KR102230357B1

KR102230357B1 - Hull attachable type underwater hydrophone system

Info

Publication number: KR102230357B1
Application number: KR1020190063838A
Authority: KR
Inventors: 김응; 김병남; 김성현
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2021-03-22
Also published as: KR20200137449A

Abstract

본 발명인 선체 부착형 청음 시스템은 본 발명은 사고 선박에서 발생 가능한 구조 신호를 원격으로 측정함에 있어 측정 품질을 개선할 수 있는 기술을 제공하는데 목적이 있으며 이는 제1청음센서부를 통해 수신한 음파신호로부터 외부 소음신호를 제거하기 위해 제2청음센서부를 통해 제2음파신호를 수신하여 제2음파신호와 역 위상인 안티 제2음파신호를 생성하고 이를 제2음파신호와 합성하여 생성한 정제신호를 외부 구조선박으로 유무선통신을 통해 전송하는 기술이다.
본 발명에 따르면 선박 사고 발생시 전복사고와 침몰사고를 구별하여 통신방식을 정할 수 있으며, 구조신호를 측정함에 있어 외부 소음을 차단 및 노이즈캔슬링하여 측정 품질이 개선될 수 있으며, 해양 사고시 구조작업을 외부에서 실시간으로 감시할 수 있다.The present invention's hull-attached listening system aims to provide a technology that can improve measurement quality in remotely measuring a rescue signal that can occur in an accident vessel, and this is from the sound wave signal received through the first listening sensor unit. In order to remove the external noise signal, the second sound wave signal is received through the second sound sensor unit to generate an anti-second sound wave signal in reverse phase with the second sound wave signal, and the refined signal generated by synthesizing it with the second sound wave signal is externally generated. It is a technology that transmits through wired and wireless communication to rescue ships.
According to the present invention, a communication method can be determined by distinguishing between a rollover accident and a sinking accident when a ship accident occurs, and the measurement quality can be improved by blocking external noise and noise canceling when measuring a rescue signal. You can monitor in real time.

Description

Hull-attached listening system {HULL ATTACHABLE TYPE UNDERWATER HYDROPHONE SYSTEM}

본 발명은 선체 부착형 청음 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hull-attached listening system.

해상사고가 발생하여 전복선박 및 침몰선박의 수색 시 사고발생 지역을 육안으로 수색하거나, 각종 탐지기 등을 이용하여 수신되는 신호의 변화를 감지하여 수색하고 있으나, 이 방법은 수색할 수 있는 범위가 수백 미터인 짧은 탐색 범위 및 운용 속도 한계로 인하여 많은 인력과 수색작업시간이 필요하다. 그리고 재난 현장에서 사용하는 구조장비 및 기술이 우리나라 해역의 극한환경(강조류, 탁한시야 등)을 극복하기엔 한계가 있어 실종자 실종 시간이 장시간 경과되고, 수색범위가 확대될 수 있다.
그러나 선박 내 객실과 같은 공간에 갇힌 승무원 및 승객들을 무사히 구조함에 있어, 가능한 한 빠르게 구조해서 골든타임을 지키는 것이 중요하다. 효율적인 구조작업을 위해서는 수중구조인력이 외부의 구조 선박 등과 상호교신을 통해 구조상황을 보고하고 대응하며 현장대응능력을 강화해야 한다.
이를 위해서 대한민국 등록특허 제10-1737435호는 침몰선 생존자 감시 시스템을 개시하고 있다. 이는 침몰 선박의 선체에 부착되어 음향 신호를 수신하는 선체 부착 센서, 센서에서 변환한 디지털 형식의 음향 신호를 구조선으로 전송하는 모뎀을 포함한다.
실제 침몰사고 구조 환경은 수중 잡음 때문에 수중 통신 품질이 좋지 않고, 전복사고의 경우, 해상에 선체가 드러나 있기 때문에 침몰사건과 통신 방식을 달리하여 적용할 필요가 있었다.In the event of a maritime accident, when searching for overturned ships and sinking ships, the area where the accident occurred is searched with the naked eye or by detecting changes in the received signal using various detectors, but this method has hundreds of searchable ranges. Due to the short meter-in search range and limited operating speed, it requires a lot of manpower and search time. In addition, the rescue equipment and technology used at the disaster site have limitations in overcoming the extreme environment (high tide, cloudy vision, etc.) in Korea's sea area, so the missing person disappearance time may elapse for a long time, and the search range may be expanded.
However, in order to safely rescue the crew and passengers trapped in the same space as the cabin of the ship, it is important to save the golden time by rescue as quickly as possible. For efficient rescue work, underwater rescue personnel must report and respond to the rescue situation through mutual communication with external rescue vessels, and strengthen on-site response capabilities.
To this end, Korean Patent Registration No. 10-1737435 discloses a system for monitoring survivors of sunken ships. This includes a hull-attached sensor that is attached to the hull of a sinking ship and receives an acoustic signal, and a modem that transmits a digital sound signal converted by the sensor to the rescue vessel.
In the actual sinking accident rescue environment, the underwater communication quality is poor due to underwater noise, and in the case of a rollover accident, since the hull is exposed on the sea, it was necessary to apply different communication methods from the sinking accident.

본 발명은 사고 선박에서 발생 가능한 구조 신호를 원격으로 측정함에 있어 측정 품질을 개선할 수 있는 기술을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a technology capable of improving measurement quality in remotely measuring a rescue signal that may occur in an accident vessel.

본 발명인 선체 부착형 청음 시스템은 사고 선박에 탈착 가능하게 설치되는 본체부; 상기 사고 선박의 표면에 인접한 상기 본체부의 일면에 설치되되, 제1음파신호를 수신하기 위한 제1청음센서부; 상기 본체부의 타면에 설치되되, 제2음파신호를 수신하기 위한 제2청음센서부; 외부에서 수신된 제어신호를 기초로 상기 제1청음센서부와 상기 제2청음센서부의 작동을 제어하고, 상기 제1음파신호 및 상기 제2음파신호를 신호처리하고, 처리된 신호를 기초로 정제신호를 생성하는 제어부; 및 상기 정제신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 전송하고, 수중 통신을 통해 음향 신호로 수신한 상기 제어신호를 복조하는 통신부를 포함한다.
본 발명은 선체 부착형 청음 시스템 상기 본체부의 일면에 설치되되, 상기 사고 선박으로부터 진동신호를 수신하기 위한 진동센서부;를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 진동신호를 신호처리하고, 상기 통신부는 상기 진동신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 전송할 수 있다.
본 발명은 선체 부착형 청음 시스템은 상기 본체부의 일면에는 상기 제1청음센서부가 설치되기 위한 수용공간이 마련되고, 상기 제1청음센서부에 수신되는 외부의 소음신호를 저감시키기 위해 상기 제1청음센서부는 상기 본체부의 상기 수용공간에 내장되어 설치될 수 있다.
본 발명은 선체 부착형 청음 시스템은 상기 본체부는 상기 제2청음센서부를 보호하기 위한 청음센서보호수단을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1음파신호 및 상기 제2음파신호를 신호처리하는 신호처리수단; 및 상기 신호처리수단에서 신호처리된 상기 제2음파신호에 대한 반전 위상을 가지는 안티 제2음파신호를 생성하고, 상기 신호처리수단에서 신호처리된 제1음파신호와 상기 안티 제2음파신호를 합성하여 상기 정제신호를 생성하는 노이즈캔슬링수단;을 포함할 수 있다.
본 발명인 선체 부착형 청음 시스템은 상기 제어부는 상기 제1 청음센서부 및 제2 청음센서부 각각의 작동상태에 대한 작동신호를 생성하고, 상기 제어부로부터 상기 작동신호를 받아 사용자에게 상기 제1 청음센서부 및 제2 청음센서부 각각의 작동상태를 알리기 위한 표시부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명인 선체 부착형 청음 시스템은 수면상에 부유한 채 설치되며, 상기 제어부와 유선 연결되어 상기 정제신호를 수신하고, 외부로 상기 정제신호를 무선전송하기 위한 무선통신용 부이;를 더 포함할 수 있다.
본 발명인 선체 부착형 청음 시스템은 상기 통신부로부터 음향 신호로 변환된 상기 정제신호를 수신하여 음향으로 송출하기 위한 음파송출부;를 더 포함할 수 있다.
상기 통신부는, 상기 정제신호를 음향 신호로 변환하는 변조수단; 상기 변조수단을 통해 음향 신호로 변환된 상기 정제신호를 외부로 전송하는 송신수단; 외부로부터 음향 신호로 상기 제어신호를 수신하는 수신수단; 및 상기 수신수단을 통해 음향 신호로 수신한 상기 제어신호를 복조하여 상기 제어부로 전송하는 복조수단;을 포함할 수 있다.
상기 본체부는 상기 사고 선박에 탈착가능하게 설치되는 부착기구를 포함하고,상기 부착기구는, 상기 사고 선박의 선체 곡률에 따라 가변적으로 변형이 가능하도록 탄성이 있는 재질로 마련되는 본체부분; 및 상기 선체에 탈착가능하게 설치되는 부착부분을 포함할 수 있다.The present inventor's hull-attached listening system comprises: a body portion detachably installed on an accident vessel; A first hearing sensor unit installed on one surface of the body unit adjacent to the surface of the accident vessel and configured to receive a first sound wave signal; A second listening sound sensor unit installed on the other surface of the body unit and configured to receive a second sound wave signal; Controls the operation of the first and second sound sensor units based on a control signal received from the outside, processes the first sound wave signal and the second sound wave signal, and refines based on the processed signal A control unit that generates a signal; And a communication unit that converts the refined signal into an acoustic signal and transmits it to the outside, and demodulates the control signal received as an acoustic signal through underwater communication.
The present invention may further include a vibration sensor unit installed on one surface of the main body part of the hull-attached listening system and receiving a vibration signal from the accident vessel, wherein the control unit processes the vibration signal, and the communication unit May convert the vibration signal into an acoustic signal and transmit it to the outside.
In the present invention, in the hull-attached listening system, an accommodation space for installing the first listening sensor unit is provided on one surface of the body unit, and the first listening sound system is provided to reduce an external noise signal received by the first listening sensor unit. The sensor unit may be installed and installed in the receiving space of the main body.
In the present invention, the hull-attached listening system may further include a hearing sensor protection means for protecting the body portion of the second hearing sensor portion.
The control unit includes: signal processing means for signal processing the first sound wave signal and the second sound wave signal; And generating an anti-second sound wave signal having an inverted phase with respect to the second sound wave signal signal-processed by the signal processing unit, and synthesizing the first sound wave signal and the anti-second sound wave signal signal-processed by the signal processing unit. It may include; noise canceling means for generating the refined signal.
In the present inventor's hull-attached listening system, the control unit generates an operation signal for an operation state of each of the first and second audio sensor units, receives the operation signal from the control unit, and sends the first audio sensor to the user. It may further include a display unit for notifying the operating state of each of the secondary and the second hearing sensor unit.
The present inventor's hull-attached listening system may further include a wireless communication buoy that is installed floating on the surface of the water, is wired to the control unit to receive the refined signal, and wirelessly transmits the refined signal to the outside. .
The present inventors' hull-attached listening system may further include a sound wave transmitting unit for receiving the refined signal converted into an acoustic signal from the communication unit and transmitting it as sound.
The communication unit may include a modulating means for converting the refined signal into an acoustic signal; A transmitting means for transmitting the refined signal converted into an acoustic signal through the modulating means to the outside; Receiving means for receiving the control signal as an acoustic signal from the outside; And demodulation means for demodulating the control signal received as an acoustic signal through the receiving means and transmitting it to the control unit.
The body portion includes an attachment mechanism detachably installed on the accident vessel, wherein the attachment mechanism includes: a body portion provided with an elastic material so as to be variably deformable according to a hull curvature of the accident vessel; And an attachment portion detachably installed on the hull.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 선박 사고 발생시 초동대응능력을 향상시키기 위하여 전복사고와 침몰사고로 구별할 수 있도록 다양한 구조신호 전달 수단을 제공한다.
둘째, 사고 선박에서 발생한 구조신호를 측정함에 있어 외부 소음을 차단 및 노이즈캔슬링하여 측정 품질이 개선된다.
셋째, 해양 사고시 구조작업을 위한 구조신호 측정 작업을 외부에서 실시간으로 제어할 수 있다.According to the present invention, there are the following effects.
First, in order to improve the initial response ability in the event of a ship accident, various rescue signal transmission means are provided so that it can be distinguished into a rollover accident and a sinking accident.
Second, in measuring the rescue signal generated from the accident vessel, the measurement quality is improved by blocking external noise and noise canceling.
Third, it is possible to control the measurement of rescue signals for rescue operations in real time from the outside in case of a marine accident.

도 1은 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템에 대한 개념도이다.
도 4는 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템에 대한 실시도이다.
도 5는 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템에 대한 실시도이다.1 is a perspective view of the present inventors listening system for hull attachment.
Figure 2 is a plan view of the present inventors hull attachment listening system.
Figure 3 is a conceptual diagram of the present inventors hull attachment listening system.
Figure 4 is an implementation view of the present inventors hull attachment listening system.
Figure 5 is an implementation view of the present inventors hull attachment listening system.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템에 대한 구성도이다.
도 1에서 보이는 바와 같이 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템은 본체부(100), 제1청음센서부(200), 제2청음센서부(300), 제어부(400) 및 전원부(500)를 포함한다.
본체부(100)는 사고 선박에 탈착 가능하게 설치된다. 사고 선박으로 구조인력이 이동하여 사고 선박의 선체 외부에 고정하여 설치한다. 더 적절한 설치 위치가 발견되면 구조인력은 다시 설치를 해제하고 재설치할 수 있다. 본체부(100)는 내부에 각종 부품이 수용될 수 있으며 내부에 물이 침투하지 않도록 실링되고 수압이나 해류에 의한 영향을 덜 받도록 설계됨이 바람직하다.
본체부(100)는 부착기구(120)을 포함할 수 있다. 부착기구(120)는 선박의 선체 외부에 부착할 수 있도록 선체 곡률에 따라 가변적으로 변형되되, 회전할 수 있다. 부착기구(120)는 몸체부분(121) 및 부착부분(122)을 포함할 수 있고, 몸체부분(121)은 탄성이 있는 재질로 마련되어 선체 곡률에 따라 구부러지는 등 가변적으로 변형될 수 있다.
이러한 부착기구(120)의 부착부분(122)은 예를 들어, 설치 및 운반에 적합하도록 여러 개로 나뉜 자성체로 마련되어져 금속 재질의 선체에 부착될 수 있다. 또한, 바람직하게는 이러한 자성체는 전자석으로 마련될 수 있으며, 부착기구(120)의 몸체부에는 각 부착부분(122)인 전자석의 작동을 제어하는 스위치가 포함되어 있을 수 있다.
바람직하게는 본체부(100)는 제1청음센서부(200)를 수용할 수 있는 수용공간이 마련될 수 있다. 수용공간은 외부로부터 제1청음센서부(200)가 수신하는 소음신호를 저감시켜 제1음파신호에 섞이는 잡음을 줄이고 제1청음센서부(200)가 선박 내에서 오는 음파신호를 효율적으로 수신하게 하기 위한 역할을 한다. 즉, 수용공간에 제1청음센서부(200)가 내장되어 설치됨으로써, 수중 내 여러 소음신호가 유입되는 것을 최소화하여 선박 내에서 오는 생존자 등의 구조신호를 더 정밀하게 감지할 수 있도록 한다. 예를 들어, 수용공간은 본체부(100)에 설치된 제1청음센서부(200)는 본체부(100) 하면의 홈 형태로 마련될 수 있다. 이를 통해 본체부(100) 하면이 부착된 사고 선박의 선체면으로부터 오는 음향을 중심으로 제1음파신호를 수신할 수 있다. 또는, 제1청음센서부(200) 주변의 본체부(100) 하면에 설치된 고무 또는 폴리우레탄 재질의 차음막, 차음벽 형태로 구비될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 진동 내지 음향을 차단할 수 있는 다양한 재질 및 형태로 마련될 수 있다.
제1청음센서부(200)는 사고 선박과 마주하는 본체부(100)의 일면에 설치된다. 바람직하게는 사고 선박의 표면에 인접하거나 맞닿아 있는 본체부(100) 하단면에 제1청음센서부(200)가 설치되어야 한다. 이를 통해 제1청음센서부(200)는 사고 선박으로부터 발생하는 음향을 가까이에서 감지할 수 있다. 또한, 제1청음센서부(200)는 본체부(100)의 수용공간에 내장되어 설치될 수 있다. 수용공간에 내장된 제1청음센서부(200)는 사고 선박의 표면에 접할 수 있다.
제2청음센서부(300)는 본체부(100)의 상면 또는 측면에 설치되되, 외부에서 발생한 소음신호 위주인 제2음파신호를 수신하기 위한 역할을 한다. 즉, 제2청음센서부(300)는 사고 선박으로부터 발생하는 음향 외에 수중 등 외부에서 발생한 소음을 감지하기 위한 역할을 한다. 이를 위해 본체부(100)가 설치된 선체면측에 배치된 제1청음센서부(200)과 달리 외부 음파신호를 효과적으로 감지할 수 있도록 제2청음센서부(300)는 본체부(100) 상면에 설치된다.
이러한 청음센서부는 수중의 음파신호를 감지하여 전기신호로 출력하는 일반적인 하이드로폰이 될 수 있다. 상황에 따라 정확도를 고려하여 이러한 청음센서부의 개수는 조절될 수 있다.
이하에서는 노이즈캔슬링 과정을 수행하는 제어부(400)를 설명한다. 제1청음센서부(200)는 선박 표면에 맞닿아 음향을 수신하므로 제1음파신호에는 선박 내부에서 발생하는 생존자로부터의 소리가 주로 포함되었다고 볼 수 있다. 다만 제1음파신호에는 수중 내지 기타 소음이 포함될 수도 있는데 생존자로부터 발생한 소리와 섞여 생존자의 생존여부를 확실하게 파악하는데 방해가 될 수 있다. 따라서, 제1음파신호에서 주변 소음원으로부터 발생한 소음을 제거해야 한다. 제2청음센서부(300)는 제1청음센서부(200)와 달리 선박 표면에 맞닿아 음향을 수신하지 않으므로 제2음파신호에는 주로 수중 내지 기타 소음원을 통해 발생한 소리가 포함되었을 수 있다. 따라서, 제2음파신호를 제1음파신호에 포함되는 소음이라고 가정하고 제1음파신호에서 제2음파신호를 제거하는 과정을 거친다.
제어부(400)는 신호처리수단(410) 및 노이즈캔슬링수단(420)을 포함한다. 제어부(400)는 선체 부착용 청음 시스템의 전체 구성 또는 일부 구성의 작동을 제어하기 위한 역할을 한다. 제어부(400)는 조작수단을 구비하여 구조인력이 선체 부착용 청음 시스템의 작동을 직접 제어할 수 있도록 할 수 있다.
신호처리수단(410)은 제1음파신호 및 제2음파신호를 증폭, 필터링 및 디지타이징하는 신호처리를 할 수 있다. 디지타이징은 아날로그형식 신호가 디지털신호로 변환되는 신호처리를 말한다. 디지타이징에는 ADC(Analog-digital converter), 예를 들어, 10 비트 또는 12 비트, 20Msps, 25Msps, 40Msps, 50Msps 또는 80Msps 등 다양한 ADC가 이용될 수 있다.
예를 들어, 제1청음센서부(200) 및 제2청음센서부(300)에서 수신한 음파신호는 전치 증폭, 가변 증폭 이후 로우 패스필터를 통해 필터링 되고 디지타이징을 거치게 된다.
구체적으로 전치 증폭을 통해 제1음파신호 및 제2음파신호를 특정 이득 값만큼 증폭한다. 이러한 특정 이득 값은 부착된 선박의 위치, 크기 해류의 세기 등 외부 요인에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이후 전치 증폭된 음파신호를 그 세기에 따라 상이한 이득 값으로 가변 증폭시킨다. 예를 들어 10 내지 50dB 중 어느 한 이득 값으로 음파신호를 증폭시킬 수 있고, 제1청음센서부(200) 내지 제2청음센서부(300)가 수신하는 음파신호 세기는 모두 상이하므로 이를 일정한 수준의 세기로 증폭시키되, 과다 증폭하여 찌그러짐 혹은 과부하가 발생하지 않는 한도 내에서 큰 이득 값으로 증폭시킬 수 있다. 이후, 밴드패스필터를 통해 가변 증폭된 음파신호를 특정 주파수 대역만을 통과시켜 전자회로 등에 의해 발생하는 노이즈를 제거한다. 이후 음파신호는 디지타이징되는데 이를 위해서 디지털 신호 컨버터(DAC) 등을 이용하여 변환될 수 있다.
신호처리수단(410)을 거쳐 디지털 신호로 변환된 제1음파신호 및 제2음파신호는 이후에 노이즈캔슬링수단(420)을 통해 정제신호로 합성될 수 있다.
노이즈캔슬링수단(420)은 제2음파신호에 대한 반전 위상을 가지는 안티 제2음파신호를 생성한다. 즉, 제2음파신호를 상쇄시킬 수 있는 안티 제2음파신호가 생성된다. 이러한 안티 제2음파신호는 전복사고, 침몰사고 등 사고유형 파라미터, 제1청음센서부(200) 및 제2청음센서부(300)의 상대적인 위치에 대한 파라미터, 사고 지역의 수중상황에 대한 파라미터 등을 감안하여 생성될 수 있다.
구체적으로 안티 제2음파신호와 제2음파신호를 합성하였을 때 일정 시간 이상의 진폭 0 구간을 갖도록 생성하거나 일정 구간 동안 진폭 0 에 근접한 값을 가지도록 안티 제2음파신호의 위상을 반주기 또는 180도 시프트하거나 반전한 역위상 신호를 생성할 수도 있다.
노이즈캔슬링수단(420)은 제1음파신호와 안티 제2음파신호를 합성하여 정제신호를 생성한다. 이를 통해 안티 제2음파신호와 제1음파신호가 합성되어 생성된 정제신호에는 기존 제1음파신호에 포함되어 있던 제2음파신호에 해당하는 성분들이 일정 시간 이상의 진폭 0 구간을 갖거나 일정 구간 동안 진폭 0 에 근접한 값을 가지게 된다. 소음신호로 간주될 수 있는 제2음파신호가 제1음파신호로부터 제거되고 본래 듣고자 하는 선박에서 발생한 음파신호만이 남을 수 있게 된다.
노이즈캔슬링수단(420)은 제1음파신호와 안티 제2음파신호를 합성함에 있어 그러한 기능을 수행하는 프로그램 수행, 전자회로 또는 기계적인 시스템에 구현될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 기존의 다양한 소리 합성의 방법들 중 어느 하나 이상을 이용하여 구현될 수 있다.
전원부(500)는 선체 부착용 청음 시스템에 전원을 공급하기 위한 역할을 한다. 전원부(500)는 리튬이온전지 내지 리튬폴리머전지 등 다양한 실시례에 따라 선체 부착용 청음 시스템의 상황에 맞게 채택될 수 있다.
바람직하게는 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템은 진동센서부(600)를 더 포함할 수 있다. 진동센서부(600)는 사고 선박과 마주하는 본체부(100)의 일측에 설치되되, 사고 선박으로부터 진동신호를 수신하기 위한 역할을 한다. 진동센서부(600)는 생존자가 선체 내에서 선체면에 타격을 가하여 발생할 수 있는 진동신호를 수신할 수 있다. 이러한 진동신호는 아날로그 형식의 신호이므로 마찬가지로 제어부(400)를 통해 신호처리되어 디지털 신호 형식으로 변환될 수 있으며, 이후 설명하는 통신부(900)에서 적절하게 처리되어 외부의 구조 선박 또는 관제센터 등으로 전송될 수 있다.
바람직하게는 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템은 조작부(700)를 더 포함할 수 있다. 조작부(700)는 사용자로부터 조작명령을 입력받을 수 있고 이를 제어신호로 변환하여 제어부(400)로 하여금 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 조작부(700)는 버튼, 키보드, 터치스크린 등 다양한 형태로 마련될 수 있다.
바람직하게는 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템은 표시부(800)을 더 포함한다. 표시부(800)는 제어부(400)로부터 작동신호를 제공받아 사용자에게 각 구성의 작동상태를 알리기 위한 역할을 한다. 이때 제어부(400)는 각 구성의 작동상태에 대한 작동신호를 생성한다.
예를 들어, 표시부(800)는 LED 램프가 구비될 수 있다. 이때 제1청음센서부(200)에서 선박 내 구조신호로 제1음파신호를 수신하고 있거나 수신한 경우, LED 램프가 켜져 구조신호를 수신하였음을 시각적으로 구조인력에게 알릴 수 있다.
바람직하게는 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템은 통신부(900)를 더 포함할 수 있다. 통신부(900)는 노이즈캔슬링수단(420)로부터 제공받은 정제신호를 음향 신호 형식으로 변환하여 외부로(예를 들면, 구조 선박, 관제 센터, 통제 센터 등) 전송하고 외부(이하, 설명의 편의를 위해 구조 선박이라 지칭한다.)로부터 제어신호를 음향 신호 형식으로 수신하고 이를 복조하여 제어부(400)로 전송하기 위한 역할을 한다. 구조 선박으로부터 수신한 음향 신호 형식의 제어신호가 복조되어 디지털 신호 형식의 제어신호가 제어부(400)로 전달되면 제어부(400)는 이를 기반으로 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템를 제어한다.
통신부(900)는 변조수단(910), 송신수단(920) 수신수단(930) 및 복조수단(940)을 포함할 수 있다. 통신부(900)는 수중 통신을 통해 구조 선박으로 정제신호를 전송하고 제어신호를 받기 위한 역할을 한다.
변조수단(910)은 음향 신호로 정제신호를 변조한다.
구체적으로 변조수단(910)은 노이즈캔슬링수단(420)으로부터 받은 정제신호는 디지털 신호이므로 이를 아날로그 컨버터를 포함한 AM변조회로를 통하여 아날로그화 한 뒤 가변저항, 증폭기를 거쳐 음향 신호 형식으로 정제신호를 변조한다.
송신수단(920)은 변조수단(910)에서 음향 신호로 변조한 정제신호를 구조 선박으로 전송한다. 음향 신호로 변조한 정제신호는 음파(초음파)로 구조 선박으로 수중 통신 방식으로 전달된다. 구조 선박은 음향 신호로 수신한 정제신호를 복조하여 디지털 신호 형식의 정제신호를 해석할 수 있다.
구조 선박으로부터 음향 신호 형식의 제어신호를 수신하는 방법은 제1청음센서부(200) 내지 제2청음센서부(300)를 통해 수신할 수도 있으나 통신부(900)에서 별도의 수신수단(930)을 포함하여 수신수단(930)을 통해 음향 신호 형식의 제어신호를 수신함이 바람직하다.
복조수단(940)은 구조 선박으로부터 수신한 음향 신호 형식의 제어신호를 복조하여 디지털화하고 이를 제어부(400)로 전송한다. 제어부(400)는 이 제어신호를 기초로 선체 부착용 청음 시스템의 각 구성을 제어한다.
구체적으로 복조수단(930)은 구조 선박으로부터 수신한 음향 신호 형태의 제어신호를 밴드패스필터를 거쳐 특정주파수 신호로 필터링한 뒤 디지털 컨버터를 포함한 AM복조회로로 원신호인 디지털 신호 형식의 제어신호로 복원할 수 있다.
구조 선박 측에서 제어신호 등을 음파 신호 형태로 변조하여 전송하고, 음파 신호 형식의 정제신호를 구조 선박 측에서 수신하고 이를 디지털 신호 형식으로 복조하는 과정은 상술한 선박 부착용 청음센서에서 이루어지는 과정과 유사하게 진행된다. 바람직하게는 이를 위해 본 발명인 선박 부착형 청음 시스템은 함정용 통신부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 함정용 통신부는 WIFI 증폭 모듈, WIFI 모뎀 등 무선통신수단, 음파신호 형식의 정제신호를 수신하기 위한 함정용수신수단, 제어신호를 송신하기 위한 함정용 송신수단, 수신한 정제신호를 복조하여 디지타이징하기 위한 함정용복조수단 등을 포함할 수 있다.
도 2에서 보이는 바와 같이 예를 들어, 구조 선박과 통신부(900)를 통해 통신하는 방식은 수중 무선 통신 방식일 수 있다. 수중 무선 통신을 통해 노이즈캔슬링수단(420)에서 생성된 정제신호를 음향 신호 형식으로 변조수단(910)을 통해 변조하고, 이를 송신수단(920)을 이용하여 수중을 통해 전송한다. 구조 선박 등 수신하는 측에서는 함정용 통신부를 통해 음향 신호 형식의 정제신호를 복조하여 원신호인 디지털신호 형식의 정제신호를 확인할 수 있다. 반대로 구조 선박 측에서 제어신호 등을 음향 신호로 변조하고 수중을 통해 전송하면, 통신부(900)의 수신수단(930)을 통해 음향 신호 형식의 제어신호를 수신하고, 이를 다시 복조하여 원신호인 디지털 신호 형식의 제어신호를 선체 부착용 청음 시스템에서 확인하며 이에 따라 제어부(400)가 선체 부착용 청음 시스템를 제어할 수 있다.
상술한 수중 무선 통신 방식은 AM 방식을 기반으로 설명하였으나, 실시하기에 따라, FM, PCM, BPSK, QPSK 등의 방식도 수중 환경에 따라 선택되거나 복합적으로 실시될 수 있다.
바람직하게는 상술한 수중 무선 통신 방식이 원활하지 못한 경우를 대비하여, 통신 경로 일부에서 유선통신 방식을 추가로 활용할 수 있다.
이를 위해 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템은 무선통신용 부이(1000)를 더 포함할 수 있다. 무선통신용 부이(1000)는 통신부(900)와 유선연결되어 정제신호를 받을 수 있다. 무선통신용 부이(1000)는 수표면상에 부유한 채 설치될 수 있다. 무선통신용 부이(1000)는 노이즈캔슬링수단(420)에서 생성된 정제신호를 구조 선박으로 무선전송하기 위한 역할을 한다.
이때, 본체부(100)에는 무선통신용 부이(1000)와 통신부(900)를 유선으로 연결하기 위한 커넥터(130)가 구비되어 있을 수 있다. 각 커넥터(130)는 무선통신용 부이(1000)와 연결되는 케이블과 연결될 수 있을 뿐 아니라 통신 내지 전력공급 등을 위해 외부의 다른 케이블과 연결될 수 있다.
예를 들어, 무선통신용 부이(1000)는 통신부(900)와 유선연결되어 정제신호를 제공받을 수 있고, WI-FI 모뎀, 증폭 모듈 등을 구비하여 무선으로 구조 선박 등과 연결되어 WI-FI를 통해 정제신호를 구조 선박으로 전송할 수 있다. 또한, 외부 구조 선박 등으로부터 무선으로 제어신호를 받을 수 있고, 이를 유선으로 선체 부착용 청음 시스템로 전송할 수 있다. 이때 구조 선박 등의 통신 장비는 디지털 신호 형식의 정제신호를 수신하거나 제어신호를 송신하기 위한 트랜스듀서를 포함할 수 있다.
다만, 무선통신용 부이(1000)가 이용하는 네트워크는 Wi-Fi(Wireless Fidelity)에 국한되지 않고, GSM(Global System for Mobile Communication) 네트워크, EDGE(Enhanced Data GSM Environment) 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크, WCDMA(W-Code Division Multiple Access) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access) 네트워크, WiMax 네트워크, Bluetooth 네트워크 등이 될 수 있고 이에 제한되지 않는다.
바람직하게는 이러한 제어신호는 노이즈캔슬링수단(420)에서 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 등을 통해 더 적절한 제2음파신호에 대한 안티 제2음파신호를 생성하도록 하는 외부 구조선박 등으로부터의 피드백이 될 수 있다. 피드백에 따라 실질적으로 제1음파신호로부터 제2음파신호를 제거하는 안티 제2음파신호를 생성할 수 있다.
이러한 부분적 유선통신 방식은 수중 잡음 등으로 수중 무선 통신이 어려울 경우를 대비하여 수중 무선 통신과 별개로 수행될 수 있다. 선체 부착용 청음 시스템와 유선으로 연결된 무선통신용 부이(1000)를 거치면 제어부(400)로부터 직접 디지털 신호 형식의 정제신호를 구조 선박으로 전송할 수 있다. 즉, 변조수단(910)을 통해 음향 신호를 변환하여 수중으로 전송하는 과정이 없어 더 안정적으로 외부와 선체 부착용 청음 시스템이 통신할 수 있다.
해상 사고 중 침몰사고의 경우, 수중에 있는 선박에 구조인력이 접근하여 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템를 선체에 설치한다. 설치된 선체 부착용 청음 시스템가 수신하는 음파신호는 통신부(900)를 통해 실시간으로 외부의 구조 선박, 관제 센터 등으로 전달되어 구조상황을 원격 감시할 수 있도록 한다.
바람직하게는 본 발명인 선체 부착용 청음 시스템은 음파송출부(1100)를 더 포함할 수 있다. 음파송출부(1100)는 사고 선박에 부착되되, 음파송출부(1100)는 통신부(900)로부터 음향 신호로 변환된 정제신호를 받아 외부를 향해 음향으로 송출하기 위한 역할을 한다.
해상 사고 중 전복사고의 경우, 전복선박이 해상에 노출되어 있으므로 구조인력이 선저 위로 이동하여 망치 등으로 선저를 두드려 생존자 반응을 확인할 수 있다. 또한, 구조인력은 선저에 귀를 대고 청취를 통해 선내로부터의 구조신호를 확인할 수 있었다. 이때 음파송출부(1100)는 음향 신호 형식의 정제신호를 외부를 향해 음향으로 송출할 수 있다. 구조인력은 전복선박의 선저에 직접 귀를 대고 청취할 필요없이 음파송출부(1300)를 통해 선내로부터 구조신호를 확인할 수 있다.
위와 같은 제1음파신호로부터 소음원으로부터의 음향을 제거하기 위한 수행과정은 노이즈캔슬링수단(420)을 통해 이루어지는 것으로 기술되었으나, 선체 부착형 청음 시스템와 연결된 다양한 전자 기기 (electronic device)들의 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기된 하드웨어 시스템은 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형, 균등 내지 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.A preferred embodiment of the present invention will be described in more detail, but technical parts that are already well-known will be omitted or compressed for brevity of description.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a block diagram of the present inventor's hull attachment listening system.
As shown in FIG. 1, the present inventors' hull attachment listening system includes a body part 100, a first sound sensor part 200, a second sound sensor part 300, a control part 400, and a power supply part 500.
The body portion 100 is installed detachably to the accident vessel. Rescue personnel move to the accident vessel and fix it on the outside of the hull of the accident vessel and install it. If a more suitable installation location is found, rescue personnel can uninstall and reinstall again. It is preferable that the main body 100 is designed so that various parts may be accommodated therein, and it is sealed so that water does not penetrate therein, and is less affected by water pressure or ocean current.
The body portion 100 may include an attachment mechanism 120. The attachment mechanism 120 is variably deformed according to the hull curvature so that it can be attached to the outside of the ship's hull, but can be rotated. The attachment mechanism 120 may include a body portion 121 and an attachment portion 122, and the body portion 121 may be variably deformed, such as being bent according to the curvature of the hull, provided with an elastic material.
The attachment portion 122 of the attachment mechanism 120 may be provided with a magnetic body divided into several pieces to be suitable for installation and transport, for example, and may be attached to a metal hull. In addition, preferably, such a magnetic body may be provided as an electromagnet, and the body portion of the attachment mechanism 120 may include a switch for controlling the operation of the electromagnet, which is the attachment portion 122.
Preferably, the main body 100 may be provided with an accommodation space capable of accommodating the first hearing sensor unit 200. The accommodation space reduces the noise signal received by the first acoustic sensor unit 200 from the outside to reduce noise mixed with the first acoustic signal, and allows the first acoustic sensor unit 200 to efficiently receive the acoustic signal coming from the ship. It plays a role to do. That is, since the first hearing sensor unit 200 is installed and installed in the accommodation space, it is possible to more accurately detect rescue signals such as survivors coming from within the ship by minimizing the inflow of various noise signals in the water. For example, the accommodating space may be provided in the form of a groove on the lower surface of the body part 100 in the first hearing sensor part 200 installed in the body part 100. Through this, it is possible to receive the first sound wave signal centered on the sound coming from the hull surface of the accident vessel to which the lower surface of the main body 100 is attached. Alternatively, it may be provided in the form of a rubber or polyurethane sound insulation film or a sound insulation wall installed on the lower surface of the body portion 100 around the first hearing sensor unit 200, but is not limited thereto, and various materials capable of blocking vibration or sound And may be provided in a form.
The first hearing sensor unit 200 is installed on one surface of the body unit 100 facing the accident vessel. Preferably, the first listening sensor unit 200 should be installed on the lower end of the main body 100 in contact with or in contact with the surface of the accident vessel. Through this, the first hearing sensor unit 200 may detect sound generated from the accident vessel close. In addition, the first hearing sensor unit 200 may be installed and installed in the receiving space of the body unit 100. The first hearing sensor unit 200 built in the accommodation space may come into contact with the surface of the accident vessel.
The second hearing sensor unit 300 is installed on the upper surface or the side of the body unit 100 and serves to receive a second sound wave signal, which is mainly a noise signal generated from the outside. That is, the second hearing sensor unit 300 serves to detect external noise such as underwater in addition to the sound generated from the accident vessel. To this end, unlike the first listening sensor unit 200 disposed on the side of the hull where the main body 100 is installed, the second listening sensor unit 300 is disposed on the upper surface of the main body 100 so as to effectively detect an external sound wave signal. Is installed.
Such a hearing sensor unit may be a general hydrophone that senses an underwater sound wave signal and outputs it as an electric signal. Depending on the situation, the number of these hearing sensor units may be adjusted in consideration of accuracy.
Hereinafter, the control unit 400 that performs the noise canceling process will be described. Since the first sound sensor unit 200 receives sound by contacting the surface of the ship, it can be seen that the first sound wave signal mainly includes sound from a survivor generated inside the ship. However, the first sound wave signal may contain underwater or other noise, but it may be mixed with the sound generated from the survivor, which may interfere with the reliably grasping whether the survivor survives. Therefore, noise generated from the surrounding noise source must be removed from the first sound wave signal. Unlike the first audio sensor unit 200, the second audio sensor unit 300 does not receive sound by contacting the surface of the vessel, and thus the second audio signal may include sound generated mainly from underwater or other noise sources. Accordingly, assuming that the second sound wave signal is noise included in the first sound wave signal, a process of removing the second sound wave signal from the first sound wave signal is performed.
The control unit 400 includes a signal processing unit 410 and a noise canceling unit 420. The control unit 400 serves to control the operation of the entire configuration or a partial configuration of the hull attachment listening system. The control unit 400 may be provided with an operation means so that rescue personnel can directly control the operation of the hull attachment listening system.
The signal processing means 410 may perform signal processing for amplifying, filtering, and digitizing the first sound wave signal and the second sound wave signal. Digitizing refers to signal processing in which analog signals are converted into digital signals. For digitizing, various ADCs, such as analog-digital converters (ADCs), for example, 10-bit or 12-bit, 20Msps, 25Msps, 40Msps, 50Msps, or 80Msps, may be used.
For example, sound wave signals received by the first and second listening sensor units 200 and 300 are filtered through a low pass filter after preamplification and variable amplification, and then subjected to digitizing.
Specifically, the first sound wave signal and the second sound wave signal are amplified by a specific gain value through pre-amplification. This specific gain value can be variously changed according to external factors such as the location of the attached ship, the size of the current and the intensity of the current. Thereafter, the pre-amplified sound wave signal is variably amplified with a different gain value according to its strength. For example, a sound wave signal can be amplified with a gain value of 10 to 50 dB, and the strength of the sound wave signals received by the first listening sensor unit 200 to the second listening sensor unit 300 are all different. It can be amplified with the intensity of, but can be amplified with a large gain value within the limit that distortion or overload does not occur due to excessive amplification. Thereafter, noise generated by an electronic circuit or the like is removed by passing only a specific frequency band through the variably amplified sound wave signal through a band pass filter. Thereafter, the sound wave signal is digitized, and for this purpose, it may be converted using a digital signal converter (DAC) or the like.
The first sound wave signal and the second sound wave signal converted into a digital signal through the signal processing unit 410 may be synthesized into a refined signal through the noise canceling unit 420 afterwards.
The noise canceling means 420 generates an anti-second sound wave signal having an inverted phase with respect to the second sound wave signal. That is, an anti-second sound wave signal capable of canceling the second sound wave signal is generated. These anti-second sound wave signals include accident type parameters such as rollover accidents and sinking accidents, parameters for the relative positions of the first and second listening sensor units 200 and 300, parameters for underwater situations in the accident area, etc. It can be created in consideration of.
Specifically, when the anti-second sound wave signal and the second sound wave signal are synthesized, the phase of the anti-second sound wave signal is shifted by half a period or 180 degrees so that it has an amplitude 0 section over a certain period of time or has a value close to amplitude 0 during a certain period. Or it can generate an inverted out-of-phase signal.
The noise canceling means 420 generates a refined signal by synthesizing the first sound wave signal and the anti second sound wave signal. Through this, in the refined signal generated by combining the anti-second sound wave signal and the first sound wave signal, the components corresponding to the second sound wave signal included in the existing first sound wave signal have an amplitude of 0 or more for a certain period of time or for a certain period. It has a value close to zero amplitude. The second sound wave signal, which can be regarded as a noise signal, is removed from the first sound wave signal, and only the sound wave signal generated by the vessel originally intended to be heard remains.
The noise canceling means 420 may be implemented in an electronic circuit or a mechanical system, performing a program that performs such a function in synthesizing the first sound wave signal and the anti-second sound wave signal, but is not limited thereto, and synthesizes various existing sounds. It may be implemented using any one or more of the methods of.
The power supply unit 500 serves to supply power to the hull attachment listening system. The power supply unit 500 may be adopted according to the situation of the hull attachment listening system according to various embodiments, such as a lithium ion battery or a lithium polymer battery.
Preferably, the present inventors hull attachment listening system may further include a vibration sensor unit 600. The vibration sensor unit 600 is installed on one side of the body unit 100 facing the accident vessel, and serves to receive a vibration signal from the accident vessel. The vibration sensor unit 600 may receive a vibration signal that may be generated by a survivor hitting the hull surface within the hull. Since these vibration signals are analog signals, they can be processed through the control unit 400 and converted into digital signals, and are appropriately processed by the communication unit 900 to be described later and transmitted to external rescue vessels or control centers. Can be.
Preferably, the present invention's hull attachment listening system may further include an operation unit 700. The operation unit 700 may receive an operation command from a user and convert it into a control signal so that the control unit 400 can manipulate the present invention's hearing system for hull attachment. The operation unit 700 may be provided in various forms, such as a button, a keyboard, and a touch screen.
Preferably, the present invention hull attachment listening system further includes a display unit (800). The display unit 800 receives an operation signal from the control unit 400 and serves to inform the user of the operation state of each component. At this time, the control unit 400 generates an operation signal for the operation state of each component.
For example, the display unit 800 may be provided with an LED lamp. At this time, when the first acoustic sensor unit 200 receives or receives the first sound wave signal as a rescue signal in the ship, the LED lamp is turned on to visually inform the rescuer that the rescue signal has been received.
Preferably, the present inventors hull attachment listening system may further include a communication unit (900). The communication unit 900 converts the refined signal provided from the noise canceling means 420 into an acoustic signal format and transmits it to the outside (for example, a rescue vessel, a control center, a control center, etc.) and externally (hereinafter, for convenience of description). It serves to receive a control signal from a hazardous rescue vessel in the form of an acoustic signal, demodulate it, and transmit it to the control unit 400. When the control signal in the form of an acoustic signal received from the rescue vessel is demodulated and the control signal in the form of a digital signal is transmitted to the control unit 400, the control unit 400 controls the present invention's hearing system for hull attachment based on this.
The communication unit 900 may include a modulation means 910, a transmission means 920, a reception means 930, and a demodulation means 940. The communication unit 900 serves to transmit a refinery signal to a rescue vessel and receive a control signal through underwater communication.
The modulating means 910 modulates the refined signal into an acoustic signal.
Specifically, since the refined signal received from the noise canceling means 420 is a digital signal, the modulating means 910 converts the refined signal into an analog signal through an AM modulation circuit including an analog converter, and modulates the refined signal in the form of an acoustic signal through a variable resistor and an amplifier. do.
The transmission means 920 transmits the refined signal modulated by the modulating means 910 into an acoustic signal to the rescue vessel. The refined signal modulated with an acoustic signal is transmitted as a sound wave (ultrasound) to the rescue vessel by means of underwater communication. The rescue vessel can analyze the refined signal in digital signal format by demodulating the refined signal received as an acoustic signal.
The method of receiving the control signal in the form of an acoustic signal from the rescue vessel may be received through the first to second hearing sensor unit 200 to 300, but the communication unit 900 provides a separate receiving means 930. Including, it is preferable to receive a control signal in the form of an acoustic signal through the receiving means 930.
The demodulation means 940 demodulates and digitizes the control signal in the form of an acoustic signal received from the rescue vessel, and transmits it to the control unit 400. The control unit 400 controls each configuration of the hull attachment listening system based on this control signal.
Specifically, the demodulation means 930 filters the control signal in the form of an acoustic signal received from the rescue vessel into a specific frequency signal through a band pass filter, and then uses an AM demodulation circuit including a digital converter to form a control signal in a digital signal form Can be restored with.
The process of modulating and transmitting control signals, etc. in the form of sound wave signals from the rescue ship side, and receiving refined signals in the form of sound wave signals from the rescue ship side, and demodulating them in the form of digital signals is similar to the process performed by the above-described ship-mounted hearing sensor Proceeds. Preferably, for this purpose, the ship-attached listening system of the present invention may further include a communication unit for a ship (not shown). The ship communication unit is a WIFI amplification module, wireless communication means such as a WIFI modem, a ship reception means for receiving a refined signal in the form of a sound wave signal, a ship transmission means for transmitting a control signal, and a ship demodulation for digitizing by demodulating the received refined signal. It may include means and the like.
As shown in FIG. 2, for example, a method of communicating through the rescue vessel and the communication unit 900 may be an underwater wireless communication method. The refined signal generated by the noise canceling means 420 through underwater wireless communication is modulated through the modulating means 910 in the form of an acoustic signal, and transmitted through the water using the transmitting means 920. The receiving side, such as a rescue vessel, demodulates the refined signal in the form of an acoustic signal through the ship communication unit to check the refined signal in the form of a digital signal as the original signal. On the contrary, when the rescue vessel modulates the control signal into an acoustic signal and transmits it underwater, the control signal in the form of an acoustic signal is received through the receiving means 930 of the communication unit 900, and the digital signal is demodulated again. The control signal in the form of a signal is checked by the hull attachment listening system, and accordingly, the control unit 400 can control the hull attachment listening system.
The above-described underwater wireless communication method has been described based on the AM method, but according to implementation, methods such as FM, PCM, BPSK, and QPSK may also be selected or implemented in combination according to the underwater environment.
Preferably, in case the above-described underwater wireless communication method is not smooth, a wired communication method may be additionally utilized in a part of the communication path.
To this end, the present inventors' hearing system for hull attachment may further include a buoy 1000 for wireless communication. The wireless communication buoy 1000 may be wired to the communication unit 900 to receive a refined signal. The wireless communication buoy 1000 may be installed while floating on the water surface. The wireless communication buoy 1000 serves to wirelessly transmit the refined signal generated by the noise canceling means 420 to the rescue vessel.
In this case, the main body 100 may be provided with a connector 130 for connecting the wireless communication buoy 1000 and the communication unit 900 by wire. Each connector 130 may be connected to a cable connected to the wireless communication buoy 1000 and may be connected to other external cables for communication or power supply.
For example, the buoy 1000 for wireless communication may be wired to the communication unit 900 to receive a refined signal, and is provided with a WI-FI modem, an amplification module, etc., and is wirelessly connected to a rescue vessel through WI-FI. Refining signals can be transmitted to rescue vessels. In addition, it is possible to receive a control signal wirelessly from an external rescue vessel, etc., and transmit it to the hull attachment listening system by wire. At this time, communication equipment such as a rescue vessel may include a transducer for receiving a refined signal in a digital signal format or transmitting a control signal.
However, the networks used by the wireless communication buoy 1000 are not limited to Wi-Fi (Wireless Fidelity), but are not limited to GSM (Global System for Mobile Communication) networks, EDGE (Enhanced Data GSM Environment) networks, and CDMA (Code Division Multiple Access). It may be a network, a W-Code Division Multiple Access (WCDMA) network, a Long Term Evolution (LTE) network, an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) network, a WiMax network, a Bluetooth network, etc., but is not limited thereto.
Preferably, such a control signal is a feedback from an external structure vessel, etc., which allows the noise canceling means 420 to generate an anti-second sound wave signal for a more appropriate second sound wave signal through phase adjustment, gain adjustment, and frequency fine adjustment. Can be An anti-second sound wave signal that substantially removes the second sound wave signal from the first sound wave signal may be generated according to the feedback.
This partial wired communication method may be performed separately from underwater wireless communication in case underwater wireless communication is difficult due to underwater noise or the like. Through the wireless communication buoy 1000 connected to the hull attachment listening system by wire, a refined signal in the form of a digital signal can be directly transmitted from the control unit 400 to the rescue vessel. That is, there is no process of converting the sound signal through the modulating means 910 and transmitting it underwater, so that the external and the hull-attached listening system can communicate more stably.
In the case of a sinking accident during a maritime accident, rescue personnel approach the ship in water and install the present inventor's hull attachment listening system on the hull. The sound wave signal received by the installed hull attachment listening system is transmitted to external rescue vessels, control centers, etc. in real time through the communication unit 900 so that the rescue situation can be remotely monitored.
Preferably, the present invention's hull attachment listening system may further include a sound wave transmission unit (1100). The sound wave transmission unit 1100 is attached to the accident vessel, and the sound wave transmission unit 1100 serves to receive a refined signal converted into an acoustic signal from the communication unit 900 and transmit it as sound toward the outside.
In the case of an overturning accident during a maritime accident, since the overturning ship is exposed to the sea, rescue personnel can move over the bottom of the ship and tap the bottom of the ship with a hammer to check the reaction of the survivors. In addition, rescue personnel were able to check rescue signals from inside the ship by listening to them with their ears on the bottom of the ship. In this case, the sound wave transmitting unit 1100 may transmit the refined signal in the form of an acoustic signal toward the outside as a sound. Rescue personnel can check the rescue signal from within the vessel through the sound wave transmission unit 1300 without having to listen directly to the bottom of the abalone vessel.
The procedure for removing the sound from the noise source from the first sound wave signal as described above has been described as being performed through the noise canceling means 420, but through various computer means of various electronic devices connected to the hull-attached listening system. It may be implemented in the form of executable program instructions and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in computer software. The hardware system described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the present invention, and vice versa.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications, equivalents or improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It is within the scope of the invention.

100: 본체부
110: 청음센서보호수단
120: 부착기구
121: 본체부분
122: 부착부분
130: 커넥터
200: 제1청음센서부
300: 제2청음센서부
400: 제어부
410: 신호처리수단
420: 노이즈캔슬링수단
500: 전원부
600: 진동센서부
700: 조작부
800: 표시부
900: 통신부
910: 변조수단
920: 송신수단
930: 수신수단
940: 복조수단
1000: 무선통신용 부이
1100: 음파송출부100: main body
110: hearing sensor protection means
120: attachment mechanism
121: body part
122: attachment part
130: connector
200: first hearing sensor unit
300: second hearing sensor unit
400: control unit
410: signal processing means
420: noise canceling means
500: power supply
600: vibration sensor unit
700: control panel
800: display
900: Ministry of Communications
910: modulation means
920: transmission means
930: receiving means
940: demodulation means
1000: wireless communication buoy
1100: sound wave transmission unit

Claims

As a hull-attached listening system,
The body part 100 detachably installed on the accident vessel;
A first hearing sensor unit 200 installed on one surface of the body unit 100 adjacent to the surface of the accident vessel and configured to receive a first sound wave signal;
A second listening sound sensor unit 300 installed on the other surface of the body unit 100 and configured to receive a second sound wave signal;
Controls the operation of the first and second hearing sensor units 200 and 300 based on a control signal received from the outside, and processes the first and second acoustic signals, A control unit 400 for generating a refined signal based on the processed signal; And
A communication unit 900 that converts the refined signal into an acoustic signal and transmits it to the outside, and demodulates the control signal received as an acoustic signal through underwater communication.
Including,
The control unit 400,
Signal processing means (410) for signal processing the first sound wave signal and the second sound wave signal; And
The signal processing means 410 generates an anti-second sound wave signal having an inverted phase with respect to the second sound wave signal processed by the signal processing means 410, and the first sound wave signal processed by the signal processing means 410 and the anti-agent A noise canceling means (420) for synthesizing two sound wave signals to generate the refined signal;
Containing
Hull-attached listening system.

The method of claim 1,
Doedoe installed on one surface of the main body 100, a vibration sensor unit 600 for receiving a vibration signal from the accident vessel; further includes,
The control unit 400 signal-processes the vibration signal,
The communication unit 900 converts the vibration signal into an acoustic signal and transmits it to the outside.
Hull-attached listening system.

The method of claim 1,
An accommodation space for installing the first hearing sensor unit 200 is provided on one surface of the main body 100,
In order to reduce the external noise signal received by the first hearing sensor unit 200, the first hearing sensor unit 200 is installed in the receiving space of the main body unit 100.
Hull-attached listening system.

The method of claim 1,
The body portion 100 further comprises a hearing sensor protection means for protecting the second hearing sensor unit 300
Hull-attached listening system.

delete

The method of claim 1,
The control unit 400 generates an operation signal for an operation state of each of the first hearing sensor unit 200 and the second audio sensor unit 300,
The hull-attached listening system receives the operation signal from the control unit 400 and a display unit 800 for notifying the user of the operation state of each of the first and second hearing sensor units 200 and 300. );
Hull-attached listening system.

The method of claim 1,
A wireless communication buoy 1000 installed floating on the surface of the water and connected to the control unit 400 by wire to receive the refined signal and wirelessly transmit the refined signal to the outside; further comprising:
Hull-attached listening system.

The method of claim 1,
A sound wave transmitting unit 1100 for receiving the refined signal converted into an acoustic signal from the communication unit 900 and transmitting it as sound; further comprising
Hull-attached listening system.

The method of claim 1,
The communication unit 900,
Modulating means (910) for converting the refined signal into an acoustic signal;
A transmission means (920) for transmitting the refined signal converted into an acoustic signal through the modulation means (910) to the outside;
A receiving means (930) for receiving the control signal as an acoustic signal from the outside; And
A demodulation means (940) for demodulating the control signal received as an acoustic signal through the receiving means (930) and transmitting it to the control unit (400);
Hull-attached listening system.

The method of claim 1,
The body portion 100 includes an attachment mechanism 120 detachably installed on the accident vessel,
The attachment mechanism 120,
A body portion 121 made of an elastic material so that it can be variably deformed according to the hull curvature of the accident vessel; And
Including an attachment portion 122 detachably installed on the hull
Hull-attached listening system.