있는 토양에 대한 데이터로서 입력신호 x와 원하는 신호 d가 들어오게 된다.That is, the input signal x and the desired signal d are input as the data on the land mine containing the initiator.
입력신호 x에 대하여 적응 필터링을 수행한 후, 산출결과로 출력된 값 y와 원하는 신호 d 사이의 차이를 계산함으로써 오차 e를 연산한다.After performing adaptive filtering on the input signal x, the error e is calculated by calculating the difference between the value y and the desired signal d output from the calculation result.
그리고 이러한 오차가 최소값을 가지도록 적응 알고리즘을 통해 적응 필터의 계수를 업데이트시킨다.And updates the coefficients of the adaptive filter through the adaptive algorithm such that the error has a minimum value.
일예로, 필터의 크기가 5*8이라고 한다면, 가장 중심 픽셀이 원하는 신호가 되고, 중심 픽셀을 전투자 진행 방향 전후로 1*9 픽셀을 제외한 나머지 신호들이 입력신호 x가 된다.For example, if the size of the filter is 5 * 8, the center pixel is the desired signal, and the remaining signals excluding the 1 * 9 pixel are the input signal x before and after the center of the investment.
제외한 영역을 차단막이라 부르는데, 신호들이 공간적으로 상관관계가 있을 수 있기 때문에 이러한 효과를 미리 차단하고자 설정된다.
The excluded region is called the shield, which is set to block this effect in advance because the signals may be spatially correlated.
이처럼, 데이터 정렬 작업모드(141a), 지표면 신호 제거모드(141b), 적응필터링모드(141c)로 이루어진 기폭제 전처리부(141)가 RF방사빔 수신안테나부(140)에 포함되어 구성됨으로서, RF방사빔 수신안테나부(140)에서 지뢰와 유사한 물체인 쇠붙이, 깡통, 나무뿌리, 돌, 굳은 흙덩이의 형상에서 반사된 초고주파 RF방사빔을 전처리시켜 1차로, 지뢰의 금속과 비금속이 아닌, 기폭제가 포함된 지뢰 및 폭약일 가능성이 높은 신호를 기폭제탐지데이터로 선정할 수가 있다.
As described above, the
다섯째, 본 발명에 따른 GPR 제어부(150)에 관해 설명한다.Fifth, the
상기 GPR(Ground Penetrating Radar) 제어부(150)는 제1 블루투스통신모듈로부터 전송된 지뢰탐지명령신호에 따라 구동되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, RF방사빔 수신안테나부로터 수신된 신호의 지연시간과 신호의 세기를 분석하여 기폭제탐지데이터를 형성시킨 후, 비선형 회귀모델을 통해 보정시켜 메인 마이크로프로세서유닛부로 전송시키도록 제어하는 역할을 한다.The GPR (Ground Penetrating Radar)
이는 RF방사빔 송신안테나부로부터 방사된 전자파가 매질의 유전적 특성이 달라지는 경계면으로부터 반사되거나 산란되어 돌아오는 신호를 RF방사빔 수신안테나부에 감지하여 이를 처리하고 분석하는 과정을 통해 지뢰를 탐지한다. This is because the electromagnetic wave radiated from the RF radiation beam transmitting antenna portion is reflected or scattered from the interface at which the dielectric property of the medium changes, and the signal is returned to the RF radiation beam receiving antenna portion for processing and analyzing the mine .
그래서 금속탐지기와는 다르게 지뢰의 재질에 관계없이 기폭제탐지가 가능하다는 장점을 지닌다. 하지만, 유전적 특성이 다른 경계면에서 반사되어 돌아오는 신호가 무엇이든 탐지하기 때문에 지뢰가 아닌 물체임에도 불구하고 지뢰라고 판단하는 오검출율이 높은 단점이 있다.Therefore, unlike metal detectors, it has the advantage of detecting explosives regardless of the material of mines. However, there is a disadvantage in that the detection rate is high, which is judged to be land mines, even though it is an object rather than a land mine, because the genetic characteristic is reflected on other interfaces and detects any signal coming back.
이러한 단점을 보완하기 위해 본 발명에 따른 GPR(Ground Penetrating Radar) 제어부(150)는 도 6에 도시한 바와 같이, 비선형 회귀모델알고리즘엔진부(151)가 포함되어 구성된다.
In order to compensate for these drawbacks, the GPR (Ground Penetrating Radar)
상기 비선형 회귀모델알고리즘엔진부(151)는 수신되는 초고주파 RF방사빔에서 감지되는 신호의 세기를 송수신되는 깊이에 따라 지수적으로 감쇄하는 현상을 반영하여 토양신호와 잡음으로부터 지뢰 및 폭약이 존재할 가능성이 높은 신호를 검출하는 역할을 한다.The nonlinear regression model
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 비선형특성보정모드(151a), 이상치 추출모드(151b), 시공간적 상관성 분석모드(151c)로 구성된다.
6, the nonlinear
상기 비선형 특성보정모드(151a)는 토양의 특성이 균일하다는 가정 아래 수신되는 초고주파 RF빔에서 감지되는 신호의 세기를 송수신되는 깊이에 따라 지수적으로 감쇄하는 현상을 반영하여 로그변환 회귀모형(Log Transformed regression model)을 추정하고, 이를 기반으로 기폭제탐지데이터가 갖는 고유 특성의 왜곡 없이 비선형 특성을 보정하는 역할을 한다.The nonlinear
여기서, 로그변환 회귀모형은 다음과 같은 과정을 통해 추정된다.
Here, the log-transform regression model is estimated through the following process.
즉, 기폭제탐지데이터를 지연 시간과 초고주파 RF빔 수신 신호의 세기를 각각 독립변수와 종속변수로 하는 산점도로 표현하면 종속변수와 독립변수는 비선형적 관계를 갖는다.That is, when the explosive detection data is expressed as a scatter diagram in which the delay time and the intensity of the RF signal received are independent and dependent, respectively, the dependent variable and the independent variable have a nonlinear relationship.
독립변수에 로그 변환을 취하면 두 변수의 관계는 선형적으로 변환된다.When log transformations are performed on independent variables, the relationship between the two variables is linearly transformed.
먼저, 종속변수와 로그-독립 변수간의 상관관계를 다음의 수학식 1과 같은 로그변환 회귀모형을 이용하여 추정한다.First, the correlation between the dependent variable and the log-independent variable is estimated using a log-transformed regression model as shown in
여기서, t와 y는 각각 지연 시간과 초고주파 RF빔 수신 신호의 세기를 의미하고, 는 지표면에서의 수신 신호의 세기값을 뜻하고, 은 매질의 손실 정도에 따라 달라지는 감쇄 상수를 말한다.Here, t and y mean the delay time and the intensity of the RF signal received by the RF, respectively, Denotes the intensity value of the received signal on the surface of the earth, Is the damping constant that depends on the loss of the medium.
즉, 도 27에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 비선형 특정보정모드의 결과를 도시한 그래프에 관한 것이다.That is, as shown in FIG. 27, the present invention relates to a graph showing the results of the nonlinear specific correction mode according to the present invention.
여기서, 토양 신호는 주로 회귀 직선의 근처에 밀집해 있고, 지뢰탐지신호(target signal)는 회귀 직선으로부터 멀리 떨어져서 분포되는 특성을 보였다. Here, the soil signal is mainly concentrated near the regression line, and the target signal is distributed away from the regression line.
그 이유는 토양 신호와 지뢰탐지신호의 크기가 다르고, 기폭제탐지데이터를 구성하는 신호 중 가장 많은 비중을 차지하는 신호가 토양신호이기 때문이다.
The reason for this is that the soil signal is different from the land mine detection signal, and the signal that occupies the largest proportion of the signals constituting the explosive detection data is the soil signal.
상기 수학식 1의 , 는 매질에 따라 달라지는 값이므로 입력되는 기폭제탐지데이터를 이용하여 추정한다.In Equation (1) , Is a value that varies depending on the medium. Therefore, it is estimated by using the explosive detection data inputted.
로그변환 회귀모형을 통해 추정한 신호세기()는 다음의 수학식 2와 같다.The logarithmically transformed regression model ) Is expressed by the following equation (2).
여기서, 는 기폭제탐지데이터에서 각각 i번째 지연시간 샘플과 i번째 지연시간에서의 안테나 측정 잡음 신호를 의미한다.here, Denotes an antenna measurement noise signal at the i-th delay time sample and the i-th delay time in the explosion detection data, respectively.
안테나 측정 잡음은 평균이 0, 표준편차가 σ인 정규 분포를 따르므로 추정신호의 세기는 다음의 수학식 3과 같은 정규분포를 따른다.Since the antenna measurement noise follows a normal distribution with an average of 0 and a standard deviation of σ, the strength of the estimated signal follows a normal distribution as shown in
상기 이상치 추출모드(151b)는 유사 지뢰 신호들을 추출하기 위해, 로그변환 회귀모형의 회귀 곡선으로부터 멀리 떨어져 분포하는 신호들에 대해 이상치를 설정하고 해당 픽셀들을 반복적인 과정을 통해 지뢰탐지신호를 검출하는 역할을 한다.In order to extract similar land mine signals, the
이는 스튜던트 추정오차알고리즘엔진부(Studentized residual)가 포함되어 구성된다.This consists of a Studentized residual error engine part.
상기 스튜던트 추정오차알고리즘엔진부(Studentized residual)는 기폭제탐지데이터 중 로그변환회귀모형의 회귀 곡선으로부터 멀리 떨어진 거리를 연산시키는 역할을 한다.The Studentized residual engine portion serves to calculate the distance from the regression curve of the log-transformed regression model among the explosion detection data.
이는 다음의 수학식 4와 같이 표현된다.This is expressed by the following equation (4).
여기서, 와 는 각각 i번째 시간 슬라이스의 j번째 기폭제탐지데이터 신호의 세기와 i번째 시간 슬라이스의 기폭제탐지데이터 신호 세기의 추정 값을 말하고, 는 기폭제탐지데이터의 표준오차에 대한 비편향 추정치에 관한 것이다.here, Wow Quot; refers to the estimated value of the j th primer detection data signal strength of the i th time slice and the primer detection data signal strength of the i th time slice, respectively, Is a non-biased estimate of the standard error of the detector detection data.
는 ln(t)의 평균값이고, 는 i번째 지연 시간 샘플의 값이며, Is the mean value of ln (t) Is the value of the i < th > delay time sample,
스튜던트 추정오차알고리즘엔진부(Studentized residual)를 통한 스튜던트 추정오차()는 다음의 수학식 5과 같이 표현된다.Student's Estimation Error Algorithm Student's residual error ) Is expressed by the following equation (5).
이때, 스튜던트 추정오차()의 값이 특정 값(threshold)보다 작다면 토양신호로 판단하여 제거하고 그렇지 않다면 다시 로그변환 회귀모형의 입력 신호로 넣고 앞서 설명한 과정을 반복한다.At this time, ) Is less than a threshold value, it is judged as a soil signal and removed, and if not, it is inputted again as an input signal of the log-transformed regression model and the above-described process is repeated.
이 반복 과정에서 수렴하는 신호들을 지뢰탐지신호(=target signal)로서 검출한다.
In this iterative process, convergent signals are detected as a mine detection signal (= target signal).
상기 시공간적 상관성 분석모드(151c)는 잡음과 지뢰탐지신호를 구별하기 위해 지뢰탐지신호가 지니는 시공간적 특징에 기반한 상관성 척도를 활용하여 기폭제탐지데이터를 검출하는 역할을 한다.The spatiotemporal
이는 도 7에 도시한 바와 같이, 3차원 레이블링부(151c-1), 시간적 중심일관성부(151c-2), 원형도검사부(151c-3), 기폭제탐지데이터검출부(151c-4)로 구성된다.
7, the three-
상기 3차원 레이블링부(151c-1)는 추출된 복수개의 지뢰탐지신호들에 대하여 3차원 레이블링을 수행시키는 역할을 한다.The three-
이는 공간적으로 뭉쳐져 있는 신호들을 하나의 객체로 분리하고 고유번호를 부여시킨다.
This separates spatially coherent signals into one object and assigns them a unique number.
상기 시간적 중심일관성부(151c-2)는 하나의 레이블에 포함된 시간 슬라이스들의 중심 좌표와 레이블 전체 공간 중심 좌표 사이의 차이를 통해 잡음을 필터링시키는 역할을 한다.The temporal
이는 임의의 레이블에 포함된 시간 슬라이스들의 중심좌표와 레이블 전체의 공간 중심 좌표의 차이가 미리 설정된 기준치보다 크다면 잡음신호로 판단하여 제거시키도록 구성된다.
If the difference between the center coordinates of the time slices included in an arbitrary label and the spatial center coordinates of the entire label is greater than a predetermined reference value, the noise signal is determined to be removed.
상기 원형도검사부(151c-3)는 시간적 중심일관성부를 통해 수행한 결과 남아 있는 레이블들에 대하여 원형도를 레이블단위로 실시한 후, 하나의 레이블에 포함된 시간 슬라이스들을 모두 합산하여 0과 255만으로 이루어진 한장의 슬라이스로 만들어 수행시키는 역할을 한다.The
여기서, 원형도(R)은 형상의 모양이 얼마나 원에 가까운가를 나타내는 척도로써, 이상적인 원에 대해 1의 값이 나오며, 원형에서 멀어질수록 값이 작아지게 된다.Here, the circularity (R) is a measure indicating how close the shape of the shape is to a circle, and a value of 1 is obtained for an ideal circle.
이때, 원형도(R)의 계산식은 다음의 수학식 6과 같이 표현된다.At this time, the calculation formula of the circularity (R) is expressed by the following Equation (6).
여기서, L은 레이블의 고유번호, A(L)은 L번째 레이블의 면적, l(L)은 L번째 레이블의 둘레 또는 형상의 경계 길이이다.Where L is the label's unique number, A (L) is the area of the Lth label, and l (L) is the perimeter or shape boundary length of the Lth label.
동일한 면적에서 형상이 복잡해질수록 경계의 길이가 늘어나므로 원형도는 떨어지게 된다.
As the shape becomes complicated at the same area, the length of the boundary increases, and the circularity falls.
상기 기폭제탐지데이터검출부(151c-4)는 상기 시간중심일관성부와 원형도검사부를 통해 수행한 결과를 기준으로, 지뢰 및 폭약이 존재할 가능성이 높은 위치를 나타내는 기폭제탐지데이터를 검출시키는 역할을 한다.
The explosion
이처럼, 비선형특성보정모드(151a), 이상치 추출모드(151b), 시공간적 상관성 분석모드(151c)로 이루어진 비선형 회귀모델알고리즘엔진부(151)가 GPR 제어부(150)에 포함되어 구성됨으로서, GPR 제어부(150)를 통해, 2차로 수신되는 초고주파 RF빔에서 감지되는 신호의 세기를 송수신되는 깊이에 따라 지수적으로 감쇄하는 현상을 반영하여 로그변환 회귀모형(Log Transformed regression model)을 추정하고, 이를 기반으로 기폭제탐지데이터가 갖는 왜곡없는 비선형감쇄특성을 보상시킨 후, 포물면 특성을 지닌 지뢰탐지신호의 시간적 중심일관성과 원형성을 활용하여 지뢰 및 폭약이 존재할 가능성이 높은 위치를 검출할 수가 있다.
Since the nonlinear regression
여섯째, 본 발명에 따른 제1 블루투스통신모듈(160)에 관해 설명한다.Sixth, the first
상기 제1 블루투스통신모듈(160)은 메인 마이크로프로세서유닛부(200)와 블루투스통신망으로 연결되어, 메인 마이크로프로세서유닛부로부터 지뢰탐지명령신호를 수신받아 GPR 제어부로 전달시키고, 기폭제탐지데이터를 메인 마이크로프로세서유닛부로 송신시키는 역할을 한다.
The first
또한, 본 발명에 따른 휴먼바디안테나부는 제1 블루투스통신모듈을 대신하여, SPI 통신을 통해 인터페이스로 연결되어, 메인 마이크로프로세서유닛부로부터 지뢰탐지명령신호를 수신받고, 마이크로프로세서유닛부로 휴먼바디안테나부에서 감지된 기폭제탐지데이터를 송신시키도록 구성된다.
In addition, the human body antenna unit according to the present invention is connected to an interface through SPI communication instead of the first Bluetooth communication module, receives a mine detection command signal from the main microprocessor unit, Based on the detected explosive detection data.
다음으로, 본 발명에 따른 메인 마이크로프로세서유닛부(200)에 관해 설명한다.Next, the main
상기 메인 마이크로프로세서유닛부(200)는 각 기기의 전반적인 동작을 제어하는 역할을 한다.The main
이는 방탄조끼몸체의 내부 일측에 형성되어 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 휴먼바디안테나부로부터 탐지된 신호를 수신받아 지뢰거리·위치·형태·재질과, 위치지형을 2D 또는 3D로 연산시킨 후, 수신받은 GPS 위치정보데이터와 함께 스마트안경부와 바디장착형 LCD 모니터로 출력시키도록 제어하며, 무선데이터송수신부를 통해 현재 지뢰위치데이터, 주변지형지물의 영상데이터, 현재 전투자의 위치, 벨트형 전원공급부의 배터리상태를 무선전송시키도록 제어하도록 구성된다.It is formed on the inner side of the bulletproof vest body to control the overall operation of each device, receives the signal detected from the human body antenna and calculates the mine distance, position, shape, material, and location topography in 2D or 3D , And controls the smart glasses and the body mount type LCD monitor to output the received GPS position information data together with the received GPS position information data. The wireless data transmitting and receiving unit controls the current mine position data, the image data of the peripheral feature, To wirelessly transmit the battery state of the battery.
상기 메인 마이크로프로세서유닛부(200)는 도 8에 도시한 바와 같이, 전원제어부(210), 음성명령전송부(220), 카메라구동제어부(230), 기폭제탐지제어부(240), 호스트컴퓨터 인터페이스부(250), 탐지신호분석알고리즘엔진부(260), 탐지영상표출제어부(270), 메모리부(280), 조명제어부(290), 모로스부호송수신제어부(290a), 반도체레이져긴급조명제어부(290b)로 구성된다.
8, the main
첫째, 본 발명에 따른 전원제어부(210)에 관해 설명한다.First, the
상기 전원제어부(210)는 스마트안경부, 바디장착형 LCD 모니터부, 무선데이터송수신부, 블랙박스형 카메라부, 보안통신헤드셋의 전원상태를 체크하여, 휴대용 배터리의 전원부족시, 벨트형 전원공급부를 유선으로 연결시켜 전원공급시키도록 제어명령신호를 보내는 역할을 한다.
The
둘째, 본 발명에 따른 음성명령전송부(220)에 관해 설명한다.Second, the voice
상기 음성명령전송부(220)는 보안통신헤드셋에 음성명령신호와 특수임무지령신호를 스피커음으로 출력시키는 역할을 한다.
The voice
셋째, 본 발명에 따른 카메라구동제어부(230)에 관해 설명한다.Third, the camera
상기 카메라구동제어부(230)는 블랙박스형 카메라부와 블루투스통신망으로 연결되어, 블랙박스형 카메라부로 구동명령신호를 출력시키고, 블랙박스형 카메라부에서 촬영한 영상데이터를 수신받아 메모리부에 전달시키는 역할을 한다.
The camera
넷째, 본 발명에 따른 기폭제탐지제어부(240)에 관해 설명한다.Fourth, the explosion detector
상기 기폭제탐지제어부(240)는 휴먼바디안테나부와 블루투스통신망으로 연결되어, 휴먼바디안테나부로 지뢰탐지명령신호를 출력시키고, 휴먼바디안테나로부터 기폭제탐지데이터를 수신받아 탐지신호분석알고리즘엔진부에 전달시키는 역할을 한다.
The explosion
다섯째, 본 발명에 따른 호스트컴퓨터 인터페이스부(250)에 관해 설명한다.Fifth, the host
상기 호스트컴퓨터 인터페이스부(250)는 RS-232C, USB, WiFi를 통해 원격지 전투지휘서버와 유무선으로 연결시키는 역할을 한다.
The host
여섯째, 본 발명에 따른 탐지신호분석알고리즘엔진부(260)에 관해 설명한다.Sixth, a detection signal analysis
상기 탐지신호분석알고리즘엔진부(260)는 기폭제탐지제어부로부터 수신받은 기폭제탐지데이터를 미리 설정된 기준탐지모델링과 비교분석한 후, 지뢰거리·위치·형태·재질과 위치지형을 2D 또는 3D로 연산시키는 역할을 한다.The detection signal analysis
여기서, 기준탐지모델링은 M-14 대인지뢰의 원통드럼형태와 플라스틱재질과 기폭제탐지데이터, M-16A1 대인지뢰의 원통드럼형태와 금속재질과 기폭제탐지데이터, M-15 대전차 지뢰의 원통드럼형태와 금속재질과 기폭제탐지데이터, M-19대전차지뢰의 사각박스형태와 플라스틱재질과 기폭제탐지데이터, K-442 대전차지뢰의 원통드럼형태인 금속재질과 기폭제탐지데이터, M-15,19 대전차지뢰 측면에 설치되는 KM1 인력식발화장치와, 하단부에 설치되는 KM1A1 압력식, 플라스틱재 발화장치의 가느다란 봉의 형태인 철재 및 플라스틱 재질과 기폭제탐지데이터, 급조폭발물(IED)의 철재 및 볼링공과 같은 기폭제탐지데이터, 철재반보병지뢰(2.2t)의 말뚝형지뢰에 관한 기폭제탐지데이터, 목함반보병지뢰(6/57)의 나무도시락형태로 이루어진 기폭제탐지데이터, 목함반보병지뢰(44/64)를 나무직사각형 상자형태로 이루어진 기폭제탐지데이터, 철제반보형지뢰(41/46)의 원통드럼형태인 금속재질과 기폭제탐지데이터가 데이터베이스화 되어 미리 설정되어, 기폭제탐지제어부로부터 수신받은 현재 감지된 기폭제탐지데이터와 비교기준값으로 비교분석하도록 구성된다.
Here, the reference detection modeling is based on the cylindrical drum shape of the M-14 mines, the plastic material and the explosive detection data, the cylindrical drum shape of the M-16A1 civilian land mine, the metal material and the explosive detection data, the cylindrical drum form of the M-15 antitank mines Metal material and explosive detection data, rectangular box form of M-19 anti-tank mines, plastic material and explosive detection data, metal material and explosive detection data in the form of cylindrical drum of K-442 anti-tank mines, M-15,19 anti- Detonation data such as steel and plastic materials and explosives detection data in the form of a thin rod of KM1 human-powered ignition device installed at the lower end of the KM1A1 pressure type, plastic re-ignition device, iron and explosive (IED) steel and bowling ball , Explosive detection data on pile-type land mines of anti-infantry mines (2.2 tons), explosive detection data in the form of wooden lunchboxes of wooden anti-infantry mines (6/57) The explosive detection data in the form of a rectangular box of wood mines 44/64 and the metal material and the explosive detection data in the form of cylindrical drum of the iron anti-tip mines 41/46 are set in advance in a database and received from the explosion- And comparing and analyzing the currently detected explosive detector detection data with the comparison reference value.
일곱째, 본 발명에 따른 탐지영상표출제어부(270)에 관해 설명한다.Seventh, a detection image display control unit 270 according to the present invention will be described.
상기 탐지영상표출제어부(270)는 스마트안경부와 바디장착형 LCD 모니터쪽으로 현재 지뢰위치데이터, 주변지형지물의 영상데이터, 비상메세지신호를 표출시키도록 제어시키는 역할을 한다.
The detection image display controller 270 controls the display of the current mine position data, the image data of the peripheral feature, and the emergency message signal to the smart glasses and the body mount type LCD monitor.
여덟째, 본 발명에 따른 메모리부(280)에 관해 설명한다.Eighth, the
상기 메모리부(280)는 영상데이터, 기폭제탐지데이터, GPS위치데이터를 저장시키는 역할을 한다.
The
아홉째, 본 발명에 따른 조명제어부(290)에 관해 설명한다.Ninth, the
상기 조명제어부(290)는 각 기기의 조명밝기와 온오프구동을 제어시키는 역할을 한다.
The
열째, 본 발명에 따른 모로스부호송수신제어부(290a)에 관해 설명한다.Tenth, a morse code transmission /
상기 모로스부호송수신제어부(290a)는 반도체 레이저 다이오드의 온/오프 발광주기를 비상모로스부호방식으로 선택해서 또 다른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치와 동기화시켜 무선통화시키도록 제어시키는 역할을 한다.The morse code transmission /
이는 반도체 레이저 다이오드를 통한 중거리, 단거리 광통신 기능으로 GPS정보를 포함한 판독데이터를 원격지의 전략지휘서버로 전송시킨다.This transfers the read data, including GPS information, to the strategic command server at a remote location via a medium to long distance optical communication function via a semiconductor laser diode.
즉, 전투상황시, EMP(전자기펄스)공격으로 인해 무선통신망이 고장났을 경우를 대비하여, 반도체 레이저 다이오드으로 통신시키도록 구성된다.
That is, it is configured to communicate with a semiconductor laser diode in case of a failure of the wireless communication network due to an EMP (electromagnetic pulse) attack in a combat situation.
열한째, 본 발명에 따른 반도체레이져긴급조명제어부(290b)에 관해 설명한다.Eleventh, the semiconductor laser emergency
상기 반도체레이져긴급조명제어부(290b)는 비상상황발생시, 이웃하는 또 다른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치와 반도체 레이저를 통해 긴급조명으로 비상상황이 발생되었음을 알려주는 역할을 한다.
When the emergency situation occurs, the semiconductor laser
이처럼, 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치는 As such, the smart wearable mine detection device according to the present invention
1차로, RF방사빔 수신안테나부(140)에서 지뢰와 유사한 물체인 쇠붙이, 깡통, 나무뿌리, 돌, 굳은 흙덩이의 형상에서 반사된 초고주파 RF방사빔을 전처리시키고,First, the RF radiation beam receiving
2차로, GPR 제어부(150)에서 GPR에 감지되는 신호의 세기가 송수신되는 깊이에 따라 지수적으로 감쇄하는 현상을 통해 신호를 보정시키며, Secondly, the
3차로, 탐지신호분석알고리즘엔진부(260)를 통해 기폭제탐지제어부(240)로부터 수신받은 기폭제탐지데이터를 미리 설정된 기준탐지모델링과 비교분석해서, 지뢰의 금속과 비금속이 아닌, 지뢰 및 폭약의 기폭제를 식별할 수가 있어, 기존에 비해 지뢰 및 폭약 식별력을 90% 향상시킬 수가 있다.
Third, the explosion detector detection data received from the explosion detector
상기 메인 마이크로프로세서유닛부(200)는 탐지신호분석알고리즘엔진부(260)를 통해 지뢰여부 판정된 후 와이파이통신망 또는, 블루투스통신망을 이용하여 전투 수행하는 또 다른 이웃간의 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치쪽으로 문자전송, TTS(Text to Speech)신호, 영상전송 중 어느 하나를 선택하여 정보를 전달시키도록 구성된다.
The main
다음으로, 본 발명에 따른 스마트안경부(300)에 관해 설명한다.Next, the
상기 스마트안경부(300)는 도 9에 도시한 바와 같이, 전투자의 눈에 착용하여 글라스 표면상에 메인 마이크로프로세서유닛부(200)로부터 전달받은 지뢰거리·위치·형태·재질, 2D/3D 표출데이터, GPS 위치정보데이터, 전투지휘서버에서 보내온 특수임무지령신호를 표출시키고, 야간에 적외선안경모드로 변환되어 주변 객체를 식별시키는 역할을 한다.As shown in FIG. 9, the
이는 도 10에 도시한 바와 같이, 안경프레임(310), 증강현실디스플레이부(320), 가상이미지생성부(330), 제2 배터리부(340), 관성센서(350), 온도센서(360), 제2 블루투스통신모듈(370)로 구성된다.
10, the
상기 안경프레임(310)은 신체의 코와 귀에 부착되도록 두개의 렌즈, 눈썹지지틀, 코브릿지, 귀거치대로 이루어진다.
The
상기 증강현실디스플레이부(320)는 광가이드 광학부품, 불투명필터, 투시렌즈로 이루어져 가상이미지생성부로부터 생성된 가상이미지를 전달받아 투시렌즈상에 지뢰거리·위치·형태·재질와 특수임무지령신호를 문자로 표출시키고, 2D/3D 표출데이터와 GPS 위치정보데이터를 증강현실로 표출시키는 역할을 한다.The augmented
이는 글라스, 불투명필터, 투시렌즈에다가 OLED 디스플레이로 형성시켜 해상도와 시야를 향상시키기 위해 다중 마이크로 디스플레이로 구성된다.
It consists of a glass, opaque filter, perspective lens and an OLED display to form multiple microdisplays to improve resolution and field of view.
상기 가상이미지생성부(330)는 가상이미지를 조준렌즈를 통해 광가이드 광학부품으로 투사시키는 역할을 한다.The virtual
이는 야간전투시, 가상이미지에다가 색상변환이미지를 조준렌즈를 통해 광가이드 광학부품으로 투사시켜 적외선안경모드로 변환시킨다.
In night-time combat, a color-converted image is projected onto a light guide optical component through a collimating lens in addition to a virtual image, thereby converting the image into an infrared spectacle mode.
상기 제2 배터리부(340)는 안경프레임의 귀거치대 선단 일측에 위치되어, 각 기기에 전원을 공급시키는 역할을 한다.The
이는 도 11에 도시한 바와 같이, 제2 휴대용 배터리(341), 제2 자가전원연결부(342)로 구성된다.11, the second
상기 제2 휴대용 배터리(341)는 리튬이온배터리가 팩구조로 형성되어 각 기기에 메인전원을 공급시키는 역할을 한다.The second
상기 제2 자가전원연결부(342)는 제2 휴대용 배터리의 방전시, 벨트형 전원공급부(600)를 통해 유선으로 비상용 자가전원을 공급받는 역할을 한다.
When the second portable battery is discharged, the second self-
상기 관성센서(350)는 안경프레임의 위치, 방향, 가속을 감지하는 역할을 한다.
The
상기 온도센서(360)는 안경프레임 주변의 온도를 감지하는 역할을 한다.
The
상기 제2 블루투스통신모듈(370)은 메인 마이크로프로세서유닛부(200)와 블루투스통신망으로 연결되어, 메인 마이크로프로세서유닛부로부터 지뢰거리·위치·형태·재질데이터, 특수임무지령신호데이터, 2D/3D 표출데이터, GPS 위치정보데이터를 수신받아 증강현실디스플레이부(320)에 전달시키고, 관성센서값과 온도센서값을 송신시키는 역할을 한다.
The second
본 발명에 따른 스마트안경부(300)는 증강현실디스플레이부(320) 상단 일측에 전투자의 음성을 인식하여 전투자 바라보는 시선을 중심으로 영상을 촬영시키는 보조카메라부(380)가 포함되어 구성된다.
The
또한, 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치(1)는 도 12에 도시한 바와 같이, 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 바디장착형 LCD 모니터부(400)가 포함되어 구성된다.12, the smart wearable
상기 바디장착형 LCD 모니터부(400)는 신체에 탈부착식으로 설치되어, 메인 마이크로프로세서유닛부로부터 전달받은 지뢰거리·위치·형태·재질, 2D/3D 표출데이터, GPS 위치정보데이터를 LCD 화면상에 표출시키고, 키패드를 통해 입력된 전투자의 요청신호(Request)를 메인 마이크로프로세서유닛부로 전달시키며, 지뢰에 접근하는 거리별로 경고음을 출력시키는 역할을 한다.The body mount type
이는 도 13에 도시한 바와 같이, 모니터본체(410), 키패드부(420), 제2 블루투스통신모듈(430)로 구성된다.
As shown in FIG. 13, this is configured by a monitor
상기 모니터본체(410)는 사각형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.The monitor
이는 LCD 모니터, LED 모니터 중 어느 하나로 구성된다.
It consists of either an LCD monitor or an LED monitor.
상기 키패드부(420)는 숫자와 한글로 이루어져, 전투자의 요청신호(전투명령신호, 전투장비보급신호, 부상신호 등)를 입력시키는 역할을 한다.
The
상기 제2 블루투스통신모듈(430)은 메인 마이크로프로세서유닛부(200)와 블루투스통신망으로 연결되어, 메인 마이크로프로세서유닛부로부터 지뢰거리·위치·형태·재질, 2D/3D 표출데이터, GPS 위치정보데이터를 수신받아 모니터본체로 전달시키고, 키패드부를 통해 입력된 전투자의 요청신호를 메인 마이크로프로세서유닛부로 송신시키는 역할을 한다.
The second
또한, 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치(1)는 도 14에 도시한 바와 같이, 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 무선데이터송수신부(500)가 포함되어 구성된다.
14, the smart wearable
상기 무선데이터송수신부(500)는 방탄조끼몸체의 내부 하단 일측에 형성되어 원격지 전투지휘서버와 WiFi 무선통신망으로 연결시켜 메인 마이크로프로세서유닛부의 제어하에 현재 지뢰위치데이터, 주변지형지물의 영상데이터, 현재 전투자의 위치, 벨트형 전원공급부의 배터리상태를 송신시키고, 이에 따른 응답신호로서 음성명령신호와 특수임무지령신호를 수신받아 메인 마이크로프로세서유닛부로 전달시키는 역할을 한다.The wireless data transmitting and receiving
이는 WiFi 무선통신모듈로 구성된다.
It consists of a WiFi wireless communication module.
또한, 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치(1)는 도 15에 도시한 바와 같이, 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 벨트형 전원공급부(600)가 포함되어 구성된다.
15, the smart wearable
상기 벨트형 전원공급부(600)는 신체에 부착되어 각 기기에 전원을 공급시키는 역할을 한다.The belt-type
이는 도 16에 도시된 바와 같이, 벨트형상의 몸체(610)에 복수개의 휴대용 리튬이온배터리(620)가 장착되어 구성된다.As shown in FIG. 16, a plurality of portable
그리고, 복수개의 휴대용 리튬이온배터리는 DC 5V, 12V, 24V 변환 아답터를 통해 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300), 바디장착형 LCD 모니터부(400), 무선데이터송수신부(500), 블랙박스형 카메라부(700), 보안통신헤드셋(800)에 맞게 변환된 후, 메인 마이크로프로세서유닛부(200)의 제어신호에 따라 스마트안경부(300), 바디장착형 LCD 모니터부(400), 무선데이터송수신부(500), 블랙박스형 카메라부(700), 보안통신헤드셋(800)에 공급된다.The portable lithium ion batteries are connected to the
또한, 본 발명에 따른 벨트형 전원공급부는 신체의 등부위 또는 방탄헬멧 상에 태양전지셀을 형성시켜, 태양전기를 축전시키는 태양전지형 전원공급부가 포함되어 구성된다.
Also, the belt-shaped power supply unit according to the present invention includes a solar battery type power supply unit that forms a solar battery cell on the back of the body or a bulletproof helmet to charge the solar battery.
또한, 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치(1)는 도 17에 도시한 바와 같이, 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 블랙박스형 카메라부(700)가 포함되어 구성된다.
17, the smart wearable
상기 블랙박스형 카메라부(700)는 도 18에 도시한 바와 같이, 신체의 머리에 씌워지는 방탄헬멧 상단 일측에 위치되어, 전투자가 이동하는 주변상황을 실시간 영상촬영시키고, 촬영한 영상데이터를 저장시키는 역할을 한다.As shown in FIG. 18, the black box
이는 도 19에 도시한 바와 같이, 카메라본체(710), GPS 수신기(720), 카메라부(730), 내부메모리부(740), 제3 블루투스통신모듈(750)로 구성된다.
As shown in FIG. 19, the mobile communication terminal includes a
상기 카메라본체(710)는 외형구조로서, 원통형상으로 이루어져 각 기기를 지지하고 보호하는 역할을 한다.
The
상기 GPS 수신기(720)는 카메라본체(710)의 측면 일측에 형성되어 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하면서 전투자의 현재 위치를 수신받는 역할을 한다.The GPS receiver 720 is formed on one side of the
이는 신체의 헤드상에 위치되어, 숲이나, 산악지대에서 정확하게 GPS 정보를 수신받을 수 있도록 구성된다.
It is located on the head of the body and is configured to receive GPS information accurately in forests or mountainous areas.
상기 카메라부(730)는 카메라본체의 헤드부상에 형성되어 전투자가 이동하는 주변상황을 실시간 영상촬영하는 역할을 한다.
The
상기 내부메모리부(740)는 카메라본체의 내부공간에 밀폐박스형상으로 형성되어, GPS 수신기로부터 수신된 전투자의 현재위치데이터와, 카메라부로부터 촬영된 영상데이터를 저장시키는 역할을 한다.
The
상기 제3 블루투스통신모듈(750)은 내부메모리부 일측에 위치되고, 메인 마이크로프로세서유닛부(200)와 블루투스통신망으로 연결되어, 내부메모리부에 저장된 전투자의 현재위치데이터와 영상데이터를 전송시키는 역할을 한다.
The third
또한, 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치(1)는 도 20에 도시한 바와 같이, 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 보안통신헤드셋(800)가 포함되어 구성된다.
20, the smart wearable
상기 보안통신헤드셋(800)는 도 21에 도시한 바와 같이, 전투자의 귀와 입에 착용하여 이웃하는 또 다른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치와 비상모로스부호방식으로 동기화시켜 무선통화시키고, 메인 마이크로프로세서유닛부로 전송된 음성명령신호와 특수임무지령신호를 스피커음으로 출력시키는 역할을 한다.21, the
이는 이어폰과 마이크가 일체형으로 구성된다.The earphone and the microphone are integrally formed.
상기 보안통신헤드셋은 분석된 음성신호 정보와 탐지자의 음성신호를 송수신시키도록 구성된다.
The secure communication headset is configured to transmit and receive the analyzed voice signal information and the voice signal of the detector.
이처럼, 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치는 도 23에 도시한 바와 같이, 휴먼바디안테나부(100), 메인 마이크로프로세서유닛부(200), 스마트안경부(300)에다가 바디장착형 LCD 모니터부(400), 무선데이터송수신부(500), 벨트형 전원공급부(600), 블랙박스형 카메라부(700), 보안통신헤드셋(800) 중 어느 하나 또는 둘 이상이 선택되어 구성됨으로서, 전투복을 입은 상태에서 신체에 탈부착식으로 부착되어 전방과 측면에 위치한 지뢰의 기폭제를 초고주파 RF빔을 통해 360°전방위로 탐지한 후, 전투자에게 알려주어 지뢰를 회피하면서 전투를 수행할 수 있도록 실시간 데이터를 전송시켜줄 수가 있다.
23, the smart wearable mine detection apparatus includes a human
이하, 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지방법에 관해 설명한다.
Hereinafter, a smart wearable mine detection method according to the present invention will be described.
먼저, 도 24에 도시한 바와 같이, RF방사빔 송신안테나부를 통해 플렉시블 루프방사형 안테나구조로 초고주파 RF 방사빔을 전방지면, 측방지면으로 복수개로 방사시킨다(S10).
First, as shown in FIG. 24, a very high frequency RF radiation beam is radiated to the front surface side and the side surface side by a flexible loop radial type antenna structure through an RF radiation beam transmission antenna unit (S10).
다음으로, RF방사빔 수신안테나부에서 RF방사빔 송신안테나부를 통해 방사된 RF방사빔이 지뢰의 기폭제로부터 반사되거나 산란되어 되돌아오는 신호를 감지한다(S20).
Next, the RF radiation beam emitted from the RF radiation beam receiving antenna unit through the RF radiation beam transmitting antenna unit is reflected or scattered from the initiator of the land mine to detect a return signal (S20).
다음으로, GPR 제어부에서 RF방사빔 수신안테나부로터 수신된 신호의 지연시간과 신호의 세기를 분석하여 기폭제탐지데이터를 형성시킨 후, 비선형 회귀모델을 통해 보정시켜 메인 마이크로프로세서유닛부로 전송시킨다(S30).
Next, the GPR control unit analyzes the delay time and the signal strength of the received signal of the RF radiation beam receiving antenna block to form the explosion detection data, and then transmits the corrected detection result to the main microprocessor unit unit through the nonlinear regression model ).
다음으로, 메인 마이크로프로세서유닛부에서 휴먼바디안테나부로부터 탐지된 신호를 수신받아 지뢰거리·위치·형태·재질과 위치지형을 2D 또는 3D로 연산시킨다(S40).
Next, the main microprocessor unit receives the signal detected from the human body antenna unit, and calculates the mine distance, position, shape, material, and location topography in 2D or 3D (S40).
끝으로, 메인 마이크로프로세서유닛부를 통해 지뢰거리·위치·형태·재질, 2D/3D 표출데이터, GPS 위치정보데이터를 스마트안경부와 바디장착형 LCD 모니터로 출력시킨다(S50).Finally, the main microprocessor unit unit outputs the mine distance, position, shape, material, 2D / 3D display data, and GPS position information data to the smart glasses unit and the body mount type LCD monitor (S50).
즉, 도 26에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치를 신체의 머리, 몸통, 팔, 허리, 다리에 탈부착식으로 부착되어 전방과 측면에 위치한 지뢰의 기폭제를 초고주파 RF빔을 통해 360°전방위로 탐지한 후, 전투자에게 알려주어 지뢰를 회피하면서 전투를 수행시킨다.
That is, as shown in FIG. 26, a smart wearable mine detection device according to the present invention is detachably attached to the head, torso, arms, waist, and legs of the body, After detecting 360 ° in all directions, it informs all investors and conducts combat while avoiding land mines.
이하, 본 발명에 따른 메인 마이크로프로세서유닛부의 제어하에 구동되는 휴먼바디안테나부의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
Hereinafter, a specific operation process of the human body antenna unit driven under the control of the main microprocessor unit unit according to the present invention will be described.
먼저, 도 25에 도시한 바와 같이, 메인 마이크로프로세서유닛부의 제어하에 휴먼바디안테나부를 구동시킨다(S310). 이때, 자체 진단모드를 실시하여 이상유무를 점검한다.
First, as shown in FIG. 25, the human body antenna unit is driven under the control of the main microprocessor unit unit (S310). At this time, conduct self-diagnosis mode to check for any abnormality.
다음으로, 메인 마이크로프로세서유닛부의 제어하에 휴먼바디안테나부의 GPR 운영모드(GPR 자동모드 또는 GPR 반자동모드)를 결정하고, 휴먼바디안테나부의 배터리 상태를 점검 후, 배터리 부족시 알람신호와 함께 벨트형 전원공급부를 통해 비상용 자가전원모드를 통해 휴먼바디안테나부에 전원을 공급시킨다(S320).
Next, the GPR operating mode (GPR automatic mode or GPR semi-automatic mode) of the human body antenna unit is determined under the control of the main microprocessor unit unit, and the battery state of the human body antenna unit is checked. Power is supplied to the human body antenna unit through the power supply unit in an emergency mode (S320).
다음으로, 휴먼바디안테나부의 GPR 운영모드가 선택되지 않으면, 서브 터미널을 통해 수동검색 후, 선택된 터미널을 등록 또는 삭제시켜 비디오 터미널과 오디오 헤드셋을 설정등록시킨다(S330).
Next, if the GPR operation mode of the human body antenna unit is not selected, the video terminal and the audio headset are registered and registered by manually registering or deleting the selected terminal through the sub terminal (S330).
다음으로, 휴먼바디안테나부의 GPR 운영모드가 선택되면, 휴먼바디안테나부를 구동시켜 RF방사빔 송신안테나부를 통해 탐지전파를 발생시킨다(S340).
Next, when the GPR operating mode of the human body antenna unit is selected, the human body antenna unit is driven to generate a detection radio wave through the RF radiation beam transmitting antenna unit at step S340.
다음으로, 메인 마이크로프로세서유닛부(200)의 탐지신호분석알고리즘엔진부(260)에서 휴먼바디안테나부(100)로부터 수신받은 기폭제탐지데이터를 미리 설정된 기준탐지모델링과 비교분석한 후, 지뢰거리·위치·형태·재질과 위치지형을 2D 또는 3D로 연산시킨다(S350).
Next, the detection signal analysis
다음으로, 메인 마이크로프로세서유닛부의 탐지영상표출제어부(270)에서 스마트안경부와 바디장착형 LCD 모니터쪽으로 현재 지뢰위치데이터, 주변지형지물의 영상데이터, 비상메세지신호를 표출시키도록 제어시킨다(S360).
Next, the detection image display control unit 270 of the main microprocessor unit controls the current mine position data, the image data of the peripheral feature, and the emergency message signal to be displayed on the smart glasses unit and the body mount type LCD monitor in step S360.
다음으로, 현재 지뢰위치데이터, 주변지형지물의 영상데이터, 비상메세지신호를 메모리부에 저장시킨다(S370).
Next, the current mine location data, the image data of the peripheral feature, and the emergency message signal are stored in the memory unit (S370).
다음으로, 계속해서 메인 마이크로프로세서유닛부의 제어하에 휴먼바디안테나부를 통해 지뢰를 탐지할 것인지 여부를 체크한다(S380).
Subsequently, it is checked whether the mine is to be detected through the human body antenna unit under the control of the main microprocessor unit unit (S380).
끝으로, 지뢰탐지를 종료한다는 신호가 입력되면, 지뢰탐지를 종료시킨다(S390).
Finally, when a signal indicating termination of the mine detection is inputted, the mine detection is terminated (S390).
1 : 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치 100 : 휴먼바디안테나부
200 : 메인 마이크로프로세서유닛부 300 : 스마트안경부
400 : 바디장착형 LCD 모니터부 500 : 무선데이터송수신부
600 : 벨트형 전원공급부 700 : 블랙박스형 카메라부
800 : 보안통신헤드셋1: smart wearable mine detection device 100: human body antenna part
200: main microprocessor unit unit 300: smart glasses unit
400: Body-mounted LCD monitor unit 500: Wireless data transmission /
600: Belt type power supply unit 700: Black box type camera unit
800: Secure Communications Headset
Claims (5)
각 기기의 전반적인 동작을 제어하는 메인 마이크로프로세서유닛부(200)와,
전투자의 눈에 착용하여 글라스 표면상에 메인 마이크로프로세서유닛부(200)로부터 전달받은 지뢰거리·위치·형태·재질, 2D/3D 표출데이터, GPS 위치정보데이터, 전투지휘서버에서 보내온 특수임무지령신호를 표출시키는 스마트안경부(300)로 구성되는 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치에 있어서,
상기 휴먼바디안테나부(100)는
둥근 부채꼴형상으로 돌출형성되어 외압으로부터 각 기기를 보호하고 지지하는 안테나몸체(110)와,
안테나몸체 내부 일측에 위치되어, 각 기기에 전원을 공급시키는 제1 배터리부(120)와,
안테나몸체의 헤드상에 위치되어, 발진주파수 대역폭 300MHz~500MHz 전자파유동방식을 적용시키고, 지뢰탐지메시지 발생 가청주파수를 1000Hz~2000Hz로 설정한 후, 플렉시블 루프방사형 안테나구조로 초고주파 RF 방사빔을 전방지면, 측방지면으로 복수개로 방사시키는 RF방사빔 송신안테나부(130)와,
RF방사빔 송신안테나부를 통해 방사된 RF방사빔이 지뢰의 기폭제로부터 반사되거나 산란되어 되돌아오는 신호를 감지하는 RF방사빔 수신안테나부(140)와,
제1 블루투스통신모듈로부터 전송된 지뢰탐지명령신호에 따라 구동되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, RF방사빔 수신안테나부로터 수신된 신호의 지연시간과 신호의 세기를 분석하여 기폭제탐지데이터를 형성시킨 후, 비선형 회귀모델을 통해 보정시켜 메인 마이크로프로세서유닛부로 전송시키도록 제어하는 GPR(Ground Penetrating Radar) 제어부(150)가 포함되어 이루어지고,
상기 RF방사빔 수신안테나부(140)는
보행시, 충격으로 인해 안테나본체가 흔들리는 경우에 지표면 신호가 여러 겹으로 겹쳐서 보이는 현상을 보정하여 깨끗하게 지표면 신호로 형성시키는 데이터 정렬 작업모드(141a)와,
정렬된 지표면 신호를 기준으로 헤어커팅방식을 적용하여 제거시키는 지표면 신호 제거모드(141b)와,
토양에 대한 신호를 공간적으로 모델링하여 이를 기반으로 모델링된 신호와, 초고주파 RF빔이 지뢰의 기폭제로부터 반사되거나 산란되어 되돌아오는 수신신호와의 차이를 비교하여 지뢰 및 폭약이 존재할 가능성이 높은 지점을 추출하는 적응필터링모드(141c)로 이루어진 기폭제 전처리부(141)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치.
A human body antenna unit 100 detachably mounted on the body for detecting mines through a very high frequency RF beam,
A main microprocessor unit unit 200 for controlling the overall operation of each device,
Position, shape, and material received from the main microprocessor unit unit 200 on the surface of the glass, 2D / 3D display data, GPS position information data, and special mission commands sent from the combat command server A smart wearable mine detection device comprising a smart eyeglass unit (300) for displaying a signal,
The human body antenna unit 100 includes:
An antenna body 110 protruding in a round fan shape to protect and support each device from external pressure,
A first battery unit 120 positioned at one side of the antenna body for supplying power to each device,
Frequency RF beam is applied on the head of the antenna body and an electromagnetic wave flux of 300 MHz to 500 MHz is applied to the antenna body and an audible frequency for generating the mine detection message is set to 1000 Hz to 2000 Hz. An RF radiation beam transmitting antenna unit 130 for radiating a plurality of beams to the side surface,
An RF radiation beam receiving antenna unit 140 for detecting a signal that the RF radiation beam radiated through the RF radiation beam transmitting antenna unit is reflected or scattered from the initiator of the land mine and returns,
The first and second Bluetooth communication modules are driven in accordance with the mine detection command signal to control the overall operation of each device and analyze the delay time and the intensity of the received signal of the RF radiation beam receiving antenna rotors to detect the explosion detection data And a GPR (Ground Penetrating Radar) control unit 150 for controlling the GPR to be transmitted to the main microprocessor unit unit through a nonlinear regression model,
The RF radiation beam receiving antenna unit 140
A data sorting operation mode 141a for correcting the phenomenon that the ground surface signals are overlapped with each other when the antenna main body is shaken due to impact,
A ground surface signal removing mode 141b for removing the hair surface by applying a hair cutting method based on the ground surface signal,
By modeling the signal for the soil spatially and comparing the difference between the signal modeled based on it and the RF signal reflected or scattered from the initiator of the land mine, the point where mine and explosives are likely to be present is extracted And an adaptive filtering mode (141c) in which an adaptive filtering mode is selected.
수신받은 기폭제탐지데이터를 미리 설정된 다양한 기폭제탐지데이터가 포함된 기준탐지모델링과 비교분석한 후, 지뢰거리·위치·형태·재질과 위치지형을 2D 또는 3D로 연산시키는 탐지신호분석알고리즘엔진부(260)가 더 포함되어 구성되고,
상기 기준탐지모델링은 M-14 대인지뢰의 원통드럼형태와 플라스틱재질과 기폭제탐지데이터, M-16A1 대인지뢰의 원통드럼형태와 금속재질과 기폭제탐지데이터, M-15 대전차 지뢰의 원통드럼형태와 금속재질과 기폭제탐지데이터, M-19대전차지뢰의 사각박스형태와 플라스틱재질과 기폭제탐지데이터, K-442 대전차지뢰의 원통드럼형태인 금속재질과 기폭제탐지데이터, M-15,19 대전차지뢰 측면에 설치되는 KM1 인력식발화장치와, 하단부에 설치되는 KM1A1 압력식, 플라스틱재 발화장치의 가느다란 봉의 형태인 철재 및 플라스틱 재질과 기폭제탐지데이터, 급조폭발물(IED)의 철재 및 볼링공과 같은 기폭제탐지데이터, 철재반보병지뢰(2.2t)의 말뚝형지뢰에 관한 기폭제탐지데이터, 목함반보병지뢰(6/57)의 나무도시락형태로 이루어진 기폭제탐지데이터, 목함반보병지뢰(44/64)를 나무직사각형 상자형태로 이루어진 기폭제탐지데이터, 철제반보형지뢰(41/46)의 원통드럼형태인 금속재질과 기폭제탐지데이터가 데이터베이스화 되어 미리 설정되어, 기폭제탐지제어부로부터 수신받은 현재 감지된 기폭제탐지데이터와 비교기준값으로 비교분석하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 웨어러블 지뢰탐지장치.The apparatus of claim 1, wherein the main microprocessor unit unit (200)
The detection signal analysis algorithm engine section 260 which compares the received explosive detector detection data with the reference detection modeling including various preset explosive gas detection data and then calculates the mine distance, position, shape, material, and positional topography in 2D or 3D ) Is further comprised,
The reference detection modeling is based on the cylindrical drum shape of the M-14 mines, the plastic material and the explosive detection data, the cylindrical drum shape of the M-16A1 civilian land mine, the metal material and the explosive detection data, the cylindrical drum form of the M-15 anti- Material and explosive detection data, rectangular box form of M-19 anti-tank mines, plastic material and explosive detection data, metal material and explosive detection data of cylindrical drum type of K-442 anti-tank mines, M-15,19 installed on the side of anti-tank mines And the explosive detection data such as iron and plastic materials and explosive detection data in the shape of a thin rod of the KM1A1 pressure type plastic ignition device installed at the lower end of the KM1, iron and bowling balls of the IED, Detonation data on the pile-type land mines of semi-infantry mines (2.2 tons), explosive detection data in the form of wooden lunchboxes of mooring infantry mines (6/57) The explosion detection data in the form of a rectangular box of wood (44/64), metal material in the form of a cylindrical drum of iron anti-tip mines (41/46) and detection data of explosives are set in advance in a database and received from the explosion- And comparing and analyzing the currently detected explosive detector detection data with the comparison reference value.
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