KR101949340B1 - Method for determining generation position of sound source and apparatus for the same - Google Patents

Method for determining generation position of sound source and apparatus for the same Download PDF

Info

Publication number
KR101949340B1
KR101949340B1 KR1020160145254A KR20160145254A KR101949340B1 KR 101949340 B1 KR101949340 B1 KR 101949340B1 KR 1020160145254 A KR1020160145254 A KR 1020160145254A KR 20160145254 A KR20160145254 A KR 20160145254A KR 101949340 B1 KR101949340 B1 KR 101949340B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ultra
wave sensor
sound source
sensor
sonic
Prior art date
Application number
KR1020160145254A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180048102A (en
Inventor
윤원중
박규식
Original Assignee
단국대학교 산학협력단
자인테크놀로지(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 단국대학교 산학협력단, 자인테크놀로지(주) filed Critical 단국대학교 산학협력단
Priority to KR1020160145254A priority Critical patent/KR101949340B1/en
Publication of KR20180048102A publication Critical patent/KR20180048102A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101949340B1 publication Critical patent/KR101949340B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/20Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/14Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves

Abstract

초저음파 신호를 탐지하여 음원의 발생 위치를 결정하는 방법 및 장치가 개시된다. 음원의 발생 위치를 결정 방법은, 지상에 적어도 두 개 이상의 위치에 배치되어 초저음파 신호를 감지하는 단계; 상기 초저음파 센서에서 감지한 물리량을 기록하고 저장하는 단계; 및 상기 기록장치에 저장된 물리량을 기초로 음원의 발생 위치까지의 거리 및 음원의 발생 시간을 산출하는 단계를 포함한다. 따라서, 음원 발생 위치 및 발생 시간 정보를 저전력, 저비용으로 상시 관측할 수 있는 효과가 있다.Disclosed is a method and apparatus for detecting a location of a sound source by detecting an ultrasonic sound signal. A method of determining a location of a sound source includes the steps of sensing an ultra-sonic wave signal disposed on at least two or more locations on the ground; Recording and storing physical quantities sensed by the ultra low sound wave sensor; And calculating the distance to the sound source location and the sound source occurrence time based on the physical quantity stored in the recording device. Therefore, there is an effect that the sound source generation position and the generation time information can be observed at low power and low cost at all times.

Description

음원의 발생 위치를 결정하는 방법 및 장치{METHOD FOR DETERMINING GENERATION POSITION OF SOUND SOURCE AND APPARATUS FOR THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and apparatus for determining a location of a sound source,
본 발명은 음원의 발생 위치를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저주파 음원을 이용해 음원의 발생 위치를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for determining a location of a sound source, and more particularly, to a method and apparatus for determining a location of a sound source using a low frequency sound source.
최근 음향 신호를 탐지하는 기술이 발전함에 따라, 음원 탐지를 위한 연구가 많은 곳에서 시도되고 있다. 최근 북한은 탄도미사일을 발사를 통해 한반도의 긴장감을 고조시키고 있다. 특히, 사거리가 300km~500km에 달하는 스커드 미사일 등은 휴전선 인근에서 발사시 한반도 전역을 사정권에 둘 수 있기 때문에 지속적인 감시가 요구된다. Recently, as technology for detecting acoustic signals has developed, researches for sound source detection have been tried in many places. Recently, North Korea is raising tension on the Korean Peninsula through the launch of ballistic missiles. In particular, Scud missiles with a range of 300km to 500km are required to be continuously monitored because they can be placed on the territory of the Korean peninsula when fired near the cease-fire line.
미사일의 발사는 레이더와 감시위성 등의 방법으로 관측될 수 있다. 다만, 레이더와 감시위성을 이용한 관측은 비용이 크다는 단점이 있다. 미사일의 발사를 관측하는 다른 방법으로 음향신호를 분석하는 방법이 있다. 음향신호의 분석은 하드웨어(hardware)인 마이크로폰(microphone)의 공간적 배치와 소프트웨어(software)인 신호 분석 기법을 통해 수행될 수 있다.The launch of missiles can be observed by radar and surveillance satellites. However, observations using radar and surveillance satellites are costly. Another way to observe the launch of a missile is to analyze the acoustic signal. Analysis of the acoustic signal can be performed through a spatial arrangement of a microphone, which is hardware, and a signal analysis technique, which is software.
구체적으로, 다수 개의 마이크로폰을 3D 공간 배치하여 단일 어레이(array)로 만들어 이용하는 방법, 차량의 각 모서리에 마이크로폰을 배치하는 방법 및 다수 개의 마이크로폰으로 이루어진 단일 마이크로폰 어레이를 다수의 장소에 배치하는 방법 등 다양한 연구가 이루어지고 있다.Specifically, a method of arranging a plurality of microphones in a 3D space and using them as an array, a method of disposing a microphone at each corner of a vehicle, and a method of disposing a single microphone array composed of a plurality of microphones in a plurality of places Research is being conducted.
또한, 하드웨어적인 탐지 방법뿐만 아니라, 푸리에 변환(Fourier transform)을 이용한 주파수 영역에서의 신호를 탐지하는 방법, 필터링(filtering)을 이용한 음원 신호 측정하는 방법 및 분산 네트워크를 이용하여 탐지하는 방법 등 소프트웨어적인 접근법도 동시에 시도되고 있다.In addition to the hardware detection method, a method of detecting a signal in a frequency domain using a Fourier transform, a method of measuring a sound source signal using filtering, and a method of detecting using a distributed network, Approach is also being attempted at the same time.
그러나, 이 과정은 비선형 방정식의 해를 찾기 위해 여러 변수들의 값을 변화시키며 정확한 결과가 도출될 때까지 반복해서 계산하는 복잡한 과정을 가지며, 많은 연산량이 요구되는 문제점이 있다.However, this process changes the values of several variables in order to find the solutions of the nonlinear equations and has a complicated process of repeatedly calculating until an accurate result is obtained, and there is a problem that a large amount of calculation is required.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 음원 발생 위치에서 발생하는 초저음파 신호를 관측하고, 관측된 물리량을 기반으로 미사일의 발사위치까지의 거리와 발사시간을 도출할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a system for observing an ultra low sound signal generated at a sound source location and deriving a distance to a launch position of a missile and a launch time based on an observed physical quantity, Method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 초저음파(infrasound) 신호를 탐지하여 음원의 발생 위치를 결정하는 장치는, 프로세서(processor); 지상에 적어도 두 개 이상의 위치에 배치되어 초저음파 신호를 감지하는 초저음파 센서들; 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 데이터 베이스(database)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 초저음파 센서에서 감지한 물리량을 기록 및 저장하고, 그리고 저장된 물리량을 기초로 음원의 발생 위치 및 음원의 발생 시간을 산출하도록 실행 가능하며, 상기 저장된 물리량은 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서들 중 제1 초저음파 센서가 위치한 제1 지점의 위도와 경도를 각각 지시하는
Figure 112016107219584-pat00001
,
Figure 112016107219584-pat00002
과 제1 지점과 이격된 제2 초저음파 센서가 위치한 제2 지점의 위도와 경도를 각각 지시하는
Figure 112016107219584-pat00003
,
Figure 112016107219584-pat00004
를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a location of a sound source by detecting an ultrasound signal according to an embodiment of the present invention includes a processor; Ultra-sonic sensors disposed on the ground at least at two or more positions for sensing ultrasound signals; And a database in which at least one instruction executed through the processor is stored, wherein the at least one instruction is for recording and storing physical quantities sensed by the ultra low sound wave sensor, And the stored physical quantity indicates a latitude and a longitude of a first point at which the first ultra sonic sensor is located among the at least two ultra sonic sensors
Figure 112016107219584-pat00001
,
Figure 112016107219584-pat00002
And a latitude and a longitude of a second point where the second ultra sonic sensor is spaced apart from the first point
Figure 112016107219584-pat00003
,
Figure 112016107219584-pat00004
.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서들 중 제1 지점에 위치한 제1 초저음파 센서와 제1 지점과 이격된 제2 지점에 위치한 제2 초저음파 센서에서 관측한 상기 초저음파 신호의 도달 시간차(
Figure 112016107219584-pat00005
)와 대기 중 공중음파 신호의 전파속도(
Figure 112016107219584-pat00006
)의 곱을 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 직선거리(
Figure 112016107219584-pat00007
)로 나눈 값에 아크사인함수(arcsin)를 취해 상기 초저음파 신호가 상기 제1 초저음파 센서에 입사한 각과 수직을 이루는 직선과 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점을 연결한 직선이 이루는 입사각(
Figure 112016107219584-pat00008
)을 결정하도록 실행 가능할 수 있다.
The at least one command may include a first ultra sonic sensor positioned at a first point of the at least two ultra sonic sensors and a second ultrasonic sensor positioned at a second point spaced apart from the first point. The time difference of arrival of the ultra-sonic signal (
Figure 112016107219584-pat00005
) And the propagation speed of the airborne sound signal in air
Figure 112016107219584-pat00006
) Of the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor at a position where the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor are located
Figure 112016107219584-pat00007
), The arcsine function is arcsin, and a line perpendicular to the angle at which the ultra-sonic wave signal is incident on the first ultrasonic acoustic wave sensor and a line at which the first ultra-sonic wave sensor and the second ultra- The angle of incidence of the connected line
Figure 112016107219584-pat00008
). ≪ / RTI >
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도와 경도값를 이용하여 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 두 지점의 직선거리를 결정하도록 더 실행 가능할 수 있다.Here, the at least one command may include at least one of the first ultra sonic wave sensor and the second ultra sonic wave sensor using the latitude and longitude values of the points where the first ultra sonic wave sensor and the second ultra sonic wave sensor are located, May be further executable to determine the straight line distance.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 경도차와 상기 제1 초저음파 센서 및 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도의 평균 값에 코사인(cos)을 취한 값을 곱해서 얻은 값을 제곱한 값과 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도차를 제곱한 값을 더해서 얻은 값의 제곱근을 지구 평균 반지름(R)길이와 곱해서 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서 중 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점간의 직선거리를 결정하도록 더 실행 가능할 수 있다.Here, the at least one command may include at least one of an average value of latitude of a point where the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor are located and a latitude of a point where the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor are located And a square root of a value obtained by squaring the latitude difference between the first ultra sonic sensor and the second ultrasound sensor at a location where the first ultra sonic sensor is located is defined as a global average radius (R) length to determine a straight line distance between said at least two ultra sonic sensors and the point at which said first ultra sonic sensor and said second ultra sonic sensor are located.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 수학식
Figure 112016107219584-pat00009
에 의해 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서의 방향각(
Figure 112016107219584-pat00010
)을 결정하도록 더 실행 가능할 수 있다.
Here, the at least one instruction may be expressed as:
Figure 112016107219584-pat00009
And the direction angle of the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor
Figure 112016107219584-pat00010
) ≪ / RTI >
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 입사각과 상기 방향각을 더하여 상기 음원의 발생 위치의 절대방향(
Figure 112016107219584-pat00011
)을 결정하도록 더 실행 가능할 수 있다.
Herein, the at least one command is a command to add the incidence angle and the direction angle so that an absolute direction of the generated position of the sound source
Figure 112016107219584-pat00011
) ≪ / RTI >
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 절대방향과 상기 입사각을 이용하여 상기 음원의 발생 위치, 상기 제1 초저음파 센서 및 상기 제2 초저음파 센서가 이루는 가상의 삼각형의 상기 제1 초저음파 센서가 위치한 지점의 꼭지각을
Figure 112016107219584-pat00012
, 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 꼭지각을
Figure 112016107219584-pat00013
라고 가정할 때, 수학식
Figure 112016107219584-pat00014
에 의해 상기 음원의 발생 위치의 꼭지각(
Figure 112016107219584-pat00015
)을 결정하도록 더 실행 가능할 수 있다.
Here, the at least one command may include at least one of a position where the sound source is generated, the first ultra sonic sensor of a virtual triangle formed by the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor using the absolute direction and the incident angle The vertex angle of the
Figure 112016107219584-pat00012
, The apex angle of the point where the second ultra sonic sensor is located
Figure 112016107219584-pat00013
, The equation
Figure 112016107219584-pat00014
Of the sound source at the apex angle
Figure 112016107219584-pat00015
) ≪ / RTI >
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 수학식
Figure 112016107219584-pat00016
에 의해 상기 제1 초저음파 센서에서 음원의 발생 위치까지의 거리(
Figure 112016107219584-pat00017
)를 결정하도록 더 실행 가능할 수 있다.
Here, the at least one instruction may be expressed as:
Figure 112016107219584-pat00016
The distance from the first ultrasonic wave sensor to the position where the sound source is generated
Figure 112016107219584-pat00017
≪ / RTI >
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 제1 초저음파 센서에서 음원의 발생 위치까지의 거리를 이용하여 상기 음원의 발생 시간을 결정하도록 더 실행 가능할 수 있다.Here, the at least one command may be further executable to determine a time of occurrence of the sound source using a distance from the first ultra sonic sensor to a location where the sound source is generated.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 수학식
Figure 112016107219584-pat00018
에 의해 음원의 발생 위치의 위도(
Figure 112016107219584-pat00019
) 및 경도(
Figure 112016107219584-pat00020
)를 결정하도록 더 실행 가능할 수 있다.
Here, the at least one instruction may be expressed as:
Figure 112016107219584-pat00018
The latitude of the position where the sound source is generated
Figure 112016107219584-pat00019
) And hardness (
Figure 112016107219584-pat00020
≪ / RTI >
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 초저음파(infrasound) 신호를 탐지하여 음원의 발생 위치를 결정하는 장치에서 수행되는 음원의 발생 위치를 결정하는 방법은, 지상에 적어도 두 개 이상의 위치에 배치되어 초저음파 신호를 감지하는 단계; 상기 초저음파 센서에서 감지한 물리량을 기록하고 저장하는 단계; 및 저장된 물리량을 기초로 음원의 발생 위치까지의 거리 및 음원의 발생 시간을 산출하는 단계를 포함하며, 상기 저장된 물리량은 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서들 중 제1 초저음파 센서가 위치한 제1 지점의 위도와 경도를 각각 지시하는
Figure 112016107219584-pat00021
,
Figure 112016107219584-pat00022
과 제1 지점과 이격된 제2 초저음파 센서가 위치한 제2 지점의 위도와 경도를 각각 지시하는
Figure 112016107219584-pat00023
,
Figure 112016107219584-pat00024
를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method for determining a generation position of a sound source performed by an apparatus for detecting an ultrasound infrasound signal according to an exemplary embodiment of the present invention, Sensing an ultra-sonic signal disposed at a location; Recording and storing physical quantities sensed by the ultra low sound wave sensor; And calculating a distance to a sound source and a generation time of the sound source based on the stored physical quantity, wherein the stored physical quantity includes a first point at which the first ultra sonic sensor of the at least two ultra sonic sensors is located, Indicating the latitude and longitude of
Figure 112016107219584-pat00021
,
Figure 112016107219584-pat00022
And a latitude and a longitude of a second point where the second ultra sonic sensor is spaced apart from the first point
Figure 112016107219584-pat00023
,
Figure 112016107219584-pat00024
.
여기서, 상기 음원의 발생 위치 결정 방법은, 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서들 중 제1 지점에 위치한 제1 초저음파 센서와 제1 지점과 이격된 제2 지점에 위치한 제2 초저음파 센서에서 관측한 상기 초저음파 신호의 도달 시간차(
Figure 112016107219584-pat00025
)와 대기 중 공중음파 신호의 전파속도(
Figure 112016107219584-pat00026
)의 곱을 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 직선거리(
Figure 112016107219584-pat00027
)로 나눈 값에 아크사인함수(arcsin)를 취해 상기 초저음파 신호가 상기 제1 초저음파 센서에 입사한 각과 수직을 이루는 직선과 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점을 연결한 직선이 이루는 입사각(
Figure 112016107219584-pat00028
)을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Here, the method for generating the sound source may include: a first ultra sonic sensor positioned at a first one of the at least two ultra sonic sensors; and a second ultra sonic sensor positioned at a second position spaced apart from the first point, The time difference of arrival of the ultra low sound signal (
Figure 112016107219584-pat00025
) And the propagation speed of the airborne sound signal in air
Figure 112016107219584-pat00026
) Of the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor at a position where the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor are located
Figure 112016107219584-pat00027
), The arcsine function is arcsin, and a line perpendicular to the angle at which the ultra-sonic wave signal is incident on the first ultrasonic acoustic wave sensor and a line at which the first ultra-sonic wave sensor and the second ultra- The angle of incidence of the connected line
Figure 112016107219584-pat00028
) Of the data.
여기서, 상기 음원의 발생 위치 결정 방법은, 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도와 경도값를 이용하여 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 두 지점의 직선거리를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the method for determining the generation position of the sound source may include the steps of: determining a position of the first ultra-sonic wave sensor and the second ultra-sonic wave sensor using the latitude and the longitude of the location of the first ultra- And determining a straight line distance of the point.
여기서, 상기 음원의 발생 위치 결정 방법은, 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 경도차와 상기 제1 초저음파 센서 및 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도의 평균 값에 코사인(cos)을 취한 값을 곱해서 얻은 값을 제곱한 값과 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도차를 제곱한 값을 더해서 얻은 값의 제곱근을 지구 평균 반지름(R)길이와 곱해서 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서 중 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점간의 직선거리를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the method for determining the generation position of the sound source may include the steps of: determining a hardness difference between a position where the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor are located and a difference between a hardness difference of the first ultra sonic wave sensor and a location of the second ultra sonic sensor A square root of a value obtained by adding a squared value obtained by multiplying an average value by a cosine and a value obtained by squaring a latitude difference between a point where the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor are located, Determining a linear distance between the first ultra sonic sensor and the second ultrasonic sensor among the at least two ultra sonic sensors multiplied by the average radius (R) length.
여기서, 상기 음원의 발생 위치 결정 방법은, 수학식
Figure 112016107219584-pat00029
에 의해 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서의 방향각(
Figure 112016107219584-pat00030
)을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Here, the method for determining the position of generation of the sound source may be expressed by the following equation
Figure 112016107219584-pat00029
And the direction angle of the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor
Figure 112016107219584-pat00030
) Of the data.
여기서, here,
상기 음원의 발생 위치 결정 방법은,The method according to claim 1,
상기 입사각과 상기 방향각을 더하여 상기 음원의 발생 위치의 절대방향(
Figure 112016107219584-pat00031
)을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The incident angle and the direction angle are added to each other to determine the absolute direction of the generation position of the sound source
Figure 112016107219584-pat00031
) Of the data.
여기서, 상기 음원의 발생 위치 결정 방법은, 상기 절대방향과 상기 입사각을 이용하여 상기 음원의 발생 위치, 상기 제1 초저음파 센서 및 상기 제2 초저음파 센서가 이루는 가상의 삼각형의 상기 제1 초저음파 센서가 위치한 지점의 꼭지각을
Figure 112016107219584-pat00032
, 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 꼭지각을
Figure 112016107219584-pat00033
라고 가정할 때, 수학식
Figure 112016107219584-pat00034
에 의해 상기 음원의 발생 위치의 꼭지각(
Figure 112016107219584-pat00035
)을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Here, the method for generating the sound source may include: generating the sound source by using the absolute direction and the incident angle, generating the first ultra-sonic sound wave of a virtual triangle formed by the first ultra-sonic wave sensor and the second ultra- The vertex of the point where the sensor is located
Figure 112016107219584-pat00032
, The apex angle of the point where the second ultra sonic sensor is located
Figure 112016107219584-pat00033
, The equation
Figure 112016107219584-pat00034
Of the sound source at the apex angle
Figure 112016107219584-pat00035
) Of the data.
여기서, 상기 음원의 발생 위치 결정 방법은, 수학식
Figure 112016107219584-pat00036
에 의해 상기 제1 초저음파 센서에서 음원의 발생 위치까지의 거리(
Figure 112016107219584-pat00037
)를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Here, the method for determining the position of generation of the sound source may be expressed by the following equation
Figure 112016107219584-pat00036
The distance from the first ultrasonic wave sensor to the position where the sound source is generated
Figure 112016107219584-pat00037
) For each of the plurality of cells.
여기서, 상기 음원의 발생 위치 결정 방법은, 상기 제1 초저음파 센서에서 음원의 발생 위치까지의 거리를 이용하여 상기 음원의 발생 시간을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include determining a generation time of the sound source by using a distance from the first ultra sonic sensor to a location where the sound source is generated.
여기서, 상기 음원의 발생 위치 결정 방법은, 수학식
Figure 112016107219584-pat00038
에 의해 음원의 발생 위치의 위도(
Figure 112016107219584-pat00039
) 및 경도(
Figure 112016107219584-pat00040
)를 결정는 단계를 더 포함할 수 있다.
Here, the method for determining the position of generation of the sound source may be expressed by the following equation
Figure 112016107219584-pat00038
The latitude of the position where the sound source is generated
Figure 112016107219584-pat00039
) And hardness (
Figure 112016107219584-pat00040
). ≪ / RTI >
본 발명에 의하면, 초저음파 관측기술을 응용하여, 음원 발생 위치 및 발생시간 정보를 저전력, 저비용으로 상시 관측할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect that the sound source generating position and the occurrence time information can be observed at low power and low cost at all times by applying the ultrasonic sound observation technique.
도 1은 음원의 발생 위치를 결정하는 원리를 도시한 개념도이다.
도 2는 음원의 발생 위치를 결정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 서로 다른 초저음파 센서의 신호 인식 차이를 이용해 서로 다른 초저음파 센서의 거리를 결정하는 원리를 도시한 개념도이다.
도 4는 제1 관측소에서 각도 측정 시 기준이 되는 평면을 도시한 개념도이다.
도 5는 제2 관측소에서 각도 측정 시 기준이 되는 평면을 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원의 발생 위치를 결정하는 장치를 구성하는 노드를 도시한 블록도이다.
도 7은 제1 관측소의 초저음파 센서가 음원의 신호를 인식한 것을 도시한 그래프이다.
도 8은 제2 관측소의 초저음파 센서가 음원 신호를 인식한 것을 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 관측소간 획득한 자료를 통해 음원 발생 위치를 결정하는 방법을 수행한 결과를 지도상으로 도시한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 관측소의 초저음파 센서가 음원의 신호를 인식한 것을 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 관측소의 초저음파 센서가 음원 신호를 인식한 것을 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관측소간 획득한 자료를 통해 음원 발생 위치를 결정하는 방법을 수행한 결과를 지도상으로 도시한 개념도이다.
Fig. 1 is a conceptual diagram showing a principle for determining a generation position of a sound source.
2 is a flowchart illustrating a process of determining a generation position of a sound source.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a principle for determining the distances of different ultra-sonic sensors using signal recognition differences of different ultra-sonic sensors.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a plane as a reference when measuring angles at a first observatory.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a plane as a reference in angle measurement at the second observatory.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a node configuring an apparatus for determining the location of a sound source according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
7 is a graph showing that a signal of a sound source is recognized by the ultra low sound wave sensor of the first observatory.
8 is a graph showing that a sound source signal is recognized by the ultra low sound wave sensor of the second observatory.
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a result of performing a method of determining a location of sound source generation through data acquired between stations according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph illustrating the recognition of a signal of a sound source by the ultra-sonic sensor of the first observatory according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph illustrating the recognition of the sound source signal by the ultra-sonic sensor of the second observatory according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a result of performing a method of determining a location of sound source generation through data obtained between observation stations according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 1은 음원의 발생 위치를 결정하는 원리를 도시한 개념도이다.Fig. 1 is a conceptual diagram showing a principle for determining a generation position of a sound source.
도 1을 참조하면, 음원의 발생 위치를 결정하는 장치는 2개 이상의 관측소를 포함할 수 있다. 각 관측소는 2개 이상의 초저음파 센서를 포함할 수 있다. 각 관측소의 2개 이상의 초저음파 센서는 음원의 발생 위치(S)로부터 발생하는 음원 신호를 인식할 수 있다. Referring to FIG. 1, an apparatus for determining the location of a sound source may include two or more stations. Each station may include two or more ultrasound sensors. Two or more ultrasound sensors at each station can recognize a source signal originating from a source location S of the source.
본 발명의 일 실시예로서 제1 관측소, 제2 관측소를 포함할 수 있는 음원의 발생 위치를 결정하는 장치가 설명될 수 있다. 제1 관측소는 5개의 초저음파 센서들(111, 112, 113, 114, 115)로 구성될 수 있다. 제2 관측소는 5개의 초저음파 센서들(121, 122, 123, 124, 125)로 구성될 수 있다. As an embodiment of the present invention, an apparatus for determining the generation position of a sound source, which may include a first observing station and a second observing station, may be described. The first observation station may be composed of five ultra-sonic sensors 111, 112, 113, 114, and 115. The second station may be composed of five ultra-sonic sensors 121, 122, 123, 124 and 125.
제1 관측소 및 제2 관측소는 초저음파 센서로부터 인식되는 정보를 저장하는 기록장치를 포함할 수 있다. 1 관측소 및 제2 관측소는 기록장치에 저장된 정보를 통해 음원의 발생 위치를 결정하는 처리장치를 포함할 수 있다. The first observation station and the second observation station may include a recording device for storing information recognized from the ultra low sound wave sensor. The one observing station and the second observing station may include a processing device for determining the generation position of the sound source through the information stored in the recording device.
하나의 관측소의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서의 직선거리는
Figure 112016107219584-pat00041
라고 정의될 수 있다. 제1 초저음파 센서와 음원의 발생 위치의 직선거리는
Figure 112016107219584-pat00042
으로 정의될 수 있다.
The straight line distance between the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor of one observatory is
Figure 112016107219584-pat00041
. The straight line distance between the first ultra low sound wave sensor and the location where the sound source is generated
Figure 112016107219584-pat00042
. ≪ / RTI >
제1 초저음파 센서, 제2 초저음파 센서 및 음원의 발생 위치 세 점을 연결하는 삼각형에서, 제1 초저음파 센서 방면의 꼭지점의 각도(이하, "꼭지각"이라 함)는
Figure 112016107219584-pat00043
로 정의될 수 있고, 제2 초저음파 센서 방면의 꼭지점의 각도는
Figure 112016107219584-pat00044
로 정의될 수 있고, 음원의 발생 방면의 꼭지점의 각도는
Figure 112016107219584-pat00045
로 정의될 수 있다.
(Hereinafter referred to as " apex angle ") of the first ultra-sonic wave sensor surface in the triangle connecting the first ultra-sonic wave sensor, the second ultra-sonic wave sensor,
Figure 112016107219584-pat00043
And the angle of the vertex of the second ultra sonic sensor surface may be defined as
Figure 112016107219584-pat00044
And the angle of the vertex of the generation source of the sound source is
Figure 112016107219584-pat00045
. ≪ / RTI >
도 2는 음원의 발생 위치를 결정하는 과정을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of determining a generation position of a sound source.
도 2는 참조하면, 음원의 발생 위치를 결정하는 단계는 6단계로 구분될 수 있다. 구체적으로 하나의 관측소의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서의 직선거리 및 입사각은 다음과 같이 결정될 수 있다.
Referring to FIG. 2, the step of determining the generation position of the sound source may be divided into six steps. Specifically, the straight line distances and incident angles of the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor of one observatory can be determined as follows.
도 3은 서로 다른 초저음파 센서의 신호 인식 차이를 이용해 서로 다른 초저음파 센서의 거리를 결정하는 원리를 도시한 개념도이다.FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a principle for determining the distances of different ultra-sonic sensors using signal recognition differences of different ultra-sonic sensors.
도 3을 참조하면, 하나의 관측소의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서의 직선거리는 다음과 같이 결정될 수 있다(S200).
Referring to FIG. 3, a straight line distance between the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor of one observatory can be determined as follows (S200).
Figure 112016107219584-pat00046
Figure 112016107219584-pat00046
제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 경도차와 제1 초저음파 센서 및 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도의 평균 값에 코사인(cos)을 취한 값을 곱해서 얻은 값을 제곱한 값과 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도차를 제곱한 값을 더해서 얻은 값의 제곱근을 지구 평균 반지름(R)길이와 곱해서 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서 중 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서가 위치한 지점간 직선거리를 결정할 수 있다. A value obtained by multiplying the average value of the latitudes of the first ultra-sonic wave sensor and the second ultra-sonic wave sensor by a value obtained by taking the cosine (cos) at a position where the first ultra-sonic wave sensor and the second ultra- And multiplying the squared value by a square root of a value obtained by adding a value obtained by squaring the squared value of the first ultra sonic wave sensor to a value obtained by squaring a latitude difference between the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor, It is possible to determine the straight line distance between the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor.
여기서 제1 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도와 경도를 각각
Figure 112016107219584-pat00047
,
Figure 112016107219584-pat00048
로 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도와 경도를 각각
Figure 112016107219584-pat00049
,
Figure 112016107219584-pat00050
로 정의할 수 있다. 지구 평균 반지름 길이는 6371km로 결정될 수 있다.
Here, the latitude and longitude of the point where the first ultra sonic sensor is located are
Figure 112016107219584-pat00047
,
Figure 112016107219584-pat00048
The latitude and longitude of the point where the second ultra sonic sensor is located are respectively
Figure 112016107219584-pat00049
,
Figure 112016107219584-pat00050
. The Earth's average radius length can be determined to be 6371 km.
초저음파 신호가 초저음파 센서에 입사한 각과 수직을 이루는 직선과 하나의 관측소의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서를 연결한 직선이 이루는 입사각(
Figure 112016107219584-pat00051
)은 다음과 같은 방법으로 결정될 수 있다(S210).
A line connecting a line perpendicular to the angle at which the ultra-sonic wave signal enters the ultra-sonic wave sensor and a line connecting the first ultra-sonic sensor and the second ultra sonic sensor at one station,
Figure 112016107219584-pat00051
) May be determined in the following manner (S210).
Figure 112016107219584-pat00052
Figure 112016107219584-pat00052
음원이 발생하는 경우, 음원의 발생 위치로부터 신호는 동심원 형태로 확장될 수 있다. 동심원의 형태로 확장된 신호는 음원의 발생 위치로부터 먼 거리에서 측정될 경우, 평행한 직선이 다가오는 형태로 인식될 수 있다.When a sound source is generated, the signal can be expanded in a concentric form from the position where the sound source is generated. A signal extending in the form of a concentric circle can be recognized as a parallel straight line approaching when measured at a distance from the source location of the sound source.
하나의 관측소의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서에서 관측한 초저음파 신호의 도달 시간은 일반적으로 차이가 있을 수 있다. 초저음파 신호의 도달 시간 차이가 같은 경우는 초저음파 신호가 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서가 이루는 평면에 수직으로 입사하는 경우일 수 있다.The arrival times of ultra low sound signals observed by the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor of one observatory may be generally different. When the arrival time differences of the ultrasonic sound signals are the same, the ultrasonic sound signal may be incident perpendicularly to the plane formed by the first ultrasonic sound sensor and the second ultrasonic sound sensor.
제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서에서 초저음파 신호의 도달 시간차는
Figure 112016107219584-pat00053
라고 정의될 수 있다. 대기 중에서 공중 음파의 전파속도는
Figure 112016107219584-pat00054
로 정의될 수 있다. 대기 중에서 공중 음파의 전파속도는 약 340m/s 일 수 있다. 신호가 두 초저음파 센서에 도달한 시간차(TDOA:time delay between first arrival)가
Figure 112016107219584-pat00055
라면, 신호가 제2 초저음파 센서에 도달하기까지 더 이동한 거리는
Figure 112016107219584-pat00056
Figure 112016107219584-pat00057
일 수 있다.
In the first ultra sonic wave sensor and the second ultra sonic wave sensor,
Figure 112016107219584-pat00053
. The propagation speed of aerial sound waves in the atmosphere is
Figure 112016107219584-pat00054
. ≪ / RTI > The airborne propagation velocity in the atmosphere can be about 340 m / s. The time difference between first arrival (TDOA)
Figure 112016107219584-pat00055
The distance traveled further until the signal reaches the second ultra sonic sensor
Figure 112016107219584-pat00056
Figure 112016107219584-pat00057
Lt; / RTI >
제1 관측소에서 각 센서들(111, 112, 113, 114, 115)의 두 개의 초저음파 센서간의 입사각, 도달 시간차 및 직선길이는 다음과 같을 수 있다.
The incident angle, the arrival time difference and the straight line length between the two ultra low sound sensors of the respective sensors 111, 112, 113, 114, and 115 at the first observation station may be as follows.
Figure 112016107219584-pat00058
Figure 112016107219584-pat00058
제2 관측소에서 각 센서들(124, 125)의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서간의 입사각, 도달 시간차 및 직선길이는 다음과 같을 수 있다.
The incident angle, arrival time difference, and straight line length between the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor of each of the sensors 124 and 125 at the second observation station may be as follows.
Figure 112016107219584-pat00059
Figure 112016107219584-pat00059
다시 도 2를 참조하면, 공중음파 신호의 입사각은 두 관측소의 각각의 초저음파 센서가 이루는 평면에 대한 상대적 입사각일 수 있다. 따라서, 음원 신호가 입사한 절대 방향각(
Figure 112016107219584-pat00060
)을 결정하기 위해 두 초저음파 센서가 이루는 방향각(
Figure 112016107219584-pat00061
)이 보정될 수 있다.
Referring back to FIG. 2, the angle of incidence of the aerial sound signal may be a relative incidence angle with respect to the plane formed by the respective ultra low sound wave sensors of the two stations. Therefore, the absolute direction angle at which the sound source signal is incident
Figure 112016107219584-pat00060
) To determine the direction angle (< RTI ID = 0.0 >
Figure 112016107219584-pat00061
Can be corrected.
제1 초저음파 센서와 제 2 초저음파 센서의 방향각은 다음과 같이 결정될 수 있다(S220).
The direction angles of the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor may be determined as follows (S220).
Figure 112016107219584-pat00062
Figure 112016107219584-pat00062
제1 관측소 및 제2 관측소에 각각 5개씩 초저음파 센서가 있기 때문에 방향각은 다양한 값이 결정될 수 있다. 제1 관측소 및 제 2 관측소의 기준방면 설정은 다음과 같을 수 있다.
Since there are five ultrasonic sensors at each of the first observation station and the second observation station, various values of the direction angle can be determined. The reference plan settings of the first and second stations may be as follows.
도 4는 제1 관측소에서 각도 측정 시 기준이 되는 평면을 도시한 개념도이다.FIG. 4 is a conceptual diagram showing a plane as a reference when measuring angles at a first observatory.
도 4를 참조하면, 제1 관측소의 가장 아래쪽에 있는 초저음파 센서(111)를 기준으로 결정할 경우, 기준평면은 선택된 초저음파 센서(111)의 세로축 방향의 직선이 기준 평면으로 결정될 수 있다. Referring to FIG. 4, when the ultrasonic sensor 111 at the bottom of the first station is determined as a reference, a straight line in the vertical axis direction of the selected ultrasonic sensor 111 may be determined as a reference plane.
제1 관측소의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서의 방향각을 결정할 경우 선택된 제1 초저음파 센서(111)의 아래쪽부터 시계방향으로 각도가 측정될 수 있다. 각도 측정은 선택된 제1 초저음파 센서(111)와 제1 관측소의 제2 초저음파 센서를 연결하는 직선까지 측정될 수 있다.
When determining the direction angles of the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor of the first observatory, an angle can be measured clockwise from the bottom of the selected first ultra low sound wave sensor 111. The angle measurement can be measured up to a straight line connecting the selected first ultra sonic sensor 111 and the second ultra sonic sensor of the first observatory.
도 5는 제2 관측소에서 각도 측정 시 기준이 되는 평면을 도시한 개념도이다.FIG. 5 is a conceptual diagram showing a plane as a reference in angle measurement at the second observatory.
도 5를 참조하면, 제2 관측소의 가장 오른쪽에 있는 초저음파 센서(121)를 기준으로 결정할 경우, 기준평면은 선택된 초저음파 센서(121)의 세로축 방향의 직선이 기준 평면으로 결정될 수 있다. Referring to FIG. 5, when the ultra-sonic sensor 121 at the rightmost position of the second station is determined as a reference, a straight line in the vertical axis direction of the selected ultra-sonic wave sensor 121 may be determined as a reference plane.
제2 관측소의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서의 방향각을 결정할 경우 선택된 제1 초저음파 센서(111)의 아래쪽부터 시계방향으로 각도가 측정될 수 있다. 각도 측정은 선택된 제1 초저음파 센서(111)와 제2 관측소의 제2 초저음파 센서를 연결하는 직선까지 측정될 수 있다.
When determining the direction angles of the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor of the second observatory, the angle can be measured clockwise from the bottom of the selected first ultra low sound wave sensor 111. The angle measurement can be measured up to a straight line connecting the selected first ultra sonic sensor 111 and the second ultra sonic sensor of the second observatory.
다시 도 2를 참조하면, 음원 신호가 입사한 절대방향각은 제1 초저음파 센서와 제 2 초저음파 센서의 방향각과 공중 음파 신호의 입사각의 합으로 결정될 수 있다(S230).
Referring back to FIG. 2, the absolute direction angle at which the sound source signal is incident may be determined as the sum of the direction angles of the first ultra-sonic sensor and the second ultra sonic sensor and the incident angle of the air acoustic signal at step S230.
Figure 112016107219584-pat00063
Figure 112016107219584-pat00063
제1 관측소에서 각 센서들(111, 112, 113, 114, 115)의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서간의 방향각 및 절대방향각은 다음과 같을 수 있다.
The direction angle and the absolute direction angle between the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor of each of the sensors 111, 112, 113, 114, and 115 at the first observation station may be as follows.
Figure 112016107219584-pat00064
Figure 112016107219584-pat00064
본 발명의 실시예에서 제2 관측소에서 신호가 탐지된 초저음파 센서들은 두 곳(124, 125)뿐이어서 삼각평면은 구성되지 못할 수 있다. 제2 관측소에서 각 센서들(124, 125)의 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파 센서간의 방향각 및 절대방향각은 다음과 같을 수 있다.
In the embodiment of the present invention, only two ultrasonic sensors 124 and 125 are detected at the second station, so that a triangular plane may not be formed. The direction angle and the absolute direction angle between the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor of each of the sensors 124 and 125 at the second observation station may be as follows.
Figure 112016107219584-pat00065
Figure 112016107219584-pat00065
각 초저음파 센서들간의 절대방향각이 결정된 후, 하나의 관측소 내에서 3개 이상의 음원 신호가 탐지된 경우 신호가 측정된 초저음파 센서들 중 가장 큰 삼각평면을 구성하는 3개의 초저음파 센서를 선택할 수 있다. 선택된 3개의 초저음파 센서간 절대방향각은 3가지 값을 가질 수 있다.When three or more sound source signals are detected in one observation station after the absolute direction angles between the respective ultra-sonic wave sensors are determined, three ultra-sonic sensors constituting the largest triangular plane of the measured ultra sonic wave sensors are selected . The absolute direction angle between the three ultra-sonic sensors selected can have three values.
선택된 3가지 절대 방향각의 평균이 하나의 관측소에서의 절대 방향각의 평균값으로 결정될 수 있다. 하나의 관측소의 기준 위치는 선택된 삼각평면의 무게중심점을 기준으로 결정될 수 있다. 하나의 관측소의 기준 위치는 특정 하나의 초저음파 센서를 기준으로 결정될 수도 있다.The average of the three selected absolute direction angles can be determined as the average value of the absolute direction angles at one observation station. The reference position of one observatory can be determined based on the center of gravity of the selected triangular plane. The reference position of one observation station may be determined based on a specific ultra-sonic sensor.
하나의 관측소 내에서 2개의 음원 신호만이 탐지된 경우 2개의 초저음파 센서간 절대방향각의 평균이 하나의 관측소에서의 평균값으로 결정될 수 있다. 이 경우 하나의 관측소의 기준 위치는 음원 신호를 탐지한 2개의 초저음파 센서의 중간지점으로 결정될 수 있다. 하나의 관측소의 기준 위치는 특정 하나의 초저음파 센서를 기준으로 결정될 수도 있다.When only two sound source signals are detected in one station, the average of absolute direction angles between two ultrasonic sound sensors can be determined as an average value at one station. In this case, the reference position of one observation station can be determined as the midpoint of the two ultrasonic ultrasonic sensors that detect the sound source signal. The reference position of one observation station may be determined based on a specific ultra-sonic sensor.
관측소간 거리가 충분히 이격되어 있을수록, 정삼각평면 또는 이등변삼각평면에 가까운 평면을 사용할수록 분석오류가 발생할 확률이 낮아서 측정의 정확도가 높아질 수 있다.
The more closely spaced the distances between the stations are, the more likely it is that analysis errors are less likely to occur as the planes close to the right triangle plane or the isosceles triangle plane are used.
절대방향과 입사각을 이용하여 음원의 발생 위치, 제1 초저음파 센서 및 제2 초저음파 센서가 이루는 가상의 삼각형의 상기 제1 초저음파 센서의 꼭지각(
Figure 112016107219584-pat00066
), 상기 제2 초저음파 센서의 꼭지각(
Figure 112016107219584-pat00067
)이 결정될 수 있다.
The generation position of the sound source using the absolute direction and the incident angle, the apex angle of the first ultra-sonic sensor of the hypothetical triangle formed by the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor
Figure 112016107219584-pat00066
), The apex angle of the second ultrasonic wave sensor (
Figure 112016107219584-pat00067
) Can be determined.
결정된 제1 초저음파 센서의 꼭지각, 제2 초저음파 센서의 꼭지각 및 제1 초저음파 센서와 제2 초저음파의 직선거리(
Figure 112016107219584-pat00068
)를 기초로 구 삼각공식(spherical trigonometry)을 통해 음원의 발생 위치의 꼭지각(
Figure 112016107219584-pat00069
)이 결정될 수 있다. 구체적으로 음원의 발생 위치의 꼭지각(
Figure 112016107219584-pat00070
)은 다음과 같이 결정될 수 있다.
An apex angle of the first ultra-sonic wave sensor, a linear distance of the first ultra-sonic wave sensor and the second ultra-sonic wave (
Figure 112016107219584-pat00068
) On the basis of the spherical trigonometry (spherical trigonometry)
Figure 112016107219584-pat00069
) Can be determined. Specifically, the apex angle
Figure 112016107219584-pat00070
) Can be determined as follows.
Figure 112016107219584-pat00071
Figure 112016107219584-pat00071
제1 초저음파 센서에서 음원의 발생 위치까지의 거리는 다음과 같이 결정될 수 있다(S240).
The distance from the first ultra sonic sensor to the location where the sound source is generated can be determined as follows (S240).
Figure 112016107219584-pat00072
Figure 112016107219584-pat00072
음원의 발생 위치의 위도(
Figure 112016107219584-pat00073
) 및 경도(
Figure 112016107219584-pat00074
)는 다음과 같이 결정될 수 있다(S250).
The latitude of the location of the sound source (
Figure 112016107219584-pat00073
) And hardness (
Figure 112016107219584-pat00074
) May be determined as follows (S250).
Figure 112016107219584-pat00075
Figure 112016107219584-pat00075
Figure 112016107219584-pat00076
Figure 112016107219584-pat00076
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원의 발생 위치를 결정하는 장치를 구성하는 노드를 도시한 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a node configuring an apparatus for determining the location of a sound source according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 6을 참조하면, 노드(600)는 적어도 하나의 프로세서(processor)(610), 메모리(620) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 네트워크 인터페이스 장치(630)를 포함할 수 있다. 또한, 노드(600)는 입력 인터페이스 장치(640), 출력 인터페이스 장치(650), 저장 장치(660) 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, 노드(600)는 도 1을 참조하여 설명된 음원의 발생 위치를 결정하는 장치, 제1, 제2 관측소의 각 센서들(111, 112, 113, 114, 115, 121, 122, 123, 124, 125) 등일 수 있다. 노드(600)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(670)에 의해 연결되어 서로 송, 수신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 6, the node 600 may include at least one processor 610, a memory 620, and a network interface device 630 connected to and in communication with the network. In addition, the node 600 may further include an input interface device 640, an output interface device 650, a storage device 660, and the like. Here, the node 600 includes an apparatus for determining the location of the sound source described with reference to FIG. 1, sensors 111, 112, 113, 114, 115, 121, 122, 123, 124, 125), and the like. Each component included in the node 600 may be connected by a bus 670 to perform transmission and reception with each other.
프로세서(610)는 메모리(620) 및/또는 저장 장치(660)에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(610)는 중앙 처리 장치(central processing unit; CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit; GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(620)와 저장 장치(660)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(620)는 읽기 전용 메모리(read only memory; ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM)로 구성될 수 있다.The processor 610 may execute a program command stored in the memory 620 and / or the storage device 660. [ The processor 610 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which the methods of the present invention are performed. The memory 620 and the storage device 660 may be composed of a volatile storage medium and / or a non-volatile storage medium. For example, memory 620 may be comprised of read only memory (ROM) and / or random access memory (RAM).
또한, 노드들 중에서 제1 개체에서 수행되는 방법(예를 들어, 프레임의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 개체는 제1 개체에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 프레임의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 초저음파 센서(111)의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 음원의 발생 위치를 결정하는 장치는 초저음파 센서(111)의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 음원의 발생 위치를 결정하는 장치의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 초저음파 센서(111)는 음원의 발생 위치를 결정하는 장치의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
Also, when a method (for example, transmission or reception of a frame) performed in the first entity among the nodes is described, the corresponding second entity may be a method corresponding to the method performed in the first entity , Receiving or transmitting a frame). That is, when the operation of the ultra-sonic wave sensor 111 is described, the apparatus for determining the generation position of the corresponding sound source can perform an operation corresponding to the operation of the ultra-sonic wave sensor 111. On the contrary, when the operation of the device for determining the location of the sound source is described, the ultra-sonic wave sensor 111 corresponding thereto can perform an operation corresponding to the operation of the device for determining the location where the sound source is generated.
도 7은 제1 관측소의 초저음파 센서가 음원의 신호를 인식한 것을 도시한 그래프이다.7 is a graph showing that a signal of a sound source is recognized by the ultra low sound wave sensor of the first observatory.
도 7을 참조하면, 특정 사건에 대하여 제1 관측소에서 측정된 관측신호가 확인될 수 있다. 제1 관측소에서 1번 초저음파 센서(111)와 5번 초저음파 센서(115) 가 지향하는 방향각이 기준평면에 대하여 193.09°라는 점, 센서 사이에 도달한 시간차가 약 -2.54초로 센서 사이의 거리(d)는 약 2,808m라는 점, 1번과 5번 초저음파 센서가 이루는 평면에 107.91°로 입사하여 신호가 입사한 절대방향각(
Figure 112016107219584-pat00077
)은 약 301°인 점 등이 결정될 수 있다.
Referring to FIG. 7, an observed signal measured at a first observing station can be identified for a particular event. The direction angle of the first ultra low sound wave sensor 111 and the fifth ultra sound wave sensor 115 in the first observation station is 193.09 ° with respect to the reference plane and the time difference between the sensors is about -2.54 seconds, The distance (d) is about 2,808 m, and the incident angle is 107.91 ° on the plane formed by the first and fifth ultra sonic sensors. The absolute direction angle
Figure 112016107219584-pat00077
) Can be determined to be about 301 °, and the like.
1번 초저음파 센서(111)와 5번 초저음파 센서(115)간의 절대방향각이 계산된 것과동일하게 나머지 초저음파 센서간 절대방향각이 계산될 수 있다. 제1 관측소에서 구성할 수 있는 가장 큰 삼각평면인 초저음파 센서들(111, 112, 114)로 삼각평면이 구성되었으며, 본 평면의 대표 방향각은 초저음파 센서들 간의 절대방향각들(111-112의 절대방향각 299.06°, 111-114의 절대방향각 302.24°, 112-114의 절대방향각 305.86°)의 평균인 302.38°으로 결정될 수 있다.
The absolute direction angle between the remaining ultra-low sound wave sensors can be calculated in the same way as the absolute direction angle between the first ultra low sound wave sensor 111 and the fifth ultra low sound wave sensor 115 is calculated. A triangular plane is formed by the ultra-sonic sensors 111, 112 and 114 which are the largest triangular planes that can be configured at the first station, and the representative direction angle of the plane is the absolute direction angles 111- The absolute direction angle 299.06 of 112, the absolute direction angle of 111-114 of 302.24, and the absolute direction angle of 112-114 of 305.86).
도 8은 제2 관측소의 초저음파 센서가 음원 신호를 인식한 것을 도시한 그래프이다.8 is a graph showing that a sound source signal is recognized by the ultra low sound wave sensor of the second observatory.
도 8을 참조하면, 특정 사건에 대하여 제2 관측소에서 측정된 관측신호가 확인될 수 있다. 제2 관측소에서 4번 초저음파 센서(124)와 5번 초저음파 센서(125) 가 지향하는 방향각이 기준평면에 대하여 약 174.27°라는 점, 센서 사이에 도달한 시간차가 약 -1.37초로 센서 사이의 거리(d)는 약 811m라는 점, 4번과 5번 초저음파 센서가 이루는 평면에 125.04°로 입사하여 신호가 입사한 절대방향각은 약 299.31°인 점 등이 결정될 수 있다. 도 7 및 도 8을 기초로 음원의 발생지점을 계산한 지도는 다음과 같을 수 있다.
Referring to FIG. 8, an observed signal measured at a second observing site can be identified for a particular event. The direction angle of the ultrasonic wave sensor 124 and the ultrasonic ultrasonic wave sensor 125 in the second observation station is about 174.27 degrees with respect to the reference plane and the time difference between the sensors is about -1.37 seconds, The distance d between the ultrasonic wave sensor and the ultrasonic wave sensor is about 811 m, and the absolute angle of incidence of the signal is about 299.31 ° at a plane formed by the ultrasonic wave sensors 4 and 5 at 125.04 °. Based on FIGS. 7 and 8, a map that calculates the source point of the sound source may be as follows.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 관측소간 획득한 자료를 통해 음원 발생 위치를 결정하는 방법을 수행한 결과를 지도상으로 도시한 개념도이다.FIG. 9 is a conceptual diagram showing a result of performing a method of determining a location of sound source generation through data acquired between stations according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 각 관측소에서 결정된 대표 방향각 정보를 이용하여 구글지도에서 교차점을 확인한 결과, 동창리 발사장 인근을 정확하게 탐지하였음이 확인될 수 있다.
Referring to FIG. 9, it can be confirmed that the intersection point is confirmed on the Google map using the representative direction angle information determined at each observing station, and it is accurately detected near the origin of the Dongchangri.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 관측소의 초저음파 센서가 음원의 신호를 인식한 것을 도시한 그래프이다.FIG. 10 is a graph illustrating the recognition of a signal of a sound source by the ultra-sonic sensor of the first observatory according to another embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 제1 관측소에서 도 7과 동일한 방법으로 신호가 입사한 절대방향각은 약 285?로 계산 될 수 있다.
Referring to FIG. 10, the absolute direction angle at which the signal is incident at the first observing site in the same manner as FIG. 7 can be calculated to be about 285 ?.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 관측소의 초저음파 센서가 음원 신호를 인식한 것을 도시한 그래프이다.FIG. 11 is a graph illustrating the recognition of the sound source signal by the ultra-sonic sensor of the second observatory according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 제1 관측소에 신호가 탐지되고 약 2분후에 제2 관측소에서 신호가 탐지되는 것이 확인될 수 있다. 도 10과 동일한 사건에 대한 제2 관측소는 신호가 입사한 절대방향각은 283°로 계산될 수 있다. 도 10 및 도 11을 기초로 음원의 발생지점을 계산한 지도는 다음과 같을 수 있다.
Referring to FIG. 11, it can be confirmed that a signal is detected at the first observatory and a signal is detected at the second observatory about two minutes later. In the second observation station for the same event as in Fig. 10, the absolute direction angle at which the signal is incident can be calculated as 283 deg. 10 and 11, a map for calculating the point of occurrence of the sound source may be as follows.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관측소간 획득한 자료를 통해 음원 발생 위치를 결정하는 방법을 수행한 결과를 지도상으로 도시한 개념도이다.FIG. 12 is a conceptual diagram showing a result of performing a method of determining a location of sound source generation through data obtained between observation stations according to another embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 각 관측소에서 결정된 대표 방향각 정보를 이용하여 구글지도에서 교차점을 확인한 결과, 음원 발생일에 남포인근에서 단거리 탄도미사일이 동해상으로 발사된 사건을 정확하게 탐지하였음이 확인될 수 있다.
Referring to FIG. 12, it can be confirmed that the intersection point on the map of Google is confirmed using the representative direction angle information determined at each station, and it is confirmed that the event that the short-range ballistic missile was fired in the east sea was detected accurately in the vicinity of Nampo .
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

Claims (20)

  1. 초저음파(infrasound) 신호를 탐지하여 음원의 발생 위치를 결정하는 장치로서,
    프로세서(processor);
    지상에 적어도 두 개 이상의 위치에 배치되어 초저음파 신호를 감지하는 초저음파 센서들; 및
    상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 데이터 베이스(database)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 초저음파 센서에서 감지한 물리량을 기록 및 저장하고, 그리고
    저장된 물리량을 기초로 음원의 발생 위치 및 음원의 발생 시간을 산출하도록 실행되며,
    상기 저장된 물리량은 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서들 중 제1 초저음파 센서가 위치한 제1 지점의 위도와 경도를 각각 지시하는
    Figure 112018086783612-pat00078
    ,
    Figure 112018086783612-pat00079

    제1 지점과 이격된 제2 초저음파 센서가 위치한 제2 지점의 위도와 경도를 각각 지시하는
    Figure 112018086783612-pat00130
    ,
    Figure 112018086783612-pat00131
    를 포함하고,
    상기 제1 지점과 상기 제2 지점의 위도와 경도 값을 이용하여 상기 제1 지점과 상기 제2 지점의 직선거리를 결정하도록 실행되는 음원의 발생 위치 결정 장치.
    An apparatus for determining an occurrence position of a sound source by detecting an ultra-infrasound signal,
    A processor;
    Ultra-sonic sensors disposed on the ground at least at two or more positions for sensing ultrasound signals; And
    Wherein at least one instruction executed via the processor comprises a stored database,
    Wherein the at least one instruction comprises:
    Recording and storing physical quantities sensed by the ultra low sound wave sensor, and
    Based on the stored physical quantity, a generation position of the sound source and a generation time of the sound source,
    Wherein the stored physical quantity indicates a latitude and a longitude of a first point at which the first ultra sonic sensor is located among the at least two ultra sonic sensors
    Figure 112018086783612-pat00078
    ,
    Figure 112018086783612-pat00079
    and
    Indicating the latitude and the longitude of the second point where the second ultra low sound wave sensor spaced from the first point is located
    Figure 112018086783612-pat00130
    ,
    Figure 112018086783612-pat00131
    Lt; / RTI >
    And determining a straight line distance between the first point and the second point using the latitude and longitude values of the first point and the second point.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서들 중 제1 지점에 위치한 제1 초저음파 센서와 제1 지점과 이격된 제2 지점에 위치한 제2 초저음파 센서에서 관측한 상기 초저음파 신호의 도달 시간차(
    Figure 112016107219584-pat00082
    )와 대기 중 공중음파 신호의 전파속도(
    Figure 112016107219584-pat00083
    )의 곱을 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 직선거리(
    Figure 112016107219584-pat00084
    )로 나눈 값에 아크사인함수(arcsin)를 취해 상기 초저음파 신호가 상기 제1 초저음파 센서에 입사한 각과 수직을 이루는 직선과 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점을 연결한 직선이 이루는 입사각(
    Figure 112016107219584-pat00085
    )을 결정하도록 실행되는 음원의 발생 위치 결정 장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the at least one instruction comprises:
    A first ultra sonic wave sensor located at a first point among the at least two ultra sonic wave sensors and a second ultrasonic wave sensor located at a second point spaced apart from the first point,
    Figure 112016107219584-pat00082
    ) And the propagation speed of the airborne sound signal in air
    Figure 112016107219584-pat00083
    ) Of the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor at a position where the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor are located
    Figure 112016107219584-pat00084
    ), The arcsine function is arcsin, and a line perpendicular to the angle at which the ultra-sonic wave signal is incident on the first ultrasonic acoustic wave sensor and a line at which the first ultra-sonic wave sensor and the second ultra- The angle of incidence of the connected line
    Figure 112016107219584-pat00085
    ) Of the sound source.
  3. 삭제delete
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 경도차와 상기 제1 초저음파 센서 및 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도의 평균 값에 코사인(cos)을 취한 값을 곱해서 얻은 값을 제곱한 값과 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도차를 제곱한 값을 더해서 얻은 값의 제곱근을 지구 평균 반지름(R)길이와 곱해서 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서 중 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점간의 직선거리를 결정하도록 더 실행되는 음원의 발생 위치 결정 장치.
    The method of claim 2,
    Wherein the at least one instruction comprises:
    A value obtained by taking a cosine (cos) to an average value of latitudes of the points where the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor are located and a latitude at a point where the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor are located Multiplying the square root of a value obtained by adding a value obtained by squaring a value obtained by multiplying the square root of the first ultra sonic sensor and a value obtained by squaring a latitude difference between the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor, Wherein the first ultrasonic wave sensor is further arranged to determine a straight line distance between the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    수학식
    Figure 112016107219584-pat00086
    에 의해 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서의 방향각(
    Figure 112016107219584-pat00087
    )을 결정하도록 더 실행되는 음원의 발생 위치 결정 장치.
    The method of claim 4,
    Wherein the at least one instruction comprises:
    Equation
    Figure 112016107219584-pat00086
    And the direction angle of the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor
    Figure 112016107219584-pat00087
    ) Of the sound source.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 입사각과 상기 방향각을 더하여 상기 음원의 발생 위치의 절대방향(
    Figure 112016107219584-pat00088
    )을 결정하도록 더 실행되는 음원의 발생 위치 결정 장치.
    The method of claim 5,
    Wherein the at least one instruction comprises:
    The incident angle and the direction angle are added to each other to determine the absolute direction of the generation position of the sound source
    Figure 112016107219584-pat00088
    ) Of the sound source.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 절대방향과 상기 입사각을 이용하여 상기 음원의 발생 위치, 상기 제1 초저음파 센서 및 상기 제2 초저음파 센서가 이루는 가상의 삼각형의 상기 제1 초저음파 센서가 위치한 지점의 꼭지각을
    Figure 112016107219584-pat00089
    , 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 꼭지각을
    Figure 112016107219584-pat00090
    라고 가정할 때, 수학식
    Figure 112016107219584-pat00091
    에 의해 상기 음원의 발생 위치의 꼭지각(
    Figure 112016107219584-pat00092
    )을 결정하도록 더 실행되는 음원의 발생 위치 결정 장치.
    The method of claim 6,
    Wherein the at least one instruction comprises:
    The absolute angle and the incident angle are used to calculate the position of the sound source and the apex angle of a point at which the first ultra sonic sensor is located in a virtual triangle formed by the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor
    Figure 112016107219584-pat00089
    , The apex angle of the point where the second ultra sonic sensor is located
    Figure 112016107219584-pat00090
    , The equation
    Figure 112016107219584-pat00091
    Of the sound source at the apex angle
    Figure 112016107219584-pat00092
    ) Of the sound source.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    수학식
    Figure 112016107219584-pat00093
    에 의해 상기 제1 초저음파 센서에서 음원의 발생 위치까지의 거리(
    Figure 112016107219584-pat00094
    )를 결정하도록 더 실행되는 음원의 발생 위치 결정 장치.
    The method of claim 7,
    Wherein the at least one instruction comprises:
    Equation
    Figure 112016107219584-pat00093
    The distance from the first ultrasonic wave sensor to the position where the sound source is generated
    Figure 112016107219584-pat00094
    ) Of the sound source.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 제1 초저음파 센서에서 음원의 발생 위치까지의 거리를 이용하여 상기 음원의 발생 시간을 결정하도록 더 실행되는 음원의 발생 위치 결정 장치.
    The method of claim 8,
    Wherein the at least one instruction comprises:
    Wherein the time of occurrence of the sound source is further determined using a distance from the first ultra low sound sensor to a location where the sound source is generated.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    수학식
    Figure 112016107219584-pat00095
    에 의해 음원의 발생 위치의 위도(
    Figure 112016107219584-pat00096
    ) 및 경도(
    Figure 112016107219584-pat00097
    )를 결정하도록 더 실행되는 음원의 발생 위치 결정 장치.
    The method of claim 8,
    Wherein the at least one instruction comprises:
    Equation
    Figure 112016107219584-pat00095
    The latitude of the position where the sound source is generated
    Figure 112016107219584-pat00096
    ) And hardness (
    Figure 112016107219584-pat00097
    ) Of the sound source.
  11. 초저음파(infrasound) 신호를 탐지하여 음원의 발생 위치를 결정하는 장치에서 수행되는 음원의 발생 위치를 결정하는 방법으로서,
    지상에 적어도 두 개 이상의 위치에 배치되어 초저음파 신호를 감지하는 단계;
    초저음파 센서에서 감지한 물리량을 기록하고 저장하는 단계; 및
    저장된 물리량을 기초로 음원의 발생 위치까지의 거리 및 음원의 발생 시간을 산출하는 단계를 포함하며,
    상기 저장된 물리량은 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서들 중 제1 초저음파 센서가 위치한 제1 지점의 위도와 경도를 각각 지시하는
    Figure 112018086783612-pat00098
    ,
    Figure 112018086783612-pat00099

    제1 지점과 이격된 제2 초저음파 센서가 위치한 제2 지점의 위도와 경도를 각각 지시하는
    Figure 112018086783612-pat00132
    ,
    Figure 112018086783612-pat00133
    를 포함하고,
    상기 적어도 두 개 이상의 센서가 위치한 지점의 직선거리를 결정하는 단계는 상기 제1 지점 및 제2 지점 각각의 위도와 경도 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 음원의 발생 위치 결정 방법.
    CLAIMS 1. A method of determining a location of a sound source to be performed in an apparatus for detecting an ultrasound infrasound signal to determine a location of a sound source,
    Sensing ultra-sonic signals disposed at least two locations on the ground;
    Recording and storing physical quantities sensed by the ultra low sound wave sensor; And
    Calculating a distance to a generation location of the source and a generation time of the source based on the stored physical quantity,
    Wherein the stored physical quantity indicates a latitude and a longitude of a first point at which the first ultra sonic sensor is located among the at least two ultra sonic sensors
    Figure 112018086783612-pat00098
    ,
    Figure 112018086783612-pat00099
    and
    Indicating the latitude and the longitude of the second point where the second ultra low sound wave sensor spaced from the first point is located
    Figure 112018086783612-pat00132
    ,
    Figure 112018086783612-pat00133
    Lt; / RTI >
    Wherein the step of determining the straight line distance of the point where the at least two sensors are located uses the latitude and longitude values of the first point and the second point, respectively.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 음원의 발생 위치 결정 방법은,
    상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서들 중 제1 지점에 위치한 제1 초저음파 센서와 제1 지점과 이격된 제2 지점에 위치한 제2 초저음파 센서에서 관측한 상기 초저음파 신호의 도달 시간차(
    Figure 112016107219584-pat00102
    )와 대기 중 공중음파 신호의 전파속도(
    Figure 112016107219584-pat00103
    )의 곱을 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 직선거리(
    Figure 112016107219584-pat00104
    )로 나눈 값에 아크사인함수(arcsin)를 취해 상기 초저음파 신호가 상기 제1 초저음파 센서에 입사한 각과 수직을 이루는 직선과 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점을 연결한 직선이 이루는 입사각(
    Figure 112016107219584-pat00105
    )을 결정하는 단계를 더 포함하는 음원의 발생 위치 결정 방법.
    The method of claim 11,
    The method according to claim 1,
    A first ultra sonic wave sensor located at a first point among the at least two ultra sonic wave sensors and a second ultrasonic wave sensor located at a second point spaced apart from the first point,
    Figure 112016107219584-pat00102
    ) And the propagation speed of the airborne sound signal in air
    Figure 112016107219584-pat00103
    ) Of the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor at a position where the first ultrasonic wave sensor and the second ultrasonic wave sensor are located
    Figure 112016107219584-pat00104
    ), The arcsine function is arcsin, and a line perpendicular to the angle at which the ultra-sonic wave signal is incident on the first ultrasonic acoustic wave sensor and a line at which the first ultra-sonic wave sensor and the second ultra- The angle of incidence of the connected line
    Figure 112016107219584-pat00105
    ) Of the sound source.
  13. 삭제delete
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 음원의 발생 위치 결정 방법은,
    상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 경도차와 상기 제1 초저음파 센서 및 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도의 평균 값에 코사인(cos)을 취한 값을 곱해서 얻은 값을 제곱한 값과 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 위도차를 제곱한 값을 더해서 얻은 값의 제곱근을 지구 평균 반지름(R)길이와 곱해서 상기 적어도 두 개 이상의 초저음파 센서 중 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점간의 직선거리를 결정하는 단계를 더 포함하는 음원의 발생 위치 결정 방법.
    The method of claim 12,
    The method according to claim 1,
    A value obtained by taking a cosine (cos) to an average value of latitudes of the points where the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor are located and a latitude at a point where the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor are located Multiplying the square root of a value obtained by adding a value obtained by squaring a value obtained by multiplying the square root of the first ultra sonic sensor and a value obtained by squaring a latitude difference between the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor, Determining a straight line distance between the first ultra sonic wave sensor and the second ultra sonic wave sensor, wherein the linear distance between the first ultra sonic wave sensor and the second ultra sonic wave sensor is determined.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 음원의 발생 위치 결정 방법은,
    수학식
    Figure 112016107219584-pat00106
    에 의해 상기 제1 초저음파 센서와 상기 제2 초저음파 센서의 방향각(
    Figure 112016107219584-pat00107
    )을 결정하는 단계를 더 포함하는 음원의 발생 위치 결정 방법.
    15. The method of claim 14,
    The method according to claim 1,
    Equation
    Figure 112016107219584-pat00106
    And the direction angle of the first ultra low sound wave sensor and the second ultra low sound wave sensor
    Figure 112016107219584-pat00107
    ) Of the sound source.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 음원의 발생 위치 결정 방법은,
    상기 입사각과 상기 방향각을 더하여 상기 음원의 발생 위치의 절대방향(
    Figure 112016107219584-pat00108
    )을 결정하는 단계를 더 포함하는 음원의 발생 위치 결정 방법.
    16. The method of claim 15,
    The method according to claim 1,
    The incident angle and the direction angle are added to each other to determine the absolute direction of the generation position of the sound source
    Figure 112016107219584-pat00108
    ) Of the sound source.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 음원의 발생 위치 결정 방법은,
    상기 절대방향과 상기 입사각을 이용하여 상기 음원의 발생 위치, 상기 제1 초저음파 센서 및 상기 제2 초저음파 센서가 이루는 가상의 삼각형의 상기 제1 초저음파 센서가 위치한 지점의 꼭지각을
    Figure 112016107219584-pat00109
    , 상기 제2 초저음파 센서가 위치한 지점의 꼭지각을
    Figure 112016107219584-pat00110
    라고 가정할 때, 수학식
    Figure 112016107219584-pat00111
    에 의해 상기 음원의 발생 위치의 꼭지각(
    Figure 112016107219584-pat00112
    )을 결정하는 단계를 더 포함하는 음원의 발생 위치 결정 방법.
    18. The method of claim 16,
    The method according to claim 1,
    The absolute angle and the incident angle are used to calculate the position of the sound source and the apex angle of a point at which the first ultra sonic sensor is located in a virtual triangle formed by the first ultra sonic sensor and the second ultra sonic sensor
    Figure 112016107219584-pat00109
    , The apex angle of the point where the second ultra sonic sensor is located
    Figure 112016107219584-pat00110
    , The equation
    Figure 112016107219584-pat00111
    Of the sound source at the apex angle
    Figure 112016107219584-pat00112
    ) Of the sound source.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 음원의 발생 위치 결정 방법은,
    수학식
    Figure 112016107219584-pat00113
    에 의해 상기 제1 초저음파 센서에서 음원의 발생 위치까지의 거리(
    Figure 112016107219584-pat00114
    )를 결정하는 단계를 더 포함하는 음원의 발생 위치 결정 방법.
    18. The method of claim 17,
    The method according to claim 1,
    Equation
    Figure 112016107219584-pat00113
    The distance from the first ultrasonic wave sensor to the position where the sound source is generated
    Figure 112016107219584-pat00114
    ) Of the sound source.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 음원의 발생 위치 결정 방법은,
    상기 제1 초저음파 센서에서 음원의 발생 위치까지의 거리를 이용하여 상기 음원의 발생 시간을 결정하는 단계를 더 포함하는 음원의 발생 위치 결정 방법.
    19. The method of claim 18,
    The method according to claim 1,
    Further comprising the step of determining a generation time of the sound source by using a distance from the first ultra sonic sensor to a location where the sound source is generated.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 음원의 발생 위치 결정 방법은,
    수학식
    Figure 112016107219584-pat00115
    에 의해 음원의 발생 위치의 위도(
    Figure 112016107219584-pat00116
    ) 및 경도(
    Figure 112016107219584-pat00117
    )를 결정는 단계를 더 포함하는 음원의 발생 위치 결정 방법.
    19. The method of claim 18,
    The method according to claim 1,
    Equation
    Figure 112016107219584-pat00115
    The latitude of the position where the sound source is generated
    Figure 112016107219584-pat00116
    ) And hardness (
    Figure 112016107219584-pat00117
    ) Of the sound source.
KR1020160145254A 2016-11-02 2016-11-02 Method for determining generation position of sound source and apparatus for the same KR101949340B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160145254A KR101949340B1 (en) 2016-11-02 2016-11-02 Method for determining generation position of sound source and apparatus for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160145254A KR101949340B1 (en) 2016-11-02 2016-11-02 Method for determining generation position of sound source and apparatus for the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180048102A KR20180048102A (en) 2018-05-10
KR101949340B1 true KR101949340B1 (en) 2019-02-18

Family

ID=62184434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160145254A KR101949340B1 (en) 2016-11-02 2016-11-02 Method for determining generation position of sound source and apparatus for the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101949340B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011124749A (en) 2009-12-10 2011-06-23 Funai Electric Co Ltd Sound source search apparatus
JP2011166608A (en) * 2010-02-12 2011-08-25 Canon Inc Sound source position specifying method
JP5463875B2 (en) * 2009-11-25 2014-04-09 日本電気株式会社 Aircraft position measurement system, response signal discrimination method and response signal discrimination program used in the system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100371793B1 (en) * 2001-03-26 2003-02-12 이성태 A Method for Determining the Location of Sound Source

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5463875B2 (en) * 2009-11-25 2014-04-09 日本電気株式会社 Aircraft position measurement system, response signal discrimination method and response signal discrimination program used in the system
JP2011124749A (en) 2009-12-10 2011-06-23 Funai Electric Co Ltd Sound source search apparatus
JP2011166608A (en) * 2010-02-12 2011-08-25 Canon Inc Sound source position specifying method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180048102A (en) 2018-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8089827B2 (en) Method for localizing remote devices, using acoustical and electromagnetic waves
CN103424739A (en) Acoustic ranging system using atmospheric dispersion
Dong et al. An analytical solution for acoustic emission source location for known P wave velocity system
US10598756B2 (en) System and method for determining the source location of a firearm discharge
Heaney et al. Three-dimensional parabolic equation modeling of mesoscale eddy deflection
US20100142326A1 (en) Method For Identifying Gas Leaks Using A Stationary Seabed Placed Steered Beamformed Acoustic Antenna With Active Narrow Beam Transmitter Interrogation Capability
RU2379709C1 (en) Method of determining propagation speed and direction of arrival of ionospheric disturbance
Sherki et al. Design of real time sensor system for detection and processing of seismic waves for earthquake early warning system
KR101949340B1 (en) Method for determining generation position of sound source and apparatus for the same
CN104133217B (en) Method and device for three-dimensional velocity joint determination of underwater moving target and water flow
US9453900B2 (en) Method and apparatus for three dimensional wavenumber-frequency analysis
Thong-un et al. A linearization-based method of simultaneous position and velocity measurement using ultrasonic waves
Hengy et al. Networked localization of sniper shots using acoustics
Sweeney et al. Centimeter-level positioning of seafloor acoustic transponders from a deeply-towed interrogator
RU2300122C1 (en) Mode of remote definition of the parameters of an infrasound signal near an unidentified source of the signal
US9612310B2 (en) Method and apparatus for determining the direction of arrival of a sonic boom
Wu et al. Passive sonic detection and ranging for locating sound sources
Gao et al. Underwater acoustic positioning system based on propagation loss and sensor network
US7388538B1 (en) System and method for obtaining attitude from known sources of energy and angle measurements
Clark et al. Wireless leak detection using airborne ultrasonics and a fast-bayesian tree search algorithm with technology demonstration on the ISS
US9688371B1 (en) Vehicle based vector sensor
RU2377594C1 (en) Method of determining coordinates of object
Cario et al. Analysis of error sources in underwater localization systems
Chervoniak et al. Signal detection algorithm for aircraft localization by means of passive acoustic radar
KR101232049B1 (en) Technology for detection and location of artillery activities

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant