KR101647753B1 - 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치 - Google Patents
음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치 Download PDFInfo
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Abstract
음파 탐지기의 움직임 보정 장치에 관한 것으로,
음파 탐지기의 일측에 장착되어 상기 음파 탐지기의 자세를 제어하는 모터; 상기 음파 탐지기의 움직임을 감지하는 모션 센서; 및 상기 모션 센서로부터 감지된 센싱 정보를 입력받아 상기 데이터를 활용하여 음파 탐지기의 움직임이 보정되도록 상기 모터를 제어하는 제어부를 포함하는 구성을 마련하여
외란에 의해 선박이 흔들리더라도 음파 탐지기의 움직임을 보정함으로써 음파 탐지기가 흔들리는 것을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
음파 탐지기의 일측에 장착되어 상기 음파 탐지기의 자세를 제어하는 모터; 상기 음파 탐지기의 움직임을 감지하는 모션 센서; 및 상기 모션 센서로부터 감지된 센싱 정보를 입력받아 상기 데이터를 활용하여 음파 탐지기의 움직임이 보정되도록 상기 모터를 제어하는 제어부를 포함하는 구성을 마련하여
외란에 의해 선박이 흔들리더라도 음파 탐지기의 움직임을 보정함으로써 음파 탐지기가 흔들리는 것을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
Description
본 발명은 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센서를 이용하여 음파 탐지기의 움직임을 감지하고 이를 보정하는 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치에 관한 것이다.
해양은 풍부한 자원의 보고이나, 대부분의 지역은 미개척된 상태이다. 이는 깊은 수심에서 수압을 이겨낼 수 있는 장비의 기술수준이 충분치 못하고, 해양수로를 포함하는 해저면에 대한 지형적/지리적 정보가 부족한데 기인한다.
특히, 잠수함과 같은 해양장비의 경우엔 해저면의 지형정보를 근거로 운행되므로, 해저면 정보가 전무한 지역에서는 인간의 접근이 사실상 불가능하다.
또한, 인간의 접근이 가능한 해저면에서 지형적/지리적 정보를 수집하더라도, 지속적으로 흐르는 해수에 의한 해저면의 침식 및 퇴적 등이 지상에 비해 비교적 신속히 이루어지면서, 해저면 정보에 대한 주기적인 갱신이 요구되었다.
일반적으로 해저면의 지형적/지리적 정보를 수집하기 위해 소나와 같은 음파탐지기가 이용된다. 소나는 수중에서 해저면을 향해 음파를 발사해 반사되는 음파를 수신한 후 이를 분석해 해저면의 정보를 확인하는 것이다.
즉, 음파 탐지기는 수상 또는 수중에서 운용되는 배, 잠수함과 같은 선박에 탑재되어 원격지의 수중 음원에서 방출되는 소음 내지 음향을 하나 이상의 수중 음향 센서를 통해 감지하고 감지된 수중 음향신호를 분석하여 음원의 성격과 특징 및 음원의 위치를 파악하는데 활용되는 음향 탐지 장비이다.
선박에 음파 탐지기를 탑재하는 경우 음파 탐지기를 통해 어군 탐지, 해저지형 탐지 및 다른 선박의 특징이나 위치 파악 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
음파 탐지기는 도 1(a)에 도시된 바와 같이 선박의 바닥부분에 고정되어 있는 선저 고정형 음파 탐지기(10)와 도 1(b)에 도시된 것과 같이, TASS(Towed Array Sonar System)와 같은 예인형 선배열 음파 탐지기(20)가 있다.
선저 고정형 음파탐지기(10)는 일상적인 운용에는 편리하지만 배열 길이가 짧아 중, 저주파의 음향에는 적합하지 않으며 예인형 선배열 음파 탐지기(20)는 중ㆍ저주파 탐지에 적합하나 예인형 선배열 음파 탐지기를 예인하는 동안에는 함정의 고속 기동이 어렵고 정지할 수도 없으며, 수심이 상대적으로 얕은 연근해에서는 사용이 매우 제한적이라는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 하기 특허문헌 1에서는 선박의 길이에 따라 음파 탐지기의 배열 길이를 변경하여 중, 저주파 음향의 탐지 성능이 향상되는 선체 부착형 음파 탐지기가 기재되어 있다.
그리고 하기 특허문헌 2에서는 음파 탐지기를 이용해 수집한 해저면 정보에 대한 신뢰도를 높일 수 있고 해저면 정보수집 작업시 요구되는 경제적 비용을 최소화하면서 해양요염 또한 최소화할 수 있는 음파 탐지기가 기재되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에서도 여전히 음파 탐지기에 의해 획득된 영상이 왜곡되는 현상을 해결하지 못하고 있다. 특허문헌 2에서는 영상신호에 대한 신뢰도를 높이기 위한 방법이 기재되어 있으나 선박의 흔들림으로 인핸 발생하는 외란의 영향을 해결하지 못하고 있다.
종래기술에 의한 음파 탐지기는 선박의 하부에 고정되어 있기 때문에 외란에 의해 선박이 흔들릴 경우 음파 탐지기는 더욱 많이 움직이게 되고, 이럴 경우 영상의 이미지가 왜곡되는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 음파 탐지기에서 왜곡이 없는 영상을 획득하기 위해 음파 탐지기가 외란에 의해 움직이는 경우 이를 보정할 수 있는 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 음파 탐지기는 해저 지형을 스캔하기 위해 선박에 장착되는 음파 탐지기에 있어서, 상기 음파 탐지기의 자세를 제어하기 위한 모터; 상기 음파 탐지기의 움직음 감지하는 모션 센서; 상기 모션 센서로부터 감지된 센싱 정보를 입력받아 상기 데이터를 활용하여 움파 탐지기의 움직임이 보정되도록 상기 모터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 모터는 음파 탐지기의 후미에 장착되어 음파 탐지기의 좌우 움직임을 보정해주는 제 1 모터 및 상기 음파 탐지기의 중앙 부분에 장착되어 음파 탐지기의 상하 움직임을 보정해주는 제 2 모터로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 센싱 정보에서 롤(roll) 정보를 추출하고, 상기 롤 정보에 나타난 움직임과 반대 방향으로 음파 탐지기가 움직이도록 상기 제 1 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 센싱 정보에서 피치(pitch) 정보를 추출하고, 상기 피치 정보에 나타난 움직임과 반대 방향으로 음파 탐지기가 움직이도록 상기 제 2 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 센싱 정보를 각도 값으로 변환하여 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음파 탐지기의 움직임 보정 장치는 해저 지형을 스캔하는 음파 탐지기의 일측에 장착되어 상기 음파 탐지기의 자세를 제어하는 모터; 상기 음파 탐지기의 움직임을 감지하는 모션 센서; 및 상기 모션 센서로부터 감지된 센싱 정보를 입력받아 상기 데이터를 활용하여 음파 탐지기의 움직임이 보정되도록 상기 모터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 모터는 상기 음파 탐지기의 후미에 장착되어 음파 탐지기의 좌우 움직임을 보정해주는 제 1 모터 및 상기 음파 탐지기의 중앙 부분에 장착되어 음파 탐지기의 상하 움직임을 보정해주는 제 2 모터로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 센싱 정보에서 롤(roll) 정보를 추출하고, 상기 롤 정보에 나타난 움직임과 반대 방향으로 음파 탐지기가 움직이도록 상기 제 1 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 센싱 정보에서 피치(pitch) 정보를 추출하고, 상기 피치 정보에 나타난 움직임과 반대 방향으로 음파 탐지기가 움직이도록 상기 제 2 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 센싱 정보를 각도 값으로 변환하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치에 의하면, 외란에 의해 선박이 흔들리더라도 음파 탐지기의 움직임을 보정함으로써 음파 탐지기가 흔들리는 것을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
본 발명에 따른 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치에 의하면, 외란에 의해 선박이 흔들리더라도 음파 탐지기에 의해 생성되는 영상 신호가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 종래 기술에 따른 음파 탐지기의 선박 연결 실시예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음파 탐지기의 움직임 보정 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음파 탐지기의 움직임 보정 장치의 블럭도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예의 따른 음파 탐지기의 움직임 보정을 개략적으로 도시한 것.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음파 탐지기의 움직임 보정 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음파 탐지기의 움직임 보정 장치의 블럭도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예의 따른 음파 탐지기의 움직임 보정을 개략적으로 도시한 것.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음파 탐지기의 움직임 보정 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음파탐지기 및 움직임 보정 장치의 개략도이고, 도 3은 움직임 보정 장치의 블럭도이다.
음파 탐지기가 선박(1)에 연결되고, 움직임 보정 장치(100)는 음파 탐지기에 부착되지만, 상기 도 3의 블럭도에서 편의상 움직임 보정 장치만을 도시하였다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음파 탐지기의 움직임 보정 장치(100)는 제 1 모터(110), 제 2 모터(120), 모션 센서(130), 및 제어부(140)를 포함한다.
도 2에 도시된 것과 같이 제 1 모터(110)는 음파 탐지기(30)의 후미에 장착되고 제 2 모터(120)는 음파 탐지기(30)의 중앙부에 장착된다. 상기 제 1 모터(110)는 음파 탐지기의 좌우 움직임을 보정하고, 상기 제 2 모터(120)는 음파 탐지기의 상하 움직임을 보정한다.
상기 모션 센서(130)는 음파 탐지기의 움직임을 감지한다. 모션 센서(130)는 지자계 센서, 가속도 센서, 및 자이로 센서로 구성되어 음파 탐지기의 위치와 동작을 감지하고 운동 상태의 변화량을 측정하며, 측정된 운동 상태 변화량으로부터 X, Y, Z 축의 로오데이터, 방위각, 롤(roll) 및 피치(pitch)에 대한 정보가 포함된 모션 센싱 정보를 생성한다.
상기 제어부(140)는 상기 센싱 정보로부터 롤 정보와 피치 정보를 추출하여 이를 각도 값으로 변환하고 상기 모터들을 제어한다. 이때 모션 센싱 정보에 포함된 X, Y, Z축의 로오 데이터, 방위각, 롤(Roll) 및 피치(pitch)에 대한 정보를 추출하여 움직임 감지 정보인 것으로 판단하고, 모션 센싱 정보에 선박의 제어신호가 포함되어 있거나 선박으로부터 제어신호를 직접 수신하는 경우에는 외란에 의한 움직임이 아니라 정상적인 움직임으로 판단하여 별도로 모터들이 동작하도록 제어하지는 않는다.
상기 롤 정보를 이용하여 제 1 모터를 제어하여 음파 탐지기의 좌우 움직임을 보정하고, 상기 피치 정보를 이용하여 제 2 모터를 제어하여 음파 탐지기의 상하 움직임을 제어한다.
외란에 의해 선박이 흔들리고 그에 따라 선박에 고정된 음파 탐지기가 흔들리는 경우, 모션 센서(130)가 이를 감지하고 센싱 신호를 생성하면 제어부(140)에서 이를 감지하여 외란에 의한 움직임 방향과 반대 방향으로 음파 탐지기가 움직이도록 모터를 제어함으로써 음파 탐지기의 흔들림을 보정한다. 즉, 음파 탐지기가 왼쪽으로 움직이는 경에는 제 1 모터(110)를 제어하여 음파 탐지기가 오른쪽으로 움직이도록 하고, 음파 탐지기가 아래로 움직이는 경우에는 제 2 모터(120)를 제어하여 음파 탐지기가 위쪽으로 움직이도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예의 따른 음파 탐지기의 움직임 보정을 개략적으로 도시한 것이다.
움직임 보정 장치가 설치된 음파 탐지기(30)가 선박(1)에 연결되고, 음파 탐지기(30)는 움직임 보정 장치에 의해 외란에 의한 움직임을 상쇄시킬 수 있다. 즉, 음파 탐지기(30)가 외란에 의해 좌우로 움직이는 경우에는 모션 센서의 롤 정보에 의해 좌우 움직임이 보정되고, 음파 탐지기(30)가 외란에 의해 상하로 움직이는 경우에는 모션 센서의 피치 정보에 의해 상하 움직임이 보정된다.
특히, 상기 선박(1)은 무인 선박일 수 있는데 무신 선박의 경우 무선으로 조정이 가능하다. 무인 선박에는 위치정보 표시장치(2) 및 통신장치(3)가 설치된다.
상기 위치정보 표시장치(2)는 GPS(Global Positioning System) 장치 또는 DGPS(Differnetial GPS) 장치가 될 수 있으며, 선박의 위치 정보를 표시하고, 통신장치(3)는 선박에서 취득한 데이터를 외부의 시스템으로 전송하고 수신하는 기능을 수행한다. 이러한 장치를 통해 정확한 선박의 위치정보와, 주간 및 야간에 선박의 주변상황을 전송하는 영상 전송시스템 및 선박에 탑재된 레이더의 탐지정보를 육상의 운항실에 전송하는 원격 실시간 주변 감시시스템과, 선박의 운항정보 및 기관, 화물의 상태정보 등을 항해도중에 사람이 직접 관리하던 모든 선박의 운영정보를 무선데이터 통신을 이용하여 실시간으로 육지의 운항실에서 수집하여 수집된 전 해역의 선박들의 항로를 실시간으로 감지하고, 등록된 선박에서의 위험도 평가, 즉 선박위치 예측시스템 및 충돌 예방시스템의 해석과 전자해도(電子海圖)를 활용한 해역수심, 장애물 비교 및 좌초분석 등을 통하여 위험요소가 발생한 선박에서 위험도를 육상의 운항실로 알리는 것이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 선박 30: 음파 탐지기
100: 움직임 보정 장치 110: 제 1 모터
120: 제 2 모터 130: 모션센서
140: 제어부
100: 움직임 보정 장치 110: 제 1 모터
120: 제 2 모터 130: 모션센서
140: 제어부
Claims (10)
- 해저 지형을 스캔하기 위해 선박에 장착되는 음파 탐지기에 있어서,
상기 음파 탐지기의 자세를 제어하기 위한 모터;
상기 음파 탐지기의 움직임을 감지하는 모션 센서; 및
상기 모션 센서로부터 감지된 센싱 정보를 입력받아 활용하여 상기 음파 탐지기의 움직임이 보정되도록 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 모터는:
상기 음파 탐지기의 후미에 장착되어 상기 음파 탐지기의 좌우 움직임을 보정해주는 제 1 모터; 및
상기 음파 탐지기의 중앙 부분에 장착되어 상기 음파 탐지기의 상하 움직임을 보정해주는 제 2 모터;로 구성되어 있고,
상기 제어부는 상기 센싱 정보에서 롤(roll) 정보를 추출하여 상기 롤 정보에 나타난 움직임과 반대 방향으로 상기 음파 탐지기가 움직이도록 상기 제 1 모터를 제어하고,
상기 제어부는 상기 센싱 정보에서 피치(pitch) 정보를 추출하여 상기 피치 정보에 나타난 움직임과 반대 방향으로 상기 음파 탐지기가 움직이도록 상기 제 2 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 음파 탐지기. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 센싱 정보를 각도 값으로 변환하여 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 음파 탐지기. - 해저 지형을 스캔하는 음파 탐지기에 장착되어 상기 음파 탐지기의 자세를 제어하기 위한 모터;
상기 음파 탐지기의 움직임을 감지하는 모션 센서; 및
상기 모션 센서로부터 감지된 센싱 정보를 입력받아 활용하여 상기 음파 탐지기의 움직임이 보정되도록 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 모터는:
상기 음파 탐지기의 후미에 장착되어 상기 음파 탐지기의 좌우 움직임을 보정해주는 제 1 모터; 및
상기 음파 탐지기의 중앙 부분에 장착되어 상기 음파 탐지기의 상하 움직임을 보정해주는 제 2 모터;로 구성되어 있고,
상기 제어부는 상기 센싱 정보에서 롤(roll) 정보를 추출하여 상기 롤 정보에 나타난 움직임과 반대 방향으로 상기 음파 탐지기가 움직이도록 상기 제 1 모터를 제어하고,
상기 제어부는 상기 센싱 정보에서 피치(pitch) 정보를 추출하여 상기 피치 정보에 나타난 움직임과 반대 방향으로 상기 음파 탐지기가 움직이도록 상기 제 2 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 음파 탐지기의 움직임 보정 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 6항에 있어서, 상기 제어부는
상기 센싱 정보를 각도 값으로 변환하여 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 음파 탐지기의 움직임 보정 장치.
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| KR1020140114353A KR101647753B1 (ko) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치 |
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| KR1020140114353A KR101647753B1 (ko) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190619 Year of fee payment: 4 |