KR101685084B1 - 예인 배열 소나의 형상 추정 방법 및 추정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 예인 배열 소나의 형상 추정 방법 및 추정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법은 1번째 방위센서의 위치 정보(
Figure 112015033214610-pat00115
) 및 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00116
)을 입력하는 단계(S100); 상기 1번째 방위센서를 기준으로 i번째 방위센서와 i+1번째 방위센서 사이의 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 단계(S200); 및 N번째 방위센서까지 상기 추정하는 단계(S200)를 반복하는 단계(S300);를 포함한다. 본 발명에 따르면, 종래 기술에 비해 간단한 연산식을 사용하여, 예인 배열 소나의 형상의 복잡도에 관계없이 실시간으로 예인 배열 소나의 형상을 정확하게 추정할 수 있다.

Description

예인 배열 소나의 형상 추정 방법 및 추정 장치{A METHOD TO ESTIMATE THE SHAPE OF TOWED ARRAY SONAR AND AN APPARATUS THEREOF}
본 발명은 예인 배열 소나의 형상 추정 방법 및 추정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예인 배열 소나에 등간격으로 설치된 방위센서를 이용하여 예인 배열 소나의 전체적인 형상을 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
물속에서는 전자파가 전달되지 못하므로 음향 탐지가 유일한 수단이며 음향 탐지장비를 소나(SONAR: Sound Navigation Ranging)라고 한다. 소나는 음파 사용방법에 따라 수동 소나(Passive Sonar)와 능동 소나(Active Sonar)로 구분한다. 능동소나는 발생한 음파가 표적에 반사되는 신호로 수중 표적을 탐지하는 장비로서 표적의 방위와 거리를 알 수 있고, 수동소나는 표적이 발생하는 음파를 탐지하는 장비로소 표적의 방위를 알 수 있다.
수동 소나는 잠수함을 탐지하기 위하여 군사적인 목적으로 주로 사용되고 있다. 대표적인 수동 소나로는 잠수함을 탐지하기 위해 해저에 설치된 음향 감시 시스템(SOSUS: Sound Surveillance System)과 함정에서 사용되는 예인 배열 소나(TAS: Towed Array Sonar) 등이 있다. 수동 소나는 잠수함 등의 표적이 방사한 잡음을 수신하여 표적의 방위, 거리 및 이동속도 등의 정보를 얻고, 더욱이 수신신호의 주파수 스펙트럼을 분석하여 표적을 식별한다. 수동 소나의 기본적인 구성은 음파를 수신하는 수파기와 수파신호를 증폭하고 처리하는 수신기 및 표시기로 되어 있다.
상기 예인 배열 소나는 그 형상을 정확히 추정하지 않으면 예인 배열 소나의 측정값을 기반으로 하는 표적기동분석 결과에 편차(bias)가 발생하게 된다. 즉, 예인 배열 소나의 형성을 정확히 추정할수록 예인 배열 소나의 표적기동분석 성능이 향상되는 것이다. 상기 표적기동분석은 소나로부터 탐지추적된 표적의 방위 및 주파수 정보를 이용하여 표적의 기동 정보인 상대거리, 속력, 침로를 분석하는 기술이다.
종래 기술에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법은 자함 뒤에 끌려다니는 예인 배열 소나가 곧게 펴져 있다고 가정하였다. 그러나 이러한 방법은 자함이 기동할 경우, 예인 배열 소나가 휘어지므로 예인 배열 소나의 형상을 정확히 추정할 수 없는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 방위 센서를 이용하여 예인 배열 소나의 형상을 다항식으로 모사하는 방법이 있었다. 그렇지만, 예인 배열 소나의 휘어진 정도(곡률)이 커서 거의 원형을 이룰 경우에는 다항식으로 모사 할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 다항식으로 모사 할 경우, 고차식이 되거나 방위센서의 개수가 증가할수록 연산시간이 기하급수적으로 증가하는 문제점이 있었다.
조요한 외, "방위 센서를 이용한 배열 형상 추정기법", 한국소음진동공학회지, pp.886-891, 2000년
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 방위센서의 측정값을 직접적으로 이용하여 예인 배열 소나의 형상을 추정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법은 1번째 방위센서의 위치 정보(
Figure 112015033214610-pat00001
) 및 N개의 방위센서 각각의 방위각 측정값(
Figure 112015033214610-pat00002
)을 입력하는 단계(S100); 상기 1번째 방위센서를 기준으로 i번째 방위센서와 i+1번째 방위센서 사이의 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 단계(S200); 및 N번째 방위센서까지 상기 추정하는 단계(S200)를 반복하는 단계(S300);를 포함한다.
상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나의 위치(
Figure 112015033214610-pat00003
)에 상기 i번째 방위센서의 위치 정보(
Figure 112015033214610-pat00004
)를 입력하는 단계(S210);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 이동한 지점에서의 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00005
)을 추정하는 단계(S220);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00006
)을 추정하는 단계(S220)는 하기의 수식에 따라 상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00007
)을 추정하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015033214610-pat00008
(여기서,
Figure 112015033214610-pat00009
는 i번째 센서에서 측정된 방위각이고,
Figure 112015033214610-pat00010
는 각 방위센서들 사이의 거리이며,
Figure 112015033214610-pat00011
은 각 방위센서들 사이에서 이동하는 단위길이임.)
상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 이동한 지점에서의 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 단계(S230);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 단계(S230)는 하기의 수식에 따라 상기 예인 배열 소나의 위치정보(
Figure 112015033214610-pat00012
) 및 상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00013
)을 이용하여, 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 이동한 지점에서의 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 것을 특징으로 한다.
상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 더 이동하는 단계(S240);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 추정하는 단계(S200)는 총 이동한 단위길이의 합이 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00014
) 미만인지 판단하는 단계(S250);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 총 이동한 단위길이의 합이 상기 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00015
) 미만인 경우에는 상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00016
)을 추정하는 단계(S220)를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 총 이동한 단위길이의 합이 상기 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00017
) 이상인 경우에는 추정된 예인 배열 소나의 위치를 상기 i+1번째 방위센서의 위치로 추정하는 단계(S260);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 예인 배열 소나의 위치를 상기 i+1번째 방위센서의 위치로 추정하는 단계(S260) 후 상기 반복하는 단계(S300)를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 추정방법은 제 1항의 1번째 방위센서의 위치 정보(
Figure 112015033214610-pat00018
) 및 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00019
)을 입력하는 단계(S100); 입력된 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00020
)의 평균값을 산출하는 단계(S400); 산출된 평균값과 입력된 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00021
)의 차이가 모두 기 설정된 기준 값 미만인 경우에는 예인 배열 소나의 형상이 직선인 것으로 추정하는 단계(S500); 및 산출된 평균값과 입력된 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00022
)의 차이 중 어느 하나 이상이 기 설정된 기준 값 이상인 경우에는 예인 배열 소나의 형상이 직선이 아닌 것으로 추정하는 단계(S600);를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 깊이 추정 방법은 예인 배열 소나의 자함 측 끝단에 배치된 제 1 깊이 측정센서 및 자함의 반대 측 끝단에 배치된 제 2 깊이 측정센서로부터 측정값을 입력받는 단계(S10); 및 입력된 측정값으로부터 하기의 수식에 따라 상기 제 1 깊이 측정센서로부터
Figure 112015033214610-pat00023
만큼 이동한 지점의 예인 배열 소나의 깊이를 추정하는 단계(S20);를 포함한다.
Figure 112015033214610-pat00024
(여기서, L은 예인 배열 소나의 길이,
Figure 112015033214610-pat00025
는 제 1 깊이 측정센서의 측정값,
Figure 112015033214610-pat00026
은 제 2 깊이 측정센서의 측정값임.)
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 장치는 상기 방법 중 어느 하나 이상이 저장된 저장매체(100); 동일한 간격으로 배치된 N개의 방위센서(210) 및 양 끝단에 배치된 깊이측정센서(220)를 구비한 예인 배열 소나(200); 상기 방위센서(210) 및 상기 깊이측정센서(220)의 정보를 수신하여, 상기 저장매체(100)에 저장된 방법에 따라, 예인 배열 소나의 형상, 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 또는 예인 배열 소나의 깊이 중 어느 하나 이상을 추정하는 제어부(300); 및 상기 제어부(300)에서 추정된 예인 배열 소나의 형상, 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 또는 예인 배열 소나의 깊이 중 어느 하나 이상을 표시하는 표시부(400);를 포함한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 종래 기술에 비해 간단한 연산식을 사용하여, 예인 배열 소나의 형상의 복잡도에 관계없이 실시간으로 예인 배열 소나의 형상을 정확하게 추정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법의 개략적인 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법의 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 추정방법의 순서도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 깊이 추정 방법의 순서도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 장치의 블록도.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법의 개략적인 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법의 순서도이다. 도 1 및 도 2를 참조할 때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법은 1번째 방위센서의 위치 정보(
Figure 112015033214610-pat00027
) 및 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00028
)을 입력하는 단계(S100); i번째 방위센서와 i+1번째 방위센서 사이의 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 단계(S200); 및 N번째 방위센서까지 상기 추정하는 단계(S200)를 반복하는 단계(S300);를 포함한다.
그 전제로서, 예인 배열 소나(200)의 각 부분들의 방향을 측정하는 N개의 방위센서(210)가 예인 배열 소나(200)에 등간격으로 설치된다. 또한, 인접한 두 개의 방위센서(210) 사이에서는 단위길이(l)당 예인 배열 소나(200)가 휘는 각도의 변화율은 일정한 것으로 본다. 예인 배열 소나(200)의 총 길이를 L로 놓으면 각 방위센서 사이의 예인 배열 소나(200)의 길이는
Figure 112015033214610-pat00029
이다. 또한, 예인 배열 소나(200)의 맨 앞에 설치된 방위센서부터 맨 뒤의 방위센서까지 각도 측정값은
Figure 112015033214610-pat00030
로 정의한다. 여기서
Figure 112015033214610-pat00031
는 i번째 센서 위치에서 진북(또는 진남)기준 시계방향으로 측정한 예인 배열 소나(200)의 방향 값이다. 인접한 두 방위센서 사이에서 단위 길이당 예인 배열 소나(200)의 휘는 각도의 변화율은 일정하므로, i번째 센서와 i+1번째 센서 사이에서 단위 길이당 방향 변화율은
Figure 112015033214610-pat00032
이다.
예인 배열 소나(200)의 맨 앞에는 1번째 방위센서가 위치한다. 상기 입력하는 단계(S100)에서는 예인 배열 소나(200)의 1번째 방위센서의 위치정보(
Figure 112015033214610-pat00033
) 및 예인 배열 소나(200)의 맨 앞에 설치된 방위센서부터 맨 뒤의 방위센서까지 방위각 측정값(
Figure 112015033214610-pat00034
)이 입력된다. 이에 따르면, 첫 번째 방위센서와 두 번째 방위센서 사이에서 단위 길이당 방위 변화율은
Figure 112015033214610-pat00035
이다.
상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나의 위치(
Figure 112015033214610-pat00036
)에 i번째 방위센서의 위치 정보(
Figure 112015033214610-pat00037
)를 입력하는 단계(S210); 상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 이동한 지점에서의 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00038
)을 추정하는 단계(S220); 상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 이동한 지점에서의 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 단계(S230); 상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 더 이동하는 단계(S240); 상기 추정하는 단계(S200)는 총 이동한 단위길이의 합이 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00039
) 미만인지 판단하는 단계(S250); 및 상기 총 이동한 단위길이의 합이 상기 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00040
) 이상인 경우에는 추정된 예인 배열 소나의 위치를 i+1번째 방위센서의 위치로 추정하는 단계(S260);를 포함한다.
상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00041
)을 추정하는 단계(S220)는 하기의 수식에 따라 상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00042
)을 추정하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015033214610-pat00043
(여기서,
Figure 112015033214610-pat00044
는 i번째 센서에서 측정된 방위각이고,
Figure 112015033214610-pat00045
는 각 방위센서들 사이의 거리이며,
Figure 112015033214610-pat00046
은 각 방위센서들 사이에서 이동하는 단위길이임.)
즉, 첫 번째 방위센서부터 두 번째 방위센서를 향하여 단위길이(l,
Figure 112015033214610-pat00047
) 만큼 이동한 위치에서 예인 배열 소나(200)의 방위각은
Figure 112015033214610-pat00048
이다. 상기 단위길이(l)는 1로 설정될 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 예인 배열 소나(200)의 전체 길이 또는 예인 배열 소나(200)에서 방위센서 간의 거리 등에 따라 달리 설정될 수 있다. 이하 상기 단위길이(l)가 1로 설정된 경우를 예로 들어 설명한다.
상기 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 단계(S230)는 하기의 수식에 따라 상기 예인 배열 소나의 위치정보(
Figure 112015033214610-pat00049
) 및 상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00050
)을 이용하여, 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 센서로부터 단위길이(l)만큼 이동한 지점에서의 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 예인 배열 소나(200) 맨 앞의 위치(
Figure 112015033214610-pat00051
)로부터 예인 배열 소나(200) 상에서 기 설정된 단위길이(l)인 1만큼 이동한 위치에서 예인 배열 소나(200)의 방향은
Figure 112015033214610-pat00052
이므로,
Figure 112015033214610-pat00053
로부터 예인 배열 소나(200) 상에서 단위길이(l) 1만큼 이동한 위치는
Figure 112015033214610-pat00054
로 추정된다.
추정된 상기 위치정보(
Figure 112015033214610-pat00055
)를 예인 배열 소나의 위치정보(
Figure 112015033214610-pat00056
)에 입력한 후(S230), 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 센서로부터 기 설정된 단위길이(l)인 1만큼 더 이동하는 단계(S240)를 수행한다.
즉, 예인 배열 소나(200)의 맨 앞의 위치(
Figure 112015033214610-pat00057
)에서 단위길이(l)만큼 2번 이동한 위치는
Figure 112015033214610-pat00058
로 추정된다. 이를 반복하면 예인 배열 소나(200)의 맨 앞의 위치(
Figure 112015033214610-pat00059
)에서 단위길이(l)만큼 n번 이동한 위치는
Figure 112015033214610-pat00060
로 추정된다.
이후, 총 이동한 단위길이의 합이 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00061
) 미만인지 판단하는 단계(S250)를 수행하고, 상기 총 이동한 단위길이의 합이 상기 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00062
) 미만인 경우에는 상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00063
)을 추정하는 단계(S220)를 수행한다. 이를 반복하면, 첫 번째 방위센서의 위치(
Figure 112015033214610-pat00064
)로부터 예인 배열 소나(200) 상에서 길이
Figure 112015033214610-pat00065
까지 이동하면서 위 방법을 반복적으로 적용하면 두 번째 방위센서가 설치된 곳의 위치(
Figure 112015033214610-pat00066
)를 추정할 수 있다. 두 번째 방위센서부터 세 번째 방위센서까지 단위 길이당 방향 변화율은
Figure 112015033214610-pat00067
이다. 이 변화율을 이용하여 두 번째 방위센서부터 세 번째 방위센서까지 단위 길이만큼씩 이동하면서 세 번째 방위센서의 위치(
Figure 112015033214610-pat00068
)를 추정할 수 있다.
상기 N번째 방위센서까지 상기 추정하는 단계(S200)를 반복하는 단계(S300)는 i가 N이 될 때까지 상기 추정하는 단계(S200)를 반복한다. 즉, 상기에서 적용한 방법을 첫 번째 방위센서의 위치(
Figure 112015033214610-pat00069
)부터 맨 마지막 방위센서의 위치(
Figure 112015033214610-pat00070
)까지 적용하면 예인 배열 소나(200)의 각 단위길이(l) 마다의 모든 위치를 추정할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 방법에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다. 도 3에서 단위길이(l)는 1 m이고, 예인 배열 소나(200)의 총 길이(L)는 500 m 이며, 첫 번째 방위센서가 설치된 위치(
Figure 112015033214610-pat00071
)는 원점(0, 0)이다. 예인 배열 소나(200) 상에는 총 4개의 방위센서(210)가 있다. 첫 번째 방위센서의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00072
)은 0
Figure 112015033214610-pat00073
이고, 두 번째 방위센서의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00074
)은 60
Figure 112015033214610-pat00075
이고, 세 번째 방위센서의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00076
)은 90
Figure 112015033214610-pat00077
이고, 네 번째 방위센서의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00078
)은 0
Figure 112015033214610-pat00079
이다. 또한, 첫 번째 방위센서는 사각형으로 표시되고, 나머지 방위센서들은 삼각형으로 표시되며, 추정된 예인 배열 소나(200)의 형상은 원형으로 표시되고, 추정된 예인 배열 소나(200)의 중심점은 마름모형으로 표시하였다. 상기 도 3을 참조할 때, 본 발명은 종래 기술에 비해 간단한 연산식을 사용하여, 예인 배열 소나의 형상의 복잡도에 관계없이 단시간 내에 예인 배열 소나의 형상을 정확하게 추정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 예인 배열 소나(200)의 형상을 정확히 추정함으로써 측정 표적이 예인 배열 소나의 왼쪽 또는 오른쪽에 존재하는지 여부를 명확히 구분할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 추정방법의 순서도이다. 도 4를 참조할 때 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 추정방법은 제 1항의 1번째 센서의 위치 정보(
Figure 112015033214610-pat00080
) 및 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00081
)을 입력하는 단계(S100); 입력된 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00082
)의 평균값을 산출하는 단계(S400); 산출된 평균값과 입력된 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00083
)의 차이가 모두 기 설정된 기준 값 미만인 경우에는 예인 배열 소나의 형상이 직선인 것으로 추정하는 단계(S500); 및 산출된 평균값과 입력된 N개의 방위센서 각각의 측정값(
Figure 112015033214610-pat00084
)의 차이 중 어느 하나 이상이 기 설정된 기준 값 이상인 경우에는 예인 배열 소나의 형상이 직선이 아닌 것으로 추정하는 단계(S600);를 포함한다.
상기 기 설정된 기준 값은 예인 배열 소나(200)의 전체 길이 또는 예인 배열 소나(200)에서 방위센서 간의 거리 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
표적기동분석을 위해서는 예인 배열 소나(200)의 형상이 직선인 경우의 측정값을 사용하는 것이 유리하다. 따라서 본 발명을 이용하여, 예인 배열 소나(200)의 형상이 직선인지 여부를 추정함으로써, 표적기동분석을 보다 정밀하게 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 깊이 추정 방법의 순서도이다. 도 5를 참조할 때, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 깊이 추정 방법은 예인 배열 소나의 자함 측 끝단에 배치된 제 1 깊이 측정센서 및 자함의 반대 측 끝단에 배치된 제 2 깊이 측정센서로부터 측정값을 입력받는 단계(S10); 및 입력된 측정값으로부터 하기의 수식에 따라 상기 제 1 깊이 측정센서로부터
Figure 112015033214610-pat00085
만큼 이동한 지점의 예인 배열 소나의 깊이를 추정하는 단계(S20);를 포함한다.
Figure 112015033214610-pat00086
(여기서, L은 예인 배열 소나의 길이,
Figure 112015033214610-pat00087
는 제 1 깊이 측정센서의 측정값,
Figure 112015033214610-pat00088
은 제 2 깊이 측정센서의 측정값임.)
즉, 상기 예인 배열 소나(200)의 형상 추정 방법을 상기 예인 배열 소나(200)의 깊이를 추정하는 방법까지 확장하는 것이다. 이때, 상기 제 1 깊이 측정 센서 및 상기 제 2 깊이 측정 센서 사이에서의 단위길이당 깊이 변화율이 일정한 것으로 본다. 상기 예인 배열 소나(200)의 형상 추정 방법 및 상기 예인 배열 소나(200)의 깊이를 추정하는 방법을 동시에 적용하면, 보다 정밀한 예인 배열 소나의 형상을 추정할 수 있고, 이에 따라 예인 배열 소나의 표적기동분석 성능이 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 장치의 블록도이다. 도 6을 참조할 때, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 예인 배열 소나의 형상 추정 장치는 상기 예인 배열 소나(200)의 형상 추정 방법, 상기 예인 배열 소나(200)의 형상의 직선 배열 여부 추정방법 또는 상기 예인 배열 소나(200)의 깊이 추정 방법 중 어느 하나 이상이 저장된 저장매체(100); 동일한 간격으로 배치된 N개의 방위센서(210) 및 양 끝단에 배치된 깊이측정센서(220)를 구비한 예인 배열 소나(200); 상기 방위센서(210) 및 상기 깊이측정센서(220)의 정보를 수신하여, 상기 저장매체(100)에 저장된 방법에 따라, 예인 배열 소나의 형상, 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 또는 예인 배열 소나의 깊이 중 어느 하나 이상을 추정하는 제어부(300); 및 상기 제어부(300)에서 추정된 예인 배열 소나의 형상, 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 또는 예인 배열 소나의 깊이 중 어느 하나 이상을 표시하는 표시부(400);를 포함한다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
100 저장매체
200 예인 배열 소나
210 방위센서
220 깊이측정센서
300 제어부
400 표시부

Claims (15)

1번째 방위센서의 위치 정보(
Figure 112016068587117-pat00089
) 및 N개의 방위센서 각각의 방위각 측정값(
Figure 112016068587117-pat00090
)을 입력하는 단계(S100);
상기 1번째 방위센서를 기준으로 i번째 방위센서와 i+1번째 방위센서 사이의 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 단계(S200); 및
N번째 방위센서까지 상기 추정하는 단계(S200)를 반복하는 단계(S300);
를 포함하는 예인 배열 소나의 형상 추정 방법에 있어서,
상기 추정하는 단계(S200)는,
예인 배열 소나의 위치(
Figure 112016068587117-pat00091
)에 i번째 센서의 위치 정보(
Figure 112016068587117-pat00092
)를 입력하는 단계(S210); 및
예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 이동한 지점에서의 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112016068587117-pat00093
)을 추정하는 단계(S220);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인 배열 소나의 형상 추정 방법.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112016068587117-pat00094
)을 추정하는 단계(S220)는 하기의 수식에 따라 상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112016068587117-pat00095
)을 추정하는 것을 특징으로 하는 예인 배열 소나의 형상 추정 방법.
Figure 112016068587117-pat00096

(여기서,
Figure 112016068587117-pat00097
는 i번째 센서에서 측정된 방위각이고,
Figure 112016068587117-pat00098
는 각 센서들 사이의 거리이며,
Figure 112016068587117-pat00099
은 각 센서들 사이에서 이동하는 단위길이임.)
제 4항에 있어서,
상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 이동한 지점에서의 예인 배열 소나의 위치를 추정하는 단계(S230);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인 배열 소나의 형상 추정 방법.
삭제
제 5항에 있어서,
상기 추정하는 단계(S200)는 예인 배열 소나 상에서 상기 i번째 방위센서로부터 단위길이(l)만큼 더 이동하는 단계(S240);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인 배열 소나의 형상 추정 방법.
제 7항에 있어서,
상기 추정하는 단계(S200)는 총 이동한 단위길이의 합이 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00102
) 미만인지 판단하는 단계(S250);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인 배열 소나의 형상 추정 방법.
제 8항에 있어서,
상기 총 이동한 단위길이의 합이 상기 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00103
) 미만인 경우에는 상기 예인 배열 소나의 방위각(
Figure 112015033214610-pat00104
)을 추정하는 단계(S220)를 수행하는 것을 특징으로 하는 예인 배열 소나의 형상 추정 방법.
제 8항에 있어서,
상기 총 이동한 단위길이의 합이 상기 각 방위센서 사이의 길이(
Figure 112015033214610-pat00105
) 이상인 경우에는 추정된 예인 배열 소나의 위치를 상기 i+1번째 방위센서의 위치로 추정하는 단계(S260);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인 배열 소나의 형상 추정 방법.
제 10항에 있어서,
상기 예인 배열 소나의 위치를 i+1번째 방위센서의 위치로 추정하는 단계(S260) 후 상기 반복하는 단계(S300)를 수행하는 것을 특징으로 하는 예인 배열 소나의 형상 추정 방법.
1번째 방위센서의 위치 정보(
Figure 112016068587117-pat00106
) 및 N개의 방위센서 각각의 방위각 측정값(
Figure 112016068587117-pat00107
)을 입력하는 단계(S100);
입력된 N개의 방위센서 각각의 방위각 측정값(
Figure 112016068587117-pat00108
)의 평균값을 산출하는 단계(S400);
산출된 평균값과 입력된 N개의 방위센서 각각의 방위각 측정값(
Figure 112016068587117-pat00109
)의 차이가 모두 기 설정된 기준 값 미만인 경우에는 예인 배열 소나의 형상이 직선인 것으로 추정하는 단계(S500); 및
산출된 평균값과 입력된 N개의 방위센서 각각의 방위각 측정값(
Figure 112016068587117-pat00110
)의 차이 중 어느 하나 이상이 기 설정된 기준 값 이상인 경우에는 예인 배열 소나의 형상이 직선이 아닌 것으로 추정하는 단계(S600);
를 포함하는 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 추정방법.
삭제
제 1항, 제 4항, 제 5항, 제 7항 내지 제 11항의 예인 배열 소나의 형상 추정 방법 중 어느 하나가 저장된 저장매체.
제 14항의 저장매체(100);
동일한 간격으로 배치된 N개의 방위센서(210) 및 양 끝단에 배치된 깊이측정센서(220)를 구비한 예인 배열 소나(200);
상기 방위센서(210) 및 상기 깊이측정센서(220)의 정보를 수신하여, 상기 저장매체(100)에 저장된 방법에 따라, 예인 배열 소나의 형상, 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 또는 예인 배열 소나의 깊이 중 어느 하나 이상을 추정하는 제어부(300); 및
상기 제어부(300)에서 추정된 예인 배열 소나의 형상, 예인 배열 소나의 형상의 직선 배열 여부 또는 예인 배열 소나의 깊이 중 어느 하나 이상을 표시하는 표시부(400);
를 포함하는 예인 배열 소나의 형상 추정 장치.
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