KR102489606B1 - 수중 운동체 발사 감지 장치 및 방법 - Google Patents

수중 운동체 발사 감지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

수중 운동체 발사 감지 장치는 모체에 속하는 발사관의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 수중 운동체의 일면에 설치되는 복수의 능동 음향 센서, 및 상기 수중 운동체에 설치되고, 상기 복수의 능동 음향 센서로부터 거리 정보를 수신하고, 상기 복수의 능동 음향 센서 각각의 거리 정보를 임계 거리와 비교하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 감지하는 발사 감지 로직 처리부를 포함한다.

Description

수중 운동체 발사 감지 장치 및 방법{LAUNCH DETECTION DEVICE OF UNDERWATER VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 수중 운동체 발사 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중 운동체가 발사관을 빠져나갔는지 확인할 수 있는 수중 운동체 발사 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 수중 운동체 발사 감지 장치는 스프링 방식으로 구성되어 있다. 스프링 방식의 수중 운동체 발사 감지 장치는 수중 운동체가 삽입되는 발사관과 수중 운동체 사이의 유격이 큰 경우, 수중 운동체가 발사관에 잘못 삽입되어 있는 경우, 발사관에 수중 운동체가 바른 위치에 삽입되었지만 외부의 충격에 의해 수중 운동체가 정 위치를 이탈하는 경우에 수중 운동체가 발사되지 않았음에도 발사된 것으로 판정하는 오동작을 일으키는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 발사관 내부에 삽입되는 수중 운동체와 발사관과의 유격 변화에 무관하게 정상 작동되도록 비접점 자기장 방식의 발사 검출 시스템 및 방법이 제안되었다. 자기장 방식의 발사 검출 시스템은 발사관에 삽입되는 수중 운동체의 발사 여부를 검출하는 장치로서, 발진 회로에서 제1 주파수 신호를 생성하여 송신 코일을 통해 전기적인 제1 신호에 의한 제1 자기장을 발사관으로 송신하고, 수신 코일을 구비하여 송신된 제1 자기장이 발사관에 의해 변형된 제2 자기장을 수신하여 제2 주파수 신호를 생성하고 제2 신호를 검출하여 출력하는 검출 회로를 포함한다.
자기장 방식을 이용할 경우 발사 검출 시스템의 크기가 커지고 시스템이 복잡한 단점이 있으며, 수중 운동체가 발사관을 빠져나가지 못했을 경우 수중 운동체가 어떤 위치에 있는지 정확히 판단하기 어렵다. 또한 수중 운동체에 감지 시스템이 설치되어 있어 수중 운동체가 모체에서 발사관을 빠져나갔는지 확인이 불가능한 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 수중 운동체가 발사관을 빠져나갔는지 확인할 수 있고, 수중 운동체가 발사관을 빠져나가지 못했을 경우 수중 운동체의 위치를 감지할 수 있는 수중 운동체 발사 감지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치는 모체에 속하는 발사관의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 수중 운동체의 일면에 설치되는 복수의 능동 음향 센서, 및 상기 수중 운동체에 설치되고, 상기 복수의 능동 음향 센서로부터 거리 정보를 수신하고, 상기 복수의 능동 음향 센서 각각의 거리 정보를 임계 거리와 비교하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 감지하는 발사 감지 로직 처리부를 포함한다.
상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 수중 운동체의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간 이후에 상기 복수의 능동 음향 센서의 거리 정보 중 일부가 임계 거리보다 크지 않으면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 복수의 능동 음향 센서 각각의 거리 정보를 임계 거리와 비교하여 상기 수중 운동체의 발사관 내의 위치를 감지할 수 있다.
상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 수중 운동체에 포함된 제1 관성항법장치로부터 상기 수중 운동체의 속도 정보를 수신하고, 상기 모체에 포함된 제2 관성항법장치로부터 상기 모체의 속도 정보를 수신하고, 상기 수중 운동체의 속도가 상기 모체의 속도보다 기준 속도를 초과하여 크지 않은 경우 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 빠져나가지 못한 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 방법은 모체로부터 수중 운동체의 발사 명령을 수신하는 단계, 상기 모체에 속하는 발사관의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 상기 수중 운동체의 일면에 설치되는 복수의 능동 음향 센서를 이용하여 거리를 측정하는 단계, 및 상기 복수의 능동 음향 센서 각각에서 측정된 거리가 임계 거리보다 큰지 확인하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 감지하는 단계를 포함한다.
상기 수중 운동체 발사 감지 방법은 상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 측정된 거리가 상기 임계 거리보다 크지 않으면 상기 수중 운동체의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과하였는지 확인하고, 상기 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과한 경우 상기 수동 이동체가 상기 발사관을 이탈하지 않은 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수중 운동체 발사 감지 방법은 상기 복수의 능동 음향 센서 각각에서 측정된 거리가 상기 임계 거리보다 크면 상기 수중 운동체의 속도와 상기 모체의 속도의 차이가 기준 속도보다 큰지 확인하는 안전 모드를 수행하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수중 운동체 발사 감지 방법은 상기 안전 모드를 수행하지 않는 일반 모드의 경우 상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 측정된 거리가 상기 임계 거리보다 크면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈한 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치는 모체에 속하는 발사관의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 상기 발사관의 일면에 설치되는 복수의 능동 음향 센서, 및 상기 발사관에 설치되고, 상기 복수의 능동 음향 센서로부터 거리 정보를 수신하고, 상기 복수의 능동 음향 센서 각각의 거리 정보를 제1 임계 거리 및 제2 임계 거리와 비교하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 감지하는 발사 감지 로직 처리부를 포함한다.
상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 수중 운동체의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간 이후에 상기 복수의 능동 음향 센서의 거리 정보 중 일부가 상기 제1 임계 거리보다 크지 않으면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 거리 정보가 상기 제1 임계 거리보다 크고 상기 제2 임계 거리보다 작으면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈한 것으로 판단할 수 있다.
상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 복수의 능동 음향 센서에서 측정된 거리가 상기 제1 임계 거리보다 작게 측정되는 부분에 상기 수중 운동체가 위치한 것으로 감지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 방법은 모체로부터 수중 운동체의 발사 명령을 수신하는 단계, 상기 모체에 속하는 발사관의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 상기 발사관의 일면에 설치되는 복수의 능동 음향 센서를 이용하여 거리를 측정하는 단계, 및 상기 복수의 능동 음향 센서 각각에서 측정된 거리가 제1 임계 거리보다 크고 제2 임계 거리보다 작은지 확인하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 감지하는 단계를 포함한다.
상기 수중 운동체 발사 감지 방법은 상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 측정된 거리가 상기 제1 임계 거리보다 크고 상기 제2 임계 거리보다 작은 범위에 속하지 않으면 상기 수중 운동체의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과하였는지 확인하고, 상기 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과한 경우 상기 수동 이동체가 상기 발사관을 이탈하지 않은 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수중 운동체 발사 감지 방법은 상기 복수의 능동 음향 센서 각각에서 측정된 거리가 상기 제1 임계 거리보다 크고 상기 제2 임계 거리보다 작으면 상기 수중 운동체의 속도와 상기 모체의 속도의 차이가 기준 속도보다 큰지 확인하는 안전 모드를 수행하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수중 운동체 발사 감지 방법은 상기 안전 모드를 수행하지 않는 일반 모드의 경우 상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 측정된 거리가 상기 제1 임계 거리보다 크고 상기 제2 임계 거리보다 작은 범위에 속하면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈한 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치는 자기장 방식의 발사 검출 시스템에 비해 단순하고 설치하기 쉽다.
수중 운동체가 발사관을 빠져나가지 못했을 경우 수중 운동체의 정확한 위치를 확인할 수 있으며, 장치의 오동작에 대비하여 모체와 수중 운동체의 관성항법센서를 이용한 안전 모드를 실행함으로써 발사관 이탈을 중복 확인할 수 있으므로, 수중 운동체의 발사관 이탈 감지 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 3은 수중 운동체의 발사 후 감지 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 발사관에서 수중 운동체의 위치를 확인하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 B 부분을 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 8은 수중 운동체의 발사 후 감지 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 발사관에서 수중 운동체의 위치를 확인하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 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 일 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 확대도이다. 도 3은 수중 운동체의 발사 후 감지 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 4는 발사관에서 수중 운동체의 위치를 확인하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 수중 운동체 발사 감지 장치는 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n), 발사 감지 로직 처리부(120)를 포함한다.
복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n) 각각은 음원을 발신한 후 물체에 반사되어 되돌아오는 반향음이 측정될 때까지의 시간을 측정하고, 이를 바탕으로 거리를 계산한다. 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n)는 모체(200)에 속하는 발사관(240)의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 수중 운동체(100)의 일면에 설치될 수 있다.
수중 운동체(100)는 발사관(240) 내부에 삽입되고, 모체(200)와 케이블(250)로 연결될 수 있다. 수중 운동체(100)는 모체(200)와 케이블(250)로 연결되어 있으며, 수중 운동체(100)와 모체(200)는 케이블(250)을 통해 정보를 서로 주고받을 수 있다. 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 이탈하여 주행 중에도 수중 운동체(100)와 모체(200)는 케이블(250)을 통해 지속적인 통신이 이루어질 수 있다.
수중 운동체(100)는 제1 관성항법장치(130)를 포함하고, 모체(200)는 제2 관성항법장치(230)를 포함한다. 제1 관성항법장치(130)는 기준 항법 좌표계에 대한 수중 운동체(100)의 현재 위치, 속도 및 자세 정보를 계산하여 제공할 수 있다. 제2 관성항법장치(230)는 기준 항법 좌표계에 대한 모체(230)의 현재 위치, 속도 및 자세 정보를 계산하여 제공할 수 있다.
발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)에 설치될 수 있다. 발사 감지 로직 처리부(120)는 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n)로부터 거리 정보를 수신하고, 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n) 각각의 거리 정보를 임계 거리와 비교하여 수중 운동체(100)의 발사관(240) 이탈 여부 및 발사관(240) 내의 위치를 감지할 수 있다. 즉, 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)가 모체(200)의 발사관(240)을 이탈하였는지, 그리고 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 이탈하지 않은 경우에 수중 운동체(100)가 발사관(240) 내에 어디에 위치하는지를 감지할 수 있다.
도 2에 예시한 바와 같이, 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n) 중 어느 하나의 능동 음향 센서(110-k)는 음원을 발신하여 발사관(240)에 반사되어 되돌아오는 반향음을 측정하여 발사관(240)까지의 거리(Da[k])를 계산할 수 있다. 마찬가지로, 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n) 각각은 발사관(240)까지의 거리(Da[1]~Da[n])를 계산할 수 있다. 여기서, Da[1]은 첫 번째 능동 음향 센서(110-1)에서 측정된 거리(또는 거리 정보)를 나타내고, Da[n]은 마지막 능동 음향 센서(110-n)에서 측정된 거리(또는 거리 정보)를 나타낸다.
수중 운동체(100)가 발사관(240) 내부에 위치할 때, 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n) 각각의 발사관(240)까지의 거리(Da[1]~Da[n])는 임계 거리(E1)보다 작다.
도 3에 예시한 바와 같이, 수중 운동체(100)가 발사되어 발사관(240)을 이탈하는 경우, 능동 음향 센서(110-k)에서 측정되는 거리(Da[k])가 임계 거리(E1)보다 커지게 된다. 발사 감지 로직 처리부(120)는 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n)에서 측정된 거리 정보(Da[1]~Da[n])를 수신하고, 모든 거리 정보(Da[1]~Da[n])가 임계 거리(E1)보다 크면 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 이탈한 것으로 판단할 수 있다. 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간 이후에도 거리 정보(Da[1]~Da[n]) 중 일부가 임계 거리(E1)보다 크지 않으면 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 이탈하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)의 발사관(240) 이탈 여부를 모체(200)에 전달한다.
도 4에 예시한 바와 같이, 수중 운동체(100)가 발사된 후 일정 시간 이후에도 발사관(240)을 이탈하지 않은 경우, 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)의 발사관(240) 내의 위치를 감지할 수 있다. 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n)에서 측정된 거리(Da[1]~Da[n]) 중에서 첫 번째 능동 음향 센서(110-1)부터 k번째 능동 음향 센서(110-k)까지의 측정된 거리(Da[1]~Da[k])가 임계 거리(E1)보다 작으면, 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)가 첫 번째 능동 음향 센서(110-1)부터 k번째 능동 음향 센서(110-k)에 해당하는 부분까지가 발사관(240)을 이탈하지 못한 것으로 감지할 수 있다. 즉, 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 빠져나가지 못한 위치를 감지할 수 있다. 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 빠져나가지 못한 위치를 모체(200)에 전달한다.
한편, 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)의 제1 관성항법장치(130)로부터 수중 운동체(100)의 속도 정보를 수신하고, 모체(200)의 제2 관성항법장치(230)로부터 모체(200)의 속도 정보를 수신한다. 그리고 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)의 속도가 모체(200)의 속도보다 기준 속도를 초과하여 큰 경우 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 이탈한 것으로 판단하고, 수중 운동체(100)의 속도가 모체(200)의 속도보다 기준 속도를 초과하여 크지 않은 경우 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 빠져나가지 못한 것으로 판단할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 도 1 내지 4에서 상술한 수중 운동체 발사 감지 장치가 수중 운동체를 감지하는 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 발사 감지 로직 처리부(120)는 모체(200)로부터 수중 운동체(100)의 발사 명령을 수신한다(S110). 수중 운동체(100)는 발사 명령에 따라 발사관(240)으로부터 발사되어야 한다.
발사 감지 로직 처리부(120)는 발사 명령을 수신하면 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n)를 이용하여 거리(Da[1]~Da[n])를 측정한다(S120).
발사 감지 로직 처리부(120)는 복수의 능동 음향 센서(110-1, ..., 110-k, ..., 110-n) 각각에서 측정된 거리(Da[1]~Da[n])가 임계 거리(E1)보다 큰지 확인한다(S130).
발사 감지 로직 처리부(120)는 모든 측정된 거리(Da[1]~Da[n])가 임계 거리(E1)보다 크지 않으면 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과하였는지 확인한다(S140). 발사 감지 로직 처리부(120)는 발사 명령을 수신한 후 일정 시간이 초과하지 않은 경우에는 측정된 거리(Da[1]~Da[n])와 임계 거리(E1)를 비교하는 과정(S130)을 반복 수행한다. 발사 감지 로직 처리부(120)는 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과한 경우에는 수중 운동체(100)가 발사관(240) 이탈을 실패한 것으로 판단한다(S180). 즉, 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 정상적으로 이탈하지 못 한 것으로 판단한다.
발사 감지 로직 처리부(120)는 모든 측정된 거리(Da[1]~Da[n])가 임계 거리(E1)보다 크면 안전 모드를 수행할 것인지 확인한다(S150). 안전 모드는 수중 운동체 발사 감지 장치의 오작동 및 고장에 대비하여 중복 확인을 통한 안정성 확보를 위한 추가적인 과정이다.
안전 모드에서, 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)의 제1 관성항법장치(130)로부터 수신되는 수중 운동체(100)의 속도(V2)와 모체(200)의 제2 관성항법장치(230)로부터 수신되는 모체(200)의 속도(V1)의 차이가 기준 속도(Vref)보다 큰지 확인한다(S160).
발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)의 속도(V2)와 모체(200)의 속도(V1)의 차이가 기준 속도(Vref)보다 크지 않으면 수중 운동체(100)가 발사관(240) 이탈을 실패한 것으로 판단한다(S180). 즉, 발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 정상적으로 이탈하지 못 한 것으로 판단한다.
발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)의 속도(V2)와 모체(200)의 속도(V1)의 차이가 기준 속도(Vref)보다 크면 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 정상적으로 이탈한 것으로 판단한다(S170).
안전 모드는 생략 가능하며, 안전 모드를 수행하지 않는 일반 모드의 경우 발사 감지 로직 처리부(120)는 모든 측정된 거리(Da[1]~Da[n])가 임계 거리(E1)보다 크면 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 정상적으로 이탈한 것으로 판단한다(S170).
이하, 도 6 내지 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치에 대하여 설명한다. 도 1 내지 4에서 상술한 바와 차이점 위주로 설명하며, 도 1 내지 4에서 상술한 특징과 동일한 특징에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치를 나타내는 블록도이다. 도 7은 도 6의 B 부분을 확대하여 나타낸 확대도이다. 도 8은 수중 운동체의 발사 후 감지 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 9는 발사관에서 수중 운동체의 위치를 확인하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 내지 9를 참조하면, 수중 운동체 발사 감지 장치는 복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n), 발사 감지 로직 처리부(220)를 포함한다.
복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n)는 모체(200)에 속하는 발사관(240)의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 발사관(240)의 일면에 설치되고, 발사 감지 로직 처리부(220)는 발사관(240)에 설치될 수 있다.
도 7에 예시한 바와 같이, 복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n) 중 어느 하나의 능동 음향 센서(210-k)는 음원을 발신하여 수중 운동체(100)에 반사되어 되돌아오는 반향음을 측정하여 발사관(240)으로부터 수중 운동체(100)까지의 거리(Db[k])를 계산할 수 있다. 마찬가지로, 복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n) 각각은 발사관(240)으로부터 수중 운동체(100)까지의 거리(Db[1]~Db[n])를 계산할 수 있다. 여기서, Db[1]은 첫 번째 능동 음향 센서(210-1)에서 측정된 거리(또는 거리 정보)를 나타내고, Db[n]은 마지막 능동 음향 센서(210-n)에서 측정된 거리(또는 거리 정보)를 나타낸다.
수중 운동체(100)가 발사관(240) 내부에 위치할 때, 복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n) 각각의 수중 운동체(100)까지의 거리(Db[1]~Db[n])는 제1 임계 거리(E2)보다 작다.
도 8에 예시한 바와 같이, 수중 운동체(100)가 발사되어 발사관(240)을 이탈하는 경우, 능동 음향 센서(210-k)에서 측정되는 거리(Db[k])가 제1 임계 거리(E2)보다 크고 제2 임계 거리(E3)보다 작아지게 된다. 제2 임계 거리(E3)는 발사관(240)의 내부 직경보다 큰 거리이다. 발사 감지 로직 처리부(220)는 복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n)로부터 거리 정보(Db[1]~Db[n])를 수신하고, 모든 거리 정보(Db[1]~Db[n])가 제1 임계 거리(E2)보다 크고 제2 임계 거리(E3)보다 작으면 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 이탈한 것으로 판단할 수 있다. 발사 감지 로직 처리부(220)는 수중 운동체(100)의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간 이후에도 거리 정보(Db[1]~Db[n]) 중 일부가 제1 임계 거리(E2)보다 크지 않으면 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 이탈하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 발사 감지 로직 처리부(220)는 수중 운동체(100)의 발사관(240) 이탈 여부를 모체(200)에 전달한다.
도 9에 예시한 바와 같이, 수중 운동체(100)가 발사된 후 일정 시간 이후에도 발사관(240)을 이탈하지 않은 경우, 발사 감지 로직 처리부(220)는 수중 운동체(100)의 발사관(240) 내의 위치를 감지한다. 복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n)에서 측정된 거리(Db[1]~Db[n]) 중에서 k번째 능동 음향 센서(210-k)부터 마지막 능동 음향 센서(210-n)까지 측정된 거리(Db[k]~Db[n])가 제1 임계 거리(E2)보다 작게 측정되면, 발사 감지 로직 처리부(120)는 k번째 능동 음향 센서(210-k)부터 n번째 능동 음향 센서(210-n)에 해당하는 발사관(240)의 부분에 수중 운동체(100)가 위치하여 발사관(240)을 이탈하지 못한 것으로 감지할 수 있다. 즉, 발사 감지 로직 처리부(120)는 복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n)에서 측정된 거리가 제1 임계 거리(E2)보다 작게 측정되는 부분에 수중 운동체(100)가 위치한 것으로 감지할 수 있다.
이하, 도 10을 참조하여 도 6 내지 9에서 상술한 수중 운동체 발사 감지 장치가 수중 운동체를 감지하는 방법에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 발사 감지 로직 처리부(220)는 모체(200)로부터 발사 명령을 수신한다(S210). 수중 운동체(100)는 발사 명령에 따라 발사관(240)으로부터 발사되어야 한다.
발사 감지 로직 처리부(220)는 발사 명령을 수신하면 복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n)를 이용하여 거리(Db[1]~Db[n])를 측정한다(S220).
발사 감지 로직 처리부(220)는 복수의 능동 음향 센서(210-1, ..., 210-k, ..., 210-n) 각각에서 측정된 거리(Db[1]~Db[n])가 제1 임계 거리(E2)보다 크고 제2 임계 거리(E3)보다 작은지 확인한다(S230).
발사 감지 로직 처리부(220)는 모든 측정된 거리(Db[1]~Db[n])가 제1 임계 거리(E2)보다 크고 제2 임계 거리(E3)보다 작은 범위에 속하지 않으면 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과하였는지 확인한다(S240). 발사 감지 로직 처리부(220)는 발사 명령을 수신한 후 일정 시간이 초과하지 않은 경우에는 측정된 거리(Db[1]~Db[n])가 제1 임계 거리(E2)보다 크고 제2 임계 거리(E3)보다 작은지 확인하는 과정(S230)을 반복 수행한다. 발사 감지 로직 처리부(220)는 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과한 경우에는 수중 운동체(100)가 발사관(240) 이탈을 실패한 것으로 판단한다(S280). 즉, 발사 감지 로직 처리부(220)는 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 정상적으로 이탈하지 못 한 것으로 판단한다.
발사 감지 로직 처리부(220)는 모든 측정된 거리(Db[1]~Db[n])가 제1 임계 거리(E2)보다 크고 제2 임계 거리(E3)보다 작으면 안전 모드를 수행할 것인지 확인한다(S250).
안전 모드에서, 발사 감지 로직 처리부(220)는 수중 운동체(100)의 제1 관성항법장치(130)로부터 수신되는 수중 운동체(100)의 속도(V2)와 모체(200)의 제2 관성항법장치(230)로부터 수신되는 모체(200)의 속도(V1)의 차이가 기준 속도(Vref)보다 큰지 확인한다(S260).
발사 감지 로직 처리부(220)는 수중 운동체(100)의 속도(V2)와 모체(200)의 속도(V1)의 차이가 기준 속도(Vref)보다 크지 않으면 수중 운동체(100)가 발사관(240) 이탈을 실패한 것으로 판단한다(S280). 즉, 발사 감지 로직 처리부(220)는 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 정상적으로 이탈하지 못 한 것으로 판단한다.
발사 감지 로직 처리부(120)는 수중 운동체(100)의 속도(V2)와 모체(200)의 속도(V1)의 차이가 기준 속도(Vref)보다 크면 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 정상적으로 이탈한 것으로 판단한다(S270).
안전 모드는 생략 가능하며, 안전 모드를 수행하지 않는 경우 발사 감지 로직 처리부(220)는 모든 측정된 거리(Db[1]~Db[n])가 제1 임계 거리(E2)보다 크고 제2 임계 거리(E3)보다 작으면 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 정상적으로 이탈한 것으로 판단한다(S270).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중 운동체 발사 감지 장치는 수중 운동체(100)가 발사관(240)을 빠져나가지 못했을 경우 수중 운동체(100)의 정확한 위치를 확인할 수 있으며, 장치의 오동작에 대비하여 모체(200)와 수중 운동체(100)의 관성항법장치(130, 230)를 이용한 안전 모드를 실행함으로써 발사관(240) 이탈을 중복 확인할 수 있으므로, 수중 운동체(100)의 발사관(240) 이탈 감지 성능을 개선할 수 있다.
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.
100: 수중 운동체
110-1, 110-k, 110-n, 210-1, 210-k, 210-n: 능동 음향 센서
120, 220: 발사 감지 로직 처리부
130: 제1 관성항법장치
200: 모체
230: 제2 관성항법장치
240: 발사관
250: 케이블

Claims (16)

  1. 모체에 속하는 발사관의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 수중 운동체의 일면에 설치되는 복수의 능동 음향 센서; 및
    상기 수중 운동체에 설치되고, 상기 복수의 능동 음향 센서로부터 거리 정보를 수신하고, 상기 복수의 능동 음향 센서 각각의 거리 정보를 임계 거리와 비교하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 감지하는 발사 감지 로직 처리부를 포함하는 수중 운동체 발사 감지 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 수중 운동체의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간 이후에 상기 복수의 능동 음향 센서의 거리 정보 중 일부가 임계 거리보다 크지 않으면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈하지 않은 것으로 판단하는 수중 운동체 발사 감지 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 복수의 능동 음향 센서 각각의 거리 정보를 임계 거리와 비교하여 상기 수중 운동체의 발사관 내의 위치를 감지하는 수중 운동체 발사 감지 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 수중 운동체에 포함된 제1 관성항법장치로부터 상기 수중 운동체의 속도 정보를 수신하고, 상기 모체에 포함된 제2 관성항법장치로부터 상기 모체의 속도 정보를 수신하고, 상기 수중 운동체의 속도가 상기 모체의 속도보다 기준 속도를 초과하여 크지 않은 경우 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 빠져나가지 못한 것으로 판단하는 수중 운동체 발사 감지 장치.
  5. 모체로부터 수중 운동체의 발사 명령을 수신하는 단계;
    상기 모체에 속하는 발사관의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 상기 수중 운동체의 일면에 설치되는 복수의 능동 음향 센서를 이용하여 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 복수의 능동 음향 센서 각각에서 측정된 거리가 임계 거리보다 큰지 확인하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 감지하는 단계를 포함하는 수중 운동체 발사 감지 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 측정된 거리가 상기 임계 거리보다 크지 않으면 상기 수중 운동체의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과하였는지 확인하고, 상기 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과한 경우 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈하지 않은 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 수중 운동체 발사 감지 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 능동 음향 센서 각각에서 측정된 거리가 상기 임계 거리보다 크면 상기 수중 운동체의 속도와 상기 모체의 속도의 차이가 기준 속도보다 큰지 확인하는 안전 모드를 수행하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 수중 운동체 발사 감지 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 안전 모드를 수행하지 않는 일반 모드의 경우 상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 측정된 거리가 상기 임계 거리보다 크면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈한 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 수중 운동체 발사 감지 방법.
  9. 모체에 속하는 발사관의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 상기 발사관의 일면에 설치되는 복수의 능동 음향 센서; 및
    상기 발사관에 설치되고, 상기 복수의 능동 음향 센서로부터 거리 정보를 수신하고, 상기 복수의 능동 음향 센서 각각의 거리 정보를 제1 임계 거리 및 제2 임계 거리와 비교하여 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 감지하는 발사 감지 로직 처리부를 포함하는 수중 운동체 발사 감지 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 수중 운동체의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간 이후에 상기 복수의 능동 음향 센서의 거리 정보 중 일부가 상기 제1 임계 거리보다 크지 않으면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈하지 않은 것으로 판단하는 수중 운동체 발사 감지 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 거리 정보가 상기 제1 임계 거리보다 크고 상기 제2 임계 거리보다 작으면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈한 것으로 판단하는 수중 운동체 발사 감지 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 발사 감지 로직 처리부는 상기 복수의 능동 음향 센서에서 측정된 거리가 상기 제1 임계 거리보다 작게 측정되는 부분에 상기 수중 운동체가 위치한 것으로 감지하는 수중 운동체 발사 감지 장치.
  13. 모체로부터 수중 운동체의 발사 명령을 수신하는 단계;
    상기 모체에 속하는 발사관의 연장 방향을 따라 일정한 간격으로 상기 발사관의 일면에 설치되는 복수의 능동 음향 센서를 이용하여 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 복수의 능동 음향 센서 각각에서 측정된 거리가 제1 임계 거리보다 크고 제2 임계 거리보다 작은지 확인하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 감지하는 단계를 포함하는 수중 운동체 발사 감지 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 측정된 거리가 상기 제1 임계 거리보다 크고 상기 제2 임계 거리보다 작은 범위에 속하지 않으면 상기 수중 운동체의 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과하였는지 확인하고, 상기 발사 명령을 수신한 후 일정 시간을 초과한 경우 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈하지 않은 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 수중 운동체 발사 감지 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 능동 음향 센서 각각에서 측정된 거리가 상기 제1 임계 거리보다 크고 상기 제2 임계 거리보다 작으면 상기 수중 운동체의 속도와 상기 모체의 속도의 차이가 기준 속도보다 큰지 확인하는 안전 모드를 수행하여 상기 수중 운동체의 발사관 이탈 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 수중 운동체 발사 감지 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 안전 모드를 수행하지 않는 일반 모드의 경우 상기 복수의 능동 음향 센서의 모든 측정된 거리가 상기 제1 임계 거리보다 크고 상기 제2 임계 거리보다 작은 범위에 속하면 상기 수중 운동체가 상기 발사관을 이탈한 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 수중 운동체 발사 감지 방법.
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