KR102123232B1 - Apparatus for detecting depth of water using samll SONAR - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for measuring the depth of water using a small sonar. In particular, a small sonar for detection of underwater sound waves is mounted on a water vehicle which can be remotely controlled, such as a small boat, and is capable of measuring the depth of water or the topography of the water bottom in rivers, streams, lakes, and reservoirs.

Description

소형 소나를 이용한 수심 측정장치{Apparatus for detecting depth of water using samll SONAR}Apparatus for detecting depth of water using samll SONAR

본 발명은 소형 소나를 이용한 수심 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소형 보트와 같이 원격 조종이 가능한 수상 이동체에 수중 음파 탐지를 위한 소형의 소나(sonar)를 장착하여 강, 하천, 호수 및 저수지 등에서 수심이나 수저면의 지형을 측정할 수 있는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a depth measuring device using a small sonar, and more specifically, a small sonar (sonar) for underwater acoustic wave detection is mounted on a water vehicle that can be remotely controlled, such as a small boat, for rivers, rivers, lakes, and reservoirs. It relates to a depth measuring apparatus using a small sonar that can measure the depth of the water or the bottom surface of the back.

수중 음파 탐지 장치인 소나(SONAR, sound navigation and ranging)는 군사 및 민수 분야에서 수상 또는 수중 물체의 탐지나 표정에 사용되는 것으로 수중 바닥인 수저면 탐측에도 이용되고 있다.Sonar (sonar, sound navigation and ranging), which is used for the detection and expression of aquatic or underwater objects in the military and civilian fields, is also used for underwater surface detection.

이러한 소나는 음파를 수중에 방사하고 수중의 물체로부터 반사되어 되돌아오는 반사파를 받아들여 이를 해석함으로써 수중의 표적을 탐지하며, 수심 측정이나 수저면 지형의 탐측에도 사용된다.These sonars detect underwater targets by radiating sound waves into the water and interpreting the reflected waves reflected from the underwater objects and returning them. They are also used for depth measurement and detection of bottom surface topography.

탐측을 위해 소나는 수중음향센서, 빔형성장치, 음향신호처리장치 및 표적탐지장치 등을 포함하며, 사이드 스캔 소나, 섹터 스캔 소나 및 합성 개구면 소나와 같은 다양한 소나를 이용하여 해저면 이미지를 획득하기도 한다.For detection, the sonar includes an underwater acoustic sensor, a beam forming device, an acoustic signal processing device, and a target detection device, and acquires a seabed image using various sonars such as a side scan sonar, a sector scan sonar, and a synthetic aperture sonar. It is also done.

그러나 종래의 수중 소나 기술은 위와 같이 수심이 깊은 해저면 탐사를 위한 것이 대부분이며, 탐사용 선박의 선체가 일직선으로 움직이면서 동일한 해저면에 다수의 소나 빔을 투사하는 방식으로 해저를 조사한다.However, the conventional underwater sonar technology is mostly for exploring a deep seabed as described above, and the seabed is irradiated by projecting multiple sonar beams on the same seafloor while the hull of the exploration vessel moves in a straight line.

따라서, 강, 하천, 호수 및 저수지 등와 같이 비교적 수심이 낮은 지역에서 수심을 측정하거나 수저면의 지형을 탐측할 수 있는 소형 소나 장치는 전무하여 간편하면서도 정밀한 수심 측정이 가능한 소나 장치가 필요한 실정이다.Accordingly, there is no small sonar device capable of measuring the depth of water or detecting the topography of the bottom surface in areas with relatively low water depth, such as rivers, rivers, lakes, and reservoirs, so there is a need for a sonar device capable of simple and precise depth measurement.

대한민국 등록특허 제10-1757915호Republic of Korea Registered Patent No. 10-1757915 대한민국 등록특허 제10-1633644호Republic of Korea Registered Patent No. 10-1633644

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소형 보트와 같이 원격 조종이 가능한 수상 이동체에 수중 음파 탐지를 위한 소형의 소나(sonar)를 장착하여 강, 하천, 호수 및 저수지 등에서 수심이나 수저면의 지형을 측정할 수 있는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the problems as described above, by mounting a small sonar (sonar) for underwater acoustic wave detection on a water vehicle that can be remotely controlled, such as a small boat, water, depth or water in rivers, rivers, lakes and reservoirs, etc. It is to provide a depth measuring device using a small sonar that can measure the topography of the bottom.

이를 위해 본 발명에 따른 소형 소나를 이용한 수심 측정장치는 원격 조종에 의해 수면상에서 이동하는 수상 이동체와; 상기 수상 이동체의 저부 일측에 고정 설치되며, 수중 바닥을 향해 검측용 음향 신호를 방출하는 액티브 트랜스듀서와; 상기 수상 이동체의 저부 타측에 상기 액티브 트랜스듀서로부터 분리되어 독립하여 설치되며, 상기 검측용 음향 신호가 상기 수중 바닥에서 반사된 후 되돌아온 에코 신호를 수신하는 에코 리시버와; 상기 에코 리시버를 상기 수상 이동체의 저부에 회동 가능하게 조립시킴에 따라 상기 에코 리시버의 수신 각도를 조절하는 각도 조절기와; 상기 수상 이동체의 이동 속도를 측정하는 속도 측정기와; 상기 수상 이동체의 이동에 따른 위치 변동 및 상기 이동 속도를 통해 산출되는 상기 에코 신호의 도플러 효과에 따라 상기 에코 리시버의 각도 조절값을 산출하는 보정 모듈과; 상기 보정 모듈에서 산출된 각도 조절값에 따라 상기 각도 조절기를 구동시켜 상기 에코 리시버의 수신 각도를 조절하는 자세 조절 모듈; 및 상기 자세가 보정된 에코 리시버의 에코 신호를 분석하여 수심(depth of water)을 산출하는 수심 산출 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.To this end, a depth measuring apparatus using a small sonar according to the present invention includes: a water moving object moving on the water surface by remote control; An active transducer fixedly installed on one side of the bottom of the water moving body and emitting an acoustic signal for detection toward an underwater floor; An echo receiver installed separately from the active transducer on the other side of the water moving body, and receiving an echo signal returned after the acoustic signal for detection is reflected from the underwater floor; An angle adjuster for adjusting the reception angle of the echo receiver by assembling the echo receiver so as to be rotatable at the bottom of the moving object; A speed measuring device for measuring the moving speed of the water moving object; A correction module for calculating an angle adjustment value of the echo receiver according to a positional change according to the movement of the water moving object and a Doppler effect of the echo signal calculated through the movement speed; A posture adjustment module that controls the reception angle of the echo receiver by driving the angle adjuster according to the angle adjustment value calculated by the correction module; And a depth calculation module configured to calculate a depth of water by analyzing the echo signal of the echo receiver in which the posture is corrected.

이때, 상기 수상 이동체는 원격 조종기에 의해 주행 속도 및 방향이 조절되는 소형 보트인 것이 바람직하다.At this time, the water moving object is preferably a small boat whose travel speed and direction are controlled by a remote controller.

또한, 상기 액티브 트랜스듀서는 상기 수상 이동체의 저부에서 직하 방향을 바라보도록 설치되고, 상기 에코 리시버는 상기 수상 이동체의 주행 방향의 반대 방향으로 하향 경사지게 설치되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the active transducer is installed so as to face the direct direction from the bottom of the water moving body, the echo receiver is preferably installed inclined downward in the opposite direction to the traveling direction of the water moving body.

또한, 상기 속도 측정기는 상기 수상 이동체에 설치되어 상기 수상 이동체의 이동 속도를 측정하는 속도 센서이며, 상기 보정 모듈은 상기 속도 센서에서 전송되는 측정값을 입력받아 상기 도플러 효과에 의한 각도 조절값을 산출하는 것이 바람직하다.In addition, the speed meter is a speed sensor installed on the moving object to measure the moving speed of the moving object, and the correction module receives the measurement value transmitted from the speed sensor and calculates an angle adjustment value by the Doppler effect It is desirable to do.

또한, 상기 수심 산출 모듈은 상기 수심 측정 시간을 측정하는 타이머(timer)와; 상기 에코 리시버의 수신 각도가 조정되는 이벤트를 검출하는 불연속 검출부와; 상기 이벤트가 발생한 제1 시점과, 상기 이벤트 발생 시점보다 설정된 단위 시간 이전인 제2 시점 및 상기 이벤트 발생 시점보다 설정된 단위 시간 이후인 제3 시점의 수심 측정 결과를 각각 기록하는 측정기록 저장부; 및 상기 측정기록 저장부에 기록된 제1 시점 내지 제3 시점에서의 수심 측정값에 대한 평균값을 산출하고, 상기 평균값을 상기 제1 시점에서의 측정 수심값으로 대체하는 수심 산출부;를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the depth calculation module includes a timer for measuring the depth measurement time; A discontinuity detection unit detecting an event in which the reception angle of the echo receiver is adjusted; A measurement record storage unit for recording the depth measurement results of the first time point at which the event occurred, the second time point before the unit time set than the event occurrence time, and the third time point after the unit time set than the event occurrence time; And a depth calculation unit calculating an average value of the depth measurement values at the first to third time points recorded in the measurement record storage unit and replacing the average value with the measured depth value at the first time point. It is preferred.

또한, 상기 수상 이동체의 전후좌우 각 방향에는 수중을 향해 연장되며 물보다 비중이 큰 웨이트(weight)가 설치됨에 따라 상기 수상 이동체의 흔들림을 저하시키는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to reduce the shaking of the water moving body as a weight (weight) that extends toward the water and has a greater specific gravity than water is installed in each of the front, rear, left and right directions of the water moving body.

또한, 상기 웨이트는 유선형으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.In addition, the weight is preferably made of a streamlined.

또한, 상기 전후좌우 방향의 웨이트는 상기 에코 리시버의 외측을 둘러싸도록 설치되며, 각 웨이트에는 상기 에코 신호를 수신하는 보조 리시버가 설치되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the weights in the front, rear, left, and right directions are provided to surround the outside of the echo receiver, and it is preferable that an auxiliary receiver for receiving the echo signal is installed in each weight.

또한, 상기 수심 산출 모듈은 상기 에코 리시버에서 수신한 에코 신호를 분석하여 산출된 제1 측정값; 및 상기 보조 리시버들에서 수신한 에코 신호를 분석하여 각각 산출된 수심 측정값들의 평균인 제2 측정값;을 산출하되, 상기 제1 측정값과 제2 측정값의 평균값으로 수심을 결정하는 것이 바람직하다.In addition, the depth calculation module is a first measurement value calculated by analyzing the echo signal received from the echo receiver; And analyzing the echo signal received from the auxiliary receivers to calculate a second measurement value, which is an average of the depth measurement values, respectively, which is calculated, but it is preferable to determine the depth as the average value of the first measurement value and the second measurement value. Do.

또한, 상기 수상 이동체에는 GPS 송수신 모듈이 설치되어 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a GPS transmission/reception module is installed on the above-mentioned moving object.

또한, 상기 GPS 송수신 모듈로부터 상기 수상 이동체의 절대위치 좌표값을 실시간 입력받아 기록하는 위치정보 기록모듈; 및 수심 측정을 시작한 시간부터 종료한 시간까지의 절대위치 좌표값을 입력받아 수심을 측정하는 동안 상기 수상 이동체가 이동한 이동 경로를 추적하는 측정경로 추적모듈;를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the location information recording module for receiving and recording in real time the absolute coordinates of the position of the moving object from the GPS transceiver module; It is preferable to further include a measurement path tracking module that receives an absolute position coordinate value from a time at which the depth measurement starts to a time at which the depth is measured and tracks the movement path of the moving object while measuring the water depth.

또한, 상기 수상 이동체의 운전을 자동으로 제어하는 자동 제어기를 더 포함하되, 상기 자동 제어기는 상기 측정경로 추적모듈에서 제공하는 수상 이동체의 이동 경로를 참조하여, 상기 수상 이동체가 상기 이동 경로를 따라 자동으로 재운행되도록 제어함으로써 동일한 구역의 수심을 다수회 측정하는 것이 바람직하다.In addition, further comprising an automatic controller for automatically controlling the operation of the water moving object, the automatic controller refers to the movement path of the water moving object provided by the measurement path tracking module, the water moving object automatically along the moving path It is desirable to measure the depth of the same area multiple times by controlling the operation to be performed again.

이상과 같은 본 발명은 소형 보트와 같이 원격 조종이 가능한 수상 이동체에 수중 음파 탐지를 위한 소형의 소나(sonar)를 장착하여 강, 하천, 호수 및 저수지 등에서 수심이나 수저면의 지형을 측정한다. 따라서, 해양에 비해 수심이 낮고 좁은 지역에서 간편하고 정밀한 수심 측정을 가능하게 한다.The present invention as described above is equipped with a small sonar (sonar) for underwater sound wave detection on a water vehicle that can be remotely controlled, such as a small boat to measure the depth of the water surface or the bottom surface of rivers, rivers, lakes and reservoirs. Therefore, it is possible to perform simple and precise depth measurement in a narrow area with a low depth of water compared to the ocean.

도 1은 본 발명에 따른 소형 소나를 이용한 수심 측정장치의 이용 상태도를 나타낸 일 실시예이다.
도 2는 본 발명에 따른 소형 소나를 이용한 수심 측정장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 에코 리시버 각도 조절 상태를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 수심 산출 모듈을 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 웨이트를 나타낸 수상 이동체의 저면도이다.
1 is an embodiment showing a use state diagram of a depth measuring apparatus using a small sonar according to the present invention.
2 is a block diagram showing a depth measuring apparatus using a small sonar according to the present invention.
3 is a view showing the state of the echo receiver angle adjustment of the present invention.
4 is a configuration diagram showing the depth calculation module of the present invention.
Figure 5 is a bottom view of the water moving body showing the weight of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 소나를 이용한 수심 측정장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a depth measuring apparatus using a small sonar according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1과 같이, 본 발명에 따른 소형 소나를 이용한 수심 측정장치(100)는 강, 하천, 호수 및 저수지와 같이 해양에 비해 비교적 수심이 낮고 좁고 지역에서 수심(water of depth)을 측정하는데 이용된다.As shown in FIG. 1, the depth measurement apparatus 100 using a small sonar according to the present invention is used to measure the depth of water (water of depth) in a region that is relatively low in depth and narrow compared to the ocean, such as rivers, rivers, lakes, and reservoirs. .

이러한 본 발명은 해양에서 수심이나 수중 부유물 등을 탐측하도록 선박에 장착되는 대형 소나에 비해 이동성을 보장하는 소형 소나를 적용한 것이므로, 근해 바다에서도 적용 가능하다. 또한 수심 측정 이외에 수저면 지형도 탐측한다.Since the present invention is applied to a small sonar that guarantees mobility compared to a large sonar mounted on a ship to detect water depths or underwater floats in the ocean, it is applicable to offshore waters. In addition to the depth measurement, the topography of the bottom surface is also detected.

특히, 소형 보트(1100와 같이 원격 조종(Remote Control)이 가능한 수상 이동체에 수중 음파 탐지를 위한 소형의 소나(sonar)를 장착하여 수심이나 수저면의 지형을 측정하므로 간편하면서도 정밀한 수심 측정을 가능하게 한다.In particular, a small boat (such as 1100) is equipped with a small sonar for underwater sound detection on a water vehicle that can be remotely controlled, so it can measure the depth of the water or the surface of the water surface, enabling simple and precise depth measurement. do.

이를 위해, 도 2와 같이 본 발명에 따른 소형 소나를 이용한 수심 측정장치는 수상 이동체(110), 액티브 트랜스듀서(120-T), 에코 리시버(120-R), 각도 조절기(130), 속도 측정기(140), 보정 모듈(150), 자세 조절 모듈(160) 및 수심 산출 모듈(170)을 포함한다.To this end, as shown in Figure 2, the water depth measuring device using a small sonar according to the present invention is a water moving object 110, an active transducer (120-T), an echo receiver (120-R), an angle adjuster 130, a speed meter 140, a correction module 150, a posture adjustment module 160 and a depth calculation module 170.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예로써 웨이트(180, weight), 보조 리시버(181), GPS 송수신 모듈(190), 위치정보 기록모듈(191), 측정경로 추적모듈(192) 및 자동 제어기(193)를 더 포함하며, 이들의 프로세스를 전반적으로 처리하는 중앙처리장치(CPU)를 더 포함할 수 있다.In addition, as another preferred embodiment of the present invention, weight (180, weight), auxiliary receiver 181, GPS transmission and reception module 190, location information recording module 191, measurement path tracking module 192 and automatic controller (193) ), and may further include a central processing unit (CPU) for generally processing these processes.

이러한 구성에 의하면 소형 보트와 같은 소형의 수상 이동체(110)에 액티브 트랜스듀서(110-T)와 에코 리시버(120-R)를 설치하여 수상 이동체(110)에서 음파를 송/수신하고, 수심 산출 모듈(170)에서 수신된 에코 신호로 수심 등을 측정한다.According to this configuration, by installing the active transducer (110-T) and the echo receiver (120-R) on a small water moving object 110, such as a small boat, the water moving object 110 transmits/receives sound waves and calculates the depth The depth and the like are measured by the echo signal received from the module 170.

또한, 수상 이동체(110)의 이동 중 각도 조절기(130)에 의해 에코 리시버(120-R) 각도를 조절하며, 보정 모듈(150)은 속도 측정기(140)에 의해 측정된 이동 속도에 따라 에코 리시버(120-R)의 수신 각도가 자동으로 조절되게 한다.In addition, the angle of the echo receiver 120-R is adjusted by the angle adjuster 130 during the movement of the water moving object 110, and the correction module 150 is configured to adjust the echo receiver according to the movement speed measured by the speed meter 140. The reception angle of (120-R) is automatically adjusted.

또한, 수상 이동체(110)에 물보다 비중이 큰 웨이트(180)를 설치하여 측정 중 수상 이동체(110)의 흔들림을 억제하고, 각각의 웨이트(180)에 보조 리시버(181)를 설치하여 에코 리시버(120-R)와 함께 다중 수신을 가능하게 한다.In addition, a weight 180 having a greater specific gravity than water is installed on the water moving body 110 to suppress the shaking of the water moving body 110 during measurement, and an auxiliary receiver 181 is installed on each weight 180 to install the eco receiver. Enable multiple reception with (120-R).

또한, GPS 송수신 모듈(190)에서 수신한 절대좌표를 위치정보 기록모듈(191)에 기록하고, 측정경로 추적모듈(192)는 수심 측정 중 수상 이동체(110)의 이동 경로를 추적한다. 따라서, 자동 제어기(193)는 측정 정확도 향상을 위해 같은 경로를 따라 수심의 재측정을 적어도 2회 이상 가능하게 한다.In addition, the absolute coordinates received from the GPS transmission/reception module 190 are recorded in the location information recording module 191, and the measurement path tracking module 192 tracks the moving path of the waterborne object 110 during depth measurement. Therefore, the automatic controller 193 enables re-measurement of the water depth at least twice along the same path to improve measurement accuracy.

좀더 구체적으로, 수상 이동체(110)는 강, 하천, 호수 및 등에서 부유하는 이동체로, 관측자가 소지한 원격 조종기(RC, Remote Controller)에 의해 속도, 방향 등의 주행이 제어되는 소형 보트(RC 보트)가 사용될 수 있다.More specifically, the floating object 110 is a floating object floating in rivers, rivers, lakes, and the like, and a small boat (RC boat) in which traveling of speed, direction, etc. is controlled by a remote controller (RC) possessed by an observer. ) Can be used.

이러한 수상 이동체(110)는 부유가 가능한 선체에 수상 이동체(110)를 구동시키는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 프로펠러와, 수상 이동체(110)의 방향을 전환하는 방향키 및 송수신 안테나 등을 포함할 수 있다.The water moving body 110 includes a driving motor for driving the water moving body 110 to a hull capable of floating, a propeller rotating by the driving motor, a direction key for switching the direction of the water moving body 110, a transmitting and receiving antenna, and the like. It can contain.

따라서, 수심 관측자가 원격 조종기를 조작하여 제어신호를 무선송신하면 수상 이동체(110)는 그 제어신호에 따른 속도 및 방향으로 주행한다. 이때 후술하는 본 발명의 구성들에 의해 정지 혹은 이동 중 수심 측정이 이루어진다.Therefore, when the depth observer operates the remote controller to wirelessly transmit a control signal, the waterborne moving object 110 travels at a speed and direction according to the control signal. At this time, the depth measurement during stop or move is made by the configurations of the present invention described later.

액티브 트랜스듀서(120-T)는 수상 이동체(110)의 저부 일측에 고정 설치되며, 수중 바닥을 향해 음향 신호를 방출(방사)하는 것으로, 자체에서 스스로 검측용 음파신호를 생성하여 수저 바닥 즉, 수저면을 향해 방사한다.The active transducer 120-T is fixedly installed on one side of the bottom of the water moving body 110 and emits (radiates) an acoustic signal toward the underwater floor. It radiates toward the bottom surface.

일반적인 경우의 트랜스듀서는 수심 측정용 음파신호를 송신하고 바닥에서 반사되어 되돌아온 에코 신호를 수신하는 수신부가 하나로 제공되나, 본 발명에서는 최적의 수신 환경을 위해 에코 리시버(120-R)를 별도로 분리하여 구비한다.In the general case, the transducer is provided with one receiving unit for transmitting a sound wave signal for depth measurement and receiving an echo signal reflected back from the floor, but in the present invention, the echo receiver 120-R is separately separated for an optimal reception environment. To be equipped.

이러한 트랜스듀서는 음파의 세기, 속도 등을 측정하기 위해 음파를 전기적 신호로 변환하는 것으로 본 발명의 트랜스듀서는 신호 생성기, 필터, 증폭기, 빔형성장치 및 안테나 등을 포함하여 측정용 음파 신호를 방출한다.These transducers convert sound waves into electrical signals to measure the intensity, speed, etc. of the sound waves, and the transducers of the present invention emit sound wave signals for measurement, including signal generators, filters, amplifiers, beamforming devices and antennas. do.

또한, 본 발명의 액티브 트랜스듀서(120-T)는 사이드 스캔 소나, 섹터 스캔 소나 및 합성 개구면 소나와 같은 다양한 소나 장치가 적용될 수 있으며, 빔 형성장치도 단일의 안테나는 물론 다수의 어레이 안테나 구조도 적용될 수 있다.In addition, the active transducer 120-T of the present invention can be applied to a variety of sonar devices such as side scan sonar, sector scan sonar, and composite aperture sonar, and the beam forming apparatus has multiple array antenna structures as well as a single antenna. Can also be applied.

에코 리시버(120-R)는 상기 액티브 트랜스듀서(120-T)로부터 방사(방출)된 후 수중 바닥에서 부딧힌 후 되돌아온 에코 신호(echo signal)를 수신함으로써 후술하는 수심 산출 모듈(170)에서 수심을 산출할 수 있게 한다.The echo receiver 120-R receives the echo signal returned from the bottom of the water after being radiated (released) from the active transducer 120-T, and then returned to the depth calculation module 170 to be described later. It can be calculated.

에코 리시버(120-R) 및 액티브 트랜스듀서(120-T)는 소나 장치의 타입에 따라 측정 데이터(수치 데이터)는 물론 영상 촬영 역시 가능하게 하며, 수심을 연속하여 측정하도록 연속된 송수신이 가능하다.The eco-receiver 120-R and the active transducer 120-T enable image capturing as well as measurement data (numerical data) according to the type of the sonar device, and continuous transmission/reception is possible to continuously measure the water depth. .

특히, 본 발명의 에코 리시버(120-R)는 수상 이동체(110)의 저부 타측에서 액티브 트랜스듀서(120-T)로부터 분리되도록 독립하여 설치되어, 검측용 음향 신호가 수중 바닥에서 반사된 후 되돌아온 에코 신호를 수신한다.In particular, the echo receiver (120-R) of the present invention is independently installed to be separated from the active transducer (120-T) on the other side of the bottom of the water moving body 110, the acoustic signal for detection is reflected back from the underwater floor Receive an echo signal.

구체적으로, 에코 리시버(120-R)는 아래의 각도 조절기(130)에 의해 수심 측정 중 수신 각도를 최적으로 조절하도록 송신측인 액티브 트랜스듀서(120-T)와 별개로 각도가 조절되게 설치되며, 안테나, 필터 및 신호처리기 등을 포함한다.Specifically, the echo receiver (120-R) is installed so that the angle is adjusted separately from the active transducer (120-T) that is the transmitting side to optimally adjust the receiving angle during depth measurement by the angle adjuster 130 below , Antenna, filter and signal processor.

도 3과 같이, 각도 조절기(130)는 상술한 에코 리시버(120-R)를 수상 이동체(110)의 저부에 회동 가능하게 조립시킴에 따라 에코 리시버(120-R)의 수신 각도를 조절하는 것으로, 일 예로 일측은 수상 이동체(110)에 고정되고, 타측에는 에코 리시버(120-R)가 회동 가능하게 설치된다.As shown in FIG. 3, the angle adjuster 130 adjusts the reception angle of the eco-receiver 120-R by assembling the above-described eco-receiver 120-R so as to be rotatable at the bottom of the water-moving body 110. , For example, one side is fixed to the water moving body 110, the other side is installed so that the echo receiver (120-R) can be rotated.

에코 리시버(120-R)를 회동 가능하게 설치하는 이유는 수상 이동체(110)인 소형 보트의 진행 방향에 대해 반대 방향으로 산출된 각도만큼 틸팅(tilting)이 이루어지도록 함으로써 에코 신호의 수신 특성을 향상시키 위한 것이다.The reason why the echo receiver 120-R is installed to be rotatable is to improve the reception characteristics of the echo signal by allowing the tilt to be made by an angle calculated in the opposite direction with respect to the traveling direction of the small boat which is the water moving object 110. It is to let.

특히 수상 이동체(110)가 소형 보트이고 그에 설치되는 소나(sonar) 역시 소형인 경우 수상 이동체(110)가 주행함에 따라 수신 위치가 변동된 경우, 수신 범위보다 이동 거리가 커서 에코 신호의 수신이 어렵거나 왜곡이 심할 수 있다.In particular, when the water moving object 110 is a small boat and the sonar installed therein is also small, when the receiving position changes as the water moving object 110 travels, it is difficult to receive the echo signal because the moving distance is larger than the reception range. Or, the distortion may be severe.

이를 위해 각도 조절기(130)는 기계식 조절장치가 사용되는 것이 바람직한데, 기계식 각도 조절기(130)는 X/Y/Z 축 구동기, 기어 어셈블리 및 설치 로드를 포함하여, 설치 로드에 장착된 에코 리시버(120-R)가 구동기 및 기어 어셈블리에 의해 회동되어 수신 자세가 조절된다.For this purpose, the angle adjuster 130 is preferably a mechanical adjustment device. The mechanical angle adjuster 130 includes an X/Y/Z axis driver, a gear assembly and an installation rod, and an echo receiver mounted on the installation rod ( 120-R) is rotated by the driver and gear assembly to adjust the receiving posture.

따라서, 액티브 트랜스듀서(120-T)는 수상 이동체(110)의 저부에서 직하 방향을 바라보도록 설치됨에 비해 에코 리시버(120-R)는 수상 이동체(110)의 주행 방향의 반대 방향으로 하향 경사지게 설치되고, 그 상태에서 각도 역시 조절된다.Therefore, while the active transducer 120-T is installed to face the direct direction from the bottom of the water moving body 110, the eco-receiver 120-R is installed to be inclined downward in the opposite direction to the traveling direction of the water moving body 110 In this state, the angle is also adjusted.

특히, 각도 조절기(130)는 에코 리시버(120-R)의 안테나로써 어레이 안테나를 적용하고 빔 포밍을 통해 지향성을 조절하는 전자식도 적용할 수 있지만, 빔 포밍의 각도 조절 한계와 프로세스 처리 시간을 고려하여 바람직하게는 기계식 각도 조절기(130)를 적용한다.In particular, the angle adjuster 130 may apply an array antenna as an antenna of the eco-receiver 120-R, and may also apply an electronic method of adjusting the directivity through beam forming, but considering the angle adjustment limit of beam forming and the process processing time Therefore, preferably, the mechanical angle adjuster 130 is applied.

속도 측정기(140)는 수상 이동체(110)의 이동 속도를 측정하는 것으로, 수상 이동체(110)인 소형 보트(예: RC 보트)가 측정자의 원격 조종기(RC)의 제어신호에 따라 주행 중인 속도를 측정한다. 측정된 주행 속도 정보는 아래의 보정 모듈(150)에 제공된다.The speed meter 140 measures the moving speed of the water moving object 110, and the small boat (for example, the RC boat), which is the water moving object 110, measures the speed of the vehicle while driving according to the control signal of the remote controller RC of the measuring device. Measure. The measured driving speed information is provided to the correction module 150 below.

본 발명에 적용 가능한 수상 이동체(110)의 속도 측정 방법으로는 원격 조종기에서 수상 이동체(110)의 속도를 제어하는 제어신호 즉, 원격 조종기(RC) 신호를 분석하는 방법 및 GPS 위성 신호를 이용하는 방법 등이 있다.As a method of measuring the speed of the waterborne object 110 applicable to the present invention, a control signal for controlling the speed of the waterborne object 110 in a remote controller, that is, a method of analyzing a remote controller (RC) signal and a method using a GPS satellite signal And so on.

그러나, 속도 측정기(140)는 수상 이동체(110) 자체에 설치되어 수상 이동체(110)의 이동 속도를 직접 측정하는 속도 센서인 것이 바람직하다. 이를 통해 통신 환경 등에 영향을 받지 않고 실시간으로 정확한 속도 측정을 가능하게 한다.However, the speed meter 140 is preferably installed on the water moving body 110 itself is a speed sensor that directly measures the moving speed of the water moving body 110. This enables accurate speed measurement in real time without being affected by the communication environment.

즉, 통신 음영 지역과 같이 통신 환경이 나쁜 곳에서도 직접 센서 측정을 통해 속도 정보를 획득하게 한다. 특히 강, 하천, 호수 및 저수지와 같이 도심에서 벗어난 외지에서도 정확한 속도 측정을 가능하게 한다.That is, the speed information is acquired through direct sensor measurement even in a bad communication environment, such as a shaded area of communication. In particular, it enables accurate speed measurement even outside the city center such as rivers, rivers, lakes, and reservoirs.

보정 모듈(150)은 에코 리시버(120-R)의 각도 조절값을 산출하기 위한 것으로, 기본적으로 액티브 트랜스듀서(120-T)를 향하도록 하향 경사지게 설치되어 있는 에코 리시버(120-R)의 틸팅 각도를 조절한다.The correction module 150 is for calculating the angle adjustment value of the echo receiver 120-R, and basically tilts the echo receiver 120-R that is installed inclined downward to face the active transducer 120-T. Adjust the angle.

이를 위해 보정 모듈(150)은 수상 이동체(110)의 이동에 따른 위치 변동 및 이동 속도를 통해 산출되는 에코 신호의 도플러 효과에 따라 에코 리시버(120-R)의 각도 조절값을 산출한다. 또한, 산출된 각도 조절값에 따라 각도 조절기(130)를 제어한다.To this end, the correction module 150 calculates the angle adjustment value of the echo receiver 120-R according to the Doppler effect of the echo signal calculated through the position change and the movement speed according to the movement of the water moving object 110. In addition, the angle adjuster 130 is controlled according to the calculated angle adjustment value.

각도 조절시 고려되는 수상 이동체(110)의 위치 변동은 수상 이동체(110)가 주행함에 따라 탐측용 음파를 방출한 이후에 발생한 수상 이동체(110)의 이동 거리를 고려한 것이다. 이에 비해 도플러 효과는 수상 이동체(110)의 이동 속도에 따른 주파수 변화를 고려한 것이다.The positional change of the water moving body 110 considered when adjusting the angle takes into account the moving distance of the water moving body 110 generated after emitting sound waves for detection as the water moving body 110 travels. On the other hand, the Doppler effect takes into account the frequency change according to the moving speed of the moving object 110.

따라서 수상 이동체(110)의 이동 거리가 더 긴 경우에는 수직 직하 방향을 기준으로 주행 방향의 반대 방향을 향하는 수신 각도를 더 크게 한다. 이는 도플러 효과를 고려시에도 마찬가지이며, 도플러 효과는 수심 산출시에도 고려될 수도 있다.Therefore, when the moving distance of the water moving body 110 is longer, the reception angle toward the opposite direction of the driving direction is increased based on the vertical direct direction. This is the same when considering the Doppler effect, and the Doppler effect may also be considered when calculating the depth.

다만, 수상 이동체(110)의 주행 속도가 빠른 경우 수상 이동체(110)의 이동 거리가 늘어나고 도플러 효과 역시 더 크게 나타나므로, 이들에 의한 영향을 동시에 적용하여 조절각을 더 크게 하고, 필요시 중복 적용을 배제할 수 있다.However, when the traveling speed of the water moving body 110 is fast, the moving distance of the water moving body 110 increases and the Doppler effect also appears larger, so that the effects caused by these are applied simultaneously to increase the adjustment angle, and if necessary, overlap is applied. Can be excluded.

또한, 상술한 바와 같이 속도 측정기(140)가 수상 이동체(110)에 설치된 속도 센서인 경우, 보정 모듈(150)은 속도 센서에서 전송되는 측정값을 입력받아 도플러 효과에 의한 각도 조절값을 산출하게 된다.In addition, as described above, when the speed meter 140 is a speed sensor installed on the moving object 110, the correction module 150 receives the measurement value transmitted from the speed sensor and calculates the angle adjustment value by the Doppler effect. do.

에코 신호의 도플러 효과를 산출하기 위해 보정 모듈(150)은 공지된 음파의 속도값을 저장하고, 이를 관측자인 수상 이동체(110)의 이동 속도를 측정함으로써 이들로부터 도플러 효과를 산출한다.In order to calculate the Doppler effect of the echo signal, the correction module 150 stores the velocity value of a known sound wave, and calculates the Doppler effect therefrom by measuring the movement speed of the waterborne moving object 110 as an observer.

자세 조절 모듈(160)은 보정 모듈(150)에서 산출된 각도 조절값에 따라 각도 조절기(130)를 구동시켜 에코 리시버(120-R)의 수신 각도를 조절한다. The posture adjustment module 160 controls the reception angle of the echo receiver 120-R by driving the angle adjuster 130 according to the angle adjustment value calculated by the correction module 150.

이를 위해 자세 조절 모듈(160)은 상기한 보정 모듈(150)로부터 조정값을 입력받아 판독하고 이를 기계식 각도 조절기(130)에서 처리 가능한 신호로 변환한다. 예컨대 구동기를 작동시키는 AC의 전류 제어신호로 변환한다.To this end, the posture adjustment module 160 receives and reads the adjustment value from the above-described correction module 150 and converts it into a signal that can be processed by the mechanical angle adjuster 130. For example, it is converted into a current control signal of AC driving the driver.

수심 산출 모듈(170)은 위와 같이 보정 모듈(150) 및 각도 조절기(130)에 의해 자세가 보정된 에코 리시버(120-R)에서 수신한 에코 신호를 분석하여 측정 지역의 수심(depth of water)을 산출한다.The depth calculation module 170 analyzes the echo signal received from the echo receiver 120-R whose posture is corrected by the correction module 150 and the angle adjuster 130 as described above to determine the depth of water in the measurement area. Calculate

수심 산출 모듈(170)에서 수심을 산출시 적용하는 알고리즘이나 산출방법은 공지의 다양한 것이 적용될 수 있으며, 수치 데이터값 이외에 챠트 이미지로 보여주거나 수저 지형을 영상으로 보여주는 변환 역시 가능하다.Algorithms or calculation methods that are applied when calculating the depth in the depth calculation module 170 may be applied to various known methods. In addition to numerical data values, it is also possible to convert a chart image to a chart image or an image of the underwater terrain.

바람직한 실시예로써, 수심 산출 모듈(170)은 타이머(171, timer), 불연속 검출부(172), 측정기록 저장부(173) 및 수심 산출부(174)를 포함하여, 에코 리시버(120-R)의 수신 각도가 조절되는 동안 측정된 수심을 보정할 수 있게 한다.In a preferred embodiment, the depth calculation module 170 includes a timer 171, a timer, a discontinuity detection unit 172, a measurement record storage unit 173, and a depth calculation unit 174, the echo receiver 120-R It is possible to correct the measured water depth while the receiving angle of is adjusted.

이를 위해 상기한 타이머(171)는 수심 측정 시간을 측정한다. 수심은 설정된 단위 시간마다 측정된다. 일 예로 10ms ~ 50ms의 단위 시간 마다 수심을 측정하며 타이머(171)는 이 단위 시간을 확인한다.To this end, the above-described timer 171 measures the depth measurement time. Depth is measured every set unit time. As an example, the water depth is measured every 10 ms to 50 ms, and the timer 171 checks this unit time.

불연속 검출부(172)는 에코 리시버(120-R)의 수신 각도가 조정되는 이벤트를 검출한다. 즉, 수상 이동체(110)의 이동 속도나 주행 방향 등의 변경에 대응하여 보정 모듈(150)이 각도 조절기(130)를 작동시 수신 각도가 변경됨을 검출한다.The discontinuity detection unit 172 detects an event in which the reception angle of the echo receiver 120-R is adjusted. That is, the correction module 150 detects that the reception angle is changed when the angle adjuster 130 is operated in response to a change in the moving speed or driving direction of the water moving body 110.

측정기록 저장부(173)는 위 이벤트가 발생한 제1 시점과, 이벤트 발생 시점보다 설정된 단위 시간 이전인 제2 시점 및 이벤트 발생 시점보다 설정된 단위 시간 이후인 제3 시점의 수심 측정 결과를 각각 기록한다.The measurement record storage unit 173 records the depth measurement results of the first time point at which the above event occurred, the second time point before the unit time set than the event occurrence time, and the third time point after the unit time set than the event occurrence time. .

수심 산출부(174)는 상기한 측정기록 저장부(173)에 기록된 제1 시점 내지 제3 시점에서의 수심 측정값에 대한 평균값을 산출하고, 평균값을 상기 제1 시점에서의 측정 수심값으로 대체(replace)한다.The depth calculation unit 174 calculates an average value of the depth measurement values at the first to third time points recorded in the measurement record storage unit 173, and the average value is the measured depth value at the first time point. Replace.

따라서, 에코 리시버(120-R)의 수신 각도가 조절되는 동안 에코 신호를 수신하여 수심 측정이 계속되는 경우에도 각도 조절 이전 시점과 이후 시점 사이에서 이루어지는 수심 측정에 대한 오류를 보정하고 최적의 값을 제공한다.Therefore, even when the depth measurement is continued by receiving the echo signal while the reception angle of the echo receiver 120-R is adjusted, the error in depth measurement between the time before and after the angle adjustment is corrected and an optimum value is provided. do.

한편, 본 발명은 이상과 같은 기술적 구성들 이외에 수상 이동체(110)의 하중을 증가시키는 웨이트(180, weight)를 더 포함하는데, 각각의 웨이트(180)는 물보다 비중이 크고 수상 이동체(110)의 전후좌우 각 방향에는 수중을 향해 연장 설치된다. 따라서 수상 이동체(110)가 수면상에서 흔들리는 것을 억제한다.On the other hand, the present invention further includes a weight (180, weight) to increase the load of the water moving body 110 in addition to the above technical configuration, each weight 180 has a greater specific gravity than water and the water moving body 110 Each of the front, rear, left and right directions is extended toward the water. Therefore, the water moving body 110 is suppressed from shaking on the water surface.

이러한 웨이트(180)는 수상 이동체(110)의 저부에서 전후좌우 방향에 4개 설치되며, 수상 이동체(110)가 가라앉지 않을 정도의 무게를 갖도록 한다. 또한 주행을 과도하게 제한하지 않은 한도에서 흔들림만을 방지하는 것이 바람직하다.Four such weights 180 are installed in the front, rear, left, and right directions at the bottom of the water moving body 110, so that the water moving body 110 does not sink. In addition, it is desirable to prevent only the shaking without limiting excessive driving.

이러한 취지에서 웨이트(180)는 수상 이동체(110)의 주행 중 물에 의한 저항을 줄이도록 유선형(streamlined shape)으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 이를 통해 흔들림을 방지하면서도 주행 방해는 최소화한다.In this sense, the weight 180 is preferably made of a streamlined shape so as to reduce resistance by water while driving the water moving body 110. This prevents shaking while minimizing driving disturbance.

또한, 전후좌우 방향의 웨이트(180)는 에코 리시버(120-R)의 외측을 둘러싸도록 설치되며, 각 웨이트(180)에는 상기 에코 신호를 수신하는 보조 리시버(181)가 설치된다. 일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이 웨이트(180)에 둘러싸인 내측 중심에 에코 리시버(120-R)가 수신되어 5개의 에코 신호 수신부를 구비한다.In addition, the weight 180 in the front-rear, left-right direction is installed to surround the outside of the echo receiver 120-R, and each weight 180 is provided with an auxiliary receiver 181 for receiving the echo signal. For example, as shown in FIG. 5, the echo receiver 120 -R is received at the inner center surrounded by the weight 180 and includes five echo signal receivers.

따라서, 수심 산출 모듈(170)은 에코 리시버(120-R)에서 수신한 에코 신호를 분석하여 산출된 제1 측정값 및 상기 보조 리시버(181)들에서 수신한 에코 신호를 분석하여 각각 산출된 수심 측정값들의 평균인 제2 측정값을 산출한다.Accordingly, the depth calculation module 170 analyzes the echo signal received from the echo receiver 120-R, and the depth calculated by analyzing the echo signal received from the auxiliary receivers 181. The second measurement value, which is the average of the measurement values, is calculated.

이로써 소형 소나인 에코 리시버(120-R)의 수신 불가나 수신 상태 불안정 혹은 부정확시에도 보조 리시버(181)들과 함께 정밀한 수심 측정을 가능하게 한다.This enables precise depth measurement with the auxiliary receivers 181 even when the small sonar echo receiver 120-R cannot be received or the reception state is unstable or inaccurate.

나아가, 본 발명은 수상 이동체(110)에는 GPS 송수신 모듈(190)이 설치되어 있는 것이 바람직하다. GPS(Global Positioning System)는 위성에서 보내는 신호를 수신해 수상 이동체(110)의 현재 위치 즉, 수심 측정 위치의 절대좌표를 제공한다.Furthermore, in the present invention, it is preferable that a GPS transmission/reception module 190 is installed on the floating mobile body 110. The GPS (Global Positioning System) receives signals from satellites and provides absolute coordinates of the current position of the waterborne vehicle 110, that is, the depth measurement position.

이때, 본 발명은 위치정보 기록모듈(191), 측정경로 추적모듈(192) 및 자동 제어기(193)를 더 포함하는데, 위치정보 기록보듈은 상기 GPS 송수신 모듈(190)로부터 수상 이동체(110)의 절대위치 좌표값을 실시간 입력받아 기록한다.At this time, the present invention further includes a location information recording module 191, a measurement path tracking module 192, and an automatic controller 193, wherein the location information recording module is provided from the GPS transmission/reception module 190 to the waterborne moving object 110. Record the absolute position coordinate values in real time.

수상 이동체(110)의 절대위치 좌표값의 기록을 위해 위치정보 기록모듈(191)은 수상 이동체(110) 자체에 탑재된 메모리로 구현되거나 혹은 측정자가 지상에 설치한 이동식 데이터베이스(DB)에 구현될 수 있다.In order to record the absolute position coordinate values of the water moving object 110, the location information recording module 191 may be implemented as a memory mounted on the water moving object 110 itself, or may be implemented in a mobile database (DB) installed by a measuring person on the ground. Can.

측정경로 추적모듈(192)은 수심 측정을 시작한 시간부터 종료한 시간까지의 절대위치 좌표값을 입력받아 수심을 측정하는 동안 수상 이동체(110)가 이동한 이동 경로를 추적한다. 경로는 선이나 점 등으로 이동 경로를 표현한다.The measurement path tracking module 192 receives the absolute position coordinate values from the time at which the depth measurement starts to the time at which it ends, and tracks the movement path of the moving object 110 while measuring the water depth. The path represents a movement path by lines or points.

자동 제어기(193)는 수상 이동체(110)의 운전을 자동으로 제어하는 것으로, 일 예로 소형 RC 보트인 수상 이동체(110)는 구동 모터, 프로펠러, 방향키 및 송수신 안테나 등을 포함하므로, 이들을 제어하여 수상 이동체(110)를 제어한다.The automatic controller 193 is to automatically control the operation of the water moving object 110. For example, the small RC boat, the water moving object 110 includes a driving motor, a propeller, a direction key, and a transmitting/receiving antenna. The moving body 110 is controlled.

특히, 자동 제어기(193)는 상술한 측정경로 추적모듈(192)에서 제공하는 수상 이동체(110)의 이동 경로를 참조하여, 수상 이동체(110)가 이동 경로를 따라 자동으로 재운행되도록 제어한다. 따라서 동일한 조건에서 동일한 구역의 수심을 다수회 반복하여 측정함으로써 측정 정밀도 및 신뢰서을 향상시킨다.In particular, the automatic controller 193 refers to the movement path of the water moving object 110 provided by the measurement path tracking module 192 described above, and controls the water moving object 110 to automatically re-operate along the movement path. Therefore, the measurement precision and reliability are improved by repeatedly measuring the depth of the same zone under the same conditions.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.In the above, specific examples of the present invention have been described above. However, the spirit and scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the scope of the present invention. If you grow up, you will understand.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Therefore, the above-described embodiments are provided to fully inform the person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, the scope of the invention, and should be understood as illustrative in all respects and not restrictive. The invention is only defined by the scope of the claims.

110: 수상 이동체(소형 RC 보트)
120-T: 액티브 트랜스듀서
120-R: 에코 리시버
130: 각도 조절기
140: 속도 측정기
150: 보정 모듈
160: 자세 조절 모듈
170: 수심 산출 모듈
180: 웨이트(weight)
181: 보조 리시버(181)
190: GPS 송수신 모듈
191: 위치정보 기록모듈
192: 측정경로 추적모듈
193 자동 제어기
110: floating vehicle (small RC boat)
120-T: Active transducer
120-R: Eco receiver
130: angle adjuster
140: speed meter
150: correction module
160: posture adjustment module
170: depth calculation module
180: weight
181: auxiliary receiver (181)
190: GPS transceiver module
191: Location information recording module
192: Measurement path tracking module
193 Automatic controller

Claims (12)

원격 조종에 의해 수면상에서 이동하는 수상 이동체(110)와;
상기 수상 이동체(110)의 저부 일측에 고정 설치되며, 수중 바닥을 향해 검측용 음향 신호를 방출하는 액티브 트랜스듀서(120-T)와;
상기 수상 이동체(110)의 저부 타측에 상기 액티브 트랜스듀서(120-T)로부터 분리되어 독립하여 설치되며, 상기 검측용 음향 신호가 상기 수중 바닥에서 반사된 후 되돌아온 에코 신호를 수신하는 에코 리시버(120-R)와;
상기 에코 리시버(120-R)를 상기 수상 이동체(110)의 저부에 회동 가능하게 조립시킴에 따라 상기 에코 리시버(120-R)의 수신 각도를 조절하는 각도 조절기(130)와;
상기 수상 이동체(110)의 이동 속도를 측정하는 속도 측정기(140)와;
상기 수상 이동체(110)의 이동에 따른 위치 변동 및 상기 이동 속도를 통해 산출되는 상기 에코 신호의 도플러 효과에 따라 상기 에코 리시버(120-R)의 각도 조절값을 산출하는 보정 모듈(150)과;
상기 보정 모듈(150)에서 산출된 각도 조절값에 따라 상기 각도 조절기(130)를 구동시켜 상기 에코 리시버(120-R)의 수신 각도를 조절하는 자세 조절 모듈(160); 및
상기 자세가 보정된 에코 리시버(120-R)의 에코 신호를 분석하여 수심(depth of water)을 산출하는 수심 산출 모듈(170);을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
A water moving object 110 moving on the water surface by remote control;
An active transducer 120-T which is fixedly installed on one side of the bottom of the water moving body 110 and emits a sound signal for detection toward the underwater floor;
An echo receiver (120) that is installed separately from the active transducer (120-T) on the other side of the water moving body (110) and receives the echo signal returned after the acoustic signal for detection is reflected from the underwater floor (120) -R) and;
An angle adjuster (130) for adjusting the receiving angle of the echo receiver (120-R) by assembling the echo receiver (120-R) rotatably at the bottom of the water moving body (110);
A speed meter 140 for measuring the moving speed of the water moving body 110;
A correction module (150) for calculating an angle adjustment value of the echo receiver (120-R) according to the Doppler effect of the echo signal calculated through the position change and the movement speed of the water moving body (110);
A posture adjustment module 160 that drives the angle adjuster 130 to adjust the reception angle of the echo receiver 120-R according to the angle adjustment value calculated by the correction module 150; And
Depth calculation module for calculating the depth of the water by analyzing the echo signal of the posture corrected echo receiver 120-R (170); depth measuring apparatus using a small sonar, characterized in that it comprises a.
제1항에 있어서,
상기 수상 이동체(110)는 원격 조종기에 의해 주행 속도 및 방향이 조절되는 소형 보트인 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
According to claim 1,
The water moving object (110) is a small boat using a small sonar, characterized in that the small boat with the driving speed and direction controlled by a remote controller.
제1항에 있어서,
상기 액티브 트랜스듀서(120-T)는 상기 수상 이동체(110)의 저부에서 직하 방향을 바라보도록 설치되고,
상기 에코 리시버(120-R)는 상기 수상 이동체(110)의 주행 방향의 반대 방향으로 하향 경사지게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
According to claim 1,
The active transducer (120-T) is installed to face the direct direction from the bottom of the water moving body 110,
The echo receiver (120-R) is a water depth measuring device using a small sonar, characterized in that installed in an inclined downward in the opposite direction of the traveling direction of the water moving body (110).
제1항에 있어서,
상기 속도 측정기(140)는 상기 수상 이동체(110)에 설치되어 상기 수상 이동체(110)의 이동 속도를 측정하는 속도 센서이며,
상기 보정 모듈(150)은 상기 속도 센서에서 전송되는 측정값을 입력받아 상기 도플러 효과에 의한 각도 조절값을 산출하는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
According to claim 1,
The speed meter 140 is a speed sensor installed on the water moving body 110 to measure the moving speed of the water moving body 110,
The correction module 150 receives a measurement value transmitted from the speed sensor and calculates an angle adjustment value by the Doppler effect.
제1항에 있어서,
상기 수심 산출 모듈(170)은,
상기 수심 측정 시간을 측정하는 타이머(171, timer)와;
상기 에코 리시버(120-R)의 수신 각도가 조정되는 이벤트를 검출하는 불연속 검출부(172)와;
상기 이벤트가 발생한 제1 시점과, 상기 이벤트가 발생한 제1시점보다 설정된 단위 시간 이전인 제2 시점 및 상기 이벤트가 발생한 제1시점보다 설정된 단위 시간 이후인 제3 시점의 수심 측정 결과를 각각 기록하는 측정기록 저장부(173); 및
상기 측정기록 저장부(173)에 기록된 제1 시점 내지 제3 시점에서의 수심 측정값에 대한 평균값을 산출하고, 상기 평균값을 상기 제1 시점에서의 측정 수심값으로 대체하는 수심 산출부(174);를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
According to claim 1,
The depth calculation module 170,
A timer for measuring the depth measurement time (171, timer);
A discontinuity detection unit 172 which detects an event in which the reception angle of the echo receiver 120-R is adjusted;
Depth measurement results of the first time point at which the event occurred, the second time point before the unit time set than the first time point at which the event occurred, and the third time point after the unit time set than the first time point at which the event occurred are recorded respectively. Measurement record storage unit 173; And
A depth calculation unit (174) that calculates an average value of the depth measurement values at the first to third time points recorded in the measurement record storage unit 173, and replaces the average value with the measured depth value at the first time point. ); depth measuring apparatus using a small sonar, characterized in that it comprises a.
제1항에 있어서,
상기 수상 이동체(110)의 전후좌우 각 방향에는 수중을 향해 연장되며 물보다 비중이 큰 웨이트(180, weight)가 설치됨에 따라 상기 수상 이동체(110)의 흔들림을 저하시키는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
According to claim 1,
A small sonar, which is characterized in that it reduces the shaking of the water moving body 110 as weights (180, weight) having a greater specific gravity than water are installed in each of the front, rear, left and right directions of the water moving body 110. Depth measuring device used.
제6항에 있어서,
상기 웨이트(180)는 유선형으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
The method of claim 6,
The weight 180 is a depth measurement apparatus using a small sonar, characterized in that made of a streamline.
제6항에 있어서,
상기 전후좌우 각 방향의 웨이트(180)는 상기 에코 리시버(120-R)의 외측을 둘러싸도록 설치되며, 각 웨이트(180)에는 상기 에코 신호를 수신하는 보조 리시버(181)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
The method of claim 6,
The weights 180 in each of the front, rear, left and right directions are installed to surround the outside of the echo receiver 120-R, and each weight 180 is provided with an auxiliary receiver 181 for receiving the echo signal. Depth measuring device using small sonar.
제8항에 있어서,
상기 수심 산출 모듈(170)은,
상기 에코 리시버(120-R)에서 수신한 에코 신호를 분석하여 산출된 제1 측정값; 및
상기 보조 리시버(181)들에서 수신한 에코 신호를 분석하여 각각 산출된 수심 측정값들의 평균인 제2 측정값;을 산출하되,
상기 제1 측정값과 제2 측정값의 평균값으로 수심을 결정하는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
The method of claim 8,
The depth calculation module 170,
A first measurement value calculated by analyzing an echo signal received from the echo receiver (120-R); And
Calculating the echo signal received from the auxiliary receiver 181, a second measurement value that is the average of the depth measurement values respectively calculated to calculate,
A depth measurement apparatus using a small sonar, characterized in that the depth is determined by the average value of the first measurement value and the second measurement value.
제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 수상 이동체(110)에는 GPS 송수신 모듈(190)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
The method according to any one of claims 1 to 9,
Depth measuring device using a small sonar, characterized in that the GPS transmitting and receiving module 190 is installed on the water moving object (110).
제10항에 있어서,
상기 GPS 송수신 모듈(190)로부터 상기 수상 이동체(110)의 절대위치 좌표값을 실시간 입력받아 기록하는 위치정보 기록모듈(191); 및
수심 측정을 시작한 시간부터 종료한 시간까지의 절대위치 좌표값을 입력받아 수심을 측정하는 동안 상기 수상 이동체(110)가 이동한 이동 경로를 추적하는 측정경로 추적모듈(192);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
The method of claim 10,
A location information recording module 191 that receives and records in real time the absolute position coordinate values of the waterborne moving object 110 from the GPS transmission/reception module 190; And
Further comprising; a measurement path tracking module 192 that tracks the movement path of the waterborne moving object 110 while receiving the absolute position coordinate value from the time at which the depth measurement was started to the time at which the depth was measured is measured. Depth measuring device using a compact sonar.
제11항에 있어서,
상기 수상 이동체(110)의 운전을 자동으로 제어하는 자동 제어기(193)를 더 포함하되,
상기 자동 제어기(193)는 상기 측정경로 추적모듈(192)에서 제공하는 수상 이동체(110)의 이동 경로를 참조하여, 상기 수상 이동체(110)가 상기 이동 경로를 따라 자동으로 재운행되도록 제어함으로써 동일한 구역의 수심을 다수회 측정하는 것을 특징으로 하는 소형 소나를 이용한 수심 측정장치.
The method of claim 11,
Further comprising an automatic controller 193 for automatically controlling the operation of the water moving object 110,
The automatic controller 193 refers to the moving path of the water moving object 110 provided by the measurement path tracking module 192, and controls the water moving object 110 to automatically re-operate along the moving path. Depth measuring device using a small sonar, characterized in that the depth of the zone is measured multiple times.
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