KR20130109501A - 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치 및, 그 탐지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 배열식 금속탐지기와 배열식 지표투과 레이더 탐지기를 이용해 지뢰를 탐지하는 차량용 지뢰탐지 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 복수 개의 금속탐지기를 포함하되, 상기 금속탐지기가 일련으로 배열되는 제1 배열식 모듈 및, 복수 개의 지표투과 레이더 탐지기를 포함하되, 상기 지표투과 레이터 탐지기가 일련으로 배열되는 제2 배열식 모듈을 포함하고, 상기 금속탐지기는 제1 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하는 송신코일과, 상기 제1 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제1 반응신호를 수신하는 하나 이상의 수신코일을 포함하되, 상기 송신코일이 상기 하나 이상의 수신코일을 둘러싸도록 배치되며, 상기 지표투과 레이더 탐지기는 제2 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하는 송신안테나와, 상기 제2 탐지신호에 의한 자하 매설물에 대한 제2 반응신호를 수신하는 하나 이상의 수신안테나를 포함하며, 상기 제1 배열식 모듈이 해당 지하영역을 1차 탐지하여 지뢰 존재 여부를 탐지하고, 상기 제2 배열식 모듈이 상기 해당 지하영역을 2차 탐지하여 지뢰 존재 여부를 탐지하는 것을 특징으로 한다.

Description

배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치 및, 그 탐지 방법{VEHICLE MINE DETECTION DEVICE USING ARRAY STRUCTURE, THE METHOD}

본 발명은 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 배열식 금속탐지기와 배열식 지표투과 레이더 탐지기를 이용해 지뢰를 탐지하는 차량용 지뢰탐지 장치에 관한 것이다.

현재 세계 64 개국에 1억2천만 여개의 지뢰가 살포되어 있으며, 매년 만여명 이상이 팔다리에 상해를 당하고 있다. 지하에 매설된 지뢰에 대한 획기적인 탐지 및 제거기술이 미흡한 상태이며, 현장에서는 1차 대전 당시의 금속탐지기와 개인 탐침봉에 의한 재래식 방법이 아직까지 그대로 사용되고 있다.

따라서, 최근에서야 지뢰를 탐지하고 제거하는 기술에 많은 관심이 집중되어 연구개발되고 있으며, 현재 국내외에서 실용화되어 운용 중이거나 또는 연구개발 중인 주요 지뢰탐지 센서 기술은 금속탐지기, 지반침투형 레이더, 적외선 탐지, 전자기유도방식, 중성자기법, 화학 및 생물학적 탐지 기법 등이 있다.

그리고, 탐지 방법에 따라 휴대형 지뢰탐지 장치 및 차량형 지뢰탐지 장치로 구분되며, 휴대형 지뢰탐지 장치와 달리 차량형 지뢰탐지 장치는 사람이 직접 지뢰를 탐지하는 것이 아니라 로봇이나 차량에 탐지장치를 장착하여 지뢰를 탐지할 수도 있어, 지뢰를 탐지하는 과정에서 발생되는 피해를 최소화할 수 있게 되었다.

그러나, 종래의 차량형 지뢰탐지 장치는 차량의 전면에 넓은 지역을 탐지하기 위해 복수 개의 탐지기를 배치하여야 하므로 설계 비용이 증가하는 단점이 있었다.

또한, 종래의 차량형 지뢰탐지 장치는 한번에 넓은 지역을 탐지하여야 하므로 탐지 시간이 오래 걸리는 단점이 있으며, 차량의 진행 속도가 빨라 지뢰를 정확히 탐지하지 못해 낮은 탐지 확률과 높은 오경보율(Constant False Alarm Rate, CFAR) 등의 취약점이 발생하는 문제가 있었다. 즉, 종래의 차량형 지뢰탐지 장치는 차량이 너무 빨리 이동하며 지뢰를 탐지하는 경우, 지뢰를 정확히 탐지하지 못하는 문제가 있었다.

따라서, 최근의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 탐지기 센서의 배열식 구조를 이용해 지뢰탐지 성능을 향상시킬 수 있는 환경이 필요하다.

종래와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 목적은 차량의 전면에 배열식 금속탐지기와 배열식 지표투과 레이더 탐지기로 이루어진 구조를 이용함으로써, 지뢰 탐지 시간을 최소화할 수 있는 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 배열식 금속탐지기로 1차 탐지하고 배열식 지표투과 레이더 탐지기로 2차 탐지함으로써, 오경보율을 낮추고 지뢰탐지 확률을 높일 수 있는 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 금속탐지기의 송신코일을 하나 이상으로 구현함으로써, 금속탐지기에 의한 지뢰탐지 확률을 높일 수 있는 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치를 제공하고자 한다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 복수 개의 금속탐지기를 포함하되, 상기 금속탐지기가 일련으로 배열되는 제1 배열식 모듈 및, 복수 개의 지표투과 레이더 탐지기를 포함하되, 상기 지표투과 레이터 탐지기가 일련으로 배열되는 제2 배열식 모듈을 포함하고, 상기 금속탐지기는 제1 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하는 송신코일과, 상기 제1 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제1 반응신호를 수신하는 하나 이상의 수신코일을 포함하되, 상기 송신코일이 상기 하나 이상의 수신코일을 둘러싸도록 배치되며, 상기 지표투과 레이더 탐지기는 제2 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하는 송신안테나와, 상기 제2 탐지신호에 의한 자하 매설물에 대한 제2 반응신호를 수신하는 하나 이상의 수신안테나를 포함하며, 상기 제1 배열식 모듈이 해당 지하영역을 1차 탐지하여 지뢰 존재 여부를 탐지하고, 상기 제2 배열식 모듈이 상기 해당 지하영역을 2차 탐지하여 지뢰 존재 여부를 탐지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금속탐지기는 4개의 수신코일로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 탐지는 상기 제1 배열식 모듈이 상기 1차 탐지에 의해 지뢰를 탐지하지 못한 경우에 실시되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 제조 방법은 복수 개의 금속탐지기를 포함하는 제1 배열식 모듈이 해당 지하영역의 지뢰 존재 여부를 탐지하는 1차 탐지 단계 및, 복수 개의 지표투과 레이더 탐지기를 포함하는 제2 배열식 모듈이 상기 해당 지하영역의 지뢰 존재 여부를 탐지하는 2차 탐지 단계를 포함하고, 상기 1차 탐지 단계는 상기 금속탐지기의 송신코일이 상기 해당 지하영역에 제1 탐지신호를 전송하는 제1 탐지신호 전송 단계 및, 4개로 구성된 상기 금속탐지기의 수신코일이 상기 제1 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제1 반응신호를 수신하는 제1 반응신호 수신단계를 포함하고, 상기 2차 탐지 단계는 상기 지표투과 레이더 탐지기의 송신안테나가 제2 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하는 제2 탐지신호 전송 단계 및, 상기 지표투과 레이더 탐지기의 수신안테나가 상기 제2 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제2 반응신호를 수신하는 제2 반응신호 수신단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이,본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 차량의 전면에 배열식 금속탐지기와 배열식 지표투과 레이더 탐지기로 이루어진 구조를 이용함으로써, 지뢰 탐지 시간을 최소화할 수 있는 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 배열식 금속탐지기로 1차 탐지하고 배열식 지표투과 레이더 탐지기로 2차 탐지함으로써, 오경보율을 낮추고 지뢰탐지 확률을 높일 수 있는 환경을 제공한다.

또한, 본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 금속탐지기의 송신코일을 하나 이상으로 구현함으로써, 금속탐지기에 의한 지뢰탐지 확률을 높일 수 있는 환경을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 금속탐지기의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지표투과 레이더 탐지기의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 배열식 금속탐지기와 배열식 지표투과레이더 탐지기가 차량의 전면에 장착된 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 배열식 금속탐지기와 배열식 지표투과 레이더 탐지기를 이용한 지뢰탐지 과정을 도시한 순서도이다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

이하 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1의 따른 본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 금속탐지기(Metal Detector, MD)(10), 지표투과 레이더 탐지기(Ground Penetrating Radar, GPR)(30) 및, 제어부(20)를 포함한다.

금속탐지기(10)는 자기장으로 이루어진 제1 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하고, 상기 제1 탐지신호가 지하의 금속물체와 반응하여 형성된 유도전류에 의한 자기장으로 이루어진 제1 반응신호를 수신하여 지하영역의 지뢰 존재 여부를 탐지한다.

지표투과 레이더 탐지기(30)는 전자기파로 이루어진 제2 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하고, 상기 제2 탐지신호가 지하에 매설된 금속 또는 비금속 물체에 반사되는 제2 반응신호를 수신하여 지하영역의 지뢰 존재 여부를 탐지한다.

그리고, 제어부(20)는 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 각종 모듈 및 하위 구성 요소의 동작이 원활하게 수행되도록 제어한다.

도 2는 본 발명에 따른 금속탐지기(10)의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 2를 참조하면, 복수 개의 금속탐지기(10) 각각은 하나의 송신코일(12), 하나 이상의 수신코일(14a,14b,14c,14d)을 포함한다. 여기서, 송신코일(12)은 전자기파로 이루어진 제1 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하며, 수신코일(14a,14b,14c,14d)은 상기 제1 탐지신호가 지하의 금속물체와 반응하여 형성된 유도전류에 의한 자기장으로 이루어진 제1 반응신호를 수신한다.

그리고, 각각의 금속탐지기(10)는 상기 송신코일(12)이 상기 하나 이상의 수신코일(14a,14b,14c,14d)을 둘러싸도록 배치된다. 본 발명의 일실시예에 따라 상기 수신코일(14a,14b,14c,14d)은 4개를 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 이는 지하영역의 지뢰와 반응하여 발생되는 제1 반응신호가 미세한 경우에도, 수신코일(14a,14b,14c,14d)의 제1 반응신호의 수신확률을 높임으로써, 지뢰탐지 확률을 높이기 위함이다.

도 3은 본 발명에 따른 지표투과 레이더 탐지기(30)의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 3을 참조하면, 복수 개의 지표투과 레이더 탐지기(30) 각각은 하나 이상의 송신안테나(32), 제어회로(34) 및, 하나 이상의 수신안테나(36)를 포함한다. 여기서, 송신안테나(32)는 제2 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하고, 수신안테나(36)는 상기 제2 탐지신호가 지하에 매설된 금속 또는 비금속 물체에 반사되는 제2 반응신호를 수신한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 배열식 금속탐지기(10)와 배열식 지표투과레이더 탐지기가 차량의 전면에 장착된 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.

도 4의 따른 본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 금속탐지기(10)를 포함하는 제1 배열식 모듈(100), 지표투과 레이더 탐지기(30)를 포함하는 제2 배열식 모듈(200)이 차량의 전면에 장착되어 지뢰를 탐지할 수 있다.

제1 배열식 모듈(100)은 복수 개의 금속탐지기(10)를 포함하고, 상기 복수 개의 금속탐지기가 일련으로 배열된다. 그리고, 제2 배열식 모듈(200)은 복수 개의 지표투과 레이더 탐지기(30)를 포함하되, 상기 지표투과 레이터 탐지기가 일련으로 배열된다.

그리고, 도 4에 의한 본 발명의 일실시예에 따른 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 제1 배열식 모듈(100)과 제2 배열식 모듈(200)이 차량의 전면에 나란히 배치됨을 보여준다.

따라서, 상기와 같은 구조를 가진 본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치는 상기 제1 배열식 모듈(100)이 해당 지하영역을 1차 탐지하여 지뢰 존재 여부를 탐지하고, 상기 제2 배열식 모듈(200)이 상기 해당 지하영역을 2차 탐지하여 지뢰 존재 여부를 탐지함으로써, 오경보율(Constant False Alarm Rate, CFAR)을 낮추고 지뢰탐지 확률을 높일 수 있는 환경을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따라 상기 2차 탐지는 상기 제1 배열식 모듈(100)이 상기 1차 탐지에 의해 지뢰를 탐지하지 못한 경우에 한하여 실시되고, 상기 1차 탐지에 의해 지뢰를 발견한 경우, 차량을 정지시키어 지뢰 탐지에 의해 발생되는 2차적인 피해를 최소화할 수도 있게 된다.

도 5는 본 발명의 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 배열식 금속탐지기(10)와 배열식 지표투과 레이더 탐지기(30)를 이용한 지뢰탐지 과정을 도시한 순서도이다.

본 발명에 의한 지뢰 탐지 방법은 1차 탐지 단계와 2차 탐지 단계를 포함한다.

1차 탐지 단계는 제1 탐지신호 전송 단계와 제1 반응신호 수신단계를 포함하며, 복수 개의 금속탐지기(10)를 포함하는 제1 배열식 모듈(100)이 해당 지하영역의 지뢰 존재 여부를 탐지하는 단계이다(S10,S12).

제1 탐지신호 전송 단계는 상기 금속탐지기(10)의 송신코일(12)이 상기 해당 지하영역에 제1 탐지신호를 전송하는 단계이고, 제1 반응신호 수신단계는 하나 이상의 수신코일(14a,14b,14c,14d)이 상기 제1 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제1 반응신호를 수신하여 지뢰 존재 여부를 탐지하는 단계이다.

2차 탐지 단계는 제2 탐지신호 전송 단계와 제2 반응신호 수신단계를 포함하며, 복수 개의 지표투과 레이더 탐지기(30)를 포함하는 제2 배열식 모듈(200)이 상기 해당 지하영역의 지뢰 존재 여부를 탐지하는 단계이다(S14,S16).

제2 탐지신호 전송 단계는 상기 지표투과 레이더 탐지기(30)의 송신안테나(32)가 제2 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하는 단계이며, 제2 반응신호 수신단계는 상기 지표투과 레이더 탐지기(30)의 수신안테나(36)가 상기 제2 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제2 반응신호를 수신하여 지뢰 존재 여부를 탐지하는 단계이다.

그리고, 본 발명의 지뢰 탐지 방법은 상기 1차 탐지 또는 2차 탐지에 의해 지뢰를 발견한 경우, 차량을 정지시킴으로써 지뢰 탐지에 의해 발생되는 2차적인 피해를 최소화할 수도 있게 된다(S18).

이상에서, 본 발명에 따른 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.

10: 금속탐지기 12: 송신코일
14a,14b,14c,14d: 수신코일 20: 제어부
30: 지표투과 레이더 탐지기 32: 송신안테나
34: 제어회로 36: 수신안테나
100: 제1 배열식 모듈 200: 제2 배열식 모듈

Claims (4)

1. 복수 개의 금속탐지기를 포함하되, 상기 금속탐지기가 일련으로 배열되는 제1 배열식 모듈; 및
   복수 개의 지표투과 레이더 탐지기를 포함하되, 상기 지표투과 레이터 탐지기가 일련으로 배열되는 제2 배열식 모듈을 포함하고,
   상기 금속탐지기는 제1 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하는 송신코일과, 상기 제1 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제1 반응신호를 수신하는 하나 이상의 수신코일을 포함하되, 상기 송신코일이 상기 하나 이상의 수신코일을 둘러싸도록 배치되며,
   상기 지표투과 레이더 탐지기는 제2 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하는 송신안테나와, 상기 제2 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제2 반응신호를 수신하는 하나 이상의 수신안테나를 포함하며,
   상기 제1 배열식 모듈이 해당 지하영역을 1차 탐지하여 지뢰 존재 여부를 탐지하고, 상기 제2 배열식 모듈이 상기 해당 지하영역을 2차 탐지하여 지뢰 존재 여부를 탐지하는 것을 특징으로 하는 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 금속탐지기는 4개의 수신코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 2차 탐지는 상기 제1 배열식 모듈이 상기 1차 탐지에 의해 지뢰를 탐지하지 못한 경우에 실시되는 것을 특징으로 하는 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치.
4. 복수 개의 금속탐지기를 포함하는 제1 배열식 모듈이 해당 지하영역의 지뢰 존재 여부를 탐지하는 1차 탐지 단계; 및
   복수 개의 지표투과 레이더 탐지기를 포함하는 제2 배열식 모듈이 상기 해당 지하영역의 지뢰 존재 여부를 탐지하는 2차 탐지 단계를 포함하고,
   상기 1차 탐지 단계는
   상기 금속탐지기의 송신코일이 상기 해당 지하영역에 제1 탐지신호를 전송하는 제1 탐지신호 전송 단계; 및
   4개로 구성된 상기 금속탐지기의 수신코일이 상기 제1 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제1 반응신호를 수신하는 제1 반응신호 수신단계;를 포함하고,
   상기 2차 탐지 단계는
   상기 지표투과 레이더 탐지기의 송신안테나가 제2 탐지신호를 발생시켜 지하로 전송하는 제2 탐지신호 전송 단계; 및
   상기 지표투과 레이더 탐지기의 수신안테나가 상기 제2 탐지신호에 의한 지하 매설물에 대한 제2 반응신호를 수신하는 제2 반응신호 수신단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배열식 구조를 이용한 차량용 지뢰탐지 장치의 제조 방법.

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