KR102408443B1 - 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치 및 방법 - Google Patents

수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치 및 방법 Download PDF

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윤재용
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Abstract

수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치는 복수의 능동 음향 센서, 심도 센서, 압력 센서 및 수동 음향 센서를 포함하고, 해저면에 설치되는 센서부, 상기 복수의 능동 음향 센서에서 측정된 음파의 체공 시간을 이용하여 거리 정보를 산출하는 거리 측정부, 및 상기 수동 음향 센서에서 제1 기준치보다 큰 음향 신호가 감지되면 탐지 준비 모드로 전환하고, 상기 압력 센서에서 제2 기준치보다 큰 압력 신호가 감지되면 탐지 모드로 전환하여 상기 거리 측정부로부터 전달되는 거리 정보의 평균과 상기 심도 센서에서 측정되는 수심의 차이를 탐지 기준치와 비교하여 수중 운동체 또는 수상 운동체를 탐지하는 탐지 로직 계산부를 포함한다.

Description

수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치 및 방법{UNDERWATER AND SURFACE VEHICLE DETECTION AND CLASSIFICATION DEVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력 센서 및 음향 센서를 이용한 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 수중 및 수상 운동체 탐지를 위하여 주로 수동 음향 센서와 전자기 센서를 이용하고 있다. 하지만, 최근에는 음향 발생을 줄이거나 전자기 발생을 감소시키는 방향으로 수중 및 수상 운동체의 설계가 이루어지고 있다. 따라서 음향이나 전자기만을 이용해서는 수중 및 수상 운동체를 탐지하기 어려워지고 있다.
최근에는 수중 및 수상 운동체가 이동할 경우 발생하는 압력의 변화를 측정할 수 있는 압력 센서를 추가한 복합 감응 방식이 개발되고 있다. 그러나 파도 등의 영향으로 인한 압력 센서의 탐지 오류가 발생할 수 있고, 탐지가 되더라도 전자기 기반의 복합 감응 방식을 이용할 경우 수중 운동체와 수상 운동체를 정확히 식별하기에는 어려움이 있다.
수중 및 수상 운동체에서 발생되는 다양한 수중 전자기 신호는 효과적인 탐지 수단으로 활용되고 있으나 최근의 수중 및 수상 운동체는 외부로 방사되는 전자기 신호를 감소시켜 탐지를 최소화시키고 있다. 또한 전자기 센서 기반으로는 수중 및 수상 운동체가 탐지되더라도 식별에 어려움이 있으며 수상 운동체가 물속에 잠긴 부분의 깊이나 수중 운동체가 몇 미터 수심에서 이동하였는지 등의 자세한 정보를 획득하기 힘들다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 수중 운동체와 및 수상 운동체를 정확히 식별할 수 있는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치는 복수의 능동 음향 센서, 심도 센서, 압력 센서 및 수동 음향 센서를 포함하고, 해저면에 설치되는 센서부, 상기 복수의 능동 음향 센서에서 측정된 음파의 체공 시간을 이용하여 거리 정보를 산출하는 거리 측정부, 및 상기 수동 음향 센서에서 제1 기준치보다 큰 음향 신호가 감지되면 탐지 준비 모드로 전환하고, 상기 압력 센서에서 제2 기준치보다 큰 압력 신호가 감지되면 탐지 모드로 전환하여 상기 거리 측정부로부터 전달되는 거리 정보의 평균과 상기 심도 센서에서 측정되는 수심의 차이를 탐지 기준치와 비교하여 수중 운동체 또는 수상 운동체를 탐지하는 탐지 로직 계산부를 포함한다.
상기 탐지 로직 계산부는 상기 거리 측정부로부터 전달되는 거리 정보의 평균과 상기 심도 센서에서 측정되는 수심의 차이를 식별 기준치와 비교하여 수중 운동체와 수상 운동체를 식별할 수 있다.
상기 거리 측정부는 일반 모드에서 상기 음파의 체공 시간과 미리 정해진 음속을 이용하여 상기 거리 정보를 산출할 수 있다.
상기 거리 측정부는 정밀 모드에서 상기 거리 정보의 평균에 대한 상기 심도 센서에서 측정되는 수심의 비율로 환산 계수를 산출하고, 상기 환산 계수를 상기 거리 정보에 곱하여 상기 거리 정보를 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 방법은 수동 음향 센서의 음향 신호가 제1 기준치보다 크게 감지되면 탐지 준비 모드로 전환하는 단계, 압력 센서의 압력 신호가 제2 기준치보다 크게 감지되면 탐지 모드로 전환하여 복수의 능동 음향 센서로 음파의 체공 시간을 측정하는 단계, 상기 음파의 체공 시간과 미리 정해진 음속을 이용하여 거리 정보를 산출하는 단계, 상기 거리 정보의 평균과 심도 센서에서 측정되는 수심의 차이를 탐지 기준치와 비교하여 수중 운동체 또는 수상 운동체를 탐지하는 단계, 및 상기 거리 정보의 평균과 상기 심도 센서에서 측정되는 수심의 차이를 식별 기준치와 비교하여 수중 운동체와 수상 운동체를 식별하는 단계를 포함한다.
상기 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 방법은 상기 수동 음향 센서의 음향 신호가 상기 제1 기준치 이하이고, 상기 압력 센서의 압력 신호가 상기 제2 기준치 이하일 때 정밀 모드로 동작할 것인지 확인하는 단계, 및 상기 정밀 모드로 동작하는 경우, 상기 심도 센서를 이용하여 상기 수심을 측정하고, 상기 복수의 능동 음향 센서를 이용하여 해수면까지의 음파의 체공 시간을 측정하여 상기 해수면까지의 거리 정보를 산출하고, 상기 해수면까지의 거리 정보의 평균에 대한 상기 수심의 비율로 환산 계수를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 탐지 모드에서, 정밀 모드로 동작하는 경우 산출된 거리 정보에 상기 환산 계수를 곱하여 상기 거리 정보를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 거리 정보의 평균과 상기 수심의 차이가 상기 탐지 기준치보다 크면 상기 수중 운동체 또는 상기 수상 운동체가 탐지된 것으로 판단할 수 있다.
상기 거리 정보의 평균과 상기 수심의 차이가 상기 식별 기준치보다 작으면 탐지된 운동체가 상기 수상 운동체인 것으로 식별하고, 상기 거리 정보의 평균과 상기 수심의 차이가 상기 식별 기준치 이상이면 상기 탐지된 운동체가 상기 수중 운동체인 것으로 식별할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치 및 방법은 기존의 전자기 기반 탐지 방식과 달리 능동 음향 센서를 이용하므로 전자기 신호를 감소시키는 것에 영향을 받지 않고 수중 및 수상 운동체를 탐지 및 식별할 수 있다. 또한, 능동 음향 센서의 거리 측정 보정 기능을 수행할 경우 수상 운동체가 물속에 잠긴 부분의 깊이나 수중 운동체가 몇 미터 수심에서 이동하고 있는지의 자세한 정보를 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치의 거리 측정 및 거리 보정 방법을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치의 탐지 방법을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치가 수중 및 수상 운동체를 탐지 및 식별하는 방법을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치에 대하여 설명한다.
도 1 내지 4를 참조하면, 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치(10)는 센서부(100), 탐지 로직 처리부(200) 및 전원부(300)를 포함한다. 센서부(100)는 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n), 심도 센서(120), 압력 센서(130) 및 수동 음향 센서(140)를 포함한다. 탐지 로직 처리부(200)는 거리 측정부(210) 및 탐지 로직 계산부(220)를 포함한다.
전원부(300)는 센서부(100) 및 탐지 로직 처리부(200)에 전원 전압을 제공한다. 전원부(300)는 센서부(100) 및 탐지 로직 처리부(200)가 안정적으로 동작하도록 효율적으로 전원을 분배하고 제어하는 역할을 수행한다. 전원부(300)는 자체 배터리를 이용하여 전원 전압을 제공하거나 외부로부터 공급되는 전원을 이용하여 센서부(100) 및 탐지 로직 처리부(200)에 전원 전압을 제공할 수 있다.
도 2 내지 4에 예시한 바와 같이, 센서부(100)에 포함되는 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n), 심도 센서(120), 압력 센서(130) 및 수동 음향 센서(140)는 해저면에 설치될 수 있다. 도 2 내지 4에서는 센서부(100)가 제1 능동 음향 센서(110-1) 및 제2 능동 음향 센서(110-2)를 포함하고 있는 것을 예시하고 있다. 탐지 로직 처리부(200) 및 전원부(300)는 센서부(100)와 함께 해저면에 설치되거나 센서부(100)와 별도로 육지에 설치되어 센서부(100)와 케이블로 연결될 수 있다.
복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n) 각각은 해수면을 향하여 음원을 발신한 후 되돌아오는 반향음을 수신하여 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2, ..., ΔTn)을 측정할 수 있다. 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n) 각각은 해수면에서 이동하는 수상 운동체와 수중에서 이동하는 수중 운동체에 반사되어 되돌아오는 반향음을 수신하여 수상 운동체와 수중 운동체에 대한 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2, ..., ΔTn)을 측정할 수 있다. 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n)는 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2, ..., ΔTn)을 거리 측정부(210)에 전달한다.
심도 센서(120)는 센서부(100)가 설치된 위치의 수심(Dref)을 측정한다. 심도 센서(120)에서 측정된 수심(Dref)은 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n)에 의해 측정되는 거리 정보(d1~dn)를 보정하기 위해 사용될 수 있다. 심도 센서(120)는 측정된 수심(Dref)을 탐지 로직 계산부(220)에 전달한다.
압력 센서(130)는 수중 이동체 및 수상 이동체가 이동할 때 발생하는 압력의 변화를 측정한다. 압력 센서(130)는 측정한 압력 신호(P)를 탐지 로직 계산부(220)에 전달한다.
수동 음향 센서(140)는 수중 운동체 및 수상 운동체가 방사하는 소음을 수신하고, 음향 신호(PS)를 탐지 로직 계산부(220)에 전달한다. 수동 음향 센서(140)에서 측정되는 음향 신호(PS)는 일정 기준치 이상으로 커지면 탐사 로직 처리부(200)가 탐사를 준비하도록 하는 역할을 한다.
거리 측정부(210)는 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n)로부터 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2, ..., ΔTn)을 수신하고, 수학식 1을 이용하여 수상 운동체와 수중 운동체에 대한 거리 정보(d1~dn)를 산출할 수 있다.
Figure 112021003934174-pat00001
여기서, d는 수상 운동체 또는 수중 운동체까지의 거리, c는 소리의 속도(음속)를 나타낸다. 일반적으로 수중에서의 음속은 1483 m/s (온도 20℃ 기준)이다.
거리 측정부(210)는 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n)에서 측정된 체공 시간(ΔT1, ΔT2, ..., ΔTn)을 정확한 거리 정보(d1~dn)로 변환시켜주는 역할을 수행한다. 거리를 정확하게 측정하기 위해서는 정확한 음속이 계산되어야 한다. 민물에서는 음속이 온도에 따라 증가하고, 바다에서는 음속이 온도, 염분도, 깊이에 따른 압력에 영향을 받는다. 수온을 t(℃), 염분도를 S(‰), 깊이를 d(m)라고 할 때, 음속 c(m/s)는 수학식 2와 같이 실험식으로 주어진다.
Figure 112021003934174-pat00002
따라서, 수중 운동체 및 수상 운동체까지의 거리를 정확하게 측정하기 위해서는 바다의 수온, 염분도, 깊이를 정확히 측정해야 한다. 하지만, 수온 및 염분도는 시간에 따라 지속적으로 변화하며 수심에 따른 변화도 발생하여 정확한 측정에 어려움이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 거리 측정부(210)는 일반 모드와 정밀 모드로 동작할 수 있다. 일반 모드에서 거리 측정부(210)는 음속을 1483 m/s로 고정하여 거리를 계산한다. 정밀 모드에서 거리 측정부(210)는 정밀한 거리 계산을 위하여 심도 센서(120)로 측정한 수심(Dref)을 이용하여 환산 계수(scale factor)를 산출한다. 심도 센서(120)에서 측정되는 수심(Dref)은 탐지 로직 계산부(220)를 통해 거리 측정부(210)에 전달될 수 있다.
환산 계수는 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n)에서 측정되는 거리의 평균(거리 정보(d1~dn)의 평균)에 대한 심도 센서(120)로 측정한 수심(Dref)의 비율로써, 수학식 3과 같이 산출될 수 있다.
Figure 112021003934174-pat00003
여기서, s는 환산 계수이고, n은 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n)의 개수이고, d1은 제1 능동 음향 센서(110-1)에서 측정되는 해수면까지의 거리, d2는 제2 능동 음향 센서(110-2)에서 측정되는 해수면까지의 거리, dn은 제n 능동 음향 센서(110-n)에서 측정되는 해수면까지의 거리이다.
거리 측정부(210)는 환산 계수를 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n)에 대응하는 거리 정보(d1~dn)에 곱하여 거리 정보(d1~dn)를 보정할 수 있다.
탐지 로직 계산부(220)는 거리 측정부(210)로부터 전달되는 거리 정보(d1~dn)(일반 모드 또는 정밀 모드에서의 거리 정보), 심도 센서(120)에서 측정되는 수심(Dref), 압력 센서(130)에서 측정되는 압력 신호(P), 수동 음향 센서(140)에서 측정되는 음향 신호(PS)를 수신하여 수중 운동체 및 수상 운동체를 탐지하고 식별하는 로직을 수행한다.
도 2에 예시한 바와 같이, 탐지 로직 계산부(220)는 정밀 모드에서 심도 센서(120)를 이용하여 해수면에서 센서부(100)까지의 수심(Dref)을 측정하여 거리 측정부(210)에 전달한다. 능동 음향 센서(110-1, 110-2)를 이용하여 해수면까지의 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2)이 측정되고, 거리 측정부(210)는 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2)과 미리 정해진 음속을 이용하여 해수면까지의 거리 정보(d1, d2)를 산출한다. 그리고 거리 측정부(210)는 거리 정보(d1, d2)와 심도 센서(120)에서 측정된 수심(Dref)을 수학식 3에 적용하여 환산 계수를 산출할 수 있다. 거리 측정부(210)는 거리 정보(d1, d2)를 탐지 로직 계산부(220)에 전달한다. 거리 정보(d1, d2)는 일반 모드의 측정된 거리 또는 정밀 모드의 보정된 거리를 포함할 수 있다.
이때, 수동 음향 센서(140)에서 감지되는 신호는 제1 기준치(TL1)보다 작고, 압력 센서(130)에서 감지되는 신호는 제2 기준치(TL2)보다 작고, 탐지 로직 계산부(220)는 대기 모드로 전환한다.
도 3에 예시한 바와 같이, 수상 운동체 또는 수중 운동체가 접근해옴에 따라 수동 음향 센서(140)에서 제1 기준치(TL1)보다 큰 음향 신호(PS)가 감지된다. 수동 음향 센서(140)에서 제1 기준치(TL1)보다 큰 음향 신호(PS)가 감지되면, 탐지 로직 계산부(220)는 탐지 준비 모드로 전환한다.
도 4에 예시한 바와 같이, 수상 운동체 또는 수중 운동체가 센서부(100)의 상부로 더욱 근접함에 따라 압력 센서(130)에서 제2 기준치(TL2)보다 큰 압력 신호(P)가 감지된다. 압력 센서(130)에서 제2 기준치(TL2)보다 큰 압력 신호(P)가 감지되면, 탐지 로직 계산부(220)는 탐지 모드로 전환한다.
탐지 모드에서, 도 4의 좌측의 예시와 같이 능동 음향 센서(110-1, 110-2)가 수상 운동체를 향해 음원을 발신한 후 되돌아오는 반향음을 수신하여 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2)을 측정하고, 거리 측정부(210)가 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2)을 이용하여 수상 운동체까지의 거리 정보(d1, d2)를 산출한다.
또는, 탐지 모드에서, 도 4의 우측의 예시와 같이 능동 음향 센서(110-1, 110-2)가 수중 운동체를 향해 음원을 발신한 후 되돌아오는 반향음을 수신하여 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2)을 측정하고, 거리 측정부(210)가 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2)을 이용하여 수중 운동체까지의 거리 정보(d1, d2)를 산출한다.
거리 측정부(210)는 일반 모드에서는 산출된 거리 정보(d1, d2)를 그대로 탐지 로직 계산부(220)에 전달하고, 정밀 모드에서는 환산 계수를 곱하여 보정된 거리 정보(d1, d2)를 탐지 로직 계산부(220)에 전달한다.
탐지 로직 계산부(220)는 거리 정보(d1, d2)의 평균과 수심(Dref)의 차이를 탐지 기준치(E1)와 비교하여 수중 운동체 또는 수상 운동체를 탐지하고, 거리 정보(d1, d2)의 평균과 수심(Dref)의 차이를 식별 기준치(E2)와 비교하여 수중 운동체와 수상 운동체를 식별한다. 더욱 상세하게, 탐지 로직 계산부(220)는 거리 정보(d1, d2)의 평균과 수심(Dref)의 차이가 탐지 기준치(E1)보다 크면 수중 운동체 또는 수상 운동체가 탐지된 것으로 판단할 수 있다. 그리고 탐지 로직 계산부(220)는 거리 정보(d1, d2)의 평균과 수심(Dref)의 차이가 식별 기준치(E2)보다 작으면 탐지된 운동체가 수상 운동체인 것으로 식별하고, 거리 정보(d1, d2)의 평균과 수심(Dref)의 차이가 식별 기준치(E2) 이상이면 탐지된 운동체가 수중 운동체인 것으로 식별할 수 있다. 탐지 기준치(E1)는 일반적으로 수상 운동체가 수면 아래로 잠기는 깊이보다 작게 설정되고, 식별 기준치(E2)는 일반적으로 수상 운동체가 수면 아래로 잠기는 깊이보다 크게 설정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치(10)는 수중 운동체와 수상 운동체를 탐지할 수 있을 뿐만 아니라 수중 운동체와 수상 운동체를 정확하게 식별할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치(10)를 이용하여 수중 운동체와 수상 운동체를 탐지 및 식별하는 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 탐지 로직 처리부(200)는 정밀 모드로 동작할 것인지를 확인한다(S101). 수동 음향 센서(140)의 음향 신호(PS)가 제1 기준치(TL1) 이하이고 압력 센서(130)의 압력 신호(P)가 제2 기준치(TL2) 이하일 때, 탐지 로직 처리부(200)는 정밀 모드의 동작 여부를 확인할 수 있다.
정밀 모드로 동작하는 경우, 탐지 로직 처리부(200)는 심도 센서(120)를 이용하여 해수면에서 센서부(100)까지의 수심(Dref)을 측정한다(S102).
그리고 탐지 로직 처리부(200)는 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n)를 이용하여 해수면까지의 음파의 체공 시간(ΔT)을 측정한다(S103). ΔT는 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n) 각각에서 측정되는 음파의 체공 시간(ΔT1, ΔT2, ..., ΔTn)을 포함한다.
탐지 로직 처리부(200)는 음파의 체공 시간(ΔT)과 미리 정해진 음속을 이용하여 해수면까지의 거리 정보(d1~dn)를 산출한다(S104).
탐지 로직 처리부(200)는 해수면까지의 거리 정보(d1~dn)와 수심(Dref)을 수학식 3에 적용하여 환산 계수를 산출할 수 있다(S105).
탐지 로직 처리부(200)는 수동 음향 센서(140)에서 감지되는 신호가 제1 기준치(TL1)보다 작고 압력 센서(130)에서 감지되는 신호는 제2 기준치(TL2)보다 작으면 대기 모드로 전환한다(S106). 한편, 정밀 모드가 아닌 일반 모드인 경우, 탐지 로직 처리부(200)는 환산 계수를 산출하기 위한 과정(S102 내지 S105)을 수행하지 않고 대기 모드로 전환할 수 있다(S106).
탐지 로직 처리부(200)는 수동 음향 센서(140)의 음향 신호(PS)가 제1 기준치(TL1)보다 크게 감지되는지 확인한다(S107).
수동 음향 센서(140)의 음향 신호(PS)가 제1 기준치(TL1)보다 크게 감지되면 탐지 로직 처리부(200)는 탐지 준비 모드로 전환한다(S108).
탐지 준비 모드에서 탐지 로직 처리부(200)는 압력 센서(130)의 압력 신호(P)를 모니터링하고, 압력 신호(P)가 제2 기준치(TL2)보다 크게 감지되는지 확인한다(S109).
압력 센서(130)의 압력 신호(P)가 제2 기준치(TL2)보다 크게 감지되면, 탐지 로직 처리부(200)는 탐지 모드로 전환하고 복수의 능동 음향 센서(110-1, 110-2, ..., 110-n)를 이용하여 음파의 체공 시간(ΔT)을 측정한다(S110).
탐지 로직 처리부(200)는 음파의 체공 시간(ΔT)과 미리 정해진 음속을 이용하여 거리 정보(d1~dn)를 산출한다(S111).
탐지 로직 처리부(200)는 일반 모드인지 여부를 확인한다(S112). 일반 모드인 경우, 탐지 로직 처리부(200)는 산출된 거리 정보(d1~dn)를 그대로 이용한다.
일반 모드가 아닌 정밀 모드인 경우, 탐지 로직 처리부(200)는 산출된 거리 정보(d1~dn)에 환산 계수를 곱하여 거리 정보(d1~dn)를 보정한다(S113).
탐지 로직 처리부(200)는 거리 정보(d1~dn)의 평균과 수심(Dref)의 차이가 탐지 기준치(E1)보다 큰지 확인한다(S114). 거리 정보(d1~dn)의 평균과 수심(Dref)의 차이가 탐지 기준치(E1)보다 크지 않으면 수중 및 수상 운동체를 탐지하지 않은 것이므로, 탐지 로직 처리부(200)는 거리 정보(d1~dn)의 평균과 수심(Dref)의 차이를 탐지 기준치(E1)와 지속적으로 비교한다.
거리 정보(d1~dn)의 평균과 수심(Dref)의 차이가 탐지 기준치(E1)보다 크면, 탐지 로직 처리부(200)는 수중 및 수상 운동체가 탐지된 것으로 판단한다(S115).
탐지 로직 처리부(200)는 거리 정보(d1~dn)의 평균과 수심(Dref)의 차이가 식별 기준치(E2)보다 작은지 확인한다(S116).
거리 정보(d1~dn)의 평균과 수심(Dref)의 차이가 식별 기준치(E2)보다 작으면, 탐지 로직 처리부(200)는 탐지된 운동체가 수상 운동체인 것으로 식별한다(S117).
거리 정보(d1~dn)의 평균과 수심(Dref)의 차이가 식별 기준치(E2)이상이면, 탐지 로직 처리부(200)는 탐지된 운동체가 수중 운동체인 것으로 식별한다(S118).
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치
100: 센서부
110-1, 110-2, 110-n: 복수의 능동 음향 센서
120: 심도 센서
130: 압력 센서
140: 수동 음향 센서
200: 탐지 로직 처리부
210: 거리 측정부
220: 탐지 로직 계산부
300: 전원부

Claims (9)

  1. 복수의 능동 음향 센서, 심도 센서, 압력 센서 및 수동 음향 센서를 포함하고, 해저면에 설치되는 센서부;
    상기 복수의 능동 음향 센서에서 측정된 음파의 체공 시간을 이용하여 거리 정보를 산출하는 거리 측정부; 및
    상기 수동 음향 센서에서 제1 기준치보다 큰 음향 신호가 감지되면 탐지 준비 모드로 전환하고, 상기 압력 센서에서 제2 기준치보다 큰 압력 신호가 감지되면 탐지 모드로 전환하여 상기 거리 측정부로부터 전달되는 거리 정보의 평균과 상기 심도 센서에서 측정되는 수심의 차이를 탐지 기준치와 비교하여 수중 운동체 또는 수상 운동체를 탐지하는 탐지 로직 계산부를 포함하는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 탐지 로직 계산부는 상기 거리 측정부로부터 전달되는 거리 정보의 평균과 상기 심도 센서에서 측정되는 수심의 차이를 식별 기준치와 비교하여 수중 운동체와 수상 운동체를 식별하는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 거리 측정부는 일반 모드에서 상기 음파의 체공 시간과 미리 정해진 음속을 이용하여 상기 거리 정보를 산출하는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 거리 측정부는 정밀 모드에서 상기 거리 정보의 평균에 대한 상기 심도 센서에서 측정되는 수심의 비율로 환산 계수를 산출하고, 상기 환산 계수를 상기 거리 정보에 곱하여 상기 거리 정보를 보정하는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치.
  5. 수동 음향 센서의 음향 신호가 제1 기준치보다 크게 감지되면 탐지 준비 모드로 전환하는 단계;
    압력 센서의 압력 신호가 제2 기준치보다 크게 감지되면 탐지 모드로 전환하여 복수의 능동 음향 센서로 음파의 체공 시간을 측정하는 단계;
    상기 음파의 체공 시간과 미리 정해진 음속을 이용하여 거리 정보를 산출하는 단계;
    상기 거리 정보의 평균과 심도 센서에서 측정되는 수심의 차이를 탐지 기준치와 비교하여 수중 운동체 또는 수상 운동체를 탐지하는 단계; 및
    상기 거리 정보의 평균과 상기 심도 센서에서 측정되는 수심의 차이를 식별 기준치와 비교하여 수중 운동체와 수상 운동체를 식별하는 단계를 포함하는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 수동 음향 센서의 음향 신호가 상기 제1 기준치 이하이고, 상기 압력 센서의 압력 신호가 상기 제2 기준치 이하일 때 정밀 모드로 동작할 것인지 확인하는 단계; 및
    상기 정밀 모드로 동작하는 경우, 상기 심도 센서를 이용하여 상기 수심을 측정하고, 상기 복수의 능동 음향 센서를 이용하여 해수면까지의 음파의 체공 시간을 측정하여 상기 해수면까지의 거리 정보를 산출하고, 상기 해수면까지의 거리 정보의 평균에 대한 상기 수심의 비율로 환산 계수를 산출하는 단계를 더 포함하는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 탐지 모드에서, 정밀 모드로 동작하는 경우 산출된 거리 정보에 상기 환산 계수를 곱하여 상기 거리 정보를 보정하는 단계를 더 포함하는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 방법.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 거리 정보의 평균과 상기 수심의 차이가 상기 탐지 기준치보다 크면 상기 수중 운동체 또는 상기 수상 운동체가 탐지된 것으로 판단하는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 방법.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 거리 정보의 평균과 상기 수심의 차이가 상기 식별 기준치보다 작으면 탐지된 운동체가 상기 수상 운동체인 것으로 식별하고, 상기 거리 정보의 평균과 상기 수심의 차이가 상기 식별 기준치 이상이면 상기 탐지된 운동체가 상기 수중 운동체인 것으로 식별하는 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 방법.
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