KR101978186B1 - Method for Arranging Array Sensors of Towed Synthetic Aperture Sonar to Gain Interferometric Data - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중예인체의 반경, 배열센서의 주파수, 수중예인체의 잠수거리 등 예인합성 개구소나 설계시 주요 가변 변수들이 고려된 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of arranging an array sensor for extracting interference measurement data of a synthetic aperture sensor, in which the main variable variables are considered in designing a synthetic aperture or design, such as the radius of a human body, frequency of an array sensor, will be.
소나 (Sound Navigation and Ranging, SONAR)란 음파에 의해 수중 표적의 방위 및 거리를 알아내는 장비로 수중에 존재하는 표적을 탐지, 인식, 구별하는 수단이며 다양한 형태의 소나들이 개발되어 운용되고 있다.Sound Navigation and Ranging (SONAR) is a device that detects the direction and distance of a target underwater by sound waves. It is a means to detect, recognize and distinguish the target in the water. Various types of sonar have been developed and operated.
이 중 예인(Towed) 소나는 트랜스듀서 및 각종 센서 등을 탑재한 수중예인체(Towfish)가 잠항하는 잠수함이나 선박에 케이블로 연결된채 끌려다니며 데이터를 수신하여 운용된다. The towed sonar is carried by a towfish, which is equipped with a transducer and various sensors, connected to a submarine or a ship that is submerged by a cable. The towed sonar is operated by receiving data.
이때, 수중을 영상화하는 장비로는 해저 지형을 영상으로 표현하거나 수중구조물을 도시하는 측면 주사 소나(Side Scan Sonar, 이하 SSS)가 대표적인 예이다.At this time, the equipment for imaging underwater is a typical example of a side scan sonar (SSS) that displays an image of an undersea feature or an underwater structure.
이러한 예인 소나는 운용 비용이 비교적 저렴하다는 장점이 있어 가장 보편화된 수중 영상 취득 장비 중 하나로 사용되나, 영상의 해상도와 직접적인 비례관계에 있는 안테나의 직경을 대형으로 설계하기가 쉽지 않아, 원거리 측정시 해상도가 낮아진다는 단점이 존재하였다.However, it is difficult to design the diameter of the antenna which is directly proportional to the resolution of the image. Therefore, it is difficult to design the large diameter of the antenna, Which is lower than that of the prior art.
이를 해결하기 위하여, 플랫폼의 측면에 설치된 소나가 이동하면서 전파와 반사파를 송수신함으로써, 이동한 거리만큼 안테나의 직경을 확장시키는 효과를 갖는 합성 개구 소나 (Synthetic Aperture Sonar, 이하 SAS) 기술과, 두 개 이상의 배열 센서(Array Sensors)가 서로 다른 위치에서 같은 지역을 관측하게 한 후, 각각의 배열 센서가 관측한 영상들을 간섭시켜 목표물의 3D 영상을 구현하는 간섭 계측(Interferometry) 기술을 복합한 간섭 계측 합성 개구 소나(Interferometry Towed Synthetic Aperture Sonar, 이하 INSAS)에 관한 기술이 대두되었다.In order to solve this problem, a synthetic aperture sonar (SAS) technique that has the effect of expanding the diameter of the antenna by the distance traveled by transmitting and receiving radio waves and reflected waves while moving the sonar installed on the side of the platform, The above-mentioned array sensors are used for interference measurement combined with interferometry technology for observing the same area at different positions and then realizing a 3D image of the target by interfering the images observed by the respective array sensors. A technology related to an interferometry towed synthetic aperture sonar (INSAS) has emerged.
상기의 과제를 해결하기 위한 일 예로, 선행하는 미국 공개 특허 제 2016-0341827 호(출원일 : 2015.05.20, SONAR SYSTEMS AND METHODS USING INTERFEROMETRY AND/OR BEAMFORMING FOR 3D IMAGING)에서는, 간섭 계측(Interferometry)을 위하여 복수의 어레이(Array)를 구비한 것을 특징으로 하는 소나 시스템에 대해 기술된 바 있다.As an example for solving the above problem, in the prior US Patent Publication No. 2016-0341827 filed on May 05, 2015, SONAR SYSTEMS AND METHODS USING INTERFEROMETRY AND OR BEAM FORMING FOR 3D IMAGING, A sonar system has been described which has a plurality of arrays.
그러나, INSAS의 경우 안테나 내지 본체에 해당하는 수중예인체(Towfish)가 지속적으로 이동되며 데이터를 수집하는 특성을 지니고, 어레이 센서와 같은 계측수단들이 수중예인체 상에서 어떻게 배치되느냐에 따라 해상도 품질과 직결되는 위상값이 달라지는 문제점이 존재하였으나, 종래 기술에는 복수의 어레이(Array)들이 소나의 일 구성으로 포함되어 있다는 점만 시사되어 있을 뿐, INSAS를 실시함에 있어 최적의 수심 해상도를 산출하기 위한 어레이의 구체적인 배치 방안에 대해 기술되어있지 않았다.However, in the case of INSAS, the towfish, which corresponds to the antenna or main body, is constantly moved and has the characteristic of collecting data, and the measurement means such as the array sensor are directly connected to the resolution quality There is a problem that the phase value of the array is varied. However, only the fact that a plurality of arrays are included in one configuration of the sonar is suggested in the prior art. In the INSAS, There was no description of the layout scheme.
따라서, 종래에는 INSAS의 이동계측에 의한 동적 특성과, 수중예인체의 직경 등과 같은 다양한 변수 사항이 고려된 배열센서 배치 방법 부재하여, 상황에 따라 수심 해상도가 크게 가변한다는 문제점이 존재하였다.Therefore, conventionally, there is a problem that the depth resolution is greatly changed according to the situation due to the absence of the array sensor arrangement method in which various parameters such as the dynamic characteristics by the movement measurement of the INSAS and the diameter of the human body in the water are considered.
본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 해결하기 위해, 예인형 간섭계측 합성개구소나(Towed Interferometric Synthetic Aperture Sonar) 설계시 발생할 수 있는 주요 변수들을 연산장치에 입력하는 단계 및 연산장치가 입력된 변수들을 토대로하여 최적화 수치 산출 프로그램을 통해 수심 해상도가 최적화되도록 하는 배열센서 배치 위치를 산출하도록 하는 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for solving the above problems by inputting main variables that may occur in the design of a towed interferometric synthetic aperture sonar to a computing device, And an arrangement sensor placement position for optimizing the depth of water resolution is calculated through an optimization numerical calculation program. The present invention also provides an array sensor arrangement method for extracting interference measurement data of a synthetic aperture sensor.
상기의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법은,According to an embodiment of the present invention, there is provided an array sensor arrangement method for extracting interference measurement data of a synthetic aperture sensor,
수중예인체의 반경 R, 상기수중예인체의 수심 h 및 상기 수중예인체에 설치되는 제 1 배열센서와 제 2 배열센서의 주파수 f를 포함하는 변수정보를 결정하는 변수결정단계, 연산장치의 저장부에 상기 변수정보가 입력되는 입력단계 및 상기 연산장치의 중앙연산부가 상기 저장부에 설치된 최적화 수치 산출 프로그램과 상기 변수정보를 이용하여, 수학식A variable determining step of determining variable information including a radius R of the human body in water, a water depth h of the human body in the water and a frequency f of the first array sensor and the second array sensor installed in the human body, An input step in which the variable information is input to the input unit and a central operation unit of the computation unit, using an optimization value calculation program provided in the storage unit and the variable information,
에서 수심 해상도를 나타내는 상기 ha가 최대로 산출되도록 하는 φ1 및 φ2 값인 φ1´ 및 φ2´를 산출하는 최적화 단계를 포함하고, 1 " and " 2 " , which allow the h a representing the water depth resolution to be calculated at the maximum, ≪ RTI ID = 0.0 > 1 < / RTI > and phi 2 '
(여기서, A1 및 A2는 상기 수중예인체의 원주상 어느 한점에 존재하는 상기 제 1 및 제 2 배열센서의 위치, φ1은 상기 수중예인체의 수평중심축 우측으로부터 A1까지의 반시계 방향 각도, φ2는 상기 수중예인체의 수평중심축 우측으로부터 A2까지의 반시계 방향 각도, ρ는 A1과 측정하고자 하는 목표위치 Z(y) 사이의 음향 시간 거리, λ는 음속이 상기 f로 나눠진 값, α는 φ1 및 φ2 중 더 큰 값을 작은 값에 뺀 값, θ0는 상기 ρ와 이등변삼각형을 이루되 끝점은 Z(y)의 좌측에 존재하는 직선 ρ1과 상기 h 간의 끼인각)(Where A 1 and A 2 are positions of the first and second array sensors at any one of the circumferential positions of the human body in the water, and φ 1 is the position of a half from the right side of the horizontal center axis of the human body to A 1 ( 2) is the counterclockwise angle from the right side of the horizontal center axis of the human body to A 2 , ρ is the acoustic time distance between A 1 and the target position Z (y) to be measured, λ is the sound velocity The value divided by f, α is a value obtained by subtracting a larger value of φ 1 and φ 2 from a smaller value, θ 0 is an isosceles triangle with ρ and an end point is a straight line ρ 1 existing on the left side of Z (y) h)
또한, 상기 최적화단계는, 상기 수중예인체의 우현에 존재하는 상기 Z(y)를 측정하고자 하는 경우 상기 φ1 및 φ2의 범위를 180°보다 크고 270°보다 작도록 하고, 상기 수중예인체의 좌현에 존재하는 상기 Z(y)를 측정하고자 하는 경우 상기 φ1 및 φ2의 범위를 270°보다 크고 360°보다 작도록 하는 최적방위 결정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, in the optimization, the range of φ 1 and φ 2 is set to be larger than 180 ° and less than 270 ° when the Z (y) existing on the starboard of the human body is to be measured, When the Z (y) existing on the port of the mobile robot is to be measured, the range of the φ 1 and φ 2 is set to be larger than 270 ° and smaller than 360 °.
먼저, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 변수결정단계 및 입력단계를 통해 수중예인체의 반경, 수중예인체의 수심, 배열센서의 송수신 주파수 등의 주요 변수 사항들이 결정된 후 연산장치에 입력되고, 최적화 단계를 통해 연산장치가 수심 해상도 산출 수학식에 주요 변수 사항들을 대입하고, 수학식의 해인 수심 해상도가 최대가 되도록 하는 배열센서의 배치위치를 산출하도록 함으로써, 연산장치에 소나 설계시 고려될 수 있는 주요 변수들을 입력하는 것만으로도, 수심해상도가 최대가 되도록 하는 배열센서 배치 설계안을 얻을 수 있는 효과가 발생한다.According to one embodiment of the present invention, the main variables such as the radius of the human body in the water, the depth of the human body in the water, and the transmitting and receiving frequencies of the array sensor are determined through the variable determination step and the input step, And the arithmetic and logic unit calculates the arrangement position of the array sensor so that the arithmetic unit substitutes the main variables into the depth resolution calculation formula and maximizes the depth resolution, which is the solution of the mathematical expression, By simply inputting the key variables that can be considered, an array sensor layout design that maximizes depth resolution is obtained.
또한, 상기 최적화단계시, 측정하고자 하는 목표위치의 방위에 따라 연산장치가 산출하고자하는 상기 φ1 및 φ2의 범위를 구체화하도록 하는 최적방위 결정단계를 포함하도록 함으로써, 개별적 상황에 따른 구체적인 배열센서 배치 설계안을 얻을 수 있는 효과가 발생한다.In the optimization step, by including an optimal orientation determination step of specifying the range of the? 1 and? 2 desired to be calculated by the computing device according to the orientation of the target position to be measured, The effect of obtaining the layout design is obtained.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법의 개략도이다.FIG. 1 is a flowchart of a method of arranging an array sensor for extracting interference measurement data of a synthetic apertureizer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a method of arranging an array sensor for extracting interference measurement data of a synthetic apertureizer according to an embodiment of the present invention.
먼저, 본 발명의 실시에 있어 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면에 포함되어 있고, 해당 분야의 통상의 기술자에게 있어서, 명세서상에서 정의된 표현들은 그 자체로 해석될 것이 아니라 이와 의미가 동일한 다른 표현들에 의하여도 해석 가능할 것이다.The embodiments of the present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown. It can be interpreted by other expressions as well.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, an array sensor arrangement method for extracting interference measurement data of a synthetic aperture analyzer, which is an example according to the present invention, will be described with reference to the drawings.
먼저, 본 발명에 의한 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법은 저장부 및 중앙연산부를 포함하는 연산장치를 이용하여 이루어질 수 있다.First, an arrangement sensor arrangement method for extracting interference measurement data of a synthetic aperture analyzer, which is an example of the present invention, can be performed using a calculation unit including a storage unit and a central operation unit.
상기 연산장치는 PC 등과 같은 일반적인 집적 정보 저장 및 연산수단이며, 상기 저장부는 메모리 등과 같은 상기 연산장치 내 정보 저장을 위한 수단이고, 상기 중앙연산부는 CPU와 같이 상기 저장부 등에 저장된 정보를 처리하는 수단인 바, 상기 연산장치, 저장부 및 중앙연산부는 정보를 저장하고 연산하는 모든 주지관용적인 수단을 포함한다.The central processing unit includes a central processing unit (CPU), such as a central processing unit (CPU), for processing information stored in the storage unit and the like, The computing device, the storage, and the central computing unit include all well-known means for storing and computing information.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 구체적인 본 발명의 일 실시예에 따른 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, an arrangement sensor arrangement method for extracting interference measurement data of a synthetic aperture analyzer, which is an example according to an embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명은 변수결정단계(S100)를 통해 예인 간섭측정 합성개구소나(towed INterferometric Synthetic Aperture Sonar, 이하 INSAS) 설계시 고려되어야 할 주요한 변수들인 수중예인체의 반경 R, 상기수중예인체의 수심 h 및 상기 수중예인체에 설치되는 제 1 배열센서와 제 2 배열센서의 주파수 f를 포함하는 변수정보를 결정하게 된다.Referring to FIG. 2, the present invention can be applied to a method of determining a radius R of a human body, which is a main parameter to be considered in designing a towed INTERSAS (hereinafter referred to as INSAS) through a variable determining step S100, The variable information including the depth h of the human body in the water and the frequency f of the first array sensor and the second array sensor installed in the human body are determined.
상세하게는, R,h 및 f 와 같은 변수들은 설계 사항, 제품 규격, 계측 환경 등의 변화와 직접적인 관계들이 있는 사항이므로, INSAS 설계시 본 단계에 의하여 결정되어야 하는 것이다.In particular, variables such as R, h, and f have direct relationships with changes in design specifications, product specifications, measurement environment, etc., and therefore should be determined by this step in designing the INSAS.
특히 R의 경우, INSAS가 출력할 수 있는 해상도는 안테나에 대응되는 수중예인체의 R과 직접적인 비례관계를 가지므로, 상기 변수결정단계(S100)에서의 주요 변수 중 하나로 선정되는 것이다.In particular, in the case of R, the resolution that INSAS can output is directly proportional to R of the human body corresponding to the antenna, and thus is selected as one of the main parameters in the variable determining step (S100).
다음으로, 입력단계(S200)을 통해 상기 변수정보는 연산장치의 저장부에 입력되는데, 이때 상기 연산장치는 정보 입력을 위한 모든 주지관용적인 수단을 포함한다.Next, through the input step (S200), the variable information is input to the storage unit of the arithmetic unit, where the arithmetic unit includes all well-known means for inputting information.
마지막으로, 저장부에 입력된 변수정보들은 최적화단계(S300)를 통해 중앙연산부에 의하여 하기의 수학식 1에 대입되고,Lastly, the variable information inputted to the storage unit is substituted into the following equation (1) by the central operation unit through the optimization step (S300)
상기 중앙연산부가 최적화 수치 산출 프로그램을 이용하여 상기 수학식 1에서의 ha가 최대화되는 배열센서의 배치위치를 나타내는 φ1 및 φ2 값인 φ1´ 및 φ2´를 산출하도록 하는바, 후술하여 본 단계에 대해 상세히 설명하도록 한다.The central processing portion optimization value φ 1 showing the placement of a sensor array that is of a h in the equation (1) maximized by using a calculation program And? 2 Values φ 1 'and φ 2 ', which will be described later in detail.
먼저, INSAS는 도 2에 도시된 바와 같이 A1 Antenna와 A2 Antenna의 궤적 차이에 대응되는 위상차를 가진 제 1 및 제 2 배열센서로부터의 데이터를 상호 간섭계측하는 장치이므로, 이와 직접 연관되는 제 1 및 제 2 배열센서의 위치인 A1과 A2의 좌표에 대해 설명하도록 한다.As shown in FIG. 2, the INSAS is a device for mutual interference measurement of data from the first and second array sensors having a phase difference corresponding to the difference between the trajectories of the A 1 Antenna and the A 2 Antenna. Therefore, 1 and the coordinates of A 1 and A 2 which are the positions of the second array sensor will be described.
개략도인 도 2를 참조하면, 수중예인체의 중심축 우측으로부터 A1, A2까지 반시계 방향으로 잰 각도를 φ1, φ2라고 할 시, A1과 A2간의 위상차인 α는 φ1와 φ2 중 더 큰 값을 작은 작은 값에 뺀 값에 해당하게 된다.Referring to FIG. 2, which is a schematic diagram, when the angles measured from the right side of the central axis of the human body to A 1 and A 2 in the counterclockwise direction are φ 1 and φ 2 , a phase difference α between A 1 and A 2 is φ 1 And φ 2 minus the smaller value of the larger value.
또한, 상기 A1 및 A2는 수중예인체의 중심부로부터 R 만큼 떨어진 원주상 임의의 한 점에 존재하는 것으로 도시되어 있으므로, A1 및 A2의 각각의 좌표 위치는 (Rcosφ1, Rsinφ1) 및 (Rcosφ2, Rsinφ2)로 정의될 수 있다.Since A 1 and A 2 are shown to exist at a certain point on the circumference separated by R from the center of the human body, the coordinate positions of A 1 and A 2 are (R cos φ 1 , R sin φ 1 ) And (Rcos? 2 , Rsin? 2 ).
나아가, 상술한 바와 같이 상기 φ1 및 φ2는 수심 해상도인 ha를 산출하기 위한 수학식의 함수이므로, 이를 최적화하여 산출한 φ1´ 및 φ2´를 상기 (Rcosφ1, Rsinφ1) 및 (Rcosφ2, Rsinφ2)에 대입함으로써 최적화된 A1과 A2의 좌표 위치가 산출될 수 있는 것이다.As described above, since φ 1 and φ 2 are functions of mathematical expressions for calculating the depth resolution h a , φ 1 'and φ 2 ' calculated by optimizing φ 1 and φ 2 are (R cos φ 1 , R sin φ 1 ) and (Rcos? 2 , Rsin? 2 ), the coordinate positions of the optimized A 1 and A 2 can be calculated.
이때, 수중예인체는 R에 해당하는 반경을 가지는 원 형상의 장치로 도시되있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 본 발명은 원형 수중예인체의 설계시에만 국한되는 것이 아니며, 상기 R은 이용하고자 하는 수중예인체의 중심부로부터 최단부까지의 거리라 할 것이다.In this case, the human body in the water is shown as a circular device having a radius corresponding to R, but this is for convenience of explanation, and the present invention is not limited to designing a human body in circular water, The distance from the center of the human body to the shortest end.
이로써 INSAS의 각 배열센서간 위상차와 그 설계 위치에 대한 파라메터인 φ1 및 φ2에 대하여 설명을 하였고, 이를 통해 수심 해상도인 ha를 산출하는 방법을 설명하도록 한다.This explains the phase difference between each array sensor of INSAS and the parameters φ 1 and φ 2 for the design position, and explains how to calculate the depth resolution h a through this.
먼저, 도 2에 도시된 ρ는 상기 A1과 측정하고자 하는 목표위치 Z(y) 사이의 음향 시간 거리이고, θ0는 상기 ρ와 이등변삼각형을 이루되 끝점은 Z(y)의 좌측에 존재하는 직선 ρ1과 상기 h 간의 끼인각이며, δθ는 ρ와 ρ1 사이의 끼인각이므로, 이를 통하여 산출한 Z(y)의 수심은,2 is an acoustic time distance between A 1 and a target position Z (y) to be measured, and θ 0 is an isosceles triangle with respect to the ρ, and an end point is located to the left of Z (y) And the depth of the Z (y) calculated through this is the angle of inclination between the straight line 1 and the line h,
와 같이 표현될 수 있으며, 이때 상기 δθ는 실제 측정 상황에서 극히 미소한 값이므로 수학식 2 에서와 같이 근사화될 수 있다., Where DELTA &thetas; is an extremely small value in an actual measurement situation, and can be approximated as shown in Equation (2).
이에 덧붙여, 음속을 제 1 배열센서와 제 2 배열센서의 주파수 f로 나눈 값인 λ를 활용하여 수심 해상도인 ha를 유도하면,In addition, if the depth resolution h a is derived using the value λ obtained by dividing the sound velocity by the frequency f of the first array sensor and the second array sensor,
와 같이 표현될 수 있다.Can be expressed as
이때, 상기 수학식 3에서의 B는, 도 2를 참조할시 A1과 A2의 거리를 나타내는 것이므로, 상기 B는 |A1-A2|와 같이 나타낼 수 있고, 상세하게는In this case, B in Equation (3) represents the distance between A 1 and A 2 when referring to FIG. 2, so that B can be expressed as A 1 -A 2 |
와 같이 표현될 수 있으므로, 이러한 상기 수학식 4를 상기 수학식 3에 대입한다면, φ1 및 φ2만을 가변 함수로하는 상기 수학식 1이 도출되는 것이다.Therefore, if Equation (4) is substituted into Equation (3), Equation (1) is obtained, in which only φ 1 and φ 2 are variable functions.
마지막으로, 연산장치의 중앙연산부가 상기 수학식 1을 최적화 수치 산출 프로그램을 이용하여 상기 ha가 최대가 되도록 하는 φ1, φ2인 φ1´ 및 φ2´를 산출하도록 함으로써, 주요 변수들이 고려된 배열센서의 배치 설계안이 확정되는 것이다.Finally, by the central processing part Equation (1) of the computing device using an optimization value calculating program is the h a to yield a φ 1, φ 2 of φ 1 'and φ 2' to be the maximum, are the main variables The layout design of the array sensor under consideration is confirmed.
이때 상기 최적화 수치 산출 프로그램은, MATLAB과 같은 수치해석을 위한 모든 종류의 주지관용적인 수단을 포함하며, φ1´ 및 φ2´를 산출하기 위한 수학적 기법으로는 Quasi-Newton 기법과 같이, 이차 도함수의 최대값 또는 최소값을 산출하기 위한 모든 주지관용적인 수단을 포함한다.At this time, the optimization value calculation program includes all kinds of well-known means for numerical analysis such as MATLAB, and as a mathematical technique for calculating? 1 'and? 2 ', a Quadrature- All of the well-known means for calculating the maximum or minimum value of < RTI ID = 0.0 >
덧붙여, Z(y)는 수중예인체의 좌현 또는 우현 상에 존재하는 것이어서, Z(y)가 수중예인체의 우현인 3사분면상에 존재하면 상기 φ1 및 φ2의 범위를 180°보다 크고 270°보다 작도록 하고, Z(y)가 수중예인체의 좌현인 4사분면상에 존재하면 φ1 및 φ2의 범위를 270°보다 크고 360°보다 작도록 하는 최적방위 결정단계(미도시)를 포함하도록 함으로써, 개별적 상황에 따른 구체적인 배열센서 배치 설계안을 얻을 수 있다.If Z (y) is present on the quadrant 3, which is the star of the human body in water, the range of φ 1 and φ 2 is larger than 180 ° (Not shown) such that the range of? 1 and? 2 is larger than 270 占 and smaller than 360 占 if Z (y) is present on the quadrant of the human body, , It is possible to obtain a detailed array sensor layout design according to an individual situation.
이상과 같이 본 발명은 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법을 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하며, 본 발명의 진정한 권리 범위는 특허청구범위를 기준으로 하고, 이에 균등한 실시 예에도 미친다 할 것이다.As described above, the present invention provides a method of arranging an array sensor for extracting interference measurement data of a pre-acquisition synthetic aperture, and the embodiments described above are only one embodiment with reference to the drawings, The true scope of the present invention is based on the claims and equivalents thereof.
Claims (2)
연산장치의 저장부에 상기 변수정보가 입력되는 입력단계; 및
상기 연산장치의 중앙연산부가 상기 저장부에 설치된 최적화 수치 산출 프로그램과 상기 변수정보를 이용하여, 수학식
에서 수심 해상도를 나타내는 상기 ha가 최대로 산출되도록 하는 φ1 및 φ2 값인 φ1´ 및 φ2´를 산출하는 최적화 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법.
(여기서, A1 및 A2는 상기 수중예인체의 중심선으로부터 반경R 까지의 거리인 원주상에 있는 어느 한점과 다른 한점에 존재하는 상기 제 1 및 제 2 배열센서의 위치, φ1은 상기 수중예인체의 수평중심축 우측으로부터 A1까지의 반시계 방향 각도, φ2는 상기 수중예인체의 수평중심축 우측으로부터 A2까지의 반시계 방향 각도, ρ는 A1과 측정하고자 하는 목표위치 Z(y) 사이의 음향 시간 거리, λ는 음속이 상기 f로 나눠진 값, α는 φ1 및 φ2 중 더 큰 값을 작은 값에 뺀 값, θ0는 상기 ρ와 이등변삼각형을 이루되 끝점은 Z(y)의 좌측에 존재하는 직선 ρ1과 상기 h 간의 끼인각, h는 해저면에서 상기 제1 배열센서까지의 수직거리이다.)
A parameter determining step of determining variable information including a radius R of the human body in water, a water depth h of the human body in the water, and a frequency f of the first array sensor and the second array sensor installed in the human body;
An input step of inputting the variable information into a storage unit of a computing device; And
Wherein the central arithmetic unit of the arithmetic unit calculates an optimization numerical value calculation program provided in the storage unit and the variable information,
And a step of calculating φ 1 'and φ 2 ', which are values of φ 1 and φ 2 , at which the h a representing the water depth resolution is calculated at the maximum, are extracted. A method for arranging an array sensor.
(Where, A 1 and A 2 is the position of the first and second array of sensors present in any point and the other one point in the distance of the circumference to the radius R from the center line of the hand for example, the human body, φ 1 is the water A counterclockwise angle from the right side of the horizontal axis of the human body to A 1 , φ 2 is a counterclockwise angle from the right side of the horizontal center axis of the human body to A 2 , ρ is a counterclockwise angle from A 1 to the target position Z (?) is a value obtained by dividing a sonic velocity by the value f,? is a value obtained by subtracting a larger value of? 1 and? 2 from a smaller value,? 0 is an isosceles triangle with the? The inclined angle h between the straight line? 1 and h existing on the left side of Z (y), h is the vertical distance from the sea floor to the first array sensor.
상기 최적화단계는,
상기 수중예인체의 우현에 존재하는 상기 Z(y)를 측정하고자 하는 경우 상기 φ1 및 φ2의 범위를 180°보다 크고 270°보다 작도록 하고,
상기 수중예인체의 좌현에 존재하는 상기 Z(y)를 측정하고자 하는 경우 상기 φ1 및 φ2의 범위를 270°보다 크고 360°보다 작도록 하는 최적방위 결정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인 합성개구소나의 간섭계측 데이터 추출을 위한 배열센서 배치 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the optimizing step comprises:
The range of φ 1 and φ 2 is set to be larger than 180 ° and less than 270 ° when the Z (y) existing on the starboard of the human body is to be measured,
And determining an optimum azimuth determining step of setting the range of φ 1 and φ 2 to be larger than 270 ° and smaller than 360 ° when the Z (y) existing on the port of the human body is measured. An Array Sensor Arrangement Method for Interferometric Measurement Data Extraction of Synthetic Apertures.
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| KR102259907B1 (en) | 2021-02-19 | 2021-06-03 | 소나테크 주식회사 | Test jig for interferometry towed synthetic aperture SONAR |
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