KR102448517B1 - Apparatus and method for generating target signal and simulating reception of target signal in sonar sensor - Google Patents

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Abstract

A device according to an embodiment of the present invention comprises: a transfer function generating unit which generates a transfer function between a magnetic box and a target to allow discontinuity for each cycle to occur, separates the transfer function into a transfer delay of an initial reach transfer path and a transfer function from which the transfer delay of the initial reach transfer path is removed for removing the discontinuity, transfers the transfer delay of the initial reach transfer path to the target signal generating unit, and transfers the transfer function from which the transfer delay of the initial reach transfer path is removed to a transfer function accumulating unit; a target information buffer unit which stores target information and magnetic box information, and periodically outputs the target information and the magnetic box information to the target signal generating unit; a transfer function accumulating unit which generates an accumulated transfer function by accumulating the transfer functions from which the transfer delay of the initial reach transfer path is removed for each a plurality of designated periods, and periodically outputs the accumulated transfer function to the transfer function applying unit; a target signal generating unit generates a target signal reflecting a difference in reception time depending on a distance by adjusting a target signal generating time with the transfer delay of the initial reach transfer path, the target information, and the magnetic box information; and periodically outputs the target signal to the transfer function applying unit; and a transfer function applying unit which generates a magnetic box reception target signal by applying the accumulated transfer function to the target signal, and outputs the magnetic box reception target signal. The present invention ensures synthesis of sonar sensor signals with high quality.

Description

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING TARGET SIGNAL AND SIMULATING RECEPTION OF TARGET SIGNAL IN SONAR SENSOR}Apparatus and method for simulating generation and reception of a target signal in a sonar sensor

본 발명은 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for simulating generation and reception of a target signal in a sonar sensor.

소나센서신호 합성은 입력 시나리오에 따라 표적 신호, 주변소음을 생성한 후 소나센서의 기하학적 위치와 주파수 수신감도 등의 탐지특성을 반영하여 출력신호를 모의하는 과정을 나타낸다. 여기서 표적 신호는 표적의 소음원 정보에 따라 표적 위치에서 발생하는 신호로, 소나센서까지 전달되는 과정에서 표적과 소나센서의 수심, 위치와 같은 시스템적 요인, 수중이라는 매질의 특성, 해저지형, 해저질 등과 같은 환경적 요인에 의해 변화된다. 그 결과 소나센서에 수신되는 표적 신호는 표적 위치에서 발생한 표적 신호와 다르며, 소나센서에 일정시간 지연되어 수신된다.Sonar sensor signal synthesis refers to the process of simulating the output signal by generating the target signal and ambient noise according to the input scenario and then reflecting the detection characteristics such as the geometric position of the sonar sensor and the frequency reception sensitivity. Here, the target signal is a signal generated at the target location according to the noise source information of the target, and in the process of being transmitted to the sonar sensor, systemic factors such as water depth and location of the target and sonar sensor, characteristics of the medium such as underwater, seabed topography, seabed quality It is changed by environmental factors such as As a result, the target signal received by the sonar sensor is different from the target signal generated at the target position, and is received with a delay of a certain time by the sonar sensor.

상기 표적 신호가 소나센서에 수신되기까지 발생하는 변화와 지연은 일반적으로 음선 이론 기반의 음향모델을 이용한 해양환경 모델링을 통해 전달함수로 모의할 수 있으며, 상기 전달함수는 표적 신호가 소나센서로 수신되는 여러가지 경로별 전달지연과 전달준위로 나타낼 수 있다.The change and delay occurring until the target signal is received by the sonar sensor can be simulated with a transfer function through marine environment modeling using an acoustic model based on sound line theory, and the transfer function is the target signal received by the sonar sensor. It can be expressed in terms of the delivery delay and delivery level by various routes.

이때, 소나센서에 수신되는 표적 신호는 표적 위치에서의 표적 신호에 전달함수를 적용함으로써 모의할 수 있으며, 전달함수를 적용하는 기법을 "표적 신호 수신 모의 기법"이라 한다.In this case, the target signal received by the sonar sensor can be simulated by applying a transfer function to the target signal at the target position, and the technique of applying the transfer function is called "target signal reception simulation technique".

일반적으로 표적 신호에 전달함수를 적용하는 기법으로 전달경로별 전달지연에 따라 표적 신호를 지연시키고 전달준위에 따라 표적 신호의 진폭을 변화시킨 후 합하는 콘볼루션(Convolution) 기법이 사용되며, 전달함수 적용 시 전달지연 반영 여부에 따라 거리종속 또는 거리독립 수신 모의로 구분할 수 있다.In general, as a technique for applying a transfer function to a target signal, a convolution technique is used, which delays the target signal according to the propagation delay for each transmission path, changes the amplitude of the target signal according to the transmission level, and adds the transfer function. It can be divided into distance-dependent or distance-independent reception simulation depending on whether the transmission delay is reflected or not.

- 거리종속 수신 모의 기법 : 최초 도달 전달경로의 전달지연을 반영하여, 소나센서와 표적 간의 거리에 따른 전달지연 이후 표적 신호를 수신한다.- Distance-dependent reception simulation technique: The target signal is received after the transmission delay according to the distance between the sonar sensor and the target by reflecting the transmission delay of the first arrival transmission path.

- 거리독립 수신 모의 기법 : 최초 도달 전달경로의 전달지연을 제거하여, 소나센서와 표적 간의 거리에 따른 전달지연 없이 표적 신호를 즉각 수신한다.- Distance-independent reception simulation technique: The target signal is immediately received without delay according to the distance between the sonar sensor and the target by removing the transmission delay of the first arrival transmission path.

상기 거리종속 수신 모의 기법은 전달함수에 적용시 최초 도달 전달경로의 전달지연을 반영함에 따라 실제와 유사한 형태로 모의할 수 있는 장점이 있다. 하지만 실제 표적의 기동과 해양환경의 변화는 시간에 대해 연속인 특성을 나타내는 반면, 일정 주기마다 모의하는 전달함수는 불연속적인 특성을 나타내며, 최초 도달 전달경로의 전달지연 역시 불연속적으로 변화하게 된다. 이에 따라 상기 거리종속 수신 모의 기법에서는 소나센서에 수신되는 표적 신호의 불연속 및 왜곡이 발생하며, 특히 최초 도달 전달경로의 전달지연 변화가 신호생성 주기별 신호의 시작시점을 변경시킴으로 인해 표적 신호의 불연속을 가중시켜 신호의 품질을 저하시키게 된다.When applied to a transfer function, the distance-dependent reception simulation technique has an advantage in that it can simulate in a form similar to the real one by reflecting the propagation delay of the first arrival transmission path. However, the actual target maneuver and changes in the marine environment show continuous characteristics with respect to time, whereas the simulated transfer function at regular intervals exhibits discontinuous characteristics, and the transmission delay of the initial arrival path also varies discontinuously. Accordingly, in the distance-dependent reception simulation technique, discontinuity and distortion of the target signal received by the sonar sensor occur. to deteriorate the signal quality.

상기 거리독립 수신 모의 기법은 최초 도달 전달경로의 전달지연 변화에 의한 불연속을 제거하기 위해 최초 도달 전달경로의 전달지연을 제거하여 표적 신호가 생성되는 즉시 소나센서에 수신되는 형태로 모의한다. 하지만 이러한 거리독립 수신 모의 기법은 전달지연이 무시됨에 따라 순간소음, 방수신호과 같이 이벤트성으로 발생하는 신호에 대해 표적의 거리에 따른 수신시간 차이를 모의할 수 없는 단점이 존재한다.The distance-independent reception simulation technique removes the propagation delay of the first arrival transmission path in order to remove the discontinuity caused by the change in the transmission delay of the first arrival transmission path, and simulates a target signal being received by the sonar sensor as soon as it is generated. However, this distance-independent reception simulation technique has a disadvantage in that it cannot simulate the difference in reception time according to the distance of the target for signals that occur as events such as instantaneous noise and waterproof signals as the transmission delay is ignored.

상기 거리종속 수신 모의 기법은 시간에 대해 불연속적인 특성을 나타내는 전달함수에 의해 소나센서 수신 표적 신호의 불연속 및 왜곡이 발생하며, 상기 거리독립 수신 모의 기법은 거리에 따른 수신시간 차이를 모의할 수 없는 문제점이 있다.In the distance-dependent reception simulation technique, discontinuity and distortion of the sonar sensor reception target signal occur due to a transfer function indicating discontinuous characteristics with respect to time, and the distance-independent reception simulation technique cannot simulate a reception time difference according to distance. There is a problem.

본 발명은 소나센서 수신 표적 신호의 불연속 및 왜곡을 제거하는 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus and method for removing discontinuity and distortion of a target signal received by a sonar sensor.

본 발명은 거리에 따른 수신시간 차이를 모의하는 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus and method for simulating a reception time difference according to a distance.

본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 주기별 불연속이 발생하는 자함과 표적 간의 전달함수를 생성하여 불연속을 제거하기 위해 최초 도달 전달경로의 전달지연과 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연을 제거한 전달함수로 분리하며, 표적 신호 생성부로 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연을 전달하고 전달함수 누적부로 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수를 전달하는 전달함수 생성부; 표적 정보와 자함 정보를 저장하며, 상기 표적 신호 생성부로 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 주기적으로 출력하는 표적 정보 버퍼부; 미리 지정된 다수의 주기들 동안 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수를 누적하여 누적 전달함수를 생성하고, 상기 전달함수 적용부로 상기 누적 전달함수를 주기적으로 출력하는 전달함수 누적부; 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연과 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 이용하여 표적 신호 생성시점 조절을 통해 거리에 따른 수신시간 차이를 반영한 표적 신호를 생성하고, 주기적으로 상기 표적 신호를 전달함수 적용부로 출력하는 상기 표적 신호 생성부; 및 상기 표적 신호에 상기 누적 전달함수를 적용하여 자함 수신 표적 신호를 생성하고, 상기 자함 수신 표적 신호를 출력하는 전달함수 적용부를 포함한다.The apparatus according to an embodiment of the present invention generates a transfer function between a target and a magnetic box in which discontinuity by period occurs to remove the discontinuity. a transfer function generating unit for transferring the propagation delay of the first arrival path to the target signal generating unit and transferring the transfer function from which the propagation delay of the first arrival path is removed to the transfer function accumulation unit; a target information buffer unit storing target information and self-box information, and periodically outputting the target information and the self-box information to the target signal generator; a transfer function accumulator for accumulating the transfer function from which the transfer delay of the first arrival transfer path is removed for a plurality of predetermined periods to generate an accumulated transfer function, and periodically outputting the accumulated transfer function to the transfer function applying unit; A target signal is generated reflecting the difference in reception time according to distance through the transmission delay of the first arrival transmission path and the target signal generation time control using the target information and the self-box information, and periodically transmits the target signal to the transfer function application unit the target signal generating unit to output; and a transfer function application unit configured to generate an own-box reception target signal by applying the cumulative transfer function to the target signal, and output the in-box reception target signal.

본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 전달함수 생성부에서, 자함과 표적 간의 전달함수를 생성하여 최초 도달 전달경로의 전달지연과 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연을 제거한 전달함수로 분리하며, 표적 신호 생성부로 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연을 전달하고, 전달함수 누적부로 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수를 전달하는 과정; 표적 정보 버퍼부에서, 표적 정보와 자함 정보를 저장하며, 상기 표적 신호 생성부로 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 주기적으로 출력하는 과정; 전달함수 누적부에서, 미리 지정된 다수의 주기들 동안 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수를 누적하여 누적 전달함수를 생성하고, 전달함수 적용부로 상기 누적 전달함수를 주기적으로 출력하는 과정; 및 상기 표적 신호 생성부에서, 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연과 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 이용하여 표적 신호 생성시점 조절을 통해 거리에 따른 수신시간 차이를 반영한 표적 신호를 생성하고, 주기적으로 상기 표적 신호를 상기 전달함수 적용부로 출력하는 과정; 및 전달함수 적용부에서, 상기 표적 신호에 상기 누적 전달함수를 적용하여 자함 수신 표적 신호를 생성하고, 상기 자함 수신 표적 신호를 출력하는 과정을 포함한다.In the method according to an embodiment of the present invention, the transfer function generating unit generates a transfer function between the self and the target and separates it into a transfer function from which the transfer delay of the first arrival transfer path and the transfer delay of the first arrival transfer path are removed, transmitting the propagation delay of the first arrival propagation path to a signal generator and transferring the transfer function from which the propagation delay of the first arrival propagation path is removed to a transfer function accumulator; storing the target information and the self-box information in the target information buffer unit, and periodically outputting the target information and the self-box information to the target signal generating unit; A process in which the transfer function accumulator generates an accumulated transfer function by accumulating the transfer function from which the transfer delay of the first arrival transfer path is removed for a plurality of predetermined periods, and periodically outputs the accumulated transfer function to the transfer function application unit ; and in the target signal generator, a target signal reflecting the reception time difference according to the distance by adjusting the target signal generation time using the transmission delay of the first arrival transmission path and the target information and the self-box information, and periodically outputting the target signal to the transfer function application unit; and in the transfer function application unit, applying the cumulative transfer function to the target signal to generate an own-box reception target signal, and outputting the in-box reception target signal.

본 발명은 최초 도달 전달경로의 전달지연에 따른 표적 신호 생성시점 지연을 통해 자함과 표적 간의 거리에 따른 수신시간 차이가 적용되고 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수의 누적 및 적용을 통해 불연속과 왜곡이 제거된 표적 신호를 모의할 수 있다.The present invention is through the accumulation and application of a transfer function in which the reception time difference according to the distance between the self-ship and the target is applied and the propagation delay of the first arrival transmission path is removed through the delay of the target signal generation time according to the transmission delay of the first arrival transmission path. It is possible to simulate the target signal with discontinuities and distortions removed.

본 발명은 거리 종속 표적 신호 생성 및 수신 모의 기법은 기존의 표적 신호 수신 모의 기법에서 발생하는 소나센서 수신 표적 신호의 불연속과 왜곡을 제거하고, 표적과 소나센서간 거리에 따른 수신시간 차이를 반영함에 따라 높은 품질의 소나센서신호 합성을 보장할 수 있다.The present invention removes the discontinuity and distortion of the sonar sensor reception target signal generated in the existing target signal reception simulation technique in the distance-dependent target signal generation and reception simulation technique, and reflects the reception time difference according to the distance between the target and the sonar sensor. Accordingly, high quality sonar sensor signal synthesis can be guaranteed.

본 발명은 실제 해역에서 수집한 데이터와 유사한 센서신호를 생성하여, 인력, 비용, 시간, 안전 상의 이유로 실제 해역에서의 소나센서신호 획득이 어려운 분야에 활용 가능할 수 있다.The present invention generates a sensor signal similar to data collected in an actual sea area, and can be utilized in fields where it is difficult to obtain a sonar sensor signal in an actual sea area for reasons of manpower, cost, time, and safety.

도 1은 일반적인 소나센서에서 표적 신호를 수신하는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 2는 일반적인 소나센서에서 표적 신호 수신 모의하는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 3은 일반적인 거리종속 수신 모의하는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 표적 정보 버퍼의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 표적방사 표적 신호 생성부의 상세 동작 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수동신호 생성 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이벤트신호 생성 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 능동반향신호 생성 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전달함수를 생성하는 과정을 나타낸 예시도이다.
1 is an exemplary diagram illustrating a process of receiving a target signal in a general sonar sensor.
2 is an exemplary diagram illustrating a process of simulating the reception of a target signal in a general sonar sensor.
3 is an exemplary diagram illustrating a general distance-dependent reception simulation process.
4 is a block diagram of an apparatus for simulating generation and reception of a target signal in a sonar sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram of a target information buffer according to an embodiment of the present invention.
6 is a detailed operation block diagram of a target radiation target signal generator according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a manual signal generation process according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating an event signal generation process according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a process of generating an active echo signal according to an embodiment of the present invention.
10 is an exemplary diagram illustrating a process of generating a transfer function according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it is not intended to limit the technology described in the present invention to specific embodiments, and it should be understood that the present invention includes various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of the present invention. . In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like components.

본 발명에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In the present invention, expressions such as “have”, “may have”, “include”, or “may include” indicate the presence of a corresponding characteristic (eg, a numerical value, function, operation, or component such as a part). and does not exclude the presence of additional features.

본 발명에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.In the present invention, expressions such as “A or B”, “at least one of A or/and B”, or “one or more of A or/and B” may include all possible combinations of the items listed together. . For example, "A or B", "at least one of A and B", or "at least one of A or B" means (1) includes at least one A, (2) includes at least one B; Or (3) it may refer to all cases including both at least one A and at least one B.

본 발명에서 사용된 "제 1", "제 2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.Expressions such as "first", "second", "first", or "second" used in the present invention may modify various elements, regardless of order and/or importance, and may modify one element to another. It is used only to distinguish it from the components, and does not limit the components. For example, the first user equipment and the second user equipment may represent different user equipment regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of the rights described in the present invention, the first component may be named as the second component, and similarly, the second component may also be renamed as the first component.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상술한 어떤 구성요소가 상술한 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소와 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.A component (eg, a first component) is "coupled with/to (operatively or communicatively)" to another component (eg, a second component) When referring to "connected to", it should be understood that any of the above-described components may be directly connected to the above-described other component or may be connected through another component (eg, a third component). On the other hand, when it is said that a component (eg, a first component) is "directly connected" or "directly connected" to another component (eg, a second component), a component different from a component It may be understood that no other component (eg, a third component) exists between the elements.

본 발명에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 AP(application processor))를 의미할 수 있다.The expression "configured to (or configured to)" as used in the present invention, depending on the context, for example, "suitable for", "having the capacity to" It can be used interchangeably with "," "designed to", "adapted to", "made to", or "capable of". The term “configured (or configured to)” may not necessarily mean only “specifically designed to” in hardware. Instead, in some circumstances, the expression “a device configured to” may mean that the device is “capable of” with other devices or parts. For example, the phrase “a processor configured (or configured to perform) A, B, and C” refers to a dedicated processor (eg, an embedded processor) for performing the operations, or by executing one or more software programs stored in a memory device. , may mean a generic-purpose processor (eg, a CPU or an application processor (AP)) capable of performing corresponding operations.

본 발명에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art described in the present invention. Among the terms used in the present invention, terms defined in a general dictionary may be interpreted as the same or similar meaning as the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present invention, ideal or excessively formal meanings is not interpreted as In some cases, even terms defined in the present invention cannot be construed to exclude embodiments of the present invention.

본 명세서에서 "최초 도달 전달경로의 전달지연"와 "최초 전달지연"는 동일한 의미이므로, 혼용하여 사용하기로 한다.In this specification, the terms "delay of delivery of the first arrival delivery path" and "delay of initial delivery" have the same meaning, so they will be used interchangeably.

소나센서신호 합성에서 높은 품질의 신호를 출력하기 위해 소나센서에 수신되는 표적 신호 수신 모의는 매우 중요하다. 이에 따라 기존 표적 신호 수신 모의에서 발생하는 소나센서 수신 표적 신호의 불연속 및 왜곡의 제거와 거리에 따른 수신시간 차이 반영이 필수적이다.In the sonar sensor signal synthesis, it is very important to simulate the reception of the target signal received by the sonar sensor in order to output a high quality signal. Accordingly, it is essential to remove the discontinuity and distortion of the target signal received by the sonar sensor that occurs in the existing target signal reception simulation and to reflect the reception time difference according to the distance.

이를 위해 본 발명의 실시 예에서는 표적 신호 생성시 자함/표적 간의 거리 및 최초 도달 전달경로의 전달지연에 따른 생성시점 지연을 통해 거리에 따른 수신시간 차이를 반영하고, 최초 전달지연이 제거된 전달함수의 누적 및 적용을 통해 신호의 불연속과 왜곡이 제거된 상태에서 다중경로 특성의 모의가 가능한 거리종속 표적 신호 생성 및 수신 모의 기법을 제안한다.To this end, in the embodiment of the present invention, when the target signal is generated, the reception time difference according to the distance is reflected through the generation time delay according to the distance between the ship/target and the transmission delay of the first arrival transmission path, and the initial transmission delay is removed. We propose a distance-dependent target signal generation and reception simulation technique capable of simulating multipath characteristics while signal discontinuity and distortion are removed through accumulation and application of .

도 1은 일반적인 소나센서에서 표적 신호를 수신하는 과정을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary diagram illustrating a process of receiving a target signal in a general sonar sensor.

소나센서(예컨대, 자함)(120)은 표적(예컨대, 적군 잠수함)(110)으로부터 표적 신호를 수신한다. 이때, 도 1을 참조하면, 소나센서(120)가 소나센서(120)와 표적(110) 간의 거리에 따른 전달지연을 반영하여 표적 신호를 수신하는 것을 확인할 수 있다.The sonar sensor (eg, self-ship) 120 receives a target signal from a target (eg, enemy submarine) 110 . At this time, referring to FIG. 1 , it can be confirmed that the sonar sensor 120 receives the target signal by reflecting the transmission delay according to the distance between the sonar sensor 120 and the target 110 .

도 2는 일반적인 소나센서에서 표적 신호 수신 모의하는 과정을 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary diagram illustrating a process of simulating the reception of a target signal in a general sonar sensor.

표적 신호가 소나센서(120)에 수신되기까지 발생하는 변화와 지연은 음선 이론 기반의 음향모델을 이용한 해양환경 모델링(210)을 통해 전달함수로 모의할 수 있으며, 전달함수는 표적 신호가 소나센서로 수신되는 여러가지 경로별 전달지연과 전달준위로 나타난다.Changes and delays occurring until the target signal is received by the sonar sensor 120 can be simulated with a transfer function through the marine environment modeling 210 using an acoustic model based on the sound line theory, and the transfer function is the target signal It is represented by the delivery delay and delivery level for each of the various routes received by the

이때, 소나센서에 수신되는 표적 신호(230)는 표적 위치에서의 표적 신호(220)에 전달함수를 적용함으로써 모의할 수 있으며, 전달함수를 적용하는 기법을 "표적 신호 수신 모의 기법"이라 한다.At this time, the target signal 230 received by the sonar sensor can be simulated by applying a transfer function to the target signal 220 at the target position, and a technique for applying the transfer function is called a “target signal reception simulation technique”.

도 3은 일반적인 거리종속 수신 모의하는 과정을 나타낸 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating a general distance-dependent reception simulation process.

참조번호 310은 첫번째 시점에서 소나센서 수신 표적 신호(230)를 나타낸 것이고, 참조번호 320은 두번째 시점에서 소나센서 수신 표적 신호(230)를 나타낸 것이다.Reference numeral 310 denotes the sonar sensor reception target signal 230 at the first time point, and reference numeral 320 denotes the sonar sensor reception target signal 230 at the second time point.

상기 거리종속 수신 모의 기법은 전달함수에 적용시 최초 도달 전달경로의 전달지연을 반영함에 따라 실제와 유사한 형태로 모의할 수 있는 장점이 있다. 하지만 실제 표적의 기동과 해양환경의 변화는 시간에 대해 연속인 특성을 나타내는 반면, 일정 주기마다 모의하는 전달함수는 불연속적인 특성을 나타내며, 최초 도달 전달경로의 전달지연 역시 불연속적으로 변화하게 된다. 이에 따라 상기 거리종속 수신 모의 기법에서는 소나센서에 수신되는 표적 신호의 불연속 및 왜곡이 발생하며, 특히 최초 도달 전달경로의 전달지연 변화가 신호생성 주기별 신호의 시작시점을 변경시킴으로 인해 표적 신호의 불연속을 가중시켜 신호의 품질을 저하시키게 된다.When applied to a transfer function, the distance-dependent reception simulation technique has an advantage in that it can simulate in a form similar to the real one by reflecting the propagation delay of the first arrival transmission path. However, the actual target maneuver and changes in the marine environment show continuous characteristics with respect to time, whereas the simulated transfer function at regular intervals exhibits discontinuous characteristics, and the transmission delay of the initial arrival path also varies discontinuously. Accordingly, in the distance-dependent reception simulation technique, discontinuity and distortion of the target signal received by the sonar sensor occur. to deteriorate the signal quality.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치의 블록 구성도이다.4 is a block diagram of an apparatus for simulating generation and reception of a target signal in a sonar sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 거리종속 수신 모의 기법을 적용함을 가정한다. 본 발명의 실시 예에 따른 표적 신호 생성시 자함/표적 간의 거리 및 최초 도달 전달경로의 전달지연에 따른 생성시점 지연과 기동 및 도플러에 따른 주파수 변화를 통해 구현이 가능할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 전달함수는 최초 전달경로의 전달지연을 제거하여 다중경로 효과를 모의하며, 전달함수 누적을 통해 전달함수 변화 및 불연속에 따른 왜곡을 제거할 수 있다.It is assumed that the apparatus for simulating the generation and reception of a target signal in the sonar sensor according to an embodiment of the present invention applies a distance-dependent reception simulation technique. When generating a target signal according to an embodiment of the present invention, it may be implemented through a generation time delay according to the distance between the self-ship/target and the transmission delay of the first arrival transmission path, and a change in frequency according to maneuvering and Doppler. The transfer function according to an embodiment of the present invention simulates the multipath effect by removing the propagation delay of the initial transfer path, and can remove the distortion due to the transfer function change and discontinuity through transfer function accumulation.

본 발명의 실시 예에 따른 거리에 따른 최초 도달 전달경로의 전달지연은 표적 신호의 생성 시점을 조절함으로써 반영한다.The transmission delay of the first arrival transmission path according to the distance according to the embodiment of the present invention is reflected by adjusting the generation time of the target signal.

본 발명의 실시 예에 따른 기동에 따른 도플러는 표적 신호 방사 시점에 해당하는 표적 정보와 현재 자함정보를 이용하여 주파수 변화로 반영한다.(단, 표적 신호 방사 시점에 해당하는 표적 정보 산출을 위해 표적 정보 버퍼 기능을 추가한다.)Doppler according to the maneuver according to the embodiment of the present invention reflects the frequency change using the target information corresponding to the target signal emission time and the current self-ship information. (However, in order to calculate the target information corresponding to the target signal emission time, the target Add information buffer function.)

본 발명의 실시 예에 따른 전달함수는 전달지연을 제거한 4회 누적함수를 적용하여 다중경로 효과를 모의한다.The transfer function according to an embodiment of the present invention simulates the multipath effect by applying a four-time accumulation function from which the propagation delay is removed.

본 발명의 실시 예에 따른 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 도 4를 참조하면, 표적 정보 버퍼(410), 표적방사 표적 신호 생성부(420), 전달함수 생성부(430), 전달함수 누적부(440), 전달함수 적용부(450) 등을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4 , an apparatus for simulating generation and reception of a target signal in a sonar sensor according to an embodiment of the present invention includes a target information buffer 410, a target radiation target signal generation unit 420, a transfer function generation unit 430, It may be configured to include a transfer function accumulation unit 440 , a transfer function application unit 450 , and the like.

상기 전달함수 생성부(430)는 자함과 표적 간의 전달함수를 생성하여 불연속을 제거하기 위해 최초 도달 전달경로의 전달지연과 최초 도달 전달경로의 전달지연을 제거한 전달함수로 분리하며, 표적 신호 생성부로 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연을 전달하고 전달함수 누적부로 상기 최초 전달지연이 제거된 전달함수를 전달하도록 구성될 수 있다.The transfer function generating unit 430 separates the transfer function from the transfer delay of the first arriving transfer path and the transfer delay of the first arriving transfer path to remove the discontinuity by generating the transfer function between the self-box and the target, and to the target signal generating unit. It may be configured to transmit a propagation delay of the first arrival propagation path and transmit a transfer function from which the initial propagation delay is removed to a transfer function accumulator.

상기 표적 정보 버퍼부(410)는 표적 정보와 자함 정보를 저장하며, 상기 표적 신호 생성부(420)로 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 주기적으로 출력하도록 구성될 수 있다.The target information buffer unit 410 may be configured to store target information and self-box information, and periodically output the target information and the self-box information to the target signal generator 420 .

상기 전달함수 누적부(440)는 미리 지정된 다수의 주기들 동안 상기 최초 전달지연이 제거된 전달함수를 누적하여 누적 전달함수를 생성하고, 상기 전달함수 적용부(450)로 상기 누적 전달함수를 주기적으로 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 표적방사 표적 신호 생성부(420)는 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연과 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 이용하여 표적 신호 생성시점 조절을 통해 거리에 따른 수신시간 차이를 반영한 표적 신호를 생성하고, 주기적으로 상기 표적 신호를 전달함수 적용부(450)로 출력하도록 구성될 수 있다. 표적 신호 생성부(420)는 표적방사 표적 신호 생성부(420)와 동일한 의미로, 혼용하여 사용하기로 한다.The transfer function accumulator 440 generates an accumulated transfer function by accumulating the transfer function from which the initial transfer delay is removed for a plurality of predetermined periods, and periodically applies the accumulated transfer function to the transfer function applying unit 450 . It can be configured to output as The target radiation target signal generation unit 420 generates a target signal reflecting the reception time difference according to the distance through the transmission delay of the first arrival transmission path and the target signal generation time control using the target information and the self-box information, and , may be configured to periodically output the target signal to the transfer function application unit 450 . The target signal generating unit 420 has the same meaning as the target radiation target signal generating unit 420 and will be used interchangeably.

상기 전달함수 적용부(450)는 상기 표적 신호에 상기 누적 전달함수를 적용하여 자함 수신 표적 신호를 생성하고, 상기 자함 수신 표적 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.The transfer function application unit 450 may be configured to apply the cumulative transfer function to the target signal to generate an own-box reception target signal and to output the in-box reception target signal.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 표적 정보 버퍼의 예시도이다.5 is an exemplary diagram of a target information buffer according to an embodiment of the present invention.

상기 표적 정보 버퍼(410)는 표적 정보를 버퍼에 저장하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 표적 정보 버퍼(410)는 전달함수 최대 길이를 고려하여 버퍼를 생성할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 표적 정보 버퍼(410)는 표적 신호 방사 시점에 해당하는 표적 정보를 산출할 수 있도록 구성될 수 있다.The target information buffer 410 may be configured to store target information in the buffer. In this case, the target information buffer 410 may be configured to generate a buffer in consideration of the maximum transfer function length. The target information buffer 410 may be configured to calculate target information corresponding to the target signal emission time.

상기 표적 정보 버퍼(410)는 최대 거리 100km 및 최소 음속 1300m/s를 고려하여 76.9개 이상인 80개 적용할 수 있고, 표적별 표적 정보를 저장하거나 버퍼링하도록 구성될 수 있다.The target information buffer 410 may apply 80 or more 76.9 in consideration of a maximum distance of 100 km and a minimum speed of 1300 m/s, and may be configured to store or buffer target information for each target.

도 5를 참조하면, 상기 표적 정보 버퍼(410)는 총 N개(80개)의 데이터가 매 주기마다 선입선출 방식으로 갱신되도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the target information buffer 410 may be configured such that a total of N (80 pieces) of data are updated in a first-in-first-out manner every period.

상기 표적 정보 버퍼(410)에 저장 대상이 되는 표적 정보는 예컨대, 위치(x/y/z), 상대위치(x/y/z), 방위, 고각, 거리, 속도(x/y/z), 침로, 대지속력 등이 될 수 있다.Target information to be stored in the target information buffer 410 is, for example, a position (x/y/z), a relative position (x/y/z), an orientation, an elevation, a distance, and a speed (x/y/z). , course, ground speed, etc.

상기 표적방사 표적 신호 생성부(420)는 표적 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.The target radiation target signal generator 420 may be configured to generate a target signal.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 표적방사 표적 신호 생성부(420)의 상세 동작 구성도이다.6 is a detailed operation block diagram of the target radiation target signal generator 420 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 표적방사 표적 신호 생성부(420)는 수동신호(420a)를 생성하도록 구성될 수 있고, 이벤트신호(420b)를 생성하도록 구성될 수 있고, 능동반향신호(420c)를 생성하도록 구성될 수 있다.The target radiation target signal generator 420 according to an embodiment of the present invention may be configured to generate a passive signal 420a, may be configured to generate an event signal 420b, and generate an active echo signal 420c. can be configured to create

상기 수동신호(420a)는 지속적으로 발생하는 신호를 의미하며, 전달지연 반영이 불필요하다.The passive signal 420a means a signal that is continuously generated, and it is unnecessary to reflect the delay in transmission.

상기 이벤트신호(420b)는 표적이 이벤트성으로 방사하는 신호를 의미하며, 1회의 전달지연 반영이 필요하다. The event signal 420b refers to a signal that the target emits eventively, and it is necessary to reflect the transmission delay once.

상기 능동반향신호(420c)는 자함이 방사하는 신호를 의미하며, 2회의 전달지연 반영이 필요하다.The active echo signal 420c means a signal radiated by the magnetic box, and it is necessary to reflect the transmission delay twice.

이하에서 기재되는 수동신호(420a), 이벤트신호(420b), 능동반향신호(420c)는 1개의 표적을 기준으로 설명될 수 있다.The passive signal 420a, the event signal 420b, and the active echo signal 420c described below may be described based on one target.

본 발명의 실시 예에 따른 거리 종속 표적 신호 생성 및 수신 모의 기법은 표적에서 방사하는 표적 신호의 종류에 따라 표적 신호 생성 시 최초 도달 전달경로의 전달지연을 적용하는 방법이 다르다. 왜냐하면 광대역 및 협대역 수동신호는 지속적으로 발생하는 신호로 전달지연 반영이 불필요하며, 순간소음과 방수신호와 같이 표적이 이벤트성으로 방사하는 이벤트신호는 1 회의 전달지연 반영이 필요하고, 자함이 방사한 능동신호에 대한 표적의 능동반향신호는 2 회의 전달지연 반영이 필요하다. 따라서 이러한 표적 신호의 종류별 특성을 반영한 모의 기법은 도 7 내지 9와 같이 나타낼 수 있다.In the distance-dependent target signal generation and reception simulation technique according to an embodiment of the present invention, a method of applying a transmission delay of an initial arrival transmission path when generating a target signal is different depending on the type of target signal radiated from the target. Because broadband and narrowband passive signals are continuously occurring signals, it is not necessary to reflect the transmission delay. For one active signal, the active echo signal of the target needs to reflect the delay of two times. Therefore, the simulation technique reflecting the characteristics of each type of the target signal can be shown as shown in FIGS. 7 to 9 .

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수동신호 생성 과정을 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a manual signal generation process according to an embodiment of the present invention.

- 수동신호(광대역신호, 협대역신호, DEMON신호) 거리종속 수신 모의 - Passive signal (broadband signal, narrowband signal, DEMON signal) distance-dependent reception simulation

■ 전달지연: 표적-자함 전달지연 미반영■ Delivery delay: Target-to-ship delivery delay is not reflected

■ 도플러 : 표적 신호 생성시 반영(표적 신호 방사 시점의 표적 정보와 현재 자함정보에 따른 도플러를 반영한다.)■ Doppler: Reflected when target signal is generated (Reflects Doppler according to target information at the time of target signal emission and current self-ship information.)

■ 표적 신호 방사 시점(최초도달 전달경로 전달지연을 보상한 시점)의 표적기동정보와 현재시점의 자함기동정보 반영■ Reflects the target maneuver information at the time of target signal emission (the point at which the transmission delay of the first delivery path is compensated) and the self-ship maneuver information at the present time

■ 전달함수 : 전달지연을 제거한 4회 누적 전달함수 적용■ Transfer function: 4 times cumulative transfer function with transfer delay removed

도 7을 참조하면, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 701 단계에서 표적 정보를 버퍼링한다.Referring to FIG. 7 , the apparatus for simulating generation and reception of a target signal in the sonar sensor buffers target information in step 701 .

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 703 단계에서 전달함수의 최초 도달 전달경로를 저장한다. 이때, 저장된 전달지연을 우선 출력 후, 신규 생성된 전달지연을 저장한다. 그리고, 해양환경 모델링 수행 시간을 고려하여, 수동신호 생성은 이전 전달지연을 사용하여 우선 수행하며, 해양환경 모델링 수행 완료 후 수신된 전달지연을 저장한다.The device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor stores the first arrival transmission path of the transfer function in step 703 . At this time, the stored transmission delay is first output, and then the newly created transmission delay is stored. And, in consideration of the marine environment modeling execution time, the passive signal generation is first performed using the previous transmission delay, and the received transmission delay is stored after the marine environment modeling is completed.

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 705 단계에서 표적 정보를 보간한다. 이때, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 전달지연을 사용하여, 저장 표적 정보 80개에서 표적 신호 방사 시점(전달지역 역보상 시점)에 해당하는 표적 정보를 추출하여 보간한다. 보간 대상이 되는 표적 정보는 예컨대, 위치(x/y/z), 상대위치(x/y/z), 방위, 고각, 거리, 속도(x/y/z), 침로, 대지속력 등이 될 수 있다.The device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor interpolates the target information in step 705 . At this time, the device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor extracts and interpolates the target information corresponding to the target signal emission time (transmission area reverse compensation time) from 80 pieces of stored target information using the transmission delay. Target information to be interpolated may be, for example, position (x/y/z), relative position (x/y/z), bearing, elevation, distance, speed (x/y/z), course, ground speed, etc. can

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 linear interpolation 을 적용한다.A device that simulates the generation and reception of a target signal in the sonar sensor applies linear interpolation.

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 707 단계에서 자함정보와 표적 정보를 이용하여 도플러 산출한다. The apparatus for simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor calculates Doppler using the self-box information and the target information in step 707 .

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 709 단계에서 수동신호를 생성한다. 이때 수동신호는 예컨대, 광대역신호, 협대역신호, DEMON 신호 등을 포함할 수 있다.The apparatus for simulating the generation and reception of a target signal in the sonar sensor generates a passive signal in step 709 . In this case, the passive signal may include, for example, a wideband signal, a narrowband signal, and a DEMON signal.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이벤트신호 생성 과정을 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an event signal generation process according to an embodiment of the present invention.

- 이벤트신호(순간소음 및 표적능동신호) 거리종속 수신 모의- Simulation of distance-dependent reception of event signals (momentary noise and target active signals)

■ 전달지연: 표적-자함 전달지연 반영■ Delivery delay: reflects the target-to-ship delivery delay

· 표적 신호 방사 시점과 산출된 전달함수의 최초 도달 전달경로 전달지연을 이용하여 신호 수신시점 산출 후, 해당 시점 도래시 신호 생성After calculating the signal reception time by using the target signal emission time and the transmission delay of the first arrival transmission path of the calculated transfer function, the signal is generated when the corresponding time arrives.

■ 도플러: 일부 반영■ Doppler: some reflection

· 단, 순간소음은 도플러 미반영, 표적능동신호는 도플러 반영However, instantaneous noise does not reflect Doppler, and target active signal reflects Doppler.

■ 전달함수: 전달지연을 제거한 4 회 누적 전달함수 적용■ Transfer function: 4 times cumulative transfer function with propagation delay removed

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 801 단계에서 전달함수의 최초 도달 전달경로를 저장한다. The device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor stores the first arrival transmission path of the transfer function in step 801 .

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 803 단계에서 이벤트 설정을 수신했는가를 판단한다.The device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor determines whether the event setting has been received in step 803 .

만약, 이벤트신호를 설정한 경우, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 805 단계에서 이벤트신호 수신시점을 산출한다. If the event signal is set, the device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor calculates the event signal reception time in step 805 .

그리고, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 807 단계에서 현재시점이 수신시점보다 큰 가를 판단한다. 만약, 현재시점이 수신시점보다 큰 경우, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 811 단계에서 이벤트 신호를 생성한다. 이벤트신호 생성에서 표적능동신호 생성인 경우, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 도플러를 적용한다. In step 807, the device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor determines whether the current time is greater than the reception time. If the current time point is greater than the reception time point, the device generating and simulating the reception of the target signal in the sonar sensor generates an event signal in step 811 . In the event signal generation to target active signal generation, a device simulating target signal generation and reception in the sonar sensor applies Doppler.

그러나, 현재시점이 수신시점 보다 작거나 같은 경우, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 809 단계에서 다음 시점까지 대기했다가 807 단계로 진행한다.However, if the current time point is less than or equal to the reception time point, the device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor waits until the next time point in step 809 and proceeds to step 807 .

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 능동반향신호 생성 과정을 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a process of generating an active echo signal according to an embodiment of the present invention.

-- 능동반향신호 거리종속 수신 모의Active echo signal distance-dependent reception simulation

■ 전달지연: 자함-표적 전달지연 및 표적-자함 전달지연 반영■ Delivery delay: Reflects self-ship-to-target delivery delay and target-to-own-box delivery delay

· 자함능동 방사 시점과 해당 시점에 산출된 전달함수의 최초 도달 전달경로 전달지연을 이용하여 능동반향 발생 시점 산출Calculation of the time of occurrence of active reverberation using the time of self-radiation active emission and the delay of the first arrival transmission path of the transfer function calculated at that time

· 능동반향 발생 시점에 산출된 전달함수의 최초도달 전달경로 전달지연을 이용하여 신호 수신시점 산출 후, 해당 시점 도래시 신호 생성After calculating the signal reception time by using the transmission delay of the first arrival transmission path of the transfer function calculated at the time of the occurrence of active reflection, the signal is generated when the corresponding point arrives.

■ 도플러 : 표적 신호 생성시 반영■ Doppler: reflected when generating the target signal

· 능동반향 발생 시점의 표적기동정보와 현재시점의 자함기동정보 반영 (단, 능동반향신호는 자함능동 방사 시점에 산출된 전달함수를 저장하여 능동반향신호 생성 시 사용)Reflects the target maneuver information at the time of active echo occurrence and the ship's maneuver information at the present time (however, the active echo signal is used when generating the active echo signal by storing the transfer function calculated at the time of the active radiation of the ship)

■ 전달함수: 전달지연을 제거한 4 회 누적 전달함수 적용■ Transfer function: 4 times cumulative transfer function with propagation delay removed

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 901 단계에서 전달함수의 최초 전달경로를 저장한다. 이전 최초 전달경로는 903 단계, 907 단계로 전달된다.The device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor stores the initial transfer path of the transfer function in step 901 . The previous initial transfer path is transferred to steps 903 and 907.

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 903 단계에서 자함능동방사 설정을 수신했는가를 판단한다. The device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor determines whether the magnetic field active radiation setting has been received in step 903 .

만약, 자항능동방사 설정된 경우, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 905 단계에서 능동반향 발생시점을 산출한다.If the self-navigation active radiation is set, the device for simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor calculates the active echo generation time in step 905 .

소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 907 단계에서 현재시점이 발생시점 보다 큰 가를 판단한다.The device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor determines in step 907 whether the current time point is greater than the generation time point.

만약, 현재시점이 발생시점 보다 작거나 같은 경우, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 909 단계에서 다음 시점까지 대기하고, 907 단계로 진행한다.If the current time point is less than or equal to the generation time point, the device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor waits until the next time point in step 909 and proceeds to step 907 .

그러나 현재시점이 발생시점 보다 큰 경우, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 911 단계에서 능동반향 수신시점을 산출한다. 이후, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 현재시점이 수신시점 보다 큰 가를 판단한다. 만약, 현재시점이 수신시점보다 작거나 같은 경우, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 915 단계에서 다음 시점까지 대기하고, 913 단계로 진행한다.However, if the current time point is greater than the generation time point, the device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor calculates the active echo reception time point in step 911 . Thereafter, the device simulating the generation and reception of the target signal in the sonar sensor determines whether the present time point is greater than the reception time point. If the current time point is less than or equal to the reception time point, the apparatus for generating and simulating the reception of the target signal in the sonar sensor waits until the next time point in step 915 and proceeds to step 913 .

그러나 현재시점이 수신시점 보다 큰 경우, 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치는 917 단계에서 능동반향신호를 생성한다.However, when the present time is greater than the reception time, the apparatus for generating and simulating the reception of the target signal in the sonar sensor generates an active echo signal in step 917 .

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전달함수를 생성하는 과정을 나타낸 예시도이다.10 is an exemplary diagram illustrating a process of generating a transfer function according to an embodiment of the present invention.

상기 전달함수 생성부(430)는 거리에 따른 최초 도달 전달경로의 전달지연과 관련된 전달함수를 생성하도록 구성될 수 있다.The transfer function generator 430 may be configured to generate a transfer function related to a transfer delay of the first arrival transfer path according to a distance.

도 10을 참조하면, 왼쪽에 기재된 예시도에 비해, 오른쪽에 기재된 예시도는 최초 도달 전달경로의 전달지연 추출 후 전달지연이 제거되었음을 알 수 있다.Referring to FIG. 10 , it can be seen that, compared to the exemplary diagram described on the left, the delivery delay is removed after the delivery delay extraction of the first arrival delivery path in the illustrated diagram on the right.

상기 전달함수 누적부(440)는 전달함수를 누적하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 전달함수 누적부(440)는 1초 단위로 출력되는 전달함수의 전달경로 변화에 따른 신호 불연속을 완화하기 위해 4회 누적한 전달함수를 생성하도록 구성될 수 있다.The transfer function accumulator 440 may be configured to accumulate a transfer function. That is, the transfer function accumulator 440 may be configured to generate a transfer function accumulated four times in order to alleviate a signal discontinuity caused by a change in a transfer path of a transfer function output in units of 1 second.

4회 누적한 전달함수는 최초 전달지연이 제거된 전달함수를 4회 누적한 함수를 의미한다.The transfer function accumulated 4 times means a function in which the transfer function from which the initial propagation delay has been removed is accumulated 4 times.

상기 전달함수 적용부(450)는 전달함수를 적용하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 전달함수 적용부(450)는 전달지연을 제거한 4회 누적 전달함수를 적용하여 다중경로 효과 모의할 수 있도록 구성될 수 있다. 각 전달경로는 전달지연과 수신준위로 구성될 수 있고, 전달지연은 보간을 통해 적용될 수 있고, 수신준위는 표적 신호의 준위 변경을 통해 적용될 수 있다.The transfer function application unit 450 may be configured to apply a transfer function. That is, the transfer function application unit 450 may be configured to simulate the multi-path effect by applying the four-time cumulative transfer function with the transfer delay removed. Each transmission path can be composed of a transmission delay and a reception level, the transmission delay can be applied through interpolation, and the reception level can be applied by changing the level of the target signal.

본 발명에서 제안하는 거리 종속 표적 신호 생성 및 수신 모의 기법은 기존의 표적 신호 수신 모의 기법에서 발생하는 소나센서 수신 표적 신호의 불연속과 왜곡을 제거하고, 표적과 소나센서간 거리에 따른 수신시간 차이를 반영함에 따라 높은 품질의 소나센서신호 합성을 보장한다.The distance-dependent target signal generation and reception simulation technique proposed in the present invention removes the discontinuity and distortion of the sonar sensor reception target signal generated in the existing target signal reception simulation technique, and reduces the reception time difference according to the distance between the target and the sonar sensor. It guarantees high-quality sonar sensor signal synthesis by reflecting.

이를 통해 본 발명은 실제 해역에서 수집한 데이터와 유사한 센서신호를 생성하여, 인력, 비용, 시간, 안전 상의 이유로 실제 해역에서의 소나센서신호 획득이 어려운 분야에 활용 가능하다.Through this, the present invention generates a sensor signal similar to data collected in an actual sea area, and can be used in fields where it is difficult to obtain a sonar sensor signal in an actual sea area for reasons of manpower, cost, time, and safety.

본 발명은 최초 전달지연에 따른 생성시점 지연을 통해 자함과 표적 간의 거리에 따른 수신시간 차이 및 최초 전달지연이 제거된 전달함수를 누적하여 생성된 누적 전달함수를 이용하여 신호의 불연속과 왜곡이 제거된 다중경로 특성을 반영한 표적 신호를 모의할 수 있다.The present invention eliminates signal discontinuity and distortion by using an accumulated transfer function generated by accumulating a transfer function from which a difference in reception time according to the distance between the self-ship and the target and the initial transfer delay has been removed through a generation time delay according to the initial transfer delay. It is possible to simulate the target signal reflecting the multipath characteristics.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may modify and modify the above-described contents without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments of the present invention are not intended to limit the technical idea, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (6)

주기별 불연속이 발생하는 자함과 표적 간의 전달함수를 생성하여 불연속을 제거하기 위해 최초 도달 전달경로의 전달지연 및 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수로 분리하며, 표적 신호 생성부로 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연을 전달하고, 전달함수 누적부로 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수를 전달하는 전달함수 생성부;
표적 정보와 자함 정보를 저장하며, 상기 표적 신호 생성부로 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 주기적으로 출력하는 표적 정보 버퍼부;
미리 지정된 다수의 주기들 동안 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수를 누적하여 누적 전달함수를 생성하고, 전달함수 적용부로 상기 누적 전달함수를 주기적으로 출력하는 전달함수 누적부;
상기 최초 도달 전달경로의 전달지연과 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 이용하여 표적 신호 생성시점 조절을 통해 거리에 따른 수신시간 차이를 반영한 표적 신호를 생성하고, 주기적으로 상기 표적 신호를 전달함수 적용부로 출력하는 상기 표적 신호 생성부; 및
상기 표적 신호에 상기 누적 전달함수를 적용하여 자함 수신 표적 신호를 생성하고, 상기 자함 수신 표적 신호를 출력하는 전달함수 적용부를 포함하는 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치.
In order to remove the discontinuity by generating a transfer function between the magnetic box and the target in which the discontinuity occurs for each period, the transfer delay of the first arrival transfer path and the transfer delay of the first arrival transfer path are separated into a transfer function removed, and the target signal generator a transfer function generating unit that transmits a propagation delay of the first arrival propagation path and transfers a transfer function from which the propagation delay of the first arrival propagation path is removed to a transfer function accumulation unit;
a target information buffer unit storing target information and self-box information, and periodically outputting the target information and the self-box information to the target signal generator;
a transfer function accumulator for accumulating the transfer function from which the transfer delay of the first arrival transfer path is removed for a plurality of predetermined periods to generate an accumulated transfer function, and periodically outputting the accumulated transfer function to the transfer function applying unit;
The target signal is generated by reflecting the reception time difference according to the distance by adjusting the target signal generation time using the transmission delay of the first arrival transmission path and the target information and the self-box information, and periodically transmits the target signal to the transfer function application unit the target signal generating unit to output; and
A device for simulating the generation and reception of a target signal in a sonar sensor including a transfer function applying unit that generates a target signal received by the inbox by applying the cumulative transfer function to the target signal, and a transfer function applying unit that outputs the target signal received in the inbox.
제1항에 있어서, 상기 표적 신호는,
수동신호, 이벤트신호, 능동반향신호를 포함하는 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치.
According to claim 1, wherein the target signal,
A device that simulates the generation and reception of a target signal from a sonar sensor including a passive signal, an event signal, and an active echo signal.
제2항에 있어서, 상기 전달함수 적용부는,
상기 전달지연을 제거한 4회 누적 전달함수를 적용하는 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 장치.
The method of claim 2, wherein the transfer function applying unit,
A device for simulating the generation and reception of a target signal in a sonar sensor that applies a four-time cumulative transfer function from which the propagation delay is removed.
전달함수 생성부에서, 자함과 표적 간의 전달함수를 생성하여 불연속을 제거하기 위해 최초 도달 전달경로의 전달지연 및 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수로 분리하며, 표적 신호 생성부로 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연을 전달하고, 전달함수 누적부로 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수를 전달하는 과정;
표적 정보 버퍼부에서, 표적 정보와 자함 정보를 저장하며, 상기 표적 신호 생성부로 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 주기적으로 출력하는 과정;
전달함수 누적부에서, 미리 지정된 다수의 주기들 동안 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연이 제거된 전달함수를 누적하여 누적 전달함수를 생성하고, 전달함수 적용부로 상기 누적 전달함수를 주기적으로 출력하는 과정;
상기 표적 신호 생성부에서, 상기 최초 도달 전달경로의 전달지연과 상기 표적 정보와 상기 자함 정보를 이용하여 표적 신호 생성시점 조절을 통해 거리에 따른 수신시간 차이를 반영한 표적 신호를 생성하고, 주기적으로 상기 표적 신호를 상기 전달함수 적용부로 출력하는 과정; 및
상기 전달함수 적용부에서, 상기 표적 신호에 상기 누적 전달함수를 적용하여 자함 수신 표적 신호를 생성하고, 상기 자함 수신 표적 신호를 출력하는 과정을 포함하는 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 방법.
In the transfer function generating unit, to generate a transfer function between the self-ship and the target to remove the discontinuity, the transfer delay of the first arriving transfer path and the transfer delay of the first arriving transfer path are separated into a transfer function in which the transfer function is removed, and the target signal generating unit transmitting the propagation delay of the first arriving propagation path and transferring the transfer function from which the propagation delay of the first arriving propagation path is removed to a transfer function accumulator;
storing the target information and the self-box information in the target information buffer unit, and periodically outputting the target information and the self-box information to the target signal generating unit;
A process in which the transfer function accumulator generates an accumulated transfer function by accumulating the transfer function from which the transfer delay of the first arrival transfer path is removed for a plurality of predetermined periods, and periodically outputs the accumulated transfer function to the transfer function application unit ;
In the target signal generator, a target signal reflecting the reception time difference according to the distance is generated by adjusting the target signal generation time using the transmission delay of the first arrival transmission path and the target information and the self-box information, and periodically the outputting a target signal to the transfer function application unit; and
The method of generating and simulating the reception of a target signal in a sonar sensor, comprising, in the transfer function applying unit, generating a target signal received by applying the cumulative transfer function to the target signal, and outputting the target signal received by the inbox.
제4항에 있어서, 상기 표적 신호는,
수동신호, 이벤트신호, 능동반향신호를 포함하는 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 방법.
According to claim 4, wherein the target signal,
A method of simulating the generation and reception of a target signal in a sonar sensor including a passive signal, an event signal, and an active echo signal.
제5항에 있어서, 상기 자함 수신 표적 신호를 출력하는 과정은,
상기 전달지연을 제거한 4회 누적 전달함수를 적용하는 과정을 포함하는 소나센서에서 표적 신호 생성 및 수신 모의하는 방법.
The method of claim 5, wherein the step of outputting the target signal received by the self-box comprises:
A method of simulating generation and reception of a target signal in a sonar sensor, comprising the process of applying a four-time cumulative transfer function from which the propagation delay has been removed.
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