KR20200063430A - 수중 위치 추정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 위치 추정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 수중운동체가 타겟으로부터 수신한 신호의 수신시점들 간의 시간차를 정확하게 산출함으로써 타겟의 위치를 정확히 추정하는 것에 그 목적이 있다. 이를 위하여 본 발명에 따르면 수중운동체에 위치한 다수 개의 음향 수신센서들에 의해 타겟으로부터 송출된 송신신호를 수신하고, 각 음향 수신센서가 상기 수신 단계에서 수신한 수신신호를 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform)하여 신호처리하며, 신호처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 시점인 수신시점을 획득하고 이로부터 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 검출하며, 신호 처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 위상을 확인하여 상기 음향 수신센서들에서 수신한 수신신호들 간의 위상차를 검출하고, 상기 검출된 수신시점 시간차에 상기 검출된 위상차를 부가하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 보정하며, 상기 시간차 보정 단계에서 보정된 시간차에 기초하여 상기 타겟의 위치를 추정한다.

Description

수중 위치 추정 방법 및 장치 {UNDERWATER POSITION DETECTION METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 수중 위치 추정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 수중운동체에서 타겟의 위치를 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래에는 수중에서 작업을 수행하는 원격 조종 무인 잠수정(Remotely Operated Vehicle, ROV), 자율 무인 잠수정(Autonomous Underwater Vehicle, AUV) 또는 과학탐사나 수중 관찰 목적으로 사람이 승선하는 유인 잠수정과 같은 수중이동체의 위치를 추적하기 위해 수중 초음파를 이용하는 기술이 공지되어 있다. 이 중에서 초단기선 초음파 위치추적 장치(USBL; Ultra-Short BaseLine)는 센서배열을 수 cm 범위 내에 설치하여 수신되는 초음파 신호의 위상차를 계산하여 수중 물체의 위치를 인식하되, USBL의 트랜시버 부분은 선박에 장착하고 USBL의 트랜스폰더 부분은 무인 잠수정에 탑재하여 무인 잠수정의 위치추적 등에 활용된다. 최근 간섭이나 신호대잡음비 문제를 개선하기 위해 USBL을 역으로 구성한 iUSBL(inverted USBL) 또한 공지되었는데, iUSBL에서는 USBL 트랜시버가 수중의 물체에 설치된다.

한편, 2004.8.21.자 공개된 한국공개특허공보 제10-2004-0073766호(이하, 선행 특허문헌 1'이라 칭함)는 반구형 관측영역을 갖는 무인잠수정의 초협대역 초음파위치추적장치를 개시하는데, 선행 특허문헌 1에는 두 수신센서의 법선방향에 대하여 경사각 θ를 갖고 떨어져 있는 수중 물체로부터 전달되는 초음파 신호가 간격 b를 갖도록 설치된 두 개의 초음파 리시버에 도달할 때에, 두 리시버에서 수신되는 신호에는 dT 만큼의 위상차가 발생하고, 그러한 위상차를 이용하여 경사각 θ를 획득하는 방법이 개시되어 있다. 아울러, 선행 특허문헌 1은 트랜스듀서에서 신호를 송신한 시간과 리시버에서 응답신호를 수신한 시간차를 이용하여 물체의 거리 R을 구하고 경사각 θ와 거리 R을 이용하여 수중 물체의 위치를 정하는 식을 개시한다.

2008.5.16.자 공개된 한국등록특허공보 제10-0831646호(이하, '선행 특허문헌 2'라 칭함)는 초단기선 초음파 위치 추적 장치를 이용한 무인잠수정의 수중 유도 및 도킹 방법을 제시하고 있는데, 선행 특허문헌 2에 따르면 무인 잠수정이 수중기지로 귀환하기 위하여 도킹 스테이션이 장착된 수중기지의 4개의 USBL 트랜스듀서는 동시에 펄스1을 송신하고 R 거리만큼 떨어져 있는 무인 잠수정의 USBL 트랜스듀서가 상기 펄스1을 수신한다. 무인 잠수정의 USBL 트랜스듀서는 이에 대한 응답으로서 펄스2를 송신하면서 수중기지의 상하-좌우 각도를 계산한다.

그러면, 수중기지의 트랜스듀서는 응답신호(펄스2)를 수신하여 2개의 1/4 피에조 세라믹 트랜스듀서 짝에 도달하는 시간지연을 이용하여 무인 잠수정이 수중도킹 스테이션과 갖는 수평방향 및 수직방향 상대각도를 계산하고, 펄스1 송신과 펄스2 수신 사이의 시간지연을 측정하고 신호처리 시간지연을 고려하여 거리 R을 계산함과 동시에 펄스3을 송출한다.

그러면, 도킹 스테이션의 트랜스듀서는 10msec 시간이 경과된 후에 수평·수직방향 상대각도와 거리 R 데이터를 무인 잠수정에 송신하며, 같은 방법으로 무인잠수정의 USBL 트랜스듀서가 펄스3의 신호를 수신한 후, 음향신호의 시간차(펄스2 송신과 펄스3 수신 간의 시간차)와 4개 트랜스듀서의 펄스3 수신 위상차로부터 거리 R과 무인잠수정이 수중 도킹 스테이션(d)에 대해서 갖는 수평각도 및 수직각도(θy, θz)를 계산하며, 마지막으로 도킹 스테이션 트랜스듀서에서 송신되는 데이터(R, ξy, ξz)를 수신하여, 이들로부터 수중 도킹 스테이션의 상대 위치를 계산한다.

이외에도 USBL 또는 iUSBL 시스템에서 수신신호의 시간차에 기초하여 위치를 추정하는 여러 기술이 개시되어 있는데 여전히 위치 추정의 정확성을 개선할 필요성이 존재한다.

한국공개특허공보 제10-2004-0073766호 (2004.8.21.자 공개) 한국등록특허공보 제10-0831646호 (2008.5.16.자 공개)

본 발명은 수중운동체가 도킹 스테이션과 같은 특정 타겟을 향해 이동하기 위하여 수중운동체에서 타겟의 위치정보를 획득할 필요성이 있다는 점에 기초하여 안출된 발명이다.

본 발명은 수중운동체가 타겟으로부터 수신한 신호들의 수신시점들 간의 차이를 정확하게 산출함으로써 타겟의 위치를 정확히 추정하는 것에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수중 위치 추정 방법은: 수중운동체에 위치한 다수 개의 음향 수신센서들이 타겟으로부터 송출된 송신신호를 수신하는 수신 단계; 각 음향 수신센서가 상기 수신 단계에서 수신한 수신신호를 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform)(이하, 'DFT'라 칭함)하는 신호처리 단계; 상기 신호처리 단계에서 신호처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 시점인 수신시점을 획득하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 검출하는 시간차 검출 단계; 상기 신호처리 단계에서 신호 처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 위상을 확인하여 상기 음향 수신센서들에서 수신한 수신신호들 간의 위상차를 검출하는 위상차 검출 단계; 상기 시간차 검출 단계에서 검출된 수신시점 시간차에 상기 위상차 검출 단계에서 검출된 위상차를 부가하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 보정하는 시간차 보정 단계; 및 상기 시간차 보정 단계에서 보정된 시간차에 기초하여 상기 타겟의 위치를 추정하는 위치 추정 단계; 를 포함한다.

상기 신호처리 단계는, 상기 수신신호를 송신신호 주파수의 정수배로 샘플링하는 샘플링 단계; 및 상기 샘플링 단계에서 샘플링된 신호를 기 설정된 차수(이하, ‘DFT 차수’라 칭함.)를 갖는 다수 개의 DFT 신호로 분할하여 DFT하는 DFT 단계; 를 포함하고, 각각의 DFT 신호는 상기 DFT 차수와 대응되는 길이를 갖는다.

여기서, 상기 다수 개의 DFT 신호 중 n 번째 DFT 신호는 (n-1) 번째 DFT 신호와 일정한 간격(이하, ‘DFT 간격’이라 칭함.)으로 이격되고, 상기 DFT 차수는 상기 DFT 간격보다 크게 설정되어, 상기 (n-1) 번째 DFT 신호와 상기 n 번째 DFT 신호는 일부 구간이 서로 중첩된다.

상기 DFT 간격은 송신신호의 한 주기를 넘지 않게 설정되며, 특히 송신신호의 한 주기로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 수중 위치 추정 장치는: 타겟으로부터 송출된 송신신호를 수신하는 다수 개의 음향 수신센서들; 각 음향 수신센서가 수신한 수신신호를 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform)(이하, 'DFT'라 칭함)하는 신호처리부; 상기 신호처리부에서 신호처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 시점인 수신시점을 획득하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 검출하는 시간차 검출부; 상기 신호처리부에서 신호 처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 위상을 확인하여 상기 음향 수신센서들에서 수신한 수신신호들 간의 위상차를 검출하는 위상차 검출부; 상기 시간차 검출부에서 검출된 수신시점 시간차에 상기 위상차 검출부에서 검출된 위상차를 부가하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 보정하는 시간차 보정부; 및 상기 시간차 보정부에서 보정된 시간차에 기초하여 상기 타겟의 위치를 추정하는 위치 추정부; 를 포함한다.

본 발명에 따르면 수중운동체는 도킹 스테이션과 같은 특정 타겟으로부터 수신한 신호들의 수신시점들 간의 차이, 즉, 시간차를 정확하게 알아냄으로써, 타겟의 위치를 정확히 추정할 수 있다.

본 발명은 수중운동체는 탑재 공간과 소모 전력의 제약에도 불구하고 기존의 하드웨어 사양을 바탕으로 수신시점 시간차의 데이터 정밀도를 현저히 개선할 수 있다.

또한 본 발명은 이하의 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 그 밖의 효과를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 추정 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 추정 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DFT 중첩 방식을 보여주는 도면이다.
도 4는 2개의 음향 수신센서에서 수신한 수신신호를 시간축 상에서 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 시간차를 가지는 두 수신신호를 본 발명의 일 실시예에 따라 DFT 신호처리한 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명의 요지와 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.

이하에서 본 발명은 iUSBL 시스템에 기초하여 설명되나, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 추정 시스템의 개념도를 보여준다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 수중운동체(100)는 수신 센서부(110)와 제어부(120)를 포함하고, 타겟(200)은 송신 센서부(210)와 제어부(220)를 포함한다. 타겟(200)은 예를 들어, 도킹 스테이션일 수 있다.

수중운동체(100)의 수신 센서부(110)는 다수 개의 음향 수신센서를 포함한다. 도 1에 도시된 일 실시예에 따르면, 정확도를 개선하고 3차원 위치 정보를 획득하기 위하여 4개의 음향 수신센서들(111, 112, 113, 114)을 포함한다. 음향 수신센서의 개수는 4개로 한정되는 것은 아니고, 수신신호들의 시간차를 이용할 수 있는 한 적절한 임의의 개수일 수 있다. 음향 수신센서들(111, 112, 113, 114)은 타겟(200)의 송신 센서부(210)에 포함된 음향 송신센서로부터 송출된 송신신호를 수신한다. 예컨대, 음향 수신센서(111, 112, 113, 114)는 600 kHz 수신센서일 수도 있다.

수중운동체(100)의 제어부(200)는 각 음향 수신센서가 수신한 수신신호를 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform)(이하, 'DFT'라 칭함)하는 신호처리부(121), 상기 신호처리부에서 신호처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 시점인 수신시점을 획득하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 검출하는 시간차 검출부(122), 상기 신호처리부에서 신호 처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 위상을 확인하여 상기 음향 수신센서들에서 수신한 수신신호들 간의 위상차를 검출하는 위상차 검출부(123), 상기 시간차 검출부(122)에서 검출된 수신시점 시간차에 상기 위상차 검출부(123)에서 검출된 위상차를 부가하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 보정하는 시간차 보정부(124), 및 상기 시간차 보정부에서 보정된 시간차에 기초하여 상기 타겟의 위치를 추정하는 위치 추정부(125)를 포함한다.

상기 신호처리부, 시간차 검출부, 위상차 검출부, 시간차 보정부, 위치 추정부는 별개의 구성요소로 기재되었지만, 모두 하나의 구성요소로 합쳐져 기능할 수도 있고, 일부 구성요소만이 합쳐져 기능할 수도 있다. 그러나 상술한 기능을 수행하는 한 모두 본 발명의 범위에 속한다.

상기 제어부(120)는 예컨대, 24V DC 전원이 인가되는 전원보드(미도시)를 포함할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 추정 방법의 흐름도를 보여준다. 이러한 수중 위치 추정 방법은 수중운동체가 타겟의 위치를 추정하기 위하여 수중운동체에 의해 수행된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 위치 추정 방법은 수중운동체(100)에 위치한 다수 개의 음향 수신센서들(111, 112, 113, 114)이 타겟(200)의 송신 센서부(210)로부터 송출된 송신신호를 수신하는 수신 단계(S1), 각 음향 수신센서(111, 112, 113, 114)가 상기 수신 단계(S1)에서 수신한 수신신호를 DFT하는 신호처리 단계(S2), 상기 신호처리 단계(S2)에서 신호처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 시점인 수신시점을 획득하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 검출하는 시간차 검출 단계(S3), 상기 신호처리 단계(S2)에서 신호 처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 위상을 확인하여 상기 음향 수신센서들(111, 112, 113, 114)에서 수신한 수신신호들 간의 위상차를 검출하는 위상차 검출 단계(S4), 상기 시간차 검출 단계(S3)에서 획득된 수신시점 시간차에 상기 위상차 검출 단계에서 검출된 위상차를 부가하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 보정하는 시간차 보정 단계(S5) 및 상기 시간차 보정 단계(S5)에서 보정된 시간차에 기초하여 상기 타겟(200)의 위치를 추정하는 위치 추정 단계(S6)를 포함한다.

상기 신호처리 단계(S2)는 본 발명의 일 실시예에 따른 DFT 중첩 방식을 보여주는 도 3을 참조하여 더 설명한다.

상기 신호처리 단계(S2)는 상기 수신신호를 송신신호 주파수의 정수배로 샘플링하는 샘플링 단계 및 상기 샘플링 단계에서 샘플링된 신호를 기 설정된 차수(이하, ‘DFT 차수’라 칭함.)를 갖는 다수 개의 DFT 신호로 분할하여 일정한 주기로 DFT하는 DFT 단계를 포함한다. 여기서, 각각의 DFT 신호는 상기 DFT 차수와 대응되는 길이를 갖고, 상기 DFT 차수는 송신신호의 주파수 확인이 가능하도록 설정된다.

상기와 같이 샘플링된 신호를 일정한 주기로 DFT하게 되면, 즉, 일정한 간격으로 DFT하면, 상기 다수 개의 DFT 신호 중 n 번째 DFT 신호는 (n-1) 번째 DFT 신호와 일정한 간격(이하, ‘DFT 간격’이라 칭함.)으로 이격된다. 이 경우, 결과치로 나오는 위상정보가 DFT 간격에 해당하는 위상만큼 변화하는 패턴을 보이게 된다. 이 때, DFT 간격은 에일리어싱(aliasing)이 발생하지 않도록 송신신호의 한 주기를 넘어서지 않아야 한다. 만약 DFT 간격이 송신신호의 한 주기를 넘게 되면 위상이 360도를 넘게 돌기 때문에 DFT된 그래프 상에서 특정 패턴을 구분하는데 어려움이 생기게 된다. 특히, DFT 간격을 송신신호의 한 주기로 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 동일한 위상이 지속되는 구간이 나타나는 것을 패턴으로 인지할 수 있기 때문이다.

한편, 도 3에 예시된 바와 같이 DFT 차수는 DFT 간격보다 크게 설정되어, 상기 (n-1) 번째 DFT 신호와 상기 n 번째 DFT 신호는 일부 구간이 서로 중첩되게 한다.

도 3에 도시된 실시예에 따르면 DFT 차수는 6이고, DFT 간격은 3이 된다.

도 4는 2개의 음향 수신센서에서 수신한 수신신호를 시간축 상에서 보여주는 그래프이다. 센서1에서 수신신호가 나타나는 시작점과 센서2에서 수신신호가 나타나는 시작점 간의 차이가 두 센서의 수신신호 간의 시간차가 된다. 이러한 시간차를 TDOA(Time Difference Of Arrival), TOA(Time of Arrival), AOA(Angle of Arrival)와 같은 위치정보 획득 알고리즘에 적용하면 표적의 위치를 확인할 수 있다. 수신센서에서 수신한 수신신호들 간의 시간차에 기초하여 위치를 추정하는 기술은 이미 당업계에 공지되어 있기 때문에 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 구체적인 설명은 생략한다.

도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 시간차를 가지는 두 수신신호를 본 발명의 일 실시예에 따라 DFT 신호처리한 그래프를 보여준다.

도 5에 도시된 그래프의 가로축은 몇 번째 DFT인지를 나타내고 세로축은 위상정보를 나타낸다. 본래 세로축은 -180°에서 180°까지의 위상범위를 나타내나 도 5에 도시된 그래프는 편의 상 일부가 발췌된 것이다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따라 수신신호를 DFT 신호처리하게 되면 수신신호의 위상정보를 확인할 수 있다. 무작위로 발산하던 위상은 신호가 수신되는 구간에서 동일한 위상이 지속되는 특정 패턴을 보이게 된다. 미리 예상한 특정 패턴이 보이면 그 부분을 신호의 시작점으로 간주한다. 센서1의 신호 시작점과 센서2의 신호 시작점 간의 차이는 다음과 같은 식 1에 의해 두 센서의 수신신호 간의 시간차로 환산될 수 있다.

식 1: (시간차) = (DFT 간격)×(센서1의 신호 시작점과 센서2의 신호 시작점 사이의 DFT 신호의 개수)

이 경우, 샘플링 주파수를 높일수록, DFT 간격을 줄일수록 더 정확한 시간차를 얻는 것이 가능하다. 그러나 아날로그-디지털 컨버터(ADC)의 샘플링 주파수, 신호처리 디바이스의 성능 등의 물리적인 특징을 고려할 때 일정 수준 이상으로 샘플링 주파수를 높이거나 DFT 간격을 줄이는데 한계가 있다. 이러한 경우 위상정보를 활용하여 시간차를 보정하게 되면, 위상 검출이 가능한 정도의 샘플링 주파수만 이용하더라도 위상정보가 반영되지 않은 경우에 비해 수십에서 수천 배 정밀하게 수신시점 파악이 가능하게 된다. 이하에서는 위상차를 반영하여 시간차를 보정하는 방식에 대해 더 구체적으로 설명하겠다.

서로 다른 음향 수신센서에서 획득한 신호 시작점은 서로 상호 간에 상이한 위상을 갖는데, 이러한 위상 차이를 이용하여 수신신호 간의 시간차를 보정할 수 있다. 이 때, 센서1에서 나타난 특정 패턴과 센서2에서 나타난 특정 패턴이 겹치는 구간이 존재하여야 정확한 위상 비교가 가능하게 된다. 따라서 만약 양 센서의 패턴에 겹치는 구간이 없거나 너무 짧으면 송신시간의 길이를 늘려주는 등의 추가적인 조치를 통해 일정 범위 이상 겹치는 구간이 발생하게 하는 것이 바람직하다.

예컨대, 도 5에 도시된 그래프에서는 센서1은 신호 시작점에서 75°의 위상을 갖고, 센서2는 신호 시작점에서 147°의 위상을 가지며, 양자 간은 77°의 위상차를 갖는다. 600 kHz의 음향 수신센서의 경우, 한 주기가 360°에 대응하므로, 상술한 시간차에서 0.35 ms만큼의 시간을 더하여 보정해주어야 실제 수신시점 간의 시간차가 나오게 된다.

이와 같이 수신신호 간의 위상차를 반영하여 수신신호 간의 시간차를 보정하는 경우 휠씬 더 정밀한 시간차를 획득할 수 있게 된다. 수신신호 간의 정확한 시간차를 알게 되면, 이러한 보정된 시간차를 TDOA(Time Difference Of Arrival), TOA(Time of Arrival), AOA(Angle of Arrival) 등과 같은 위치정보 획득 알고리즘에 적용하여 보다 정확한 위치정보를 획득할 수 있게 된다.

위 실시예는 본 발명의 가장 기본적인 예예 불과할 뿐이기 때문에, 본 발명이 위의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등범위로 이해되어져야 할 것이다.

100: 수중운동체
110: 수신 센서부
111, 112, 113, 114: 음향 수신센서
120: 제어부
121: 신호처리부
122: 시간차 검출부
123: 위상차 검출부
124: 시간차 보정부
125: 위치 추정부
200: 타겟
210: 송신 센서부
220: 제어부

Claims (5)

1. 수중 위치 추정 방법으로서,
   수중운동체에 위치한 다수 개의 음향 수신센서들이 타겟으로부터 송출된 송신신호를 수신하는 수신 단계;
   각 음향 수신센서가 상기 수신 단계에서 수신한 수신신호를 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform)(이하, 'DFT'라 칭함)하는 신호처리 단계;
   상기 신호처리 단계에서 신호처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 시점인 수신시점을 획득하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 검출하는 시간차 검출 단계;
   상기 신호처리 단계에서 신호 처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 위상을 확인하여 상기 음향 수신센서들에서 수신한 수신신호들 간의 위상차를 검출하는 위상차 검출 단계;
   상기 시간차 검출 단계에서 검출된 수신시점 시간차에 상기 위상차 검출 단계에서 검출된 위상차를 부가하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 보정하는 시간차 보정 단계; 및
   상기 시간차 보정 단계에서 보정된 시간차에 기초하여 상기 타겟의 위치를 추정하는 위치 추정 단계; 를 포함하는
   수중 위치 추정 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 신호처리 단계는,
   상기 수신신호를 송신신호 주파수의 정수배로 샘플링하는 샘플링 단계; 및
   상기 샘플링 단계에서 샘플링된 신호를 기 설정된 차수(이하, ‘DFT 차수’라 칭함.)를 갖는 다수 개의 DFT 신호로 분할하여 DFT하는 DFT 단계; 를 포함하고,
   각각의 DFT 신호는 상기 DFT 차수와 대응되는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는
   수중 위치 추정 방법,
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 다수 개의 DFT 신호 중 n 번째 DFT 신호는 (n-1) 번째 DFT 신호와 일정한 간격(이하, ‘DFT 간격’이라 칭함.)으로 이격되고,
   상기 DFT 차수는 상기 DFT 간격보다 크게 설정되어, 상기 (n-1) 번째 DFT 신호와 상기 n 번째 DFT 신호는 일부 구간이 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는
   수중 위치 추정 방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 DFT 간격은 송신신호의 한 주기로 설정되는 것을 특징으로 하는
   수중 위치 추정 방법.
   
5. 수중 위치 추정 장치로서,
   타겟으로부터 송출된 송신신호를 수신하는 다수 개의 음향 수신센서들;
   각 음향 수신센서가 수신한 수신신호를 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform)(이하, 'DFT'라 칭함)하는 신호처리부;
   상기 신호처리부에서 신호처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 시점인 수신시점을 획득하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 검출하는 시간차 검출부;
   상기 신호처리부에서 신호 처리된 신호로부터 특정 패턴이 나타나는 위상을 확인하여 상기 음향 수신센서들에서 수신한 수신신호들 간의 위상차를 검출하는 위상차 검출부;
   상기 시간차 검출부에서 검출된 수신시점 시간차에 상기 위상차 검출부에서 검출된 위상차를 부가하여 상기 다수 개의 음향 수신센서들 간의 수신시점 시간차를 보정하는 시간차 보정부; 및
   상기 시간차 보정부에서 보정된 시간차에 기초하여 상기 타겟의 위치를 추정하는 위치 추정부; 를 포함하는
   수중 위치 추정 장치.
   
   

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