KR20160015702A - Fish finder apparatus using motion recognition method - Google Patents

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KR20160015702A KR1020140098302A KR20140098302A KR20160015702A KR 20160015702 A KR20160015702 A KR 20160015702A KR 1020140098302 A KR1020140098302 A KR 1020140098302A KR 20140098302 A KR20140098302 A KR 20140098302A KR 20160015702 A KR20160015702 A KR 20160015702A
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Abstract

The present invention relates to a fish finder device for detecting a shoal of fish and underwater topography in a river, sea, etc. More specifically, the fish finder device is equipped with a motion detection sensor such as an acceleration sensor or the like in an ultrasonic-wave-generating sonar module of the fish finder to accurately find the fish regardless of a wave.

Description

모션인식방식의 어탐기 장치 {Fish finder apparatus using motion recognition method}[0001] The present invention relates to a motion detection method,

본 발명은 강 및 바다 등의 물속 어군 및 지형을 탐지하는 어탐기 장치에 관한 것으로서, 자세하게는 초음파를 발생시키는 어탐기의 소나모듈(송신기) 내부에 가속도센서 등의 움직임 감지센서를 장착하여 수면의 물결 또는 파도에 상관없이 정확한 어탐 기능을 가능하게 하는 어탐기 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting submerged fishes and terrains such as rivers and oceans. More particularly, the present invention relates to an ultrasonic wave generating device for detecting ultrasonic waves by using a motion sensor such as an acceleration sensor in a sonar module The present invention relates to an interrogator device capable of accurately detecting an arbitrary wave regardless of a wave.

낚시 및 어업에 사용되는 어탐기는 소나의 초음파 신호 전송과 반향의 감지를 통해 해당 수심의 물고기 위치를 감지하는 장치로서 초기에는 원양어업 등의 특수한 용도로 이용되어 오다가 현재는 일반어선 등에도 장착되고 있다. Fishing and fishery devices are used to detect the position of a fish at the depth of the water through sonar signal transmission and echo detection of the sonar. It has been used for special purposes such as deep-sea fishing in the early days. have.

어탐기의 소나모듈은 어선의 하부에 장착되거나 낚시대의 릴에 연결되어 캐스팅된 후 수면위에 위치하여 이용되기도 한다. The sonar module of the spacecraft can be mounted on the bottom of the fishing boat or cast on the reel of the fishing rod and then placed on the water surface.

어탐기의 소나모듈이 수면의 물결 혹은 파도에 따라 불규칙하게 움직일 경우 소나콘(Sonar Cone)이 왜곡 전파되어 잘못된 소나 검색 정보를 수신기로 전송하게 되며 어탐 기능의 에러가 발생한다. 또한 무선방식 소나모듈의 경우 안테나가 수면 아래로 가라앉은 경우에도 무선 데이터의 전송을 시도하므로 통신두절이 일어난다. If the sonar module of the detector is moved irregularly according to the wave or wave of the water surface, the sonar cone is distorted and transmits the wrong sonar detection information to the receiver and error of the detection function occurs. Also, in the case of the wireless type SONA module, even if the antenna sinks down to the surface of the water, communication is interrupted because the wireless data is transmitted.

상기의 문제점들 때문에 현재까지 선박부착형 어탐기의 경우 파도가 높은 바다에서 어탐 기능의 에러율이 증가하며 특히 무선방식의 소형 어탐기는 물결이 없는 호수나 강에서 주로 사용되고 있고 물결이 거칠어지거나 바람이 강한 곳 특히 파도가 높은 바다에서는 사용할 수 없는 치명적 단점이 있는바, 이에 대한 효과적인 해결방안이 필요하다.Due to the above-mentioned problems, the error rate of the search function is increased in the sea with a high wave in the case of a ship-mounted type air conditioner. Especially, a wireless air conditioner is mainly used in a waveless lake or a river, In particular, there are fatal disadvantages that can not be used in high-sea waters, and effective solutions are needed.

본 발명은 상술한 종래 어탐기 장치의 문제를 개선하기 위한 것으로서, 물결에 의하여 움직이는 어탐기 소나모듈의 자세정보를 내장된 가속도센서 등의 모션센서로 측정한 후 트랜스듀서로 하여금 설정된 방향으로 초음파를 전파하여 정확한 소나콘을 형성하도록 하는 모션인식방식 어탐기 장치의 제공을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problem of the above-described conventional device, and it is an object of the present invention to measure the attitude information of an interrogator or module moving by a wave by using a motion sensor such as an internal acceleration sensor and then to cause the transducer to propagate ultrasonic waves in a predetermined direction And to form an accurate sonar cone.

본 발명은 어탐기의 소나모듈에 대한 수면 위 자세 및 기울기를 측정하는 모션센서부; 초음파를 발생시켜 수심으로 전파하는 트랜스듀서; 소나 핑(Ping)의 증폭을 담당하는 파워앰프; 반향되는 초음파 신호를 검출하는 에코리시버; 수신된 반향신호의 각종 잡음을 제거하는 필터뱅크; 전체 시스템을 제어하는 MCU기능부; 검출된 어탐정보를 수신기로 무선 전송하는 무선통신부 및 안테나; 를 포함하여, 소나모듈이 미리 설정된 방향으로 위치할 때에만 초음파를 전파하여 어탐 동작을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모션인식방식의 어탐기 장치를 제공한다.The present invention relates to a motion sensor unit for measuring a posture and inclination of a water surface of a sonar module of an interrogator; A transducer that generates ultrasonic waves and propagates to the water depth; Power Amplifier for Amplification of Soning Ping; An echo receiver for detecting an echo signal to be echoed; A filter bank for removing various noises of the received echo signal; An MCU function unit for controlling the entire system; A wireless communication unit and an antenna for wirelessly transmitting detected detection information to a receiver; And an ultrasonic wave is propagated only when the sonar module is positioned in a predetermined direction, thereby performing an arctic operation.

본 발명에 따르면, 어탐기의 소나모듈 내부에 3차원 가속도센서 등을 채용하여 수면에 위치한 소나모듈의 자세 및 기울기를 실시간으로 감시하며 소나모듈과 수심 바닥면이 직각(또는 미리 설정한 빔각)과 근접할 경우에만 초음파를 전송하므로 정확한 어탐기능을 가능하게 한다.According to the present invention, a three-dimensional acceleration sensor or the like is employed in the sonar module of the weather device to monitor the posture and tilt of the sonar module located on the water surface in real time, and the sonar module and the water bottom surface are close The ultrasonic wave is transmitted only when the ultrasonic wave is transmitted.

본 발명에 따르면, 기존 어탐기에서 문제가 되는 물결방향에 따른 어탐 에러를 방지할 수 있고 무선 어탐기에 적용될 경우, 안테나가 물속에 잠겼을 경우에는 수신기로 무선데이터를 전송하지 않으므로 통신에러 및 두절 현상을 최소화 할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent an error in the wave direction according to the wave direction which is a problem in the existing wireless communication device. When the wireless communication device is applied to the wireless communication device, the wireless communication is not transmitted to the receiver when the antenna is immersed in water, can do.

또한 본 발명은 종래의 어탐기가 GPS 무선모듈을 사용하여 속도측정을 하는데 반하여 내부에 채용된 가속도센서로부터 측정된 가속도 값을 속도정보로 변환 사용이 가능하므로 수심대비 거리의 정확한 어탐 정보를 얻을 수 있고 저렴하게 제품을 구현할 수 있다.In addition, since the present invention enables speed measurement using a GPS wireless module, the acceleration value measured from the acceleration sensor incorporated therein can be converted into speed information, so accurate information on the distance to the water depth can be obtained The product can be implemented at low cost.

도 1은 본 발명에 따른 모션인식방식 어탐기 장치의 소나모듈 내부 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 모션인식방식 어탐기 장치의 정상상태 동작 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 모션인식방식 어탐기 장치의 오류상태 동작 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 모션인식방식 어탐기 장치에서 안테나가 물속에 잠겼을 경우의 동작 개념도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a sonar module of a motion recognition system according to the present invention; FIG.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a steady-state operation of a motion recognition method interrogator according to the present invention; FIG.
3 is a conceptual diagram illustrating an error state operation of the motion recognition method detector device according to the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an operation when an antenna is immersed in water in a motion recognition method device according to the present invention. FIG.

본 발명은 소나모듈(송신기)의 내부에 가속도센서 등의 모션센서를 내장하여 물결에 의한 소나모듈의 기울기 등의 자세정보를 측정한 후 미리 설정된 빔각 방향으로만 초음파를 전파함으로써 정확한 소나콘을 형성하여 어군을 탐지할 수 있는 어탐기 장치의 제공을 목적으로 한다.In the present invention, a motion sensor such as an acceleration sensor is built in a sonar module (transmitter) to measure attitude information such as a tilt of a sonar module by a wave, and then propagate an ultrasonic wave in a predetermined beam angle direction to form an accurate sonar cone And to provide an interrogator device capable of detecting fishes.

어탐기는 트랜스듀서가 내장되어 수심을 향해 초음파(소나)를 전파하는 소나모듈(송신기)과 소나모듈로부터 유무선 형태의 채널로 어탐 정보를 전송받아 디스플레이하는 수신부로 나뉘어진다. The detector is divided into a sonar module (transmitter) that has a built-in transducer to propagate ultrasound (sonar) toward the water depth and a receiver that receives and displays the scattered information from the sonar module to the wired / wireless channel.

본 발명에 따른 모션인식방식 어탐기의 소나모듈 장치는 도 1에서 보는 바와 같은 구성을 포함한다.The sonar module device of the motion recognition method interrogator according to the present invention includes a configuration as shown in FIG.

본 발명의 모션인식 어탐기 소나모듈(10)은 어탐기의 소나모듈에 대한 수면 위 자세 및 기울기를 측정하는 모션센서부(200); 초음파를 발생시켜 수심으로 전파하는 트랜스듀서(160); 소나 핑(Ping)의 증폭을 담당하는 파워앰프(150); 반향되는 초음파 신호를 검출하는 에코리시버(110); 아날로그 반향신호를 디지털 데이터로 변환하는 ADC기능부(120); 각종 잡음을 제거하는 필터뱅크(130); 필터링된 어탐 정보를 통신을 위한 시리얼 데이터로 변환하는 시리얼변환기(140); 전체 시스템을 제어하는 MCU기능부(100); 검출된 어탐정보를 수신기로 무선 전송하는 무선모듈(170) 및 안테나(180); 휴대용 소형어탐기 적용을 위한 충전회로/배터리(190); 를 포함한다.The motion recognition detector module (10) of the present invention includes a motion sensor unit (200) for measuring the posture and inclination of a water surface of a sonar module of an interrogator; A transducer 160 generating ultrasound waves to propagate to the water depth; A power amplifier 150 for amplifying a sounding ping; An echo receiver 110 for detecting an echo signal to be echoed; An ADC function unit 120 for converting an analog echo signal to digital data; A filter bank 130 for removing various noises; A serial converter 140 for converting filtered filtering information into serial data for communication; An MCU functional unit 100 for controlling the entire system; A wireless module 170 and an antenna 180 for wirelessly transmitting detected detection information to a receiver; A charging circuit / battery 190 for portable handheld device application; .

상기 모션센서부(200)는 본 발명의 소나모듈(10) 내부에 장착되어 수면의 물결(30)에 따라 변화하는 소나모듈(10)의 움직임에 대한 모션 정보를 MCU기능부(100)에 데이터버스(101)를 통해 실시간으로 제공한다.The motion sensor unit 200 is mounted in the sonar module 10 of the present invention and transmits motion information on the motion of the sonar module 10 which changes according to the wave 30 of the water surface to the MCU function unit 100 Via the bus 101 in real time.

모션센서부(200)는 3축 가속도센서로 구현하여 소나모듈(10)의 3축 방향에 대한 중력가속도를 측정할 수 있으며 자이로센서 및 지자기센서 등을 추가하여 사용할 경우에는 소나모듈(10)로 하여금 물결 및 조류에 의해 회전하는 방향도 측정이 가능하도록 한다.The motion sensor unit 200 may be implemented as a three-axis acceleration sensor to measure the gravitational acceleration of the sonar module 10 in three axial directions. When the gyro sensor and the geomagnetic sensor are additionally used, the sonar module 10 So that the direction of rotation by waves and tides can also be measured.

소나모듈(10) 내부의 기판에 장착되는 3축 가속도센서는 소나모듈(10)이 물결, 파도 및 바람의 영향으로 움직일 때 서로 다른 3축 방향의 가속도 값을 MCU기능부(100)로 출력하게 된다.The three-axis acceleration sensor mounted on the board in the sonar module 10 outputs acceleration values in three different axial directions to the MCU function unit 100 when the sonar module 10 moves due to the influence of waves, waves and wind do.

소나모듈(10)이 정상적으로 동작할 경우에, 도 2에서 도시한 정상상태와 같이 소나모듈(10)의 트랜스듀서(160)는 수심 바닥면(40)에 수직으로 초음파를 전파하여 소나콘(20)의 내부에 있는 어군(50) 및 바닥면(40)에 대한 반향정보를 수신한 후 데이터버스(161)를 통해 에코리시버(110)로 보내게 된다. When the sonar module 10 operates normally , the transducer 160 of the sonar module 10 propagates the ultrasonic wave perpendicularly to the bottom surface 40 of the sonar, as shown in FIG. 2, Echo information about the fishery 50 and the bottom surface 40 in the interior of the echo receiver 110 is transmitted to the echo receiver 110 via the data bus 161.

정상동작일 경우 소나모듈(10)의 중심축이 바닥면(40)과 직각이 되도록 위치하며 트랜스듀서(160)에서 전파되는 초음파가 정확하게 어군(50)을 탐지할 수 있다.The ultrasonic wave propagating from the transducer 160 can accurately detect the fishery group 50 when the central axis of the sonar module 10 is at right angles to the bottom surface 40. [

MCU기능부(100)는 모션센서부(200) 내부의 Z축 방향 가속도 값이 바닥면(40) 대비 직각으로 검출될 경우 파워앰프(150)를 통해 트랜스듀서(160)가 초음파를 수심으로 전파하도록 제어하며 이때 반향되는 초음파를 에코리시버(110)에서 수집한 후 필터뱅크(130)에서 잡음 제거를 실시하게 한다.When the acceleration value in the Z axis direction in the motion sensor unit 200 is detected at a right angle with respect to the bottom surface 40, the MCU function unit 100 transmits the ultrasonic wave to the water depth through the power amplifier 150 At this time, the reflected ultrasonic waves are collected by the echo receiver 110, and the noise is removed from the filter bank 130.

소나모듈(10)이 기울어져 동작할 경우에, 종래의 어탐기에서는 도 3에서 도시한 바와 같이 소나모듈(10)의 트랜스듀서(160)가 바닥면(40)에 수직으로 초음파를 전파하지 못하여 기울어지고 왜곡된 소나콘(20)을 형성하게 되므로 어군(50)을 탐지하지 못하는 어탐 기능의 오류가 발생한다. When operation is inclined is hydrogen or module 10, a transducer 160 of the office or modules 10, as in the conventional eotamgi shown in Figure 3 inclined failure to spread the ultrasound perpendicular to the bottom surface 40 The sonar cone 20 is formed so as to be distorted and thus the error of the fishery function that can not detect the fishery group 50 occurs.

본 발명의 "모션인식방식의 어탐기" 장치에서는 도 3와 같이 소나모듈(10)이 정상상태의 자세에서 기울어진 경우 가속도센서의 Z축 중력가속도가 바닥면(40)과 직각의 범위에서 벗어난 것으로 판단한 후 파워앰프(150), 트랜스듀서(160) 및 무선모듈(170)의 동작을 중지시키고 수신기로의 어탐데이터 송신을 차단하여 왜곡된 어탐기능을 예방한다.3, when the sonar module 10 is tilted at a normal posture, the Z-axis gravitational acceleration of the acceleration sensor is deviated from the range perpendicular to the bottom surface 40 The operation of the power amplifier 150, the transducer 160, and the wireless module 170 is stopped, and the transmission of the chat data to the receiver is interrupted to prevent the distorted chat function.

소나모듈(10)의 무선 안테나(180)가 물속에 잠겼을 경우에, 종래의 어탐기에서는 도 4에서 도시한 바와 같이 무선안테나(180)가 물속에 위치하므로 어탐정보를 무선전송시 통신 에러 및 두절 상태가 된다. 본 발명에서는 이때 역시 가속도센서 정보를 감지하여 무선 데이터 트래픽을 차단, 통신 두절을 예방한다. When the wireless antenna 180 of the sonar module 10 is immersed in water, the wireless antenna 180 is located in the water as shown in FIG. 4 in the conventional wireless communication device, . In the present invention, the acceleration sensor information is also sensed at this time to block wireless data traffic and prevent communication from being disrupted.

또한 본 발명에서는 Z축의 가속도 값을 측정한 후 필터뱅크(130)의 저대역통과 필터링을 통해 종래의 어탐기에서 불가능했던 파고 높이를 검출할 수 있으며 X축 혹은 Y축으로의 소나 스캐닝 동작시 가속도 값의 속도변환이 가능하므로 종래의 어탐기에서 사용하는 고가의 GPS 모듈을 사용하지 않고도 속도 측정이 가능한 장점이 있다.In addition, in the present invention, it is possible to detect the height of the peaks not capable of the conventional detector through the low-pass filtering of the filter bank 130 after measuring the acceleration value of the Z axis, It is possible to perform speed measurement without using an expensive GPS module used in a conventional weather meter.

결과적으로 본 발명의 "모션인식 방식 어탐기"는 수심을 향하여 항상 안정된 각도의 정상 소나콘만을 사용하여 어탐기능을 수행하므로 정확한 어탐기능과 무선통신 에러를 방지할 수 있으며 종래의 어탐기에서 불가능했던 파고 측정 및 속도 측정 등의 어탐에 필수적인 부가 기능을 가능하게 한다.As a result, the "motion recognition method detector" of the present invention performs the detection function by using only the normal sonar or cone at a stable angle toward the depth of water. Therefore, it is possible to prevent the accurate detection function and the wireless communication error, And additional functions essential for search such as speed measurement.

10 : 모션인식 어탐기 소나모듈 20 : 소나콘
30 : 수면 40 : 바닥면
50 : 어군 100 : MCU기능부
110 : 에코리시버 130 : 필터뱅크
150 : 파워앰프 160 : 트랜스듀서
200 : 모션센서부10: Motion recognition detector module 20: Sonar cone
30: Water surface 40: Floor surface
50: fish group 100: MCU function part
110: echo receiver 130: filter bank
150: Power Amplifier 160: Transducer
200: Motion sensor unit

Claims (5)

어탐기의 소나모듈에 대한 수면 위 자세 및 기울기를 측정하는 모션센서부(200)와;
초음파를 발생시켜 수심으로 전파하는 트랜스듀서(160)와;
소나 핑(Ping)의 증폭을 담당하는 파워앰프(150)와;
반향되는 초음파 신호를 검출하는 에코리시버(110)와;
아날로그 반향신호를 디지털 데이터로 변환하는 ADC기능부(120)와;
각종 잡음을 제거하는 필터뱅크(130)와;
필터링된 어탐 정보를 통신을 위한 시리얼 데이터로 변환하는 시리얼변환기(140)와; 전체 시스템을 제어하는 MCU기능부(100)와;
검출된 어탐정보를 수신기로 무선 전송하는 무선모듈(170) 및 안테나(180) 와;
휴대용 소형어탐기 적용을 위한 충전회로/배터리(190); 를 포함하여
어탐기의 소나모듈(송신기) 내부에 가속도센서 등의 움직임 감지센서를 장착하여 수면의 물결 또는 파도에 상관없이 정확한 어탐 기능을 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모션인식방식의 어탐기 장치
A motion sensor unit 200 for measuring the posture and inclination of the water surface of the Sonar module;
A transducer 160 generating ultrasound waves and propagating to the water depth;
A power amplifier 150 for amplifying a sounding ping;
An echo receiver 110 for detecting an echo signal to be echoed;
An ADC function unit 120 for converting an analog echo signal to digital data;
A filter bank 130 for removing various noises;
A serial converter 140 for converting filtered filtering information into serial data for communication; An MCU functional unit 100 for controlling the entire system;
A wireless module (170) and an antenna (180) wirelessly transmitting detected detection information to a receiver;
A charging circuit / battery 190 for portable handheld device application; Including
And a motion detection sensor such as an acceleration sensor is installed in the sonar module (transmitter) of the detector to enable an accurate detection function regardless of the wave or wave of the water surface.
제 1항에 있어서,
상기 모션센서부(200)는 수면의 물결(30)에 따라 변화하는 소나모듈(10)의 움직임에 대한 모션 정보를 MCU기능부(100)에 데이터버스(101)를 통해 실시간으로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모션인식방식의 어탐기 장치
The method according to claim 1,
The motion sensor unit 200 is configured to provide motion information on the motion of the sonar module 10 that changes according to the water surface wave 30 to the MCU function unit 100 in real time via the data bus 101 A feature-based motion recognition device
제 1항에 있어서,
상기 모션센서부(200)는 가속도센서, 자이로센서 등의 움직임 감지센서와 지자기센서 등을 포함하며 소나모듈(10)에 대하여 3축 이상의 방향에 대한 중력가속도를 측정하고 물결 및 조류에 의한 소나모듈(10)의 회전각 및 방향과 파고, 이동속도 등의 측정이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모션인식방식의 어탐기 장치
The method according to claim 1,
The motion sensor unit 200 includes a motion sensor such as an acceleration sensor and a gyro sensor, and a geomagnetic sensor. The motion sensor unit 200 measures gravitational acceleration with respect to the sonar module 10 in three or more axes directions, And the rotation angle and direction of the robot 10, the wave height, the movement speed, and the like of the robot 10 can be measured.
제 1항에 있어서,
MCU기능부(100)는 모션센서부(200)의 출력 데이터버스(101)를 지속적으로 모니터링하며 설정된 조건을 만족할 경우에만 파워앰프(150)를 통해 트랜스듀서(160)가 초음파를 수심으로 전파하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모션인식방식의 어탐기 장치
The method according to claim 1,
The MCU function unit 100 continuously monitors the output data bus 101 of the motion sensor unit 200 and controls the transducer 160 to propagate the ultrasonic wave to the water depth through the power amplifier 150 only when the set condition is satisfied And a motion detector
제 1항에 있어서,
MCU기능부(100)에 입력되는 시리얼변환기(140)의 출력신호(141)는 모션센서부(200)의 출력 데이터버스(101)의 값이 설정된 조건에 만족할 경우에만 MCU기능부(100)의 데이터버스(102)를 통해 무선모듈(170)에 제공되며 안테나(180)를 통해 수신기로 측정된 어탐 정보를 송신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모션인식방식의 어탐기 장치The method according to claim 1,
The output signal 141 of the serial converter 140 input to the MCU function unit 100 is output to the MCU function unit 100 only when the value of the output data bus 101 of the motion sensor unit 200 satisfies the set condition Is configured to transmit the measured information to the receiver via the antenna (180), provided to the wireless module (170) via the data bus (102)
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