KR20210078056A - Noise source tracking system and noise source tracking method using relative position and time synchronization between personnel - Google Patents

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KR20210078056A
KR20210078056A KR1020190169732A KR20190169732A KR20210078056A KR 20210078056 A KR20210078056 A KR 20210078056A KR 1020190169732 A KR1020190169732 A KR 1020190169732A KR 20190169732 A KR20190169732 A KR 20190169732A KR 20210078056 A KR20210078056 A KR 20210078056A
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Abstract

The present invention relates to a noise source tracking system and a noise source tracking method using a relative position and time synchronization between personnel, comprising: a plurality of user equipment respectively worn by a plurality of users; and calculation equipment which performs data communication with the user equipment. The user equipment includes: a hydrophone which measures an outer noise; a measuring means for measuring the relative position between users; and a clock which performs a real-time clock (RTC). When the noise of a preset decibel (dB) on the hydrophone is received, the information on the relative position with other users and measuring time, which are respectively measured in each of the plurality of user equipment, is transmitted to the calculation equipment. Accordingly, the present invention is able to more precisely detect the position of noise sources.

Description

인원 간의 상대위치와 시각동기를 이용한 소음원 추적 시스템 및 소음원 추적 방법{NOISE SOURCE TRACKING SYSTEM AND NOISE SOURCE TRACKING METHOD USING RELATIVE POSITION AND TIME SYNCHRONIZATION BETWEEN PERSONNEL} Noise source tracking system and noise source tracking method using relative position and time synchronization between personnel {NOISE SOURCE TRACKING SYSTEM AND NOISE SOURCE TRACKING METHOD USING RELATIVE POSITION AND TIME SYNCHRONIZATION BETWEEN PERSONNEL}

본 발명은, 인원 간의 상대위치와 시각동기를 이용한 소음원 추적 시스템 및 소음원 추적 방법으로, 보다 상세히는 복수의 인원들이 각각 지참하고 있는 청음기에 도달된 소음의 시각(時刻)에 대한 정보를 기반으로, 소음원의 위치를 추적할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention is a noise source tracking system and noise source tracking method using relative position and time synchronization between personnel, and in more detail, based on information on the time of noise reached by a hearing device carried by a plurality of personnel, A system and method capable of tracking the location of a noise source.

무장간첩 제압이나 대테러 작전 수행 등의 군사 활동에서는 분대, 소대 및 중대 등의 규모로 작전지역까지 이동하는 것이 일반적이다. 이때 제압대상인 적의 위치를 파악하지 못한 경우에는 사주 경계를 통해 주변 일대에서의 적을 감지한다. 여기서 적이 아군을 먼저 발견한 후에 무기를 통해 공격을 가하면, 아군은 총성이나 발포 소음을 통해 적의 위치를 파악하는 것이 일반적이다.In military activities such as suppressing armed espionage or performing counter-terrorism operations, it is common to move to the operational area in the size of a squad, platoon, or company. At this time, if the position of the enemy to be suppressed cannot be grasped, the enemy in the surrounding area is detected through the boundary of the key. Here, if the enemy first finds an ally and then attacks with a weapon, it is common for the ally to identify the enemy's location through gunshots or firing noise.

하지만, 군인들의 청각만을 의존하여 소음원을 추적하는 경우에는, 작전수행지역 내에서 반사되어 도달하는 잡음으로 인하여, 상대의 정확한 위치를 파악하기 어려운 문제점이 있다. 이에 따라 한국등록특허공보 제10-1614602호("음향 신호의 도달 시간차를 이용한 위치 탐지 방법 및 장치", 이하 '선행기술 1'이라 함.)에서는, 복수의 마이크로폰을 구비한 장치를 통해 화기에서 발생된 음향 신호를 추적하는 기술을 개시하고 있다.However, in the case of tracing a noise source by relying only on the hearing of soldiers, there is a problem in that it is difficult to determine the exact location of the opponent due to the noise that is reflected and arrives within the operation area. Accordingly, in Korean Patent Publication No. 10-1614602 ("Location detection method and apparatus using the arrival time difference of an acoustic signal", hereinafter referred to as 'prior art 1'), A technique for tracking a generated acoustic signal is disclosed.

도 1을 참조하여 선행기술 1을 간략히 설명하자면, 선행기술 1은 서로 다른 방향으로 배치되는 제1마이크로폰(631) 내지 제7마이크로폰(637)을 이용하여 수신된 음향신호의 입사각과 도달 순서에 기초하여 입사된 방향을 추적하도록 제공되고 있다. 하지만, 선행기술 1은 복수의 마이크로폰이 형성된 장치를 탑재한 차량이 함께 이동하거나, 몇몇의 인원이 장치를 들고 이동해야 하므로, 인원의 손실이 발생되는 단점이 있다. Briefly describing the prior art 1 with reference to FIG. 1, the prior art 1 is based on the incident angle and arrival order of the acoustic signals received using the first microphones 631 to 7th microphones 637 arranged in different directions. It is provided to track the incident direction. However, the prior art 1 has a disadvantage in that a loss of personnel occurs because a vehicle equipped with a device having a plurality of microphones moves together or a few people have to move while carrying the device.

이와 더불어, 하나의 장치에서 복수의 마이크로폰이 서로 이격되는 경우에는 상대거리가 협소하기 때문에, 각각의 마이크로폰으로 도달되는 소음 시각의 차이가 근소한 문제점이 있다. 이에 따라 마이크로 초 또는 나노 초 등으로 세밀화하여 판별한다 하여도, 마이크로폰이나 프로세서에서 나타나는 오차로 인하여 소음원의 정확한 위치를 산출하기가 어려운 문제점이 있다. 이에 따라 적의 위치에 대해서 방향성만 인지하기 때문에 산개하여 포위하는 등의 작전을 수행하기도 어렵고, 참여 인원들의 피로가 가중되어 효율이 저하되는 문제점으로 이어질 수 있다.In addition, when a plurality of microphones are spaced apart from each other in one device, since the relative distance is narrow, there is a problem in that the difference in time of noise reaching each microphone is slight. Accordingly, there is a problem in that it is difficult to calculate the exact position of the noise source due to an error appearing in the microphone or the processor, even if it is determined in microseconds or nanoseconds. Accordingly, since only the direction of the enemy's position is recognized, it is difficult to perform operations such as spreading siege, and the fatigue of the participating personnel is aggravated, which can lead to problems in which efficiency is lowered.

아울러 현재 공개되어 있는 한국등록특허공보 제10-0937525호("음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를이용한 치안 유지 방법", 이하 '선행기술 2'라 함.)에서는, 치안 유지를 필요로 하는 장소에 다수 개의 음향 센서가 임의로 산란되어 위치하되 각각 센서 노드를 형성하며, 다수 개의 센서 노드 간의 분산 방식을 통해 사건 또는 사고와 관련된 음향을 인식하고 위치를 추정하는 기술이 개시되어 있다. In addition, in the currently published Korean Patent Publication No. 10-0937525 ("Using an acoustic sensor and a method for maintaining public security using the same," hereinafter referred to as 'prior art 2'), A plurality of acoustic sensors are randomly scattered and located in a place, but each forms a sensor node, and a technique for recognizing the sound related to an event or accident and estimating the location through a distributed method between the plurality of sensor nodes is disclosed.

도 2를 참조하여 선행기술 2를 간략히 설명하자면, 선행기술 2는 다수 개의 센서 노드(12), 다수 개의 센서 노드(12)에서 발생된 정보를 수집하는 싱크 노드(14), 상기 싱크 노트(14)를 통해 정보를 수신받아 치안 유지 기관(30)으로 전달하는 베이스 스테이션(20)을 포함하여 구성된다. 이때 상술한 다수 개의 센서 노드(12)는 이벤트의 발생 음향을 중심으로 그룹을 형성해야 하므로, 선행기술 2는 광활한 필드 상에 많은 양의 음향센서를 통해 시스템을 구축해야 하는 문제점이 있다. The prior art 2 will be briefly described with reference to FIG. 2, in which the prior art 2 includes a plurality of sensor nodes 12, a sink node 14 that collects information generated from a plurality of sensor nodes 12, and the sink note 14 ) is configured to include a base station 20 that receives information through and delivers it to the policing agency 30 . At this time, since the plurality of sensor nodes 12 described above must form a group based on the sound generated by the event, the prior art 2 has a problem in that it is necessary to build a system through a large amount of sound sensors on a wide field.

이와 같은 시스템을 도심지에 설치하여도 많은 초기비용 및 유지비용이 필요로 하는 문제점이 있음과 더불어, 군사 작전이 도심지에 국한되지 않기 때문에 실용적이지 않은 단점이 있다. 그리고 해당 시스템은 다수 개의 센서 노드를 통해 음향의 발생 위치를 파악한다 하여도 치안 유지 기관으로부터 별도의 파견 인력을 요청해야 하여 진압 시간이 지연되는 문제점이 있으며, 출동한 경찰 또는 보안인력에게 정확한 음향 발생 위치가 아닌 초기에 방문해야 할 영역만 알려주기 때문에 현장에서의 사용이 어려운 단점이 있다.Even if such a system is installed in the city center, there is a problem that a lot of initial cost and maintenance cost are required, and there is a disadvantage that is not practical because military operations are not limited to the city center. And even if the system detects the location of the sound through a number of sensor nodes, there is a problem in that the suppression time is delayed because a separate dispatched manpower is requested from the security maintenance organization, and accurate sound is generated to the police or security personnel dispatched It is difficult to use in the field because it only informs the area to be visited at the beginning, not the location.

아울러, 상술한 선행기술들은 정해진 위치에 기 설치되어 있는 마이크를 통해 소음발생원을 추적하기 때문에, 설치 장소를 변경하기가 어려운 문제점과 더불어, 이동하면서 사용할 수 없는 단점이 있다. 그리고 종래 기술에는 설치된 복수의 마이크 간 시각 동기화 방안에 대해서는 별도로 기술되어 있지 않음에 따라, 사용하면서 나타나는 오차에 의해서 정확한 소음발생원의 위치를 추적할 수 없는 문제점이 있다.In addition, since the above-described prior art tracks a noise source through a microphone that is pre-installed at a predetermined location, it is difficult to change the installation location, and there is a disadvantage in that it cannot be used while moving. In addition, since a method for synchronizing time between a plurality of installed microphones is not separately described in the prior art, there is a problem in that it is not possible to accurately track the location of a noise generating source due to an error appearing during use.

한국등록특허공보 제10-1645135호("마이크로폰 어레이와 좌표변환 기법을 이용하는 음원 추적 방법 및 시스템") 2016.08.03. 공고Korea Patent Publication No. 10-1645135 ("Sound tracking method and system using a microphone array and coordinate conversion technique") 2016.08.03. Announcement 한국등록특허공보 제10-1614602호("음향 신호의 도달 시간차를 이용한 위치 탐지 방법 및 장치") 2016.04.21. 공고Korea Patent Publication No. 10-1614602 ("Location detection method and apparatus using the arrival time difference of an acoustic signal") 2016.04.21. Announcement 한국등록특허공보 제10-0937525호("음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를이용한 치안 유지 방법") 2010.01.19. 공고Korean Patent Publication No. 10-0937525 ("Using an acoustic sensor for policing UNS system and a policing method using the same") 2010.01.19. Announcement

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 복수의 인원들에게 각각, 음향신호를 수집하는 청음기와, 상호 거리를 측정하는 거리측정수단을 지급하고, 각각의 청음기로 도달되는 소음의 시각 정보를 바탕으로, 소음원의 위치를 추적하는 인원 간의 상대위치와 시각동기를 이용한 소음원 추적 시스템 및 소음원 추적 방법에 관한 것이다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, each of a plurality of persons is provided with a hearing aid for collecting sound signals, a distance measuring means for measuring the mutual distance, and A noise source tracking system and a noise source tracking method using the relative location and time synchronization between personnel who track the location of a noise source based on visual information.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소음원 추적 시스템은, 복수의 사용자들이 각각 착용한 복수의 사용자장비; 및 상기 사용자장비와 데이터 통신하는 연산장비;를 포함하며, 상기 사용자장비는, 외부의 소음을 측정하는 청음기, 사용자 간의 상대위치를 측정하는 측정수단 및, 사용자간 동기가 가능한 실시간 클록(Real Time Clock, RTC)이 이루어지는 시계를 포함하고, 상기 청음기에 설정된 데시벨(dB) 이상의 소음이 수신되면, 복수의 상기 사용자장비 각각에서 측정된, 다른 사용자와의 상대위치 및 측정시각에 대한 정보를 상기 연산장비로 전송할 수 있다.The noise source tracking system of the present invention for achieving the above object, a plurality of user equipment each worn by a plurality of users; and a computing device communicating data with the user equipment, wherein the user equipment includes a hearing device for measuring external noise, a measuring means for measuring a relative position between users, and a real-time clock that enables synchronization between users. , RTC) comprising a clock, and when noise of more than decibel (dB) set in the hearing device is received, information about the relative position and measurement time with other users, measured in each of a plurality of the user equipment, is provided to the computing equipment can be sent to

또한, 복수의 상기 사용자장비의 시계 중, 어느 하나 이상의 시계가 기준 시계로 설정되고, 다른 시계가 상기 기준 시계의 시간을 기준으로 시각 동기가 이루어질 수 있다.In addition, among the plurality of clocks of the user equipment, one or more clocks may be set as a reference clock, and time synchronization may be performed with other clocks based on the time of the reference clock.

또한, 상기 측정수단은 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra-Wideband)를 포함하여 TWR(Two-Way Ranging) 방식으로 다른 사용자와의 상대위치를 측정할 수 있다.In addition, the measuring means can measure a relative position with another user in a TWR (Two-Way Ranging) method including an Impulse-Radio Ultra-Wideband (IR-UWB).

또한, 복수의 사용자장비 간 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra-Wideband)를 이용하여 TWR(Two-Way Ranging) 방식으로 시각 동기화가 이루어질 수 있다.In addition, time synchronization can be performed using a two-way ranging (TWR) method using an impulse-radio ultra-wideband (IR-UWB) between a plurality of user equipments.

또한, 상기 연산장비는, 수신된 복수의 상기 사용자장비에 대한 정보 중 셋 이상의 사용자장비를 선정하고, 셋 이상의 상기 사용자장비 간의 상대위치와, 셋 이상의 상기 사용자장비 각각의 측정시간을 기반으로, 상기 소음원의 위치를 산출할 수 있다.In addition, the computing device selects three or more user equipments from among the plurality of received information on the user equipment, and based on the relative positions between the three or more user equipments and the measurement time of each of the three or more user equipments, the The location of the noise source can be calculated.

또한, 본 발명은 수신된 복수의 상기 사용자장비에 대한 정보 중 넷 이상의 사용자장비를 후보로 선정하고, 넷 이상의 상기 사용자장비 중에서 두 개의 사용자장비에서 측정된 정보를 매칭하되 nC2회 반복하여, 상대적으로 관련도가 높은 셋 이상의 사용자장비를 선정할 수 있다. (여기에서, n = 선정된 후보 사용자장비의 수)In addition, the present invention selects four or more user equipment as candidates among the plurality of received information on the user equipment, and matches information measured by two user equipment among the four or more user equipment, but repeats n C 2 times, Three or more user equipments with relatively high relevance can be selected. (where n = the number of selected candidate user equipment)

또한, 상기 연산장비는, 복수의 상기 사용자장비로 산출된 소음원의 위치를 포함하는 위치정보를 전송하되, 상기 위치정보에는, 상기 사용자장비의 위치를 기준으로 상기 소음원까지의 거리와, 상기 소음원으로의 방향에 대한 정보가 포함될 수 있다.In addition, the computing device transmits location information including the location of the noise source calculated by the plurality of user equipment, and the location information includes a distance to the noise source based on the location of the user equipment and the noise source. Information on the direction of the may be included.

또한, 상기 사용자장비는, 상기 위치정보가 출력되는 디스플레이가 형성될 수 있다.In addition, the user equipment may be provided with a display on which the location information is output.

또한, 복수의 상기 사용자장비 중 어느 하나 이상의 사용자장비에는, GPS모듈이 형성될 수 있다.In addition, a GPS module may be formed in any one or more of the plurality of user equipments.

아울러, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사용자장비는, 측위를 측정하는 IR-UWB를 포함하는 측정수단; 실시간 클록이 이루어지는 시계; 연산장비와의 데이터통신이 이루어지는 통신장치; 및 외부의 소음을 측정하는 청음기;를 포함할 수 있다.In addition, the user equipment of the present invention for achieving the object as described above, measuring means including IR-UWB for measuring the positioning; a clock with a real-time clock; a communication device for data communication with the computing device; and a hearing device that measures external noise.

이때 상기 사용자장비는, 소음원의 위치정보가 출력되는 디스플레이;를 더 포함할 수 있다.In this case, the user equipment may further include a display on which the location information of the noise source is output.

아울러, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 설정된 데시벨 이상의 소음이 발생된 경우에 소음원의 위치를 추적하기 위한 소음원 추적 방법에 있어서, a) 연산장비의 통신장치로 복수의 사용자장비에서 각각 측정된 다른 사용자와의 상대위치 및 측정시각에 대한 정보가 수신되는 단계; b) 연산장비의 프로세서가 상대위치 및 측정시간에 대한 복수의 정보를 이용하여 소음원의 위치를 산출하는 단계; 및 c) 연산장비의 통신장치가 소음원의 위치정보를 복수의 상기 사용자장비 각각에 전송하는 단계;를 포함하며, 상기 b단계에서 상기 프로세서가 산출된 소음원의 위치에 대해서 개별 상기 사용자장비의 위치를 기준으로 거리 및 방향을 연산하며, 상기 c단계에서 상기 통신장치는 개별 상기 사용자장비에 대해서 맞춤형 정보를 제공할 수 있다.In addition, in order to achieve the object as described above, the present invention provides a noise source tracking method for tracking the location of a noise source when noise of more than a set decibel is generated, a) in a plurality of user equipment as a communication device of a computing device Receiving information on each measured relative position and measurement time with other users; b) calculating, by the processor of the computing equipment, the location of the noise source by using a plurality of pieces of information on the relative location and measurement time; and c) transmitting, by the communication device of the computing equipment, the location information of the noise source to each of the plurality of user equipment, wherein the processor determines the location of the individual user equipment with respect to the location of the noise source calculated by the processor in step b. The distance and direction are calculated as a reference, and in step c, the communication device may provide customized information for the individual user equipment.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 인원 간의 상대위치와 시각동기를 이용한 소음원 추적 시스템 및 소음원 추적 방법은, IR-UWB 및 TWR(Two-Way Ranging)을 이용한 거리 측정 및 시각 동기가 동시에 이루어져, 보다 활용도가 높은 이동식 장치를 제공할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 복수의 사용자들이 사용자장비를 착용한 상태로 작전을 수행할 수 있어, 복수의 청음기 간의 물리적인 이격거리가 넓어져, 연산장비에서 보다 정확한 소음원의 위치를 산출할 수 있는 장점이 있다. In the noise source tracking system and noise source tracking method using the relative position and time synchronization between personnel according to the present invention according to the above configuration, distance measurement and time synchronization using IR-UWB and TWR (Two-Way Ranging) are performed simultaneously, There is an advantage in that it is possible to provide a mobile device with higher utilization. Accordingly, a plurality of users can perform an operation while wearing the user equipment, the physical separation distance between the plurality of listening devices is widened, and there is an advantage in that it is possible to calculate the location of the noise source more accurately in the calculation equipment.

그리고 본 발명은 사용자장비 각각의 IR-UWB를 이용하여 무선 시각 동기가 이루어져 고정밀 시각 동기화가 가능한 장점이 있다. 이에 따라 정밀한 시각 동기화를 통해, 발생된 소음원에 대한 정보를 연산장비로 전달 시에 내재된 데이터가 보다 정확한 결과를 산출할 수 있도록 제공될 수 있다.In addition, the present invention has the advantage that high-precision time synchronization is possible by performing wireless time synchronization using IR-UWB of each user equipment. Accordingly, through precise time synchronization, data embedded in the transmission of information on the generated noise source to the computing equipment can be provided so that a more accurate result can be calculated.

이에 따라 본 발명은 각 사용자들에게 소음원 위치에 대한 맞춤형 정보를 제공할 수 있으므로, 정밀한 작전 수행이 가능해지는 장점이 있다. 즉, 본 발명은 각 사용자들의 위치를 중심으로 소음원까지의 방향 및 거리를 보다 정확하게 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention can provide each user with customized information on the location of the noise source, and thus has the advantage of enabling precise operation. That is, the present invention can more accurately provide the direction and distance to the noise source based on the location of each user.

도 1은 종래기술에 따른 음향 신호의 도달 시간차를 이용한 위치 탐지 방법을 수행하는 위치 탐지 장치를 나타내는 개념도.
도 2는 종래기술에 따른 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN(Ubiquitous Sensor Network) 시스템에 적용된 DASL(Distributed Acoustic Source Localization) 인식 방법을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 소음원 추적 시스템의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 소음원 추적 시스템의 세부구성을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 소음원 추적 시스템에서 복수의 인원 간 상대위치 및 시각동기 과정을 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명에 따른 소음원 추적 시스템에서 소음원으로부터 소음이 발생될 시에 각각의 인원이 착용한 장비에서 서버로 정보를 전달하는 것을 도시한 개략도.
도 7은 본 발명에 따른 소음원 추적 시스템의 연산장비에서 두 개의 청음기를 통해 하나의 추적선을 산출하는 것을 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 소음원 추적 시스템의 연산장비에서 수신된 정보를 통해 소음원의 위치를 산출하는 것을 나타낸 예시도.
1 is a conceptual diagram illustrating a position detection apparatus for performing a position detection method using an arrival time difference of an acoustic signal according to the prior art;
Figure 2 is a view showing a DASL (Distributed Acoustic Source Localization) recognition method applied to a policing USN (Ubiquitous Sensor Network) system using an acoustic sensor according to the prior art;
3 is a schematic diagram of a noise source tracking system according to the present invention;
4 is a block diagram showing the detailed configuration of a noise source tracking system according to the present invention.
5 is a schematic diagram showing the relative position and time synchronization process between a plurality of personnel in the noise source tracking system according to the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating transmission of information from equipment worn by each person to a server when noise is generated from a noise source in the noise source tracking system according to the present invention.
7 is an exemplary view showing the calculation of one tracking line through two listeners in the calculation equipment of the noise source tracking system according to the present invention.
8 is an exemplary view illustrating the calculation of the location of the noise source through information received from the computing equipment of the noise source tracking system according to the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 인원 간의 상대위치와 시각동기를 이용한 소음원 추적 시스템 및 소음원 추적 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a noise source tracking system and a noise source tracking method using relative positions and time synchronization between personnel according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, like reference numerals refer to like elements throughout.

이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.If there is no other definition in the technical terms and scientific terms used at this time, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention is unnecessary in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may be blurry will be omitted.

도 3 및 도 4는 인원 간의 상대위치와 시각동기를 이용한 소음원 추적 시스템에 관한 것으로, 도 3은 소음원 추적 시스템의 개략도를, 도 4는 소음원 추적 시스템의 세부구성을 나타낸 블록도를 각각 나타낸다.3 and 4 relate to a noise source tracking system using the relative position and time synchronization between personnel. FIG. 3 is a schematic diagram of the noise source tracking system, and FIG. 4 is a block diagram showing the detailed configuration of the noise source tracking system, respectively.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 소음원 추적 시스템은, 외부와의 데이터통신이 가능한 통신장치 및 데이터 연산과 제어가 이루어지는 프로세스를 포함하는 연산장비(100), 사용자장비를 각각 착용한 복수의 사용자(210,220,230,240,250)로 구성되는 작전수행인원(200) 및, 소음을 발생시키는 소음원(300) 사이에서 데이터를 운용하는 시스템에 관한 것이다. 여기서, 상기 소음원(300)은 상기 작전수행인원(200)의 복수의 사용자(210,220,230,240,250)들이 직접 청각으로 인식할 수는 있으나, 상술한 바와 같이 사람의 청각으로 확인할 수 있는 것은 주관적인 요소가 많이 개입될 수 있다. 3 and 4 , the noise source tracking system of the present invention includes a communication device capable of data communication with the outside, a computing device 100 including a process for data calculation and control, and a plurality of wearing user equipment, respectively. It relates to a system for operating data between the operation personnel 200 and the noise source 300 that generates noise, consisting of users (210, 220, 230, 240, 250) of the. Here, the noise source 300 can be directly recognized by a plurality of users 210, 220, 230, 240, and 250 of the operation personnel 200, but as described above, what can be confirmed by human hearing as described above involves a lot of subjective factors. can

이에 따라 본 발명은 이하 서술하는 상기 작전수행인원(200)이 소음원(300)에서 발생되는 소음을 측정하는 기반은, 상기 작전수행인원(200)이 각각 착용한 사용자장비(211,221,231,241,251)로부터 측정되는 것으로, 보다 상세히는 상기 사용자장비(211,221,231,241,251) 각각에 포함되는 청음기를 이용하여 외부의 소음을 측정할 수 있다. 이때 상기 청음기는, 마이크로폰(Microphone)을 포함하는 사운드센서(Sound Sensor)로 구성되어 수신된 소음의 진동을 전류로 변환할 수 있으며, 보다 고감도의 측정을 위하여 수신된 음을 증폭하는 구성이 더 포함될 수도 있다. 그리고 청음기가 형성된 상기 사용자장비는 3개 이상의 복수로 구성된다면, 상기 연산장비(100)에서 각각의 상기 사용자장비로부터 관련 데이터들을 수신받아 상기 소음기의 위치를 산출할 수 있으므로, 이하 후술되는 복수의 사용자장비는 3개 이상의 사용자장비일 수 있다.Accordingly, in the present invention, the basis for measuring the noise generated by the noise source 300 by the operation execution personnel 200 described below is measured from the user equipment 211, 221,231, 241,251 worn by the operation execution personnel 200, respectively. , more specifically, the user equipment 211, 221,231, 241,251 may measure the external noise by using a hearing aid included in each. At this time, the listener may be configured as a sound sensor including a microphone to convert the vibration of the received noise into a current, and a configuration for amplifying the received sound for higher sensitivity measurement is further included. may be In addition, if the user equipment in which the listening device is formed is composed of three or more, since the computing device 100 receives related data from each of the user equipment and calculates the location of the silencer, a plurality of users to be described later The equipment may be three or more user equipment.

상기 사용자장비는 각각 통신장치, 청음기, 시계 및 측정수단을 포함할 수 있다. 여기서 상기 사용자장비의 통신장치는 상기 연산장비의 통신장치와 서로 데이터통신이 이루어질 수 있는 모듈일 수 있다. 그리고 상기 연산장비는 원격에 배치된 별도의 관제센터나, 작전수행인원들과 함께 이동되는 이동식 연산장치이거나, 복수의 사용자장비 중 어느 하나의 사용자장비에 형성될 수도 있다. 각각의 경우에 따라 상기 통신장치의 또한 다른 통신모듈로 구성될 수 있으며, 예컨대 연산장비가 원격에 배치된 관제센터인 경우에는 상기 통신장치가 중장거리 무선통신 인터페이스로 구성될 수 있고, 어느 하나의 사용자장비에 연산장비가 구성된 경우에는 근접 무선통신 인터페이스 또는 중거리 무선통신 인터페이스로 구성되거나 유선통신이 이루어질 수도 있다.The user equipment may include a communication device, a hearing device, a watch, and a measuring means, respectively. Here, the communication device of the user equipment may be a module capable of data communication with the communication device of the computing equipment. In addition, the computing device may be a separate control center disposed remotely, a mobile computing device that is moved together with operation execution personnel, or may be formed in any one of a plurality of user equipment. According to each case, the communication device may be configured with another communication module. For example, in the case of a control center where the computing equipment is remotely located, the communication device may be configured with a mid-to-long-range wireless communication interface, and any one When the computing equipment is configured in the user equipment, it may be configured as a proximity wireless communication interface or a medium-range wireless communication interface, or wired communication may be performed.

상기 사용자장비의 시계는 실시간 클록(Real Time Clock, RTC)이 이루어질 수 있으며, 보다 상세히는 카운터, 타이머 또는 지연 방식으로 RTC 값을 증가시켜 자체적인 시간 영역을 구축할 수 있다. 여기서 시간은 복수의 상기 사용자장비 중 어느 하나의 사용자장비를 기준 시계로 결정하여 다른 사용자장비의 시계가 이에 동기화되도록 구성될 수 있다. 물론 상기 기준 시계가 협정 시계시(UTC)에 따른 시스템 시간에 동기화하고 다른 시계들이 상기 기준 시계에 동기화되는 방식도 사용될 수 있으며, 상기 기준 시계가 상기 시스템 시간과는 별개의 시간 영역을 구축할 수도 있다. 이를 통해 본 발명은, 각각의 사용자장비가 시스템 시간에 동기화하여 각기 다른 시간지연으로 인해 나타나는 오류나, 각 사용자장비의 프로세서의 RTC 클록 연산에서 나타나는 지연으로 인한 오류에 의해서 발생되는 소음 측정 시각의 오차를 감소시켜, 보다 정확한 시각을 측정할 수 있는 장점이 있다.The clock of the user equipment may be configured with a Real Time Clock (RTC), and more specifically, it may build its own time domain by increasing the RTC value in a counter, timer or delay manner. Here, the time may be configured such that any one of the plurality of user equipments is determined as a reference clock so that the clocks of other user equipments are synchronized thereto. Of course, a method in which the reference clock is synchronized to the system time according to Coordinated Clock Time (UTC) and other clocks are synchronized to the reference clock may also be used, and the reference clock may establish a time domain separate from the system time. have. Through this, the present invention provides an error in noise measurement time caused by an error that occurs due to different time delays when each user equipment synchronizes to the system time, or an error due to a delay appearing in the RTC clock operation of the processor of each user equipment. This has the advantage of being able to measure the time more accurately.

상기 사용자장비의 측정수단은, 다른 사용자와의 거리를 측정하도록 거리감지센서가 포함될 수 있다. 그리고 상기 거리감지센서는 초음파 거리센서나 레이저 센서 등으로 구성될 수 있으며, 본 발명의 일 예에서는 상기 거리감지센서가 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra-Wideband)로 구성될 수 있다. 이때 상기 IR-UWB는 TWR(Two-Way Ranging) 방식으로 상대 측위를 측정할 수 있다. 여기서 TWR은 IR-UWB를 각각 포함하는 2개의 사용자장비 간의 신호 송수신을 통해 거리를 측정하는 방식으로, 두 개의 IR-UWB 간의 신호의 왕복시간을 측정하여 상대위치를 산출하고, 복수의 IR-UWB들이 이를 수행하여 위치정보를 보다 정밀하게 산출할 수 있다. 이때 복수의 사용자장비 각각의 IR-UWB에서 상호 간에 전파를 송수신하여 신호의 왕복시간에 대한 리포트 데이터를 상기 연산장비로 송신하면, 상기 연산장비에서는 각 사용자장비로부터 수신된 리포트 데이터를 통해 다른 사용자장비와의 상대위치를 산출할 수 있다. 또는 상기 IR-UWB가 TWR(Two-Way Ranging), ToA(Time of Arrival), AoA(Angle of Arrival) 및 TDoA(Time Difference of Arrival) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 함께 사용하여 측위가 이루어질 수도 있다. 이 외에도, 상기 측정수단은 각 사용자장비에서 도달 주파수를 측정하고 이에 대한 데이터를 상기 연산장비로 전송하여 상대위치를 산출하는 등 다양한 방식으로 측위를 측정할 수도 있다.The measuring means of the user equipment may include a distance sensor to measure a distance to another user. In addition, the distance sensor may be configured as an ultrasonic distance sensor or a laser sensor, and in an embodiment of the present invention, the distance sensor may be configured as an Impulse-Radio Ultra-Wideband (IR-UWB). In this case, the IR-UWB may measure relative positioning in a two-way ranging (TWR) method. Here, TWR measures the distance through signal transmission/reception between two user equipment including IR-UWB, and calculates the relative position by measuring the round-trip time of the signal between the two IR-UWBs, and a plurality of IR-UWBs. By doing this, location information can be calculated more precisely. At this time, when the IR-UWB of each of the plurality of user equipment transmits and receives radio waves to and from each other and transmits report data on the round trip time of the signal to the computing equipment, the computing equipment uses the report data received from each user equipment to transmit the report data to other user equipment. The relative position of and can be calculated. Alternatively, the IR-UWB may use any one or two or more of TWR (Two-Way Ranging), ToA (Time of Arrival), AoA (Angle of Arrival), and TDoA (Time Difference of Arrival) together to perform positioning. . In addition to this, the measuring means may measure the position in various ways, such as measuring the frequency reached by each user equipment, and calculating the relative position by transmitting the data to the computing equipment.

이와 더불어 본 발명은 복수의 사용자장비 간 IR-UWB을 이용한 TWR 기반의 시각 동기화가 이루어질 수 있다. 이때 복수의 사용자장비 중 어느 하나는 상술한 바와 같이 기준시계로 설정하고, 기준 시계가 포함된 상기 사용자장비는 IR-UWB 또는 다른 별도의 신호전송수단을 이용하여, 기준시계의 일정 기준 시각으로 동기된 펄스(Pulse) 신호를 생성하고, 생성된 상기 펄스 신호를 다른 사용자장비로 전송할 수 있다. 그리고 다른 사용자장비는 기준 시계가 포함된 상기 사용자장비와의 신호 교류를 통해, 다른 사용자장비의 시계가 기준 시계의 시간으로 동기화될 수 있다. 이에 따라 동일한 시간으로 동기된 복수의 사용자장비는, 소음원이 발생되면 동기화된 시간을 통해 각자의 측정시각이 생성될 수 있다.In addition, according to the present invention, TWR-based time synchronization using IR-UWB between a plurality of user equipment can be achieved. At this time, any one of the plurality of user equipment is set as a reference clock as described above, and the user equipment including the reference clock is synchronized to a predetermined reference time of the reference clock using IR-UWB or other separate signal transmission means. A pulse signal may be generated, and the generated pulse signal may be transmitted to other user equipment. In addition, the other user equipment may synchronize the clock of the other user equipment with the time of the reference clock through signal exchange with the user equipment including the reference clock. Accordingly, a plurality of user equipments synchronized with the same time may generate respective measurement times through the synchronized time when a noise source is generated.

아울러 상기 작전수행인원(200)은 대테러 작전이나 군사임무를 수행하는 경찰, 군인 또는 보안요원 등일 수 있다. 나아가 본 발명의 소음원 추적 시스템은 화재 현장에 접목하여 소방관이 폭발원의 위치를 추적하기 위해 사용되는 등 다양한 방식으로 활용될 수 있다. 이 외에도 본 발명의 소음원 추적 시스템은 수색작전, 군사훈련, 건물 내 소음원 추적, 경계 등 다양한 영역에서 활용될 수 있기에, 도면 상에서 도시하고 있는 스나이퍼의 위치를 추적하는 것은 하나의 예시일 뿐, 이에 한정하지는 아니한다.In addition, the operational personnel 200 may be police, soldiers, or security personnel who perform counter-terrorism operations or military missions. Furthermore, the noise source tracking system of the present invention can be utilized in various ways, such as being used by firefighters to track the location of an explosion source by grafting it to a fire scene. In addition, since the noise source tracking system of the present invention can be used in various areas such as search operations, military training, noise source tracking in buildings, and boundaries, tracking the location of the sniper shown in the drawing is only an example, limited to this don't do it

도 5 및 도 6은 인원 간의 상대위치와 시각동기를 이용한 소음원 추적 시스템에 관한 것으로, 도 5는 인원 간 상대위치 및 시각동기가 되는 것을 나타낸 개략도를, 도 6은 소음원으로부터 소음이 발생될 시에 각각의 인원이 착용한 장비에서 서버로 정보를 전달하는 것을 도시한 개략도를 각각 나타낸다.5 and 6 relate to a noise source tracking system using the relative position and time synchronization between personnel. FIG. 5 is a schematic diagram showing the relative position and time synchronization between personnel, and FIG. 6 is when noise is generated from the noise source. A schematic diagram showing the transmission of information from the equipment worn by each person to the server is shown respectively.

먼저 도 5를 참조하면, 상기 작전수행인원(200)은 주어진 임무에 따른 활동을 수행할 수 있다. 이때 상기 작전수행인원(200)의 복수의 사용자가 각각 착용한 복수의 사용자장비는 서로의 상대위치를 측정하고, 기준 시계를 기준으로 각자의 시계가 실시간 동기화될 수 있다. First, referring to FIG. 5 , the operation execution personnel 200 may perform an activity according to a given mission. At this time, the plurality of user equipment worn by the plurality of users of the operation personnel 200 may measure the relative positions of each other, and the respective watches may be synchronized in real time based on the reference watch.

이어 도 6을 참조하면, 소음원(300)으로부터 소음이 발생되면, 상기 복수의 사용자장비 각각의 청음기에서 상기 소음에 대한 디지털 정보가 생성될 수 있다. 여기서 소음의 세기가 각각의 청음기에 설정된 기준 데시벨(dB) 이상인 경우, 상기 사용자장비는 청음기에서 소음이 측정된 시각에 대한 인터럽트 정보를 생성하고, 통신장치를 이용하여 소음 측정 시각을 연산장비로 전송할 수 있다. 이때 복수의 사용자장비 각각은 서로 동일한 기준 데시벨(dB)로 설정되거나, 일부가 다른 기준의 데시벨(dB)로 설정될 수 있다. 예컨대, 복수의 사용자가 전방을 향해서 보행하는 경우, 전방 측 사용자들의 사용자장비에 설정된 기준 데시벨(dB)이 후방 측 사용자들의 사용자장비에 설정된 기준 데시벨(dB) 보다 높게 설정될 수 있다.Next, referring to FIG. 6 , when noise is generated from the noise source 300 , digital information about the noise may be generated by the hearing aids of each of the plurality of user equipment. Here, when the intensity of the noise is equal to or higher than the reference decibel (dB) set for each listening device, the user equipment generates interrupt information for the time at which the noise is measured in the hearing device, and transmits the noise measurement time to the computing device using the communication device. can In this case, each of the plurality of user equipment may be set to the same reference decibel (dB), or some may be set to a different reference decibel (dB). For example, when a plurality of users walk forward, the reference decibel (dB) set in the user equipment of the front-side users may be set higher than the reference decibel (dB) set in the user equipment of the rear-side users.

이와 더불어, 소음원(300)에서 발생된 소음이 각각의 사용자장비에 설정된 기준 데시벨(dB) 보다 높은 경우에, 상기 사용자장비의 측정수단에서 측정된 측위정보도 함께 상기 연산장비로 전송될 수 있다. 그리고 상기 연산장비는, 복수의 사용자장비에서 수신된 소음원에 대한 복수의 측정시각과, 복수의 사용자장비들의 측위정보를 통해 소음원의 위치를 산출할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 하나의 장치에 복수의 마이크가 형성된 기존 기술에 대비하여, 물리적으로 보다 먼 거리 이격된 복수의 사용자에 포함된 청음기를 통하여 보다 정확한 소음원의 위치를 추적할 수 있는 장점이 있다.In addition, when the noise generated by the noise source 300 is higher than the reference decibel (dB) set in each user equipment, the positioning information measured by the measuring means of the user equipment may also be transmitted to the computing equipment. In addition, the computing device may calculate the location of the noise source based on a plurality of measurement times for the noise source received from the plurality of user equipment and positioning information of the plurality of user equipments. Accordingly, the present invention has an advantage in that it is possible to more accurately track the location of a noise source through a listener included in a plurality of users physically separated by a greater distance, compared to the existing technology in which a plurality of microphones are formed in one device.

도 7 및 도 8은 인원 간의 상대위치와 시각동기를 이용한 소음원 추적 시스템에 관한 것으로, 도 7은 소음원 추적 시스템의 연산장비에서 두 개의 청음기를 통해 하나의 추적선을 산출하는 것을 나타낸 예시도를, 도 8은 소음원 추적 시스템의 연산장비에서 수신된 정보를 통해 소음원의 위치를 산출하는 것을 나타낸 예시도를 각각 나타낸다.7 and 8 relate to a noise source tracking system using the relative position and time synchronization between personnel, and FIG. 7 is an exemplary view showing the calculation of one tracking line through two listeners in the calculation equipment of the noise source tracking system, 8 is an exemplary view showing the calculation of the location of the noise source through the information received from the computing equipment of the noise source tracking system.

먼저 도 7을 참조하면, 본 발명의 연산장비는 두 개의 청음기 상에 각각 수신된 소음의 측정시각과, 두 개의 청음기 사이의 거리를 통해 하나의 추적선을 산출할 수 있다. First, referring to FIG. 7 , the computing device of the present invention may calculate one tracking line based on the measurement time of the noise received on the two listeners, respectively, and the distance between the two listeners.

Figure pat00001
Figure pat00001

먼저, 연산장비는 사용자장비 또는 별도의 수단을 통해 측정된 해당 지역의 온도를 실시간으로 수신받을 수 있다. 그리고 연산장비는 수신 받은 온도(

Figure pat00002
)를 위의 식에 입력하여 음속(Vair)을 산출할 수 있다. 그리고 소음원으로부터 상대적으로 더 이격된 청음기에서 측정되는 시각이 보다 지연되므로, 두 개의 상기 청음기에서 측정된 측정시간은 일정시간 지연된다. First, the computing equipment may receive in real time the temperature of the corresponding area measured through user equipment or a separate means. And the calculation equipment receives the received temperature (
Figure pat00002
) can be entered into the above equation to calculate the speed of sound (V air ). In addition, since the time measured by the hearing aids that are relatively more spaced apart from the noise source is delayed, the measurement times measured by the two hearing devices are delayed by a predetermined time.

Figure pat00003
Figure pat00003

청음기 1의 측정시각(T1)과 청음기 2의 측정시각(T2) 사이의 지연시간(TL)은, 위 식과 같이 측정시각 차이의 절대값을 통해 산출될 수 있다.The delay time (T L) between the hydrophone first measurement time (T 1) and the measurement time of the hydrophone 2 (T 2), can be calculated through the absolute value of the measured time difference, as the expression above.

Figure pat00004
Figure pat00004

그리고 본 발명은 상술한 바와 같이 상기 측정수단을 통해 청음기 1과 청음기 2 사이의 이격거리(DS)를 산출될 수 있다. 이와 더불어 음속과 지연시간을 통해 보정거리(DE)를 산출할 수 있으며, 보정거리는, 소음원이 청음기 1 및 청음기 2 중에서 상대적으로 인접한 위치가 어디인지를 보정할 수 있다. 여기서 상기 청음기 1 및 청음기 2에서 측정된 측정시각이 동일한 경우에는 보정거리(DE)는 0일 수 있으며, 소음원, 청음기 1 및 청음기 2 가 나란하게 배치되는 경우에는 상기 이격거리(Ds)와 보정거리(DE)과 동일할 수 있다. And the present invention can be calculated distance (D S) between the hydrophone and one hydrophone 2 via the measurement means as described above. In addition, the correction distance (D E ) can be calculated through the speed of sound and the delay time, and the correction distance can correct where the noise source is relatively adjacent among the listener 1 and the listener 2. Here, when the measurement time measured by the hearing device 1 and the hearing device 2 is the same, the correction distance (D E ) may be 0, and when the noise source, the hearing device 1 and the hearing device 2 are arranged side by side, the separation distance (D s ) and It may be the same as the correction distance (D E ).

Figure pat00005
,
Figure pat00006
Figure pat00005
,
Figure pat00006

이어 추적선의 기준점을 소음원이 상기 청음기 1 및 청음기 2 사이에 배치되는 점이고 상기 청음기 1에서 측정된 측정시각이 더 앞선 경우라 가정하면, 청음기 1과 기준점 사이의 거리(X) 및 청음기 2와 기준점 사이의 거리(Y)가 각각 산출될 수 있다. Then, assuming that the reference point of the tracking line is the point where the noise source is disposed between the listener 1 and the listener 2 and the measurement time measured by the listener 1 is earlier, the distance between the listener 1 and the reference point (X) and between the listener 2 and the reference point A distance Y of may be calculated, respectively.

Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
Figure pat00007
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Figure pat00008
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이어 청음기 1과 청음기 2 사이 지연시간(TL)이 일정하도록 위의 식을 만족하는 추적선(A1)이 산출될 수 있으며, 상기 추적선은 점진적으로 가산되는 가산거리(N)에 따라 변동되는 청음기 1과 기준점 사이의 거리(xn) 및 변동되는 청음기 2와 기준점 사이의 거리(yn)의 좌표가 만나는 점이 이어진 선으로 구성될 수 있다. 기준점을 제외하면 도시된 바와 같이, 가산거리(N)에 따라 xn과 yn을 모두 만족하는 두 지점이 각각 산출될 수 있으며, 서로 측정시각이 동일한 경우에는 선형으로 나타나지만, 서로 측정시각이 상이한 경우에는 상대적으로 먼저 측정된 청음기로 휘어진 호의 형상으로 나타날 수 있다. 이는 보다 명확하게 설명하기 위해 개략적으로 표기한 것으로, 각 가산거리(N)에 따라 서로 다른 위치에서 반지름이 xn 또는 yn을 나타내는 좌표계의 식으로 변환하여 산출될 수도 있다.Then, a tracking line (A 1 ) that satisfies the above equation can be calculated so that the delay time (T L ) between the listener 1 and the listener 2 is constant, and the tracking line varies according to the gradually added addition distance (N) The distance between the listener 1 and the reference point (x n ) and the distance between the variable listener 2 and the reference point (y n ) may consist of a line connecting the coordinates of the intersection. As shown, except for the reference point, two points satisfying both x n and y n can be calculated according to the addition distance N, respectively, and when the measurement times are the same, they appear linear, but the measurement times are different from each other. In some cases, it may appear in the shape of a curved arc with a hearing aid measured relatively earlier. This is schematically indicated to explain more clearly, and may be calculated by converting it into an equation of a coordinate system in which a radius indicates x n or y n at different positions according to each addition distance N.

이어 도 8을 참조하면, 두 개의 청음기를 통해 하나의 추적선이 산출될 수 있으므로, 총 N개의 청음기가 형성된 경우 최대 NC2개의 추적선이 산출될 수 있다. 여기서 C는 콤비네이션(Combination)을 나타낸다. 그리고 3개의 청음기가 있는 경우에는 2개의 추적선이 하나의 지점에서 접하거나, 3개의 추적선이 하나의 지점 인근에서 접할 수 있으며, 소음원의 위치는 접하거나 인근 지점에 배치되는 것으로 산출될 수 있다. Then, referring to FIG. 8 , since one tracking line can be calculated through two listeners, when a total of N listeners are formed, a maximum of N C 2 tracking lines can be calculated. Here, C represents a combination. And if there are three hearing instruments, two tracking lines may be tangent at one point, or three tracking lines may be tangent to one point near a point, and the location of the noise source may be calculated as being tangent or disposed at a nearby point. .

여기서, 본 발명은 4개 이상의 청음기를 이용할 수 있으며, 4개 이상의 청음기를 각각 후보로 선정할 수 있다. 여기서 후보로 선정되는 기준은, 측정된 데시벨의 크기나, 이격거리가 보정거리 보다 큰지 여부 등을 통해 선정될 수 있다. 그리고 후보로 선정된 청음기들에 대해서 재차 검증이 이루어질 수 있으며, 검증과정은 다음과 같다.Here, in the present invention, four or more hearing devices may be used, and four or more listening devices may be selected as candidates, respectively. Here, the criterion selected as a candidate may be selected based on the size of the measured decibel or whether the separation distance is greater than the correction distance. In addition, verification can be made again for the listeners selected as candidates, and the verification process is as follows.

후보로 선정된 4개 이상의 청음기 중 2개의 청음기를 매칭하여 총 nC2회(n은 선정된 후보 청음기의 수량) 반복할 수 있다. 이어 nC2회 반복하여 산출된 nC2개의 추적선 간의 접하는 지점을 산출할 수 있다. 여기서, 다수의 추적선이 인접한 지점에서 만나지만 상대적으로 이격된 지점에서 다른 추적선들과 만나는 하나 이상의 추적선이 발생될 수 있다. 이때 본 발명의 연산장비는 이러한 추적선을 구성하는 청음기의 식별정보를 확인하고, 해당 청음기에 대한 정보를 제외하여 n-1C2회 반복하여 산출된 n-1C2개의 추적선을 이용하여 최종 소음원 위치를 산출할 수도 있다. 이는 청음기와 소음원 사이에 장애물이 많거나, 청음기의 현재 위치가 소음원으로부터 직접 소리가 도달되는 것이 아니라 반사되어 도달되는 등 사용자가 직접 착용함에 따라 나타나는 여러 문제점으로 인하여 올바른 측정이 이루어질 수 있지 않으므로, 신뢰도가 낮은 정보를 배제하여 보다 정확한 소음원 위치를 추정할 수 있는 장점이 있다. It is possible to repeat a total of n C 2 times (n is the number of selected candidate listeners) by matching two of the four or more listeners selected as candidates. Then, it is possible to calculate a tangent point between the n C 2 tracking lines calculated by repeating n C 2 times. Here, one or more tracking lines may be generated in which a plurality of tracking lines meet at adjacent points but meet other tracking lines at relatively spaced points. At this time, the computing device of the present invention checks the identification information of the listener constituting the tracking line, and uses the n-1 C 2 tracking lines calculated by repeating n-1 C 2 times excluding the information on the corresponding listening device. It is also possible to calculate the final noise source location. This is because the correct measurement cannot be made due to various problems that appear as the user wears it directly, such as there are many obstacles between the listener and the noise source, or the current position of the listener is reflected rather than directly from the noise source. It has the advantage of estimating the location of the noise source more accurately by excluding information with low values.

아울러 본 발명은 복수의 사용자장비 중 어느 하나 이상의 사용자장비에 GPS모듈이 형성될 수 있다. 그리고 상기 GPS모듈에서 측정되는 위성항법시스템에 따른 일정 사용자장비의 실시간 위치를 통해 다른 사용자장비들의 위치를 산출할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 보다 경량화되면서도 보다 정확한 위치를 판별할 수 있는 소음원 추적 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, a GPS module may be formed in any one or more user equipment among a plurality of user equipment. In addition, it is possible to calculate the positions of other user equipment through the real-time location of a certain user equipment according to the satellite navigation system measured by the GPS module. Accordingly, the present invention can provide a noise source tracking system capable of determining a more accurate location while being lighter.

본 발명은 상술한 소음원 추적 시스템을 이용하여 다음과 같은 프로세스를 통해 소음원의 위치를 추적할 수 있다. The present invention can track the location of the noise source through the following process using the above-described noise source tracking system.

먼저 본 발명은, 각 사용자장비에 설정된 데시벨 이상의 소음이 발생된 경우에 연산장비의 통신장치로 복수의 사용자장비에서 각각 측정된 다른 사용자와의 상대위치 및 측정시각에 대한 정보가 전달될 수 있다.First of all, in the present invention, when noise of more than the decibel set in each user equipment is generated, information on a relative position and measurement time with other users measured in a plurality of user equipment can be transmitted to a communication device of a computing equipment, respectively.

그리고 본 발명은, 연산장비의 프로세서가 상대위치 및 측정시간에 대한 복수의 정보를 이용하여 소음원의 위치를 산출할 수 있다. 여기서, 상기 연산장비의 프로세서는 산출된 소음원의 위치에 대해서 개별 상기 사용자장비의 위치를 기준으로 거리 및 방향을 연산할 수 있다. 즉, 전체 지도로 살펴보면 일정 경도 및 위도 상에 위치됨은 판단이 되지만, 각 사용자들의 위치가 서로 다르므로, 각 사용자들을 기준으로 소음원까지의 거리와 방향은 서로 다르게 형성된다. 본 발명의 프로세서는 각 사용자들의 GPS를 통한 위치, 각 사용자장비 간의 상대위치 등을 통해 각 사용자에게 필요한 정보를 가공할 수 있다.And, according to the present invention, the processor of the arithmetic equipment can calculate the position of the noise source using a plurality of pieces of information about the relative position and measurement time. Here, the processor of the computing device may calculate a distance and a direction based on the location of the individual user equipment with respect to the calculated location of the noise source. That is, when looking at the entire map, it is determined that the location is on a certain longitude and latitude, but since the locations of each user are different, the distance and direction to the noise source are formed differently based on each user. The processor of the present invention may process information necessary for each user through the location of each user through GPS, the relative location between each user equipment, and the like.

이어 본 발명은 연산장비의 통신장치에 의해서 소음원의 위치정보를 복수의 상기 사용자장비 각각에 전송하도록 형성될 수 있다. 이에 따라 본 발명은 개별 상기 사용자장비에 대해서 맞춤형 정보를 제공할 수 있다.Then, the present invention may be configured to transmit the location information of the noise source to each of the plurality of user equipment by the communication device of the computing equipment. Accordingly, the present invention can provide customized information for the individual user equipment.

또한 각 사용자장비에는 디스플레이가 형성되어, 상기 연산장비로부터 제공받은 소음원까지의 거리와 방향이 출력될 수 있다. 그리고 사용자는 자신의 사용자장비에 출력된 소음원까지의 거리와 방향을 기초로, 자신에게 부여진 임무를 수행할 수 있다.In addition, a display is formed in each user equipment, and the distance and direction to the noise source provided from the computing equipment may be output. And the user can perform the task assigned to him based on the distance and direction to the noise source output to his user equipment.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with specific details such as specific components and limited embodiment drawings, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above one embodiment. No, various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims are said to be within the scope of the spirit of the present invention. will be.

100 : 연산장비
200 : 작전수행인원
210 : 제1사용자
211 : 제1사용자장비
220 : 제2사용자
221 : 제2사용자장비
230 ; 제3사용자
231 : 제3사용자장비
240 : 제4사용자
241 : 제4사용자장비
250 : 제5사용자
251 : 제5사용자장비
300 : 소음원
100: arithmetic equipment
200: number of operational personnel
210: first user
211: first user equipment
220: second user
221: second user equipment
230 ; third-party users
231: third user equipment
240: fourth user
241: fourth user equipment
250: fifth user
251: fifth user equipment
300: noise source

Claims (12)

복수의 사용자들이 각각 착용한 복수의 사용자장비; 및
상기 사용자장비와 데이터 통신하는 연산장비;
를 포함하며,
상기 사용자장비는,
외부의 소음을 측정하는 청음기, 사용자 간의 상대위치를 측정하는 측정수단 및, 사용자간 동기가 가능한 실시간 클록(Real Time Clock, RTC)이 이루어지는 시계를 포함하고,
상기 청음기에 설정된 데시벨(dB) 이상의 소음이 수신되면,
복수의 상기 사용자장비 각각에서 측정된,
다른 사용자와의 상대위치 및 측정시각에 대한 정보를 상기 연산장비로 전송하는 것을 특징으로 하는 소음원 추적 시스템.
a plurality of user equipment respectively worn by a plurality of users; and
a computing device for data communication with the user equipment;
includes,
The user equipment is
A hearing device for measuring external noise, a measuring means for measuring a relative position between users, and a clock having a real-time clock (RTC) that can be synchronized between users,
When noise above the decibel (dB) set in the hearing device is received,
Measured in each of the plurality of user equipment,
A noise source tracking system, characterized in that it transmits information about a relative position with another user and a measurement time to the computing device.
제1항에 있어서,
복수의 상기 사용자장비의 시계 중,
어느 하나 이상의 시계가 기준 시계로 설정되고,
다른 시계가 상기 기준 시계의 시간을 기준으로 시각 동기가 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음원 추적 시스템.
According to claim 1,
Among the clocks of the plurality of user equipment,
Any one or more clocks are set as reference clocks,
Noise source tracking system, characterized in that the other clock is time-synchronized based on the time of the reference clock.
제2항에 있어서,
상기 측정수단은 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra-Wideband)를 포함하여 TWR(Two-Way Ranging) 방식으로 다른 사용자와의 상대위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 소음원 추적 시스템.
3. The method of claim 2,
The measuring means includes IR-UWB (Impulse-Radio Ultra-Wideband) and TWR (Two-Way Ranging) method for measuring a relative position with another user.
제2항 또는 제3항에 있어서,
복수의 사용자장비 간 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra-Wideband)를 이용하여 TWR(Two-Way Ranging) 방식으로 시각 동기화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음원 추적 시스템.
4. The method of claim 2 or 3,
A noise source tracking system, characterized in that time synchronization is achieved in a TWR (Two-Way Ranging) method using IR-UWB (Impulse-Radio Ultra-Wideband) between multiple user equipment.
제1항에 있어서,
상기 연산장비는,
수신된 복수의 상기 사용자장비에 대한 정보 중 셋 이상의 사용자장비를 선정하고,
셋 이상의 상기 사용자장비 간의 상대위치와,
셋 이상의 상기 사용자장비 각각의 측정시간을 기반으로,
상기 소음원의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 소음원 추적 시스템.
According to claim 1,
The computing device is
selecting three or more user equipments from among the received plurality of user equipment information,
Relative positions between three or more of the user equipment;
Based on the measurement time of each of the three or more user equipment,
Noise source tracking system, characterized in that for calculating the location of the noise source.
제5항에 있어서,
수신된 복수의 상기 사용자장비에 대한 정보 중 넷 이상의 사용자장비를 후보로 선정하고,
넷 이상의 상기 사용자장비 중에서 두 개의 사용자장비에서 측정된 정보를 매칭하되 nC2회 반복하여,
상대적으로 관련도가 높은 셋 이상의 사용자장비를 선정하는 것을 특징으로 하는 소음원 추적 시스템. (여기에서, n = 선정된 후보 사용자장비의 수)
6. The method of claim 5,
Selecting four or more user equipment as candidates among the received plurality of user equipment information,
Match the information measured by two user equipment among the four or more user equipment, but repeat n C 2 times,
Noise source tracking system, characterized in that selecting three or more user equipment with a relatively high degree of relevance. (where n = the number of selected candidate user equipment)
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 연산장비는,
복수의 상기 사용자장비로 산출된 소음원의 위치를 포함하는 위치정보를 전송하되,
상기 위치정보에는,
상기 사용자장비의 위치를 기준으로 상기 소음원까지의 거리와, 상기 소음원으로의 방향에 대한 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 소음원 추적 시스템.
7. The method according to claim 5 or 6,
The computing device is
Transmitting the location information including the location of the calculated noise source to a plurality of the user equipment,
The location information includes:
A noise source tracking system, characterized in that it includes information on a distance to the noise source based on the location of the user equipment and a direction to the noise source.
제7항에 있어서,
상기 사용자장비는,
상기 위치정보가 출력되는 디스플레이가 형성된 것을 특징으로 하는 소음원 추적 시스템.
8. The method of claim 7,
The user equipment is
Noise source tracking system, characterized in that the display is formed to output the location information.
제1항에 있어서,
복수의 상기 사용자장비 중 어느 하나 이상의 사용자장비에는,
GPS모듈이 형성된 것을 특징으로 하는 소음원 추적 시스템.
According to claim 1,
In any one or more of the plurality of user equipment,
Noise source tracking system, characterized in that the GPS module is formed.
측위를 측정하는 IR-UWB를 포함하는 측정수단;
실시간 클록이 이루어지는 시계;
연산장비와의 데이터통신이 이루어지는 통신장치; 및
외부의 소음을 측정하는 청음기;
를 포함하는 사용자장비.
Measuring means including IR-UWB for measuring positioning;
a clock with a real-time clock;
a communication device for data communication with the computing device; and
a hearing device that measures external noise;
User equipment including
제10항에 있어서,
소음원의 위치정보가 출력되는 디스플레이;
를 더 포함하는 사용자장비.
11. The method of claim 10,
a display on which location information of a noise source is output;
User equipment further comprising a.
설정된 데시벨 이상의 소음이 발생된 경우에 소음원의 위치를 추적하기 위한 소음원 추적 방법에 있어서,
a) 연산장비의 통신장치로 복수의 사용자장비에서 각각 측정된 다른 사용자와의 상대위치 및 측정시각에 대한 정보가 수신되는 단계;
b) 연산장비의 프로세서가 상대위치 및 측정시간에 대한 복수의 정보를 이용하여 소음원의 위치를 산출하는 단계; 및
c) 연산장비의 통신장치가 소음원의 위치정보를 복수의 상기 사용자장비 각각에 전송하는 단계;
를 포함하며,
상기 b단계에서 상기 프로세서가 산출된 소음원의 위치에 대해서 개별 상기 사용자장비의 위치를 기준으로 거리 및 방향을 연산하며,
상기 c단계에서 상기 통신장치는 개별 상기 사용자장비에 대해서 맞춤형 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 소음원 추적 방법.
In the noise source tracking method for tracing the location of the noise source when noise above a set decibel is generated,
a) receiving information about a relative position and measurement time with other users measured by a plurality of user equipment, respectively, by a communication device of a computing device;
b) calculating, by the processor of the computing equipment, the location of the noise source by using a plurality of pieces of information on the relative location and measurement time; and
c) transmitting, by the communication device of the computing equipment, the location information of the noise source to each of a plurality of the user equipment;
includes,
For the location of the noise source calculated by the processor in step b, the distance and direction are calculated based on the location of the individual user equipment,
In the step c, the communication device provides customized information for the individual user equipment.
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