KR102218582B1 - System for underwater localization - Google Patents

System for underwater localization Download PDF

Info

Publication number
KR102218582B1
KR102218582B1 KR1020190103117A KR20190103117A KR102218582B1 KR 102218582 B1 KR102218582 B1 KR 102218582B1 KR 1020190103117 A KR1020190103117 A KR 1020190103117A KR 20190103117 A KR20190103117 A KR 20190103117A KR 102218582 B1 KR102218582 B1 KR 102218582B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
underwater
distance
response signal
moving object
plane
Prior art date
Application number
KR1020190103117A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박성준
허훈우
강희성
Original Assignee
강릉원주대학교산학협력단
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 강릉원주대학교산학협력단 filed Critical 강릉원주대학교산학협력단
Priority to KR1020190103117A priority Critical patent/KR102218582B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102218582B1 publication Critical patent/KR102218582B1/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
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/04Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by terrestrial means
    • G01C21/08Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by terrestrial means involving use of the magnetic field of the earth

Landscapes

  • Remote Sensing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Provided is an underwater position recognizing system. According to one embodiment of the present invention, the underwater position recognizing system comprises: a first water node positioned on a water surface, transmitting a distance measuring signal using sound waves, and receiving a response signal; and an underwater moving object moved in water to receive the distance measuring signal, and transmitting the response signal. The response signal includes depth information on a place where the underwater moving object is positioned and angle information on a moving path. When the underwater moving object is moved, a horizontal distance between the first water node and the underwater moving object is calculated at two points using the distance measuring signal and the response signal. A planar movement position of the underwater moving object is calculated on a plane using the angle information after projecting the horizontal distance between two points onto one plane, and a spatial movement position of the underwater moving object is recognized by using the depth information and the planar movement position on the plane. According to the present invention, the underwater position of the underwater moving object is effectively tracked.

Description

수중 위치 인식 시스템{SYSTEM FOR UNDERWATER LOCALIZATION}Underwater location recognition system {SYSTEM FOR UNDERWATER LOCALIZATION}

본 발명은 수중 위치 인식 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중 이동체의 위치를 추적하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to underwater location recognition technology, and more particularly, to a technology for tracking the location of an underwater vehicle.

수중 이동체의 수중 위치를 인식하는 기술은 하이드로폰 배열을 사용하여 수중 이동체의 위치를 추적하는 USBL, 수중 이동체에 부착된 자이로 센서와 가속도계를 활용한 관성항법 등이 존재한다.Technologies for recognizing the underwater location of an underwater vehicle include USBL that tracks the location of an underwater vehicle using a hydrophone array, and inertial navigation using a gyro sensor and accelerometer attached to the underwater vehicle.

USBL을 활용한 위치 인식 방법은 여러 개의 하이드로폰 배열을 사용해야 함으로서 기술의 복잡도 및 비용이 상승한다는 문제가 있다. 또한, 수중 이동체의 내부 센서를 활용하는 관성항법 위치 인식 방법은 GPS 신호를 획득하여 초기 위치를 설정해야 하며, 주기적으로 수중 이동체가 수면 위로 올라와 GPS 신호를 받아 위치를 재설정해야 한다는 단점이 있다.The location recognition method using USBL has a problem in that the complexity and cost of the technology are increased as the array of several hydrophones must be used. In addition, the inertial navigation position recognition method using the internal sensor of the underwater vehicle has a disadvantage that the GPS signal must be acquired to set the initial position, and the underwater vehicle must periodically rise above the water surface and receive the GPS signal to reset the position.

본 발명의 선행문헌으로는 한국 공개특허 공보 제 2015-0059191호가 있다.As a prior document of the present invention, there is Korean Patent Publication No. 2015-0059191.

본 발명은 수중 음파통신에 기반한 거리 측정과 수압센서를 활용한 수심 측정을 통해 얻는 평면 상의 거리정보와 자이로스코프, 지자기 센서, 가속도 센서 등이 탐지하는 각도정보를 활용하여 수중 이동체의 수중 위치를 효과적으로 추적하는 수중 위치 인식 시스템을 제공하는 것이다.The present invention effectively determines the underwater position of an underwater vehicle by using distance information on a plane obtained through distance measurement based on underwater sound wave communication and depth measurement using a water pressure sensor, and angle information detected by a gyroscope, a geomagnetic sensor, and an acceleration sensor. It is to provide a tracking underwater location recognition system.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수면 상에서 위치하며 음파를 이용하여 거리측정 신호를 발신하고 응답 신호를 수신하는 제1 수상 노드 및 수중에서 이동하며 거리측정 신호를 수신하고 상기 응답 신호를 발신하는 수중 이동체를 포함하고, 응답 신호는 수중 이동체가 위치된 곳의 수심정보와 이동경로에 대한 각도정보를 포함하며, 수중 이동체가 이동할 때에 거리측정 신호 및 응답 신호를 이용하여 2개의 지점에서 제1 수상 노드와 수중 이동체 간의 수평거리를 산출하고, 2개의 지점의 수평 거리를 하나의 평면에 투영한 후에 각도정보를 이용하여 평면 상에서 수중 이동체의 평면적 이동위치를 산출하고, 수심정보 및 평면 상에서의 평면적 이동위치를 이용하여 수중 이동체의 공간적 이동위치를 파악하는 수중 위치 인식 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a first aquatic node located on the surface of the water and transmitting a distance measurement signal using sound waves and receiving a response signal, and an underwater mobile body moving underwater and receiving a distance measurement signal and transmitting the response signal Including, and the response signal includes depth information of the location where the underwater vehicle is located and angle information on the movement path, and when the underwater vehicle moves, the first water node and the first water node at two points using the distance measurement signal and the response signal Calculate the horizontal distance between underwater moving objects, project the horizontal distances of two points on one plane, and calculate the planar moving position of the underwater moving object on the plane using angle information, and calculate the depth information and the planar moving position on the plane. An underwater location recognition system is provided to determine the spatial movement location of an underwater vehicle by using.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 수면 상에서 서로 다른 곳에 위치하며 각각 음파를 이용하여 거리측정 신호를 발신하고 응답 신호를 수신하는 제1 및 제2 수상 노드와, 수중에서 이동하며 상기 거리측정 신호를 수신하고 상기 응답 신호를 발신하는 수중 이동체를 포함하고, 상기 응답 신호는 상기 수중 이동체가 위치된 곳의 수심정보와 이동경로에 대한 각도정보를 포함하며, 상기 수중 이동체가 이동할 때에 상기 응답 신호를 이용하여 2개의 지점에서 상기 제1 수상 노드와 상기 수중 이동체 간의 제1 수평거리 및 상기 제2 수상 노드와 상기 수중 이동체 간의 제2 수평거리를 각각 산출하고, 상기 수중 이동체가 상기 2개의 지점 사이를 이동할 때에 상기 제1 수평거리 및 상기 제2 수평거리 중 거리가 증가한 수평거리를 판단하고, 상기 2개의 지점에서 상기 거리가 증가한 수평 거리를 하나의 평면에 투영한 후에 상기 각도정보를 이용하여 상기 평면 상에서 상기 수중 이동체의 평면적 이동위치를 산출하고, 상기 수심정보 및 상기 평면 상에서의 상기 평면적 이동위치를 이용하여 상기 수중 이동체의 공간적 이동위치를 파악하는 수중 위치 인식 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, first and second floating nodes located at different places on the surface of the water and each transmitting a distance measurement signal using sound waves and receiving a response signal, and moving in water and receiving the distance measurement signal And an underwater mobile body that transmits the response signal, and the response signal includes depth information of a location where the underwater mobile body is located and angle information on a movement path, and when the underwater mobile body moves, the response signal is used. When calculating a first horizontal distance between the first floating node and the underwater vehicle at two points and a second horizontal distance between the second floating node and the underwater vehicle, respectively, and when the underwater vehicle moves between the two points The horizontal distance of the first horizontal distance and the second horizontal distance is determined, the horizontal distance of which the distance is increased from the two points is projected onto one plane, and the angle information is used on the plane. There is provided an underwater position recognition system for calculating a planar movement position of an underwater moving object, and identifying a spatial movement position of the underwater moving object using the depth information and the planar moving position on the plane.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 수상에서 위치하며, 음파를 이용하여 거리측정 신호를 발신하고 응답 신호를 수신하는 음파 통신부를 구비한 제1 수상 노드 및 수중에서 이동하며 상기 거리측정 신호를 수신하고 상기 응답 신호를 발신하는 음파 통신부, 수압 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서를 구비한 수중 이동체를 포함하고, 상기 응답 신호는 상기 수압 센서, 상기 자이로 센서 및 상기 지자기 센서의 측정 값을 포함하여, 상기 제1 수상 노드는 상기 거리측정 신호와 상기 응답 신호의 시간 차 및 상기 응답 신호를 이용하여 수중 이동체의 공간적 이동위치를 파악하는 수중 위치 인식 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, the first aquatic node is located on the water and has a sound wave communication unit that transmits a distance measurement signal using sound waves and receives a response signal, and moves in the water and receives the distance measurement signal. A sound wave communication unit that transmits the response signal, a water pressure sensor, a gyro sensor, and an underwater moving body including a geomagnetic sensor, and the response signal includes a measured value of the water pressure sensor, the gyro sensor, and the geomagnetic sensor, and the first 1 The aquatic node is provided with an underwater location recognition system for determining a spatial movement position of an underwater vehicle using the time difference between the distance measurement signal and the response signal and the response signal.

본 발명에 따르면, GPS 신호 수신을 위해 수중 이동체가 수면위로 올라오지 않아도 수중 이동체의 위치를 추적할 수 있다.According to the present invention, it is possible to track the position of the underwater vehicle even if the underwater vehicle does not rise above the water surface for GPS signal reception.

또한, 본 발명에 따르면, 하이드로폰 배열을 사용하지 않고 수중 이동체의 위치를 추적하도록 하여 수중 위치 인식 시스템의 구현 비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to reduce the implementation cost of the underwater location recognition system by tracking the location of the underwater vehicle without using a hydrophone arrangement.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템을 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템의 수상 노드를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템의 수중 이동체를 예시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템이 수중 위치를 인식하는 과정을 예시한 순서도.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템에서 수평거리, 평면적 이동위치를 산출하는 방식을 구체적으로 예시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템을 예시한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템이 수중 위치를 인식하는 과정을 예시한 순서도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템에서 수평거리, 평면적 이동위치를 산출하는 방식을 구체적으로 예시한 도면.
1 is a diagram illustrating an underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a water node of an underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an underwater moving body of the underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process of recognizing an underwater location by an underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention.
5 to 8 are views specifically illustrating a method of calculating a horizontal distance and a planar movement position in an underwater position recognition system according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating an underwater location recognition system according to another embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a process of recognizing an underwater location by an underwater location recognition system according to another embodiment of the present invention.
11 is a diagram specifically exemplifying a method of calculating a horizontal distance and a planar movement position in an underwater position recognition system according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 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.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided. Specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail through detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템을 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템은, 제1 수상 노드(110) 및 수중 이동체(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention includes a first floating node 110 and an underwater moving body 130.

제1 수상 노드(110)는, 수면 상에 위치하고 수중에 위치한 수중 이동체(130)와 음파를 이용하여 통신한다. 제1 수상 노드(110)는 수중 이동체(130)에 거리측정 신호를 발신하고 수중 이동체(130)로부터 응답 신호를 수신할 수 있다.The first floating node 110 communicates with the underwater moving object 130 located on the surface of the water and located underwater using sound waves. The first floating node 110 may transmit a distance measurement signal to the underwater mobile 130 and receive a response signal from the underwater mobile 130.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템의 수상 노드를 예시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a water node of an underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 제1 수상 노드(110)는 수중 이동체(130)와 음파 통신을 수행하는 음파 통신부(111)와, 다른 수상 노드 또는 다른 장치와 무선 통신을 위한 무선 통신부(112)를 포함할 수 있다. 또한, 음파 통신부(111)와 무선 통신부(112)를 제어하는 제어부(113)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 제어부(113)는 제1 수상 노드(110)의 정해진 위치 정보를 미리 저장하거나, 별도의 GPS 수신 모듈을 통해 제1 수상 노드(110)의 위치 정보를 산출할 수 있다.Referring to FIG. 2, the first floating node 110 includes a sound wave communication unit 111 for performing sound wave communication with the underwater mobile body 130, and a wireless communication unit 112 for wireless communication with another floating node or other device. can do. In addition, a control unit 113 for controlling the sound wave communication unit 111 and the wireless communication unit 112 may be further included. In this case, the controller 113 may store predetermined location information of the first floating node 110 in advance, or may calculate the location information of the first floating node 110 through a separate GPS receiving module.

수중 이동체(130)는 수중에서 이동하는 장치로서, 수면 상에 위치한 수중 이동체(130)와 음파를 이용하여 통신한다. 수중 이동체(130)는 거리측정 신호를 수신하면, 거리측정 신호를 보낸 수상 노드에 응답 신호를 발신할 수 있다. 특히, 응답 신호는, 수중 이동체(130)가 위치된 곳의 수심정보와 이동경로에 대한 각도정보를 포함한다.The underwater vehicle 130 is a device that moves underwater, and communicates with the underwater vehicle 130 located on the water surface using sound waves. Upon receiving the distance measurement signal, the underwater mobile 130 may transmit a response signal to the floating node that has sent the distance measurement signal. In particular, the response signal includes depth information of a location where the underwater moving object 130 is located and angle information of a movement path.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템의 수중 이동체를 예시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an underwater moving object of the underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 수중 이동체(130)는 제1 수상 노드(110)와 음파 통신을 수행하는 음파 통신부(131)를 포함할 수 있다. 음파 통신부(121)는 제1 수상 노드(110)로부터 거리 측정 신호를 수신하고, 응답 신호를 제1 수상 노드(110)에 발신할 수 있다.Referring to FIG. 3, the underwater mobile body 130 may include a sound wave communication unit 131 that performs sound wave communication with the first floating node 110. The sound wave communication unit 121 may receive a distance measurement signal from the first floating node 110 and transmit a response signal to the first floating node 110.

또한, 수중 이동체(130)는, 수압 센서(133)를 포함할 수 있다. 응답 신호의 수심정보는, 수압 센서(133) 측정 값으로서 이로부터 수중 이동체(130)가 위치한 곳의 수심을 산출할 수 있다.In addition, the underwater moving body 130 may include a water pressure sensor 133. The depth information of the response signal is a measured value of the water pressure sensor 133, from which the depth of the underwater moving body 130 may be calculated.

또한, 수중 이동체(130)는, 자이로 센서(134) 및 지자기 센서(135) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 응답 신호의 각도정보는, 자이로 센서(134) 및 지자기 센서(135)의 측정 값을 포함할 수 있다.In addition, the underwater moving body 130 may include at least one of a gyro sensor 134 and a geomagnetic sensor 135. The angle information of the response signal may include measured values of the gyro sensor 134 and the geomagnetic sensor 135.

또한, 수중 이동체(130)는 가속도 센서(132)를 포함할 수도 있다. 응답 신호는, 가속도 센서(132)의 측정 값을 포함할 수 있다.In addition, the underwater moving body 130 may include an acceleration sensor 132. The response signal may include a measurement value of the acceleration sensor 132.

또한, 수중 이동체(130)는, 음파 통신부(111) 및 상술한 센서들을 제어하는 제어부(136)를 더 포함할 수 있다. 제어부(136)는 음파 통신부(131)가 거리 측정 신호를 수신하는 경우, 상술한 센서들의 측정 값을 가지는 응답 신호를 생성할 수 있다. In addition, the underwater moving body 130 may further include a sound wave communication unit 111 and a control unit 136 that controls the above-described sensors. When the sound wave communication unit 131 receives the distance measurement signal, the control unit 136 may generate a response signal having measured values of the above-described sensors.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템은, 수면 상에 위치한 한 개의 수상 노드(110)와 수중에 위치한 수중 이동체(130)로 구성될 수 있으며, 다음의 설명하는 단계를 거쳐 수중 이동체(130)의 위치를 특정할 수 있다.As described above, the underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention may be composed of a single floating node 110 located on the surface of the water and an underwater moving body 130 located underwater, and the following description steps Through this, the position of the underwater moving body 130 can be specified.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템이 수중 위치를 인식하는 과정을 예시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a process of recognizing an underwater location by an underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템은, 수중 이동체(130)가 이동할 때에, 거리측정 신호 및 응답 신호를 이용하여 2개의 지점에서 각각 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130) 간의 수평거리를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 지점에서 제1-1 수평거리를 산출하고, 수중 이동체(130)가 이동한 이후 제2 지점에서 제1-2 수평거리를 산출할 수 있다.Referring to Figure 4, the underwater location recognition system according to an embodiment of the present invention, when the underwater moving body 130 moves, using a distance measurement signal and a response signal, each of the first water node 110 at two points It is possible to calculate the horizontal distance between the and the underwater moving body 130. For example, the 1-1 horizontal distance may be calculated from the first point, and the 1-2 horizontal distance may be calculated from the second point after the underwater vehicle 130 moves.

다음에, 2의 지점의 수평 거리를 하나의 평면에 전사한 후에 2개의 지점 사이의 각도정보를 이용하여 하나의 평면 상에서 수중 이동체(130)가 이동한 평면적 이동위치를 산출하고, 여기에 수심정보를 추가하여 위치 정보를 생성함으로써 수중 이동체(130)의 공간적 이동위치를 파악할 수 있다.Next, after transferring the horizontal distance of the point of 2 to one plane, using the angle information between the two points, calculate the planar movement position of the underwater moving object 130 moved on one plane, and the depth information By adding and generating location information, it is possible to grasp the spatial movement location of the underwater moving object 130.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템에서 수평거리, 평면적 이동위치를 산출하는 방식을 구체적으로 예시한 도면이다.5 to 8 are views specifically exemplifying a method of calculating a horizontal distance and a planar movement position in an underwater position recognition system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 수중 이동체(130)가 수중평면 1 상의

Figure 112019086443537-pat00001
에 위치할 경우,
Figure 112019086443537-pat00002
에 위치한 제1 수상 노드(110)는 음파통신을 통하여 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130) 간의 거리
Figure 112019086443537-pat00003
을 획득할 수 있다. 구체적으로, 거리측정 신호와 응답 신호의 시간 차를 이용하여 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130)의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 제1 수상 노드(110)는 수중 이동체(130)의 수압 센서(133)가 측정한 수심
Figure 112019086443537-pat00004
정보도 전달받을 수 있다. 이 때, 피타고라스 공식을 활용하여 수중평면 1로 투영한 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130) 간의 거리
Figure 112019086443537-pat00005
을 산출할 수 있다. 즉, 첫 번째 위치에서 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130) 간의 수평거리를 산출할 수 있다 (상술한 제1 지점에서 제1-1 수평거리를 산출에 해당한다).5, the underwater moving body 130 is on the underwater plane 1
Figure 112019086443537-pat00001
If located in,
Figure 112019086443537-pat00002
The first floating node 110 located at is the distance between the first floating node 110 and the underwater mobile body 130 through sound wave communication
Figure 112019086443537-pat00003
Can be obtained. Specifically, the distance between the first floating node 110 and the underwater vehicle 130 may be calculated using a time difference between the distance measurement signal and the response signal. In addition, the first floating node 110 is the water depth measured by the water pressure sensor 133 of the underwater moving body 130
Figure 112019086443537-pat00004
Information can also be delivered. At this time, the distance between the first floating node 110 and the underwater moving object 130 projected onto the underwater plane 1 using the Pythagorean formula
Figure 112019086443537-pat00005
Can be calculated. That is, the horizontal distance between the first floating node 110 and the underwater moving object 130 at the first position may be calculated (corresponding to calculating the 1-1 horizontal distance from the first point described above).

도 6을 참조하면, 수중 이동체(130)가 제1 지점인

Figure 112019086443537-pat00006
에서 제2 지점인
Figure 112019086443537-pat00007
으로 이동할 수 있다. 여기서,
Figure 112019086443537-pat00008
은 수심이
Figure 112019086443537-pat00009
인 수중평면 1에 위치하고
Figure 112019086443537-pat00010
은 수심이
Figure 112019086443537-pat00011
인 수중평면 2에 위치한다. 이 때, 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130)(
Figure 112019086443537-pat00012
) 간의 거리
Figure 112019086443537-pat00013
와 수심
Figure 112019086443537-pat00014
정보를 활용하여, 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130) 간의 거리
Figure 112019086443537-pat00015
를 산출할 수 있다. 즉, 두 번째 위치에서 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130) 간의 수평거리를 산출할 수 있다(상술한 제2 지점에서 제1-2 수평거리를 산출에 해당한다).6, the underwater moving body 130 is the first point
Figure 112019086443537-pat00006
The second branch in
Figure 112019086443537-pat00007
You can move to. here,
Figure 112019086443537-pat00008
The depth is
Figure 112019086443537-pat00009
Is located in the underwater plane 1
Figure 112019086443537-pat00010
The depth is
Figure 112019086443537-pat00011
It is located in underwater plane 2. At this time, the first floating node 110 and the underwater moving body 130 (
Figure 112019086443537-pat00012
) Between
Figure 112019086443537-pat00013
And depth
Figure 112019086443537-pat00014
Using the information, the distance between the first floating node 110 and the underwater vehicle 130
Figure 112019086443537-pat00015
Can be calculated. That is, the horizontal distance between the first floating node 110 and the underwater vehicle 130 at the second position may be calculated (corresponding to calculating the 1-2 horizontal distance from the second point described above).

다음에, 2개의 지점의 수평 거리를 하나의 평면에 전사하여 나타낼 수 있다. 본 실시예에서는 수중평면 1에 2개의 수평거리

Figure 112019086443537-pat00016
Figure 112019086443537-pat00017
를 나타낸다.Next, the horizontal distance of the two points can be transferred to one plane and displayed. In this example, two horizontal distances to the underwater plane 1
Figure 112019086443537-pat00016
and
Figure 112019086443537-pat00017
Represents.

도 7을 참조하면, 수중 이동체(130)로부터 받은 자이로 센서(134) 또는 지자기 센서(135)의 측정 값을 이용하여, 평면 상에서 변화한 각도정보(Yaw,

Figure 112019086443537-pat00018
)를 얻을 수 있고, 이를 통해
Figure 112019086443537-pat00019
Figure 112019086443537-pat00020
도 얻을 수 있다. Referring to FIG. 7, using the measured value of the gyro sensor 134 or the geomagnetic sensor 135 received from the underwater moving body 130, the angle information (Yaw,
Figure 112019086443537-pat00018
), and through this
Figure 112019086443537-pat00019
sign
Figure 112019086443537-pat00020
Can also be obtained.

이 때, 삼각형

Figure 112019086443537-pat00021
에 대해 제2코사인법칙을 적용하면 다음의 식 (1)을 얻으며, 이를 풀면 식 (2)의 해를 구할 수 있다.At this time, the triangle
Figure 112019086443537-pat00021
If the second cosine law is applied to, the following equation (1) is obtained, and by solving it, the solution of equation (2) can be obtained.

Figure 112019086443537-pat00022
(1)
Figure 112019086443537-pat00022
(One)

Figure 112019086443537-pat00023
(2)
Figure 112019086443537-pat00023
(2)

한편, 식 (2)는 두 개의 실근을 갖거나 두 개의 허근을 갖거나 한 개의 중근을 가질 수 있는데, 거리

Figure 112019086443537-pat00024
를 특정하기 위한 충분조건으로써 두 개의 실근을 가지면서도 한 개의 양수 근과 한 개의 음수 근을 갖기 위해서는 다음의 식 (3)과 (4)를 동시에 만족해야 한다.On the other hand, Equation (2) can have two real roots, two false roots, or one median root.
Figure 112019086443537-pat00024
In order to have two real roots and one positive root and one negative root as a sufficient condition to specify the following equations (3) and (4) must be satisfied at the same time.

Figure 112019086443537-pat00025
(3)
Figure 112019086443537-pat00025
(3)

Figure 112019086443537-pat00026
(4)
Figure 112019086443537-pat00026
(4)

식 (3)과 (4)를 정리하면 식 (5)와 (6)으로 표현할 수 있고, 식 (5)와 (6)에 제곱을 취하여 두 식을 동시에 만족하는 식 (7)을 얻을 수 있다.If equations (3) and (4) are summarized, it can be expressed by equations (5) and (6), and equation (7) that satisfies both equations at the same time can be obtained by taking the square of equations (5) and (6). .

Figure 112019086443537-pat00027
(5)
Figure 112019086443537-pat00027
(5)

Figure 112019086443537-pat00028
(6)
Figure 112019086443537-pat00028
(6)

Figure 112019086443537-pat00029
(7)
Figure 112019086443537-pat00029
(7)

이 때, 식 (7)은 식 (8)을 통해 식 (9)로 더욱 간단화된다.At this time, equation (7) is further simplified to equation (9) through equation (8).

Figure 112019086443537-pat00030
(8)
Figure 112019086443537-pat00030
(8)

Figure 112019086443537-pat00031
(9)
Figure 112019086443537-pat00031
(9)

결론적으로

Figure 112019086443537-pat00032
의 조건을 만족한다면, 식 (3)의
Figure 112019086443537-pat00033
을 이동거리
Figure 112019086443537-pat00034
로 특정할 수 있다. 따라서, 초기위치
Figure 112019086443537-pat00035
을 알고 있을 때,
Figure 112019086443537-pat00036
,
Figure 112019086443537-pat00037
,
Figure 112019086443537-pat00038
를 식 (3)에 대입하여 산출한 이동거리
Figure 112019086443537-pat00039
와 각도정보
Figure 112019086443537-pat00040
를 활용하여
Figure 112019086443537-pat00041
의 위치를 도출한 후, 수심정보
Figure 112019086443537-pat00042
를 적용하면 수중평면 2 상의
Figure 112019086443537-pat00043
의 위치를 파악할 수 있다.In conclusion
Figure 112019086443537-pat00032
If the condition of is satisfied,
Figure 112019086443537-pat00033
Moving distance
Figure 112019086443537-pat00034
It can be specified as Therefore, the initial position
Figure 112019086443537-pat00035
When you know
Figure 112019086443537-pat00036
,
Figure 112019086443537-pat00037
,
Figure 112019086443537-pat00038
The travel distance calculated by substituting in equation (3)
Figure 112019086443537-pat00039
And angle information
Figure 112019086443537-pat00040
Using
Figure 112019086443537-pat00041
After deriving the location of the water depth information
Figure 112019086443537-pat00042
When applied to the underwater plane 2
Figure 112019086443537-pat00043
Can determine the location of.

또한, 평면 상에서 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130) 간의 거리가 증가하는 방향으로 수중 이동체(130)가 이동하는 경우, 상술한 단계를 반복 적용하여 수중 이동체(130)의 새로운 위치를 지속적으로 파악할 수 있다.In addition, when the underwater vehicle 130 moves in a direction in which the distance between the first aquatic node 110 and the underwater vehicle 130 increases on a plane, the above-described steps are repeated to determine a new position of the underwater vehicle 130. You can keep track of it.

본 실시예에서는 제1 수상 노드(110)의 제어부(113)에서 거리측정 신호 및 응답 신호를 이용하여 상술한 산출방법을 수행할 수 있다. 한편, 상술한 산출은 제1 수상 노드(110)가 아닌 다른 장치에서 수행될 수도 있으며, 무선 통신부(112)를 통하여 거리측정 신호 및 응답 신호를 다른 장치에 전달할 수 있다.In the present embodiment, the control unit 113 of the first floating node 110 may perform the above-described calculation method using a distance measurement signal and a response signal. Meanwhile, the above-described calculation may be performed in a device other than the first floating node 110, and a distance measurement signal and a response signal may be transmitted to another device through the wireless communication unit 112.

상술한 실시예는 수중 이동체(130)가 제1 수상 노드(110)를 기준으로 평면 상의 거리가 증가하는 방향으로 이동할 경우에 위치를 파악하는 방식에 유용하다.The above-described embodiment is useful for a method of determining a location when the underwater moving object 130 moves in a direction in which the distance on the plane increases with respect to the first floating node 110.

이후에서는 두 개 이상의 수상 노드를 배치하고 수상 노드 간 무선 통신 등으로 서로 정보를 공유하여 언제든지 수중 이동체(130)의 수중 위치를 파악할 수 있는 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment in which two or more floating nodes are arranged and information is shared with each other through wireless communication between the floating nodes, so that the underwater location of the underwater mobile 130 can be determined at any time will be described.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템을 예시한 도면이다.9 is a diagram illustrating an underwater location recognition system according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템은, 상술한 실시예와 비교하여 제2 수상 노드(120)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 제2 수상 노드(120)는 상술한 제1 수상 노드(110)와 유사한 구성을 가지고 유사한 기능을 수행할 수 있다. 또한, 수상 노드(110, 120) 간 무선 통신을 위하여, 제1 및 제2 수상 노드(110, 120)는 각각 무선 통신부(112)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the underwater location recognition system according to the present embodiment may further include a second floating node 120 compared to the above-described embodiment. In this case, the second floating node 120 may have a similar configuration to the above-described first floating node 110 and perform a similar function. In addition, for wireless communication between the floating nodes 110 and 120, the first and second floating nodes 110 and 120 may each include a wireless communication unit 112.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템이 수중 위치를 인식하는 과정을 예시한 순서도이다.10 is a flowchart illustrating a process of recognizing an underwater location by an underwater location recognition system according to another embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 수중 이동체(130)가 이동할 때에, 2개의 지점에서 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130) 간의 제1 수평거리(제1-1 수평거리 및 제1-2 수평거리) 및 제2 수상 노드(120)와 수중 이동체(130) 간의 제2 수평거리(제2-1 수평거리 및 제2-2 수평거리)를 각각 산출할 수 있다.Referring to FIG. 10, when the underwater mobile body 130 moves, the first horizontal distance (1-1 horizontal distance and 1-2 horizontal distance) between the first floating node 110 and the underwater mobile body 130 at two points. Distance) and a second horizontal distance (a 2-1 horizontal distance and a 2-2 horizontal distance) between the second floating node 120 and the underwater vehicle 130 may be calculated, respectively.

다음에, 수중 이동체(130)가 2개의 지점 사이를 이동(제1 지점에서 제2 지점으로 이동)할 때에, 어느 쪽의 수상 노드에서 수평거리가 증가하게 되었는지를 판단할 수 있다. 즉, 제1 수평거리 및 제2 수평거리 중 어느 쪽이 거리가 증가하였는지 판단할 수 있다. 이 때, 제2 수상 노드(120)는 제2 수평거리를 포함한 수중 이동체(130)와의 관계에서 산출된 정보를 무선통신으로 제1 수상 노드(110)에 전달할 수 있다. 즉, 제1 수상 노드(110)에서 어느 쪽의 수상 노드에서 수평거리가 증가하게 되었는지를 판단할 수 있다. Next, when the underwater moving body 130 moves between the two points (moving from the first point to the second point), it may be determined from which water node the horizontal distance increases. That is, it may be determined which of the first horizontal distance and the second horizontal distance increases the distance. In this case, the second floating node 120 may transmit information calculated in a relationship with the underwater mobile body 130 including the second horizontal distance to the first floating node 110 through wireless communication. That is, the first floating node 110 may determine which side of the floating node increases the horizontal distance.

수평거리가 증가한 수상 노드가 판단되면, 상술한 실시예의 방법으로 수중 이동체(130)의 공간적 이동위치를 파악할 수 있다. 즉, 거리가 증가한 수평 거리를 하나의 평면에 전사한 후에, 각도정보를 이용하여 평면 상에서 수중 이동체(130)의 평면적 이동위치를 산출할 수 있다. 그리고 수심정보 및 평면 상에서의 평면적 이동위치를 이용하여, 수중 이동체(130)의 공간적 이동위치를 파악할 수 있다.When it is determined that the floating node with an increased horizontal distance is determined, the spatial movement position of the underwater moving object 130 may be determined by the method of the above-described embodiment. That is, after transferring the horizontal distance of the increased distance to one plane, the planar movement position of the underwater vehicle 130 on the plane may be calculated using the angle information. In addition, by using the depth information and the planar movement position on the plane, the spatial movement position of the underwater moving object 130 may be identified.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 위치 인식 시스템에서 수평거리, 평면적 이동위치를 산출하는 방식을 구체적으로 예시한 도면이다. 11 is a diagram specifically illustrating a method of calculating a horizontal distance and a planar movement position in an underwater position recognition system according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 2개의 수상 노드(110, 120)를 사용하여 수중 이동체(130)의 위치를 추적하는 경우에, 수중 이동체(130)가 어느 하나의 수상 노드에 가까워지는 방향으로 이동하면 다른 하나의 수상 노드로부터는 멀어지게 된다. 이 때, 거리가 멀어지는 수상 노드를 기준으로 본 발명의 상술한 실시예의 방법을 적용하여 수중 이동체(130)의 위치를 추적할 수 있다. 이하에서는 본 실시예의 산출방식을 구체적으로 설명한다.Referring to FIG. 11, in the case of tracking the position of the underwater moving object 130 using two water nodes 110, 120, if the underwater moving object 130 moves in a direction closer to any one water node, another It moves away from one floating node. In this case, the position of the underwater moving object 130 can be tracked by applying the method of the above-described embodiment of the present invention based on the water node whose distance is increasing. Hereinafter, the calculation method of the present embodiment will be described in detail.

우선, 수중 이동체(130)가 초기 상태에 수중평면 1 상의

Figure 112019086443537-pat00044
에 위치할 경우에, 상술한 실시예의 방법에 따라, 수중평면 1로 투영한 제1 수상 노드(110,
Figure 112019086443537-pat00045
에 위치)와 수중 이동체(130) 간의 거리
Figure 112019086443537-pat00046
를 계산할 수 있다. 또한, 수중평면 1로 투영한 제2 수상 노드(120,
Figure 112019086443537-pat00047
에 위치)와 수중 이동체(130) 간의 거리
Figure 112019086443537-pat00048
도 산출할 수 있다.First, the underwater moving body 130 is in the initial state on the underwater plane 1
Figure 112019086443537-pat00044
When located at, according to the method of the above-described embodiment, the first water node 110 projected onto the underwater plane 1,
Figure 112019086443537-pat00045
The distance between the underwater vehicle (130)
Figure 112019086443537-pat00046
Can be calculated. In addition, the second floating node 120 projected onto the underwater plane 1,
Figure 112019086443537-pat00047
The distance between the underwater vehicle (130)
Figure 112019086443537-pat00048
Can also be calculated.

다음으로, 수중 이동체(130)가 수중평면 1 상의

Figure 112019086443537-pat00049
에서 수중평면 2 상의
Figure 112019086443537-pat00050
로 이동한 경우에, 상술한 실시예의 방법에 따라, 수중평면 1로 투영된 제1 수상 노드(110)와 수중 이동체(130,
Figure 112019086443537-pat00051
에 위치) 간의 거리
Figure 112019086443537-pat00052
를 산출하고, 수중평면 1로 투영된 제2 수상 노드(120)와 수중 이동체(130)간의 거리
Figure 112019086443537-pat00053
를 산출할 수 있다. Next, the underwater moving body 130 is on the underwater plane 1
Figure 112019086443537-pat00049
Underwater plane 2 top
Figure 112019086443537-pat00050
In the case of moving to, according to the method of the above-described embodiment, the first aquatic node 110 and the underwater moving body 130 projected to the underwater plane 1,
Figure 112019086443537-pat00051
Distance between locations)
Figure 112019086443537-pat00052
And the distance between the second floating node 120 and the underwater moving body 130 projected onto the underwater plane 1
Figure 112019086443537-pat00053
Can be calculated.

다음으로, 각 수상 노드에서 수평거리의 증가 여부를 확인할 수 있다.

Figure 112019086443537-pat00054
>
Figure 112019086443537-pat00055
를 만족한다면, 제1 수상 노드(110)를 기준으로
Figure 112019086443537-pat00056
,
Figure 112019086443537-pat00057
,
Figure 112019086443537-pat00058
를 이용하여, 상술한 실시예의 방법에 따라,
Figure 112019086443537-pat00059
의 위치를 산출할 수 있다. 한편,
Figure 112019086443537-pat00060
>
Figure 112019086443537-pat00061
를 만족한다면 제2 수상 노드(120)를 기준으로
Figure 112019086443537-pat00062
,
Figure 112019086443537-pat00063
,
Figure 112019086443537-pat00064
를 이용하여, 상술한 실시예의 방법에 따라,
Figure 112019086443537-pat00065
의 위치를 산출할 수 있다.Next, it is possible to check whether the horizontal distance is increased at each floating node.
Figure 112019086443537-pat00054
>
Figure 112019086443537-pat00055
If satisfied, based on the first award node 110
Figure 112019086443537-pat00056
,
Figure 112019086443537-pat00057
,
Figure 112019086443537-pat00058
Using, according to the method of the above-described embodiment,
Figure 112019086443537-pat00059
You can calculate the position of. Meanwhile,
Figure 112019086443537-pat00060
>
Figure 112019086443537-pat00061
If it is satisfied, based on the second award node 120
Figure 112019086443537-pat00062
,
Figure 112019086443537-pat00063
,
Figure 112019086443537-pat00064
Using, according to the method of the above-described embodiment,
Figure 112019086443537-pat00065
You can calculate the position of.

또한, 수중 이동체(130)가 다시 이동한 경우, 상술한 과정을 반복적으로 적용하여 수중 이동체(130)의 새로운 위치를 계속 파악할 수 있다.In addition, when the underwater vehicle 130 has moved again, the above-described process may be repeatedly applied to continuously grasp a new position of the underwater vehicle 130.

본 실시예에서는 제1 수상 노드(110)의 제어부(113)에서 거리측정 신호 및 응답 신호를 이용하여 1차로 산출하고 제2 수상 노드(120)에서 산출된 정보를 받아서 전체적으로 위치를 산출하고 판단하는 방법을 수행할 수 있다. 한편, 상술한 산출방법은 제1 수상 노드(110)가 아닌 다른 장치에서 수행될 수도 있으며, 무선 통신부(112)를 통하여 거리측정 신호, 응답 신호 및 산출 정보 등을 다른 장치에 전달할 수 있다.In this embodiment, the control unit 113 of the first floating node 110 calculates and determines the location as a whole by using the distance measurement signal and the response signal, and receiving the information calculated from the second floating node 120 Method can be carried out. Meanwhile, the above-described calculation method may be performed in a device other than the first floating node 110, and a distance measurement signal, a response signal, and calculation information may be transmitted to another device through the wireless communication unit 112.

상술한 실시예에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 GPS 신호 수신을 위해 수중 이동체가 수면위로 올라오지 않아도 수중 이동체의 위치를 추적할 수 있다. 또한, 하이드로폰 배열을 사용하지 않고 수중 이동체의 위치를 추적하도록 하여 수중 위치 인식 시스템의 구현 비용을 절감할 수 있다.As described in the above-described embodiment, the present invention can track the location of the underwater vehicle even if the underwater vehicle does not rise above the water surface for GPS signal reception. In addition, it is possible to reduce the implementation cost of the underwater location recognition system by tracking the location of the underwater vehicle without using a hydrophone array.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 전술한 실시 예 외의 많은 실시 예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at centering on the embodiment. Many embodiments other than the above-described embodiments exist within the scope of the claims of the present invention. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative point of view rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

110, 120: 수상 노드
111: 음파 통신부
112: 무선 통신부
130: 수중 이동체
131: 음파 통신부
133: 수압 센서
134: 자이로 센서
135: 지자기 센서
110, 120: floating node
111: sound wave communication unit
112: wireless communication unit
130: underwater vehicle
131: sound wave communication unit
133: water pressure sensor
134: gyro sensor
135: geomagnetic sensor

Claims (9)

수면 상에서 위치하며, 음파를 이용하여 거리측정 신호를 발신하고 응답 신호를 수신하는 제1 수상 노드; 및
수중에서 이동하며, 상기 거리측정 신호를 수신하고 상기 응답 신호를 발신하는 수중 이동체를 포함하고,
상기 응답 신호는, 상기 수중 이동체가 위치된 곳의 수심정보와 이동경로에 대한 각도정보를 포함하며,
상기 수중 이동체가 이동할 때에, 상기 거리측정 신호 및 상기 응답 신호를 이용하여 2개의 지점에서 상기 제1 수상 노드와 상기 수중 이동체 간의 수평거리를 산출하고,
상기 2개의 지점의 상기 수평 거리를 하나의 평면에 투영한 후에, 상기 평면 상에서 상기 제1 수상 노드와 상기 수중 이동체 간의 거리가 증가하는 방향으로 상기 수중 이동체가 이동하는 경우에, 상기 각도정보를 이용하여 상기 평면 상에서 상기 수중 이동체의 평면적 이동위치를 산출하고,
상기 수심정보 및 상기 평면 상에서의 상기 평면적 이동위치를 이용하여, 상기 수중 이동체의 공간적 이동위치를 파악하는 수중 위치 인식 시스템.
A first floating node located on the water surface and transmitting a distance measurement signal using sound waves and receiving a response signal; And
An underwater moving body that moves underwater, receives the distance measurement signal, and transmits the response signal,
The response signal includes depth information of a place where the underwater moving object is located and angle information of a movement path,
When the underwater vehicle moves, calculate a horizontal distance between the first floating node and the underwater vehicle at two points using the distance measurement signal and the response signal,
After projecting the horizontal distances of the two points onto one plane, the angle information is used when the underwater mobile body moves in a direction in which the distance between the first floating node and the underwater mobile body increases on the plane. To calculate the planar movement position of the underwater moving object on the plane,
An underwater position recognition system for identifying a spatial movement position of the underwater moving object by using the depth information and the planar movement position on the plane.
제1 항에 있어서,
상기 거리측정 신호와 상기 응답 신호의 시간 차를 이용하여 상기 제1 수상 노드와 상기 수중 이동체의 거리를 산출하며,
상기 수중 이동체는, 수압 센서를 포함하고, 상기 수압 센서의 측정값을 이용하여 상기 수심정보를 산출하며,
상기 제1 수상 노드 및 상기 수중 이동체 간의 수평거리는, 상기 제1 수상 노드와 상기 수중 이동체의 거리 및 상기 수심정보를 이용하여 산출하는 수중 위치 인식 시스템.
The method of claim 1,
The distance between the first floating node and the underwater moving object is calculated using a time difference between the distance measurement signal and the response signal,
The underwater moving body includes a water pressure sensor, and calculates the water depth information using a measured value of the water pressure sensor,
An underwater location recognition system that calculates a horizontal distance between the first floating node and the underwater vehicle using the distance between the first floating node and the underwater vehicle and the depth information.
제1 항에 있어서,
상기 수중 이동체는, 자이로 센서 및 지자기 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 각도정보는, 상기 자이로 센서 및 상기 지자기 센서의 측정 값을 포함하는 수중 위치 인식 시스템
The method of claim 1,
The underwater moving body includes at least one of a gyro sensor and a geomagnetic sensor,
The angle information is an underwater position recognition system including the measured values of the gyro sensor and the geomagnetic sensor
수면 상에서 서로 다른 곳에 위치하며, 각각 음파를 이용하여 거리측정 신호를 발신하고 응답 신호를 수신하는 제1 및 제2 수상 노드; 및
수중에서 이동하며, 상기 거리측정 신호를 수신하고 상기 응답 신호를 발신하는 수중 이동체를 포함하고,
상기 응답 신호는, 상기 수중 이동체가 위치된 곳의 수심정보와 이동경로에 대한 각도정보를 포함하며,
상기 수중 이동체가 이동할 때에, 상기 응답 신호를 이용하여 2개의 지점에서 상기 제1 수상 노드와 상기 수중 이동체 간의 제1 수평거리 및 상기 제2 수상 노드와 상기 수중 이동체 간의 제2 수평거리를 각각 산출하고,
상기 수중 이동체가 상기 2개의 지점 사이를 이동할 때에, 상기 제1 수평거리 및 상기 제2 수평거리 중 거리가 증가한 수평거리를 판단하고,
상기 2개의 지점에서 상기 거리가 증가한 수평 거리를 하나의 평면에 투영한 후에, 상기 각도정보를 이용하여 상기 평면 상에서 상기 수중 이동체의 평면적 이동위치를 산출하고,
상기 수심정보 및 상기 평면 상에서의 상기 평면적 이동위치를 이용하여, 상기 수중 이동체의 공간적 이동위치를 파악하는 수중 위치 인식 시스템.
First and second floating nodes located at different places on the water surface, each transmitting a distance measurement signal using sound waves and receiving a response signal; And
An underwater moving body that moves underwater, receives the distance measurement signal, and transmits the response signal,
The response signal includes depth information of a place where the underwater moving object is located and angle information of a movement path,
When the underwater vehicle moves, a first horizontal distance between the first floating node and the underwater vehicle and a second horizontal distance between the second floating node and the underwater vehicle are calculated at two points using the response signal, and ,
When the underwater moving body moves between the two points, determining a horizontal distance in which a distance increases among the first horizontal distance and the second horizontal distance,
After projecting the horizontal distance increased by the distance from the two points onto one plane, the planar movement position of the underwater moving object on the plane is calculated using the angle information,
An underwater position recognition system for identifying a spatial movement position of the underwater moving object by using the depth information and the planar movement position on the plane.
제4 항에 있어서,
상기 거리측정 신호와 상기 응답 신호의 시간 차를 이용하여, 각각의 상기 수상 노드와 상기 수중 이동체의 거리를 각각 산출하며,
상기 응답 신호는 수압정보를 포함하고, 상기 수압정보를 이용하여 상기 수심정보를 산출하며,
각각의 상기 수상 노드와 상기 수중 이동체 간의 수평거리는, 각각의 상기 수상 노드와 상기 수중 이동체의 거리 및 상기 수심정보를 이용하여 산출하는 수중 위치 인식 시스템.
The method of claim 4,
Using a time difference between the distance measurement signal and the response signal, each of the distances between the water node and the underwater mobile is calculated,
The response signal includes water pressure information, and the water depth information is calculated using the water pressure information,
An underwater location recognition system that calculates a horizontal distance between each of the aquatic nodes and the underwater vehicle using distances between each of the aquatic nodes and the underwater vehicle and the depth information.
제4 항에 있어서,
상기 수중 이동체는, 자이로 센서 및 지자기 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 각도정보는, 상기 자이로 센서 및 상기 지자기 센서의 측정 값을 포함하는 수중 위치 인식 시스템.
The method of claim 4,
The underwater moving body includes at least one of a gyro sensor and a geomagnetic sensor,
The angle information is an underwater position recognition system including the measured values of the gyro sensor and the geomagnetic sensor.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020190103117A 2019-08-22 2019-08-22 System for underwater localization KR102218582B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190103117A KR102218582B1 (en) 2019-08-22 2019-08-22 System for underwater localization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190103117A KR102218582B1 (en) 2019-08-22 2019-08-22 System for underwater localization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102218582B1 true KR102218582B1 (en) 2021-02-22

Family

ID=74687435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190103117A KR102218582B1 (en) 2019-08-22 2019-08-22 System for underwater localization

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102218582B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113141591A (en) * 2021-04-08 2021-07-20 武汉理工大学 Anti-interference system of multi-agent search and rescue network model
CN114993302A (en) * 2022-05-27 2022-09-02 中国人民解放军海军工程大学 Underwater intelligent positioning system and method based on multiple flexible nodes
CN116074853A (en) * 2023-03-07 2023-05-05 华东交通大学 Deployment optimization method for monitoring network of variable water area
WO2023182800A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 한국해양과학기술원 Underwater drift tracking system based on marine positioning platform

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101643967B1 (en) * 2015-03-17 2016-08-11 홍익대학교 산학협력단 System and method for extracting ocean disasters position
KR20190012311A (en) * 2017-07-26 2019-02-11 강릉원주대학교산학협력단 System and method for underwater localization

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101643967B1 (en) * 2015-03-17 2016-08-11 홍익대학교 산학협력단 System and method for extracting ocean disasters position
KR20190012311A (en) * 2017-07-26 2019-02-11 강릉원주대학교산학협력단 System and method for underwater localization

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113141591A (en) * 2021-04-08 2021-07-20 武汉理工大学 Anti-interference system of multi-agent search and rescue network model
CN113141591B (en) * 2021-04-08 2024-04-30 武汉理工大学 Anti-interference system of multi-agent search and rescue network model
WO2023182800A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 한국해양과학기술원 Underwater drift tracking system based on marine positioning platform
CN114993302A (en) * 2022-05-27 2022-09-02 中国人民解放军海军工程大学 Underwater intelligent positioning system and method based on multiple flexible nodes
CN114993302B (en) * 2022-05-27 2024-05-28 中国人民解放军海军工程大学 Underwater intelligent positioning system and method based on multiple flexible nodes
CN116074853A (en) * 2023-03-07 2023-05-05 华东交通大学 Deployment optimization method for monitoring network of variable water area

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102218582B1 (en) System for underwater localization
EP3213104B1 (en) Underwater positioning system
Maier et al. Improved GPS sensor model for mobile robots in urban terrain
EP2689263B1 (en) Determining a position of a submersible vehicle within a body of water
US7724610B2 (en) Ultrasonic multilateration system for stride vectoring
US8949012B2 (en) Automated multi-vehicle position, orientation and identification system and method
KR102063255B1 (en) System and method for underwater localization
JP2004212400A (en) Position and direction predicting system for robot
CN101900558A (en) Combined navigation method of integrated sonar micro navigation autonomous underwater robot
KR20130063915A (en) Method and device for estimating path for indoor localization
EP3765820B1 (en) Positioning method and positioning apparatus
Alkhawaja et al. Techniques of indoor positioning systems (IPS): A survey
US20140358434A1 (en) Peer-Assisted Dead Reckoning
KR20080085509A (en) Underwater navigation system for a platoon of multiple unmanned underwater vehicles using range measurements on two reference stations and inertial sensors
TW201831920A (en) Auto moving device
KR101047960B1 (en) Acoustic sensor system for detecting position of underwater momentum for and method thereof
JP7342244B2 (en) Method and system for determining depth of an object
US9100317B1 (en) Self surveying portable sensor nodes
CN108227744A (en) A kind of underwater robot location navigation system and positioning navigation method
KR101116033B1 (en) Auto - returning system of autonomous vehicle, autonomous vehicle having the same and auto - returning method of autonomous vehicle
CN111427010A (en) ROV underwater positioning system and positioning method
KR20120005586A (en) Location information acquisition method and apparaters in the bottom of the sea
KR20200064236A (en) Structure inspection system and method using dron
RU2789714C1 (en) Method for checking the accuracy of navigation of an autonomous uninhabited underwater vehicle
RU2556326C1 (en) Navigation method of submersible robot using single-beacon system

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant