KR101062276B1 - Turbulence Acoustic Characteristics Measuring Device for Underwater Vehicles - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치는 수중에서 운동하는 수중 운동체; 상기 수중 운동체에 의해 형성된 난류의 특성을 수중에서 음향 센서를 통하여 측정하는 난류 음향 특성 측정부; 및 상기 난류 음향 특성 측정부의 위치를 나타내는 위치 신호를 수중에서 생성하여 출력하는 위치 신호 발생부를 포함하고, 상기 수중 운동체는 상기 위치 신호 발생부에서 출력된 위치 신호를 수신받아 분석함으로써 상기 난류 음향 특성 측정부의 위치를 인지할 수 있다.The turbulent acoustic characteristic measuring apparatus of the underwater vehicle according to the present invention includes an underwater vehicle moving in water; A turbulent acoustic characteristic measurement unit for measuring the characteristics of the turbulence formed by the underwater vehicle through an acoustic sensor in water; And a position signal generator for generating and outputting a position signal indicating a position of the turbulent acoustic characteristic measurement unit in water, wherein the underwater vehicle receives and analyzes the position signal output from the position signal generator to measure the turbulent acoustic characteristic. We can recognize the position of the negative.

난류, 위치, 수중 운동체, 센서, 음향 Turbulence, Position, Underwater Vehicle, Sensor, Acoustics

Description

수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치{Apparatus for measuring acoustic property of turbulent flow to a moving object in underwater}Apparatus for measuring acoustic property of turbulent flow to a moving object in underwater}

본 발명은 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 수중 운동체에 의해 형성된 난류에 대한 음향 특성을 안전하고 정확하게 측정하기 위한 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring turbulent acoustic characteristics of an underwater vehicle, and more particularly, to an apparatus for measuring turbulent acoustic characteristics of an underwater vehicle for safely and accurately measuring acoustic characteristics for turbulence formed by an underwater vehicle.

수중에서 운동하는 물체에서 발생되는 난류를 측정함으로써 선박의 상태 등을 감지할 수 있는 기술이 등장하고 있다. 다만, 수중이라는 환경하에서 난류의 특성을 측정하기 위하여 다양한 방안이 제시되고 있다.There is a technology that can detect the state of the ship by measuring the turbulence generated from the object moving underwater. However, various measures have been proposed to measure the characteristics of turbulence under water.

실제로 운동체를 수중에서 움직이면서 발생하는 난류 음향 특성을 측정하는 방법으로 실험실 수준의 수조가 아닌 호수 이상 크기의 수중 환경에서 넓은 영역을 측정할 수 있는 장비를 설치하여 측정하기도 한다. 이는 실험용 수중 장소 확보의 어려움과 대량의 장비 설치에 따른 경제적인 문제점을 가지고 있다. 다른 방법으로는 운동체가 실제 수중환경에서 이동하고 유인 또는 무인 운동체에 측정장비를 설치하여 따라다니면서 대상 운동체에 의해 발생하는 난류를 측정하는 것이다. 이 측정 방법은 이동형 측정장비를 제작하기도 어려울 뿐만 아니라 수중에서 정밀하게 운용하기도 어렵다. 그리고 무엇보다 대상 운동체의 난류 유동에 의해 충돌할 위험성을 가지고 있다. 이에 경제적 및 운용의 효율성을 증대시키면서 안전한 난류 측정 장치가 필요로 된다. In fact, the turbulent acoustic characteristics of moving bodies can be measured by installing equipment that can measure a large area in an underwater environment larger than a lake rather than a laboratory-level tank. This has the difficulty of securing an experimental underwater place and economic problems due to the installation of a large amount of equipment. Another method is to measure the turbulence generated by the target vehicle as the vehicle moves in the actual underwater environment and follows the installation of a measuring device on a manned or unmanned vehicle. This measuring method is not only difficult to manufacture portable measuring equipment but also difficult to precisely operate underwater. And most of all, there is a risk of collision due to the turbulent flow of the target vehicle. This requires a safe turbulence measurement device while increasing economic and operational efficiency.

본 발명은 수중 운동체에 의하여 발생된 난류 측정을 정확하고 안전하게 측정하기 위한 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide an apparatus for measuring turbulent acoustic characteristics of an underwater vehicle for accurately and safely measuring turbulence measurement generated by the underwater vehicle.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치는, In order to achieve the above object, the turbulent acoustic characteristic measuring apparatus of the underwater vehicle according to the present invention,

수중에서 운동하는 수중 운동체; Aquatic vehicle exercising underwater;

상기 수중 운동체에 의해 형성된 난류의 특성을 수중에서 음향 센서를 통하여 측정하는 난류 음향 특성 측정부; 및 A turbulent acoustic characteristic measurement unit for measuring the characteristics of the turbulence formed by the underwater vehicle through an acoustic sensor in water; And

상기 난류 음향 특성 측정부의 위치를 나타내는 위치 신호를 수중에서 생성하여 출력하는 위치 신호 발생부를 포함하고, A position signal generator for generating and outputting a position signal in water indicating a position of the turbulent acoustic characteristic measurement unit;

상기 수중 운동체는 상기 위치 신호 발생부에서 출력된 위치 신호를 수신받 아 분석함으로써 상기 난류 음향 특성 측정부의 위치를 인지하는 점에 그 특징이 있다.The underwater vehicle has a characteristic of recognizing the position of the turbulent acoustic characteristic measurement unit by receiving and analyzing the position signal output from the position signal generator.

여기서, 상기 난류 음향 특성 측정부와 위치 신호 발생부는 일체형일 수 있다.The turbulent acoustic characteristic measuring unit and the position signal generating unit may be integrated.

또한, 상기 위치 신호 발생부는 상기 위치 신호에 자신의 위치 정보를 부가하고, 상기 수중 운동체는 상기 위치 신호 발생부의 위치를 인지하는 기능을 더 가질 수 있다.The position signal generator may add its own position information to the position signal, and the underwater vehicle may further have a function of recognizing the position of the position signal generator.

상기 난류 음향 특성 측정부는 하나 이상의 음향 센서로 이루어진 센서군을 포함하고, 상기 센서군은 상기 난류 음향 특성 측정부의 상면, 하면, 전후좌우 측면 중 적어도 한면에 형성될 수 있다. 이때, 상기 센서군은 지름 X를 갖는 원형 음향 센서 3개가 지름 Y의 가상 원주 상에 삼각형 형태로 배치될 수 있다.The turbulent acoustic characteristic measuring unit may include a sensor group including one or more acoustic sensors, and the sensor group may be formed on at least one of upper, lower, front, rear, left, and right sides of the turbulent acoustic characteristic measuring unit. In this case, in the sensor group, three circular acoustic sensors having a diameter X may be disposed in a triangular shape on a virtual circumference of the diameter Y.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치는 수중 운동체의 난류 음향 특성을 측정하는 난류 음향 특성 측정부의 위치를 수중 운동체가 알도록 함으로써, 안전한 측정이 가능하다. 또한, 음향 센서군을 이용하여 난류 음향 특성을 신뢰성 있게 측정할 수 있다.As described above, the turbulent acoustic characteristic measurement apparatus of the underwater vehicle according to the present invention, by allowing the underwater vehicle to know the position of the turbulent acoustic characteristic measurement unit for measuring the turbulent acoustic characteristics of the underwater vehicle, it is possible to measure safely. In addition, the turbulent acoustic characteristics can be measured reliably by using the acoustic sensor group.

해양 및 수중 연구 분야에서 수중 운동체의 운동성을 파악하거나 이동을 추적하기 위해 난류를 탐지하여 특성을 파악하고자하는 연구가 진행되고 있다. 수중 운동체의 난류 특성을 파악하기 위해 컴퓨터를 이용하여 수중 운동체의 운동방정식 을 푼 후 시뮬레이션을 통해 모델링을 하는 것이 한 방법이나, 이는 실제 수중환경에서 발생되는 요인들을 나타내기 위해서는 한계가 있기 때문에 실제 측정을 통한 검증이 필수적이다. 다른 방법으로, 실제 발생하는 난류 특성을 파악하기 위해 실험실 수준의 수조에서 난류를 발생시키는 장치를 고정하여 설치하고, 난류를 측정할 수 있는 Hot Film(온도변화 측정)이나 음향 측정장비 등의 난류 측정장비를 통해 측정한다. 또는 대상 수중 운동체의 작은 모형을 제작한 후 수조에서 움직이면서 난류의 특성을 측정하기도 한다. 이러한 실험실 수준의 측정은 난류 특성의 경향 정도를 파악할 수 있을 뿐으로, 대상 운동체의 크기 차이 및 난류 발생 강도 차이 등에 의해 실제 운동체의 난류 특성과는 거리가 있다. 이에 실제 운동체를 수중에서 움직이면서 발생하는 난류를 측정해야 정확한 난류 특성을 파악할 수 있다.In the marine and aquatic research fields, researches are being conducted to detect and characterize turbulence in order to understand the motility or track the movement of underwater vehicles. In order to understand the turbulent characteristics of aquatic bodies, one can use computer to solve the equation of motion and then model it through simulation.However, there are limitations to represent the factors occurring in aquatic environment. Verification through is essential. Alternatively, in order to understand the actual turbulence characteristics, a turbulent flow measurement device, such as a hot film (temperature change measurement) or acoustic measurement equipment, which is installed by fixing a device that generates turbulence in a laboratory-level tank, can measure turbulence. Measure through the instrument. Or a small model of the object's underwater vehicle can be made and measured in turbulent flow as it moves in the tank. These laboratory-level measurements can grasp the degree of tendency of turbulence characteristics, and are far from the turbulence characteristics of the actual vehicle due to the difference in size of the target vehicle and the difference in intensity of turbulence generation. Therefore, it is necessary to measure the turbulence generated while moving a real vehicle underwater so that accurate turbulence characteristics can be determined.

실제 운동체를 수중에서 움직이면서 발생하는 난류 특성을 측정하는 방법으로 실험실 수준의 수조가 아닌 호수 이상 크기의 수중 환경에서 넓은 영역을 측정할 수 있는 장비를 설치하여 측정할 수 있다. 이는 실험용 수중 장소 확보의 어려움과 대량의 장비 설치에 따른 경제적인 문제점을 가지고 있다. 다른 방법으로는 운동체가 실제 수중환경에서 이동하고 유인 또는 무인 운동체에 측정장비를 설치하여 따라다니면서 대상 운동체에 의해 발생하는 난류를 측정하는 것이다. 이 측정 방법은 이동형 측정장비를 제작하기도 어려울 뿐만 아니라 수중에서 정밀하게 운용하기도 어렵다. 그리고 무엇보다 대상 운동체의 난류 유동에 의해 충돌할 위험성을 가지고 있다. 이에 경제적 및 운용의 효율성을 증대시키면서 안전한 난류 측정 장치가 필요로 된다. As a measure of the turbulent characteristics generated by moving a real object underwater, it can be measured by installing equipment that can measure a large area in an underwater environment larger than a lake rather than a laboratory-level tank. This has the difficulty of securing an experimental underwater place and economic problems due to the installation of a large amount of equipment. Another method is to measure the turbulence generated by the target vehicle as the vehicle moves in the actual underwater environment and follows the installation of a measuring device on a manned or unmanned vehicle. This measuring method is not only difficult to manufacture portable measuring equipment but also difficult to precisely operate underwater. And most of all, there is a risk of collision due to the turbulent flow of the target vehicle. This requires a safe turbulence measurement device while increasing economic and operational efficiency.

본 발명에서는 수중에서 움직이는 운동체에 의해 발생되는 난류의 특성을 음향 측정을 통하여 수행한다.In the present invention, the characteristics of turbulence generated by a moving body underwater are performed through acoustic measurement.

수중에서는 지상 및 공중에서와는 다르게 GPS 데이터와 같은 기준이 될 위치 정보를 사용할 수 없기 때문에 수중 운동체와 측정 장치와의 접근 및 유도가 어렵다. 일반적으로는 수중 운동체가 소나(SONAR)를 이용하여 측정 장치에서 반사되는 음향 신호를 이용하여 거리를 알아낼 수 있으나, 측정장비와 운용하는 선박 등을 구분해낼 수 있을 정도의 정확도를 가지기 어렵다. 다시 말해 수중에서 이동하고 있는 운동체를 측정장비가 있는 위치로 안정되게 유도하기가 어렵다. 또한 수중에서는 통신 또한 제한된 거리에서 느리게 이루어지기 때문에 문제발생 시 신속한 대응이 어렵다. 이러한 안정된 유도 경로가 어려운 문제로 인해 측정 시 충돌의 위험성 및 측정의 정확도가 떨어지게 된다. 본 발명에서는 수중 운동체의 안정된 경로 유도를 위하여 일정 주파수의 신호가 연속적으로 발생되는 신호발생기를 수중에 설치하여 이용한다. 이 신호발생기의 신호를 수중 운동체에서 소나를 통해 얻게 되고, 일정 수심에 일정 위치에 측정장비가 수중에 설치되어 있다는 정보를 바탕으로 측정장비와 충돌 없이 안정된 경로로 수심을 유지하면서 기동을 할 수 있게 한다. 또한 안정된 경로 유도는 측정장비와 수중 운동체와의 측정거리를 일정하게 유지시킬 수 있기 때문에 정확한 난류의 음향 특성을 측정하는 데에 필수적이다.Underwater and difficult to access and guide underwater vehicles and measuring devices because they cannot use location information such as GPS data, unlike on land and in the air. In general, the underwater vehicle can determine the distance by using the sonar (SONAR) using the acoustic signal reflected from the measuring device, but it is difficult to have an accuracy enough to distinguish between the measuring equipment and the vessel in operation. In other words, it is difficult to stably guide the moving object underwater to the position of the measuring equipment. In addition, underwater communication is also slow over a limited distance, so it is difficult to respond quickly to problems. The difficulty of these stable guided paths reduces the risk of collisions and the accuracy of the measurements. In the present invention, in order to guide the stable path of the underwater vehicle, a signal generator continuously generating a signal of a predetermined frequency is used in the water. The signal from the generator is obtained through sonar from the underwater vehicle, and based on the information that the measuring equipment is installed in the water at a certain depth, it can be maneuvered while maintaining a stable depth without colliding with the measuring equipment. do. In addition, stable path guidance is essential to accurately measure the acoustic characteristics of turbulent flow because the measuring distance between the measuring equipment and the underwater vehicle can be kept constant.

본 발명에서는 난류 특성의 음향측정의 정확도를 위하여 측정장비에 다방향 음향측정 센서군을 이용한다. 이는 센서를 다방향에 설치하여 측정 범위를 넓힘으로써, 측정장비로 유도되는 수중 운동체가 측정장비를 지날 때 발생하는 난류의 영 향에 대한 음향 신호를 아래, 좌우에서 한 번에 측정할 수 있게 한다. 이는 측정의 정확성뿐만 아니라, 수중 운동체의 경로가 다소 오차가 발생한다 하더라도 측정을 가능하게 함으로써 유도 횟수를 줄일 수 있다. 또 부가적으로 여러 측정장비를 설치하지 않아도 되기 때문에 경제적인 효율성도 증대시킬 수 있다.In the present invention, a multi-directional acoustic measurement sensor group is used for measuring equipment for the accuracy of acoustic measurement of turbulent flow characteristics. This allows the sensor to be installed in multiple directions to widen the measurement range, allowing a single, down, left and right acoustic signal to measure the effects of turbulence caused by an underwater vehicle moving through the measuring instrument. . In addition to the accuracy of the measurement, it is possible to reduce the number of induction by enabling the measurement even if the path of the underwater vehicle slightly error. In addition, it is possible to increase economic efficiency by eliminating the need for additional measurement equipment.

이하, 본 발명에 따른 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for measuring turbulent acoustic characteristics of an underwater vehicle according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of an apparatus for measuring turbulent acoustic characteristics of an underwater vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치는 수중에서 운동하는 수중 운동체(10), 상기 수중 운동체(10)에 의해 형성된 난류의 특성을 수중에서 음향 센서를 통하여 측정하는 난류 음향 특성 측정부(50) 및 상기 난류 음향 특성 측정부(50)의 위치를 나타내는 위치 신호를 수중에서 생성하여 출력하는 위치 신호 발생부(30)를 포함하고 있다.Referring to FIG. 1, the turbulent acoustic characteristic measuring apparatus of an underwater vehicle according to the present embodiment measures the characteristics of the turbulence formed by the underwater vehicle 10 and the underwater vehicle 10 that move underwater, using an acoustic sensor underwater. And a position signal generator 30 for generating and outputting a position signal in water indicating the position of the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50.

상기 수중 운동체(10)는 수중에서 추진이 가능한 다양한 형태의 엔진을 포함하고 있어, 수중에서 물리 운동을 수행할 수 있다. 상기 수중 운동체(10)는 외부의 제어에 의한 경로 및 속도 또는 기설정된 경로 및 속도로 운전되며, 운전 과정에서 수중에 난류를 형성하게 된다. 이러한 난류는 상기 수중 운동체(10)의 크기, 속도, 추진 엔진의 종류 운동 방향에 따라 다른 특성을 나타낸다. 따라서, 수중 운동체 (10)에 의하여 형성된 난류의 특성을 정확하게 측정함으로써 수중 운동체(10)의 크기, 속도, 진행 방향 등을 파악할 수 있게 된다. 다만, 난류를 분석함으로써 수중 운동체(10)의 특성을 파악하기 위해서는 사전에 시뮬레이션, 실험 등을 통한 데이터 베이스의 구축이 필요하다. 데이터 베이스의 구축을 위하여 수중 운동체(10)가 생성하는 난류를 측정하여 분석하기 위하여 난류 음향 특성 측정부(50)가 사용된다.The underwater vehicle 10 includes various types of engines that can be propelled underwater, and can perform physical exercise underwater. The underwater vehicle 10 is operated at a path and speed or a predetermined path and speed under external control, and forms turbulence in the water during the driving process. Such turbulence exhibits different characteristics depending on the size, speed, type of propulsion engine, and direction of movement of the underwater vehicle 10. Therefore, by accurately measuring the characteristics of the turbulence formed by the underwater vehicle 10, it is possible to grasp the size, speed, direction of travel and the like of the underwater vehicle 10. However, in order to grasp the characteristics of the underwater vehicle 10 by analyzing turbulence, it is necessary to establish a database through simulation, experiment, and the like in advance. The turbulent acoustic characteristic measurement unit 50 is used to measure and analyze the turbulence generated by the underwater vehicle 10 to construct a database.

상기 난류 음향 특성 측정부(50)는 상기 수중 운동체(10)에 의해 형성된 난류의 특성을 수중에서 음향 센서를 통하여 측정하게 된다. 상기 측정된 난류의 음향은 별도로 마련된 난류 특성 측정 조정부 및 신호 획득부(61)에 의하여 분석된다. 여기서는 상기 난류 특성 측정 조정부 및 신호 획득부(61)는 주 관심 대상이 아니므로, 취득된 난류의 음향을 분석하는 방안에 대해서는 언급하지 않기로 한다.The turbulence acoustic characteristic measurement unit 50 measures the turbulence characteristics formed by the underwater vehicle 10 through an acoustic sensor in water. The measured turbulence sound is analyzed by the turbulence characteristic measurement adjusting unit and the signal obtaining unit 61 separately provided. Here, since the turbulence characteristic measurement adjusting unit and the signal obtaining unit 61 are not the main objects of interest, the method of analyzing the sound of the acquired turbulence will not be described.

난류 음향 특성 측정부(50)는 난류의 특성을 파악하기 위하여 난류의 음향을 정확하게 취득하는 것이 바람직하다.The turbulent acoustic characteristic measurement unit 50 preferably acquires the turbulent sound accurately in order to grasp the characteristics of the turbulent flow.

따라서, 상기 난류 음향 특성 측정부(50)는 하나 이상의 음향 센서로 이루어진 센서군(40)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 센서군(40)은 예를 들어 도 2에서와 같이 난류 음향 특성 측정부(50)의 다방향 측면 중 적어도 한면에 형성될 수 있다.Therefore, the turbulence acoustic characteristic measurement unit 50 preferably includes a sensor group 40 composed of one or more acoustic sensors. For example, as illustrated in FIG. 2, the sensor group 40 may be formed on at least one surface of the multidirectional side surfaces of the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50.

도 2에서의 난류 음향 특성 측정부(50)는 수중에서의 이동될 경우의 저항 감소 등의 이유로 도 2에서와 같이 유선형의 몸체를 가질 수 있다. 이와 같은 경우는 상하좌우의 4곳에 음향 센서를 설비할 수 있다. 물론, 상하좌우 외에 다방향으로 설비할 수 있으며 각 상기 음향 센서는 센서군으로서 구성이 가능하다.The turbulent acoustic characteristic measuring unit 50 in FIG. 2 may have a streamlined body as in FIG. 2 due to a decrease in resistance when moving in water. In such a case, acoustic sensors can be installed in four places of up, down, left and right. Of course, in addition to up, down, left and right, it can be installed in multiple directions, and each of the acoustic sensors can be configured as a sensor group.

상기 센서군(40)은 실시예인 도 3에서와 같이 목표 탐지거리에서 탐지영역의 지름을 X로 갖는 원형 음향 센서(41) 3개가 전체 탐지영역의 지름을 Y로 갖는 가상 원주 상에 삼각형 형태로 배치되어 형성될 수 있는데, 상기 지름 X는 센서군을 이루는 각각의 센서가 조향하는 음향측정영역의 지름으로 센서의 빔 폭에 관계되며, 지름 Y는 센서군(40)을 이루는 3개의 센서(41)가 조향하는 각도와 관계된다. 상기 X, Y의 길이를 조정함으로써 일정 거리에서 발생된 난류의 음향 측정을 정확하게 수행할 수 있게 된다. 상기 X, Y의 길이는 시뮬레이션 또는 실험을 통하여 도출이 가능하다. 여기서, 센서군은 3개의 센서로 이루어지는 것으로 한정되는 것은 아니며, 탐지영역을 확장시킬 수만 있다면 특별히 개수에 제한을 두지 않는다.The sensor group 40 has a triangular shape on a virtual circumference of three circular acoustic sensors 41 having a diameter of the detection area as X at a target detection distance, as shown in FIG. The diameter X is a diameter of an acoustic measurement region steered by each sensor constituting the sensor group, and is related to the beam width of the sensor, and the diameter Y is three sensors 41 constituting the sensor group 40. ) Is related to the angle at which it steers. By adjusting the lengths of X and Y, it is possible to accurately perform acoustic measurement of turbulence generated at a certain distance. The length of X and Y can be derived through simulation or experiment. Here, the sensor group is not limited to three sensors, and the number of sensors is not particularly limited as long as the detection area can be extended.

난류 음향 특성 측정부(50)는 도 1에서와 같이 난류 특성 측정 조정부 및 신호 획득부(61)가 구비된 시험선(60)에 설비되어 이동이 가능한 형태로 구성할 수 있다. 물론, 난류 특성 측정시에는 상기 시험선(60)을 정지시켜 측정의 정밀도를 향상시키는 것이 바람직하며, 상기 시험선(60)에는 위치 신호 발생부(30)에서 발생되는 위치 신호의 발생을 조정하는 위치 신호 발생 조정부(63)를 추가로 구비할 수 있다.As shown in FIG. 1, the turbulent acoustic characteristic measuring unit 50 may be installed in a test line 60 provided with the turbulent characteristic measuring adjusting unit and the signal obtaining unit 61 to be movable. Of course, when measuring the turbulence characteristic, it is preferable to stop the test line 60 to improve the accuracy of the measurement, and the test line 60 adjusts the generation of the position signal generated by the position signal generator 30. The position signal generation adjusting unit 63 may be further provided.

상기 위치 신호 발생부(30)는 상기 난류 음향 특성 측정부(50)의 위치를 나타내는 위치 신호를 수중에서 생성하여 출력하는 요소이다. 상기 위치 신호 발생부 (30)에서 출력된 위치 신호는 상기 수중 운동체(10)에서 수신하여 이용하게 된다. 상기 수중 운동체(10)에 의하여 형성되는 난류의 특성, 구체적으로 난류의 음향을 정확하게 측정하기 위해서는 상기 난류 음향 특성 측정부(50)로부터 지정된 거리와 위치로 상기 수중 운동체(10)가 지나쳐야 할 필요가 있다. 이를 위해서는 상기 수 중 운동체(10)가 상기 난류 음향 특성 측정부(50)와의 충돌없이 정확하게 난류 음향 특성 측정부(50)를 기준으로 한 상기 지정된 거리와 위치로 통과하여야 한다. 따라서, 상기 수중 운동체(10)는 상기 난류 음향 특성 측정부(50)의 위치를 파악할 필요가 있으며, 이러한 위치 파악을 상기 위치 신호 발생부(30)에서 생성 및 출력된 위치 신호를 통하여 수행하게 된다.The position signal generator 30 is an element that generates and outputs a position signal in water indicating the position of the turbulence acoustic characteristic measurement unit 50. The position signal output from the position signal generator 30 is received and used by the underwater vehicle 10. In order to accurately measure the characteristics of the turbulence formed by the underwater vehicle 10, specifically, the sound of the turbulence, the underwater vehicle 10 needs to pass by a specified distance and position from the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50. There is. To this end, the underwater vehicle 10 must pass through the specified distance and position on the basis of the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50 without collision with the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50. Therefore, the underwater vehicle 10 needs to determine the position of the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50, and the position movement is performed through the position signal generated and output by the position signal generator 30. .

상기 위치 신호를 분석하기 위하여 상기 수중 운동체(10)는 우선 상기 위치 신호를 수신받을 수 있는 안테나 등의 수신부와 상기 수신부를 통하여 수신된 위치 신호를 분석함으로써 상기 난류 음향 특성 측정부(50)의 위치를 인지하는 신호 분석부를 포함할 수 있다.In order to analyze the position signal, the underwater vehicle 10 first analyzes the position of the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50 by analyzing a position signal received through the receiver and a receiver capable of receiving the position signal. It may include a signal analyzer for recognizing.

상기 위치 신호 발생부(30)는 난류 음향 특성 측정부(50)와 일체로 형성될 수 있다. 그러나, 일체로 형성되지 않고 상기 위치 신호 발생부(30)가 별도로 형성된 경우 상기 수중 운동체(10)는 운동시에 상기 위치 신호 발생부(30)와의 충돌도 고려하여야 한다.The position signal generator 30 may be integrally formed with the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50. However, when the position signal generator 30 is not formed integrally and the position signal generator 30 is separately formed, the underwater vehicle 10 should also consider the collision with the position signal generator 30 during exercise.

따라서, 상기 위치 신호 발생부(30)가 수중에서 상기 난류 음향 특성 측정부(50)와 별도로 형성된 경우에는 상기 위치 신호 발생부(30)는 상기 위치 신호에 자신의 위치 정보를 부가하고, 상기 수중 운동체(10)는 상기 위치 신호 발생부(30)의 위치를 인지하는 기능을 더 갖는 것이 바람직하다. 이를 통하여 난류 음향 특성 측정부(50)뿐만 아니라 위치 신호 발생부(30)의 위치를 수중 운동체(10)가 정확히 파악 가능하게 되어, 정확한 측정 및 충돌 방지가 이루어진다.Therefore, when the position signal generator 30 is formed separately from the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50 in the water, the position signal generator 30 adds its own position information to the position signal, and the underwater The moving body 10 preferably further has a function of recognizing the position of the position signal generator 30. As a result, the underwater vehicle 10 can accurately grasp the position of the position signal generator 30 as well as the turbulence acoustic characteristic measuring unit 50, thereby making accurate measurement and collision prevention.

이상의 난류 음향 특성 측정부(50), 위치 신호 발생부(30) 및 수중 운동체 (10)를 포함하여 구성된 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치의 실제 적용 환경을 도 1을 참조하여 간략하게 살펴보기로 한다.The actual application environment of the turbulent acoustic characteristic measurement apparatus of the underwater vehicle including the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50, the position signal generator 30, and the underwater vehicle 10 will be briefly described with reference to FIG. 1. do.

우선 해상의 시험선(60)에서는 수중에 위치 신호 발생부(30)와 난류 음향 특성 측정부(50)를 와이어로프 등을 통해 일정 수심에 내리게 된다. 위치 신호 발생부(30)는 난류 음향 측정에 영향을 미치지 않는 주파수의 신호를 주기적으로 발생시킨다. 일반적으로 실험시 위치 신호 발생부(30)의 수심과 난류 음향 특성 측정부(50)의 수심(위치)을 수중 운동체(10)와 공유하고 있기 때문에, 수중 운동체(10)는 신호가 발생되는 위치에 위치 신호 발생부(30)가 있으며, 그 위치로부터 어디에 측정장비가 있다는 것을 알고 안정되고 안전한 방법으로 경로의 유도가 가능하다. 즉, 수중 운동체(10)를 난류 음향 특성 측정부(50)로부터 원하는 거리의 위치로 정확하게 통과하도록 하는 유도가 용이하며, 유도시에 난류 음향 특성 측정부(50)와 수중 운동체(10) 간의 충돌 등의 문제가 발생되지 않는다. First, in the sea test line 60, the position signal generator 30 and the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50 are lowered to a certain depth through a wire rope or the like. The position signal generator 30 periodically generates a signal having a frequency that does not affect the turbulence acoustic measurement. In general, since the water depth of the position signal generator 30 and the water depth (position) of the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50 are shared with the underwater vehicle 10, the underwater vehicle 10 is a position where a signal is generated. There is a position signal generator 30, knowing where the measuring equipment from the position is possible to guide the path in a stable and safe way. That is, it is easy to guide the precisely passing the underwater vehicle 10 to the position of the desired distance from the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50, and the collision between the turbulent acoustic characteristic measurement unit 50 and the underwater vehicle 10 at the time of induction. Problems such as this do not occur.

참고로, 도 2 및 3에서와 같이 3개의 센서(41)를 이용하여 형성된 센서군 (40)을 상하좌우에 설비한 경우 총 12개의 음향 센서에서 난류 음향을 취득하게 되며, 이를 분석함으로써 수중 운동체(10)의 운동 특성 등에 의한 난류의 분석을 수행할 수 있게 된다.For reference, as shown in FIGS. 2 and 3, when the sensor group 40 formed by using the three sensors 41 is installed on the top, bottom, left, and right sides, turbulent sound is obtained from a total of 12 acoustic sensors. Analysis of turbulence by the kinetic characteristics and the like of (10) can be performed.

한편, 본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, while the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not for the limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.1 is a view schematically showing the configuration of an apparatus for measuring turbulent acoustic characteristics of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치를 이루는 난류 음향 특성 측정부의 구조를 보여주는 도면.2 is a view showing the structure of the turbulence acoustic characteristics measuring unit of the turbulent acoustic characteristics measuring apparatus of the underwater vehicle of FIG.

도 3은 도 2의 난류 음향 특성 측정부의 센서군의 배치관계를 보여주는 도면.3 is a view showing the arrangement of the sensor group of the turbulence acoustic characteristic measurement unit of FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10...수중 운동체 30...위치 신호 발생부10 ... Underwater vehicle 30 ... Position signal generator

50...난류 음향 특성 측정부50 ... turbulent acoustic characteristic measurement unit

Claims (5)

수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치로서,An apparatus for measuring turbulent acoustic characteristics of an underwater vehicle, 수중에서 운동하는 수중 운동체;Aquatic vehicle exercising underwater; 상기 수중 운동체에 의해 형성된 난류의 특성을 수중에서 음향 센서를 통하여 측정하는 난류 음향 특성 측정부; 및A turbulent acoustic characteristic measurement unit for measuring the characteristics of the turbulence formed by the underwater vehicle through an acoustic sensor in water; And 상기 난류 음향 특성 측정부의 위치를 나타내는 위치 신호를 수중에서 생성하여 출력하는 위치 신호 발생부를 포함하고,A position signal generator for generating and outputting a position signal in water indicating a position of the turbulent acoustic characteristic measurement unit; 상기 수중 운동체는 상기 위치 신호 발생부에서 출력된 위치 신호를 수신받아 분석함으로써 상기 난류 음향 특성 측정부의 위치를 인지하는 것을 특징으로 하는 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치.The apparatus for measuring turbulence acoustic characteristics of an underwater vehicle may recognize the position of the turbulence acoustic characteristic measurement unit by receiving and analyzing a position signal output from the position signal generator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 난류 음향 특성 측정부와 위치 신호 발생부는 일체형인 것을 특징으로 하는수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치.The turbulent acoustic characteristic measuring unit and the position signal generating unit is characterized in that the turbulent acoustic characteristic measuring apparatus of the underwater vehicle. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위치 신호 발생부는 상기 위치 신호에 자신의 위치 정보를 부가하고,The position signal generator adds its own position information to the position signal, 상기 수중 운동체는 상기 위치 신호 발생부의 위치를 인지하는 기능을 더 갖는 것을 특징으로 하는 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치.The apparatus for measuring turbulent acoustic characteristics of the underwater vehicle further comprises a function of recognizing the position of the position signal generator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 난류 음향 특성 측정부는 하나 이상의 음향 센서로 이루어진 센서군을 포함하고, 상기 센서군은 상기 난류 음향 특성 측정부의 다방향 측면 중 적어도 한면에 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치.The turbulent acoustic characteristic measuring unit comprises a sensor group consisting of one or more acoustic sensors, wherein the sensor group is formed on at least one surface of the multi-directional side of the turbulent acoustic characteristic measuring apparatus. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 센서군은 원형 음향 센서 3개가 가상 원주 상에 삼각형 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 수중 운동체의 난류 음향 특성 측정 장치.The sensor group is a turbulent acoustic characteristic measuring apparatus of the underwater vehicle, characterized in that three circular acoustic sensors are arranged in a triangular shape on the virtual circumference.
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