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KR102216787B1 - Method of driving acoustic sensor for detecting objects using both reflected sound and sound field - Google Patents

Method of driving acoustic sensor for detecting objects using both reflected sound and sound field Download PDF

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KR102216787B1
KR102216787B1 KR1020200039359A KR20200039359A KR102216787B1 KR 102216787 B1 KR102216787 B1 KR 102216787B1 KR 1020200039359 A KR1020200039359 A KR 1020200039359A KR 20200039359 A KR20200039359 A KR 20200039359A KR 102216787 B1 KR102216787 B1 KR 102216787B1
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KR
South Korea
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sound
sonar
mode
signal
acoustic sensor
Prior art date
Application number
KR1020200039359A
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Korean (ko)
Inventor
김재환
이주철
장대웅
안민홍
Original Assignee
주식회사 시큐웍스
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Publication date
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Abstract

The present invention provides a method for driving an acoustic sensor, which comprises the steps of: emitting a sonar acoustic signal or a SOFIS acoustic signal in an acoustic generator; measuring a sound field with respect to the reflected sound or the SOFIS acoustic signal for the sonar acoustic signal in an acoustic receiver; and outputting a detection result of an object by signal processing the reflected sound or the sound field in a signal processor. According to the present invention, the object detection performance of the acoustic sensor can be maximized.

Description

반사음과 음장을 모두 이용하여 사물을 감지하는 음향 센서의 구동 방법{Method of driving acoustic sensor for detecting objects using both reflected sound and sound field}Method of driving acoustic sensor for detecting objects using both reflected sound and sound field}

본 발명은 음향 센서와 관련된 기술이다.The present invention is a technology related to an acoustic sensor.

음향 센서는 소리를 이용하여 사물의 형상 또는 거리를 감지하는 것으로 그 대표적인 예로 소나(SOund Navigation And Ranging: SONAR)가 있다.The acoustic sensor detects the shape or distance of an object by using sound, and a representative example is SOund Navigation And Ranging (SONAR).

소나(SONAR)는 펄스 형태의 소리를 발생시킨 후 목적물에 반사되어 되돌아오는 소리(반사음(reflected sound 또는 reflection) 또는 반사파(reflected wave))를 측정하여 사물(objects)의 방위와 거리를 계산한다. 이러한 소나(SONAR)의 대표적인 예로는, 잠수함 탐지기, 어군 탐지기, 태아나 간 등의 장기의 형상을 관찰하는 초음파 검사장치 등이 있다.The SONAR generates a pulse-type sound and then measures the sound (reflected sound or reflection or reflected wave) that is reflected back to the object and calculates the orientation and distance of objects. Representative examples of such a sonar (SONAR) include a submarine detector, a fish finder, an ultrasonic inspection device that observes the shape of an organ such as a fetus or liver.

최근 소나(SONAR)와는 전혀 다른 원리를 이용하여 사물을 감지하는 음향 센서가 개발된 바 있는데, '음장 센서(SOund FIeld Sensor: SOFIS)'가 그것이다.Recently, an acoustic sensor that detects objects using a completely different principle from SONAR has been developed, such as the'SOund FIeld Sensor (SOFIS)'.

음장 센서(SOFIS)는 동적인 반사음(reflected sound 또는 reflection)을 측정하는 것이 아니라 복수개의 주파수를 갖는 소리를 발생시켜서, 특정 공간에서 형성된 정상파(standing wave)의 정적인 음장을 측정하는 점에서 소나(SONAR)와 차이가 있다.SOFIS does not measure dynamic reflected sound or reflection, but generates sound having a plurality of frequencies, and measures the static sound field of a standing wave formed in a specific space. SONAR) is different.

특정 공간에서 사물의 움직임 또는 온도 변화가 발생하면 이에 따라서 정적인 음장 또한 변화되는데, 음장 센서(SOFIS)는 측정기(예를 들면, 마이크 등)를 통해 변화된 정상파의 음장을 측정하고, 음장의 변화 패턴을 분석하여 특정 공간의 상황을 감지한다. 음장은 음압과 위상으로 이루어지는데, 통상적으로 음압의 측정이 더 용이하다.When an object's movement or temperature changes in a specific space, the static sound field also changes accordingly.The sound field sensor (SOFIS) measures the sound field of the changed standing wave through a measuring device (for example, a microphone, etc.), and changes the pattern of the sound field. To detect the situation in a specific space. The sound field consists of sound pressure and phase, and it is usually easier to measure sound pressure.

소나(SONAR)는 반사음(반사파)을 이용하여 열린 공간에서 사물을 감지하는데 유리하고, 대상물의 절대적 위치를 감지하는데 유리한 반면, 화재 감지가 어려운 단점이 있다.Sonar (SONAR) is advantageous in detecting an object in an open space by using reflected sound (reflected wave), it is advantageous in detecting the absolute position of the object, but it has a disadvantage that it is difficult to detect fire.

이에 반해, 음장 센서(SOFIS)는 정상파를 이용하여 닫힌 공간에서 사물을 감지하는데 유리하고, 대상물의 상대적 위치변화를 감지하는데 유리하고, 화재 감지가 쉬운 장점이 있는 반면, 사물의 절대적 위치 감지가 어려운 단점이 있다. 즉, 음장 센서(SOFIS)는 특정 공간에서 사물의 움직임이나 화재를 감지할 수 있지만, 특정 공간에서 사물의 위치 및 이동 방향 감지가 어려운 단점이 있다.On the other hand, SOFIS is advantageous in detecting an object in a closed space using a standing wave, it is advantageous in detecting the relative position change of the object, and it has the advantage of easy fire detection, while it is difficult to detect the absolute position of an object. There are drawbacks. That is, the sound field sensor (SOFIS) can detect the motion or fire of an object in a specific space, but has a disadvantage in that it is difficult to detect the position and movement direction of the object in a specific space.

만일, 하나의 음향 센서가 소나(SONAR)의 기능과 음장 센서(SOFIS)의 기능을 모두 구비한다면, 서로의 단점이 보완됨으로써, 사물의 감지 성능을 극대화할 수 있을 것이다. (지금까지 소나(SONAR)의 기능과 음장 센서(SOFIS)의 기능을 모두 구비한 음향 센서에 대한 개념은 존재하지 않았다.)If one acoustic sensor has both the function of the sonar (SONAR) and the function of the sound field sensor (SOFIS), the disadvantages of each other are complemented, thereby maximizing the detection performance of objects. (Until now, the concept of an acoustic sensor having both the functions of a sonar and a sound field sensor (SOFIS) did not exist.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 소나(SONAR)의 기능과 음장 센서(SOFIS)의 기능을 모두 구비한 음향 센서 및 이의 구동 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an acoustic sensor having both the functions of a sonar (SONAR) and a sound field sensor (SOFIS), and a driving method thereof.

본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.The above-described objects and other objects, advantages, and features of the present invention, and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 음향 센서의 구동방법은, 음향 발생기에서, 소나 음향 신호 또는 소피스 음향 신호를 방사하는 단계; 음향 수신기에서, 상기 소나 음향 신호에 대한 반사음 또는 상기 소피스 음향 신호에 의한 음장을 측정하는 단계; 및 신호 처리기에서, 상기 반사음 또는 상기 음장을 신호 처리하여 사물에 대한 감지 결과를 출력하는 단계를 포함한다.A method of driving an acoustic sensor according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes, in a sound generator, radiating a sonar sound signal or a sophistication sound signal; Measuring, in an acoustic receiver, a reflection sound of the sonar sound signal or a sound field caused by the sophice sound signal; And outputting a detection result for an object by processing the reflected sound or the sound field in a signal processor.

본 발명의 다른 일면에 따른 음향 센서의 구동 방법은, 음향 발생기에서, 소나 음향 신호와 소피스 음향 신호가 합성된 통합 음향 신호를 방사하는 단계; 음향 수신기에서, 상기 통합 음향 신호에 대한 반사음과 음장을 측정하는 단계; 및 신호 처리기에서, 상기 반사음과 상기 음장을 신호 처리하여 사물에 대한 감지 결과를 출력하는 단계를 포함한다.A method of driving an acoustic sensor according to another aspect of the present invention includes, in a sound generator, radiating an integrated acoustic signal obtained by combining a sonar sound signal and a sophos sound signal; Measuring a reflected sound and a sound field for the integrated acoustic signal, in an acoustic receiver; And outputting a detection result for an object by processing the reflected sound and the sound field in a signal processor.

본 발명의 또 다른 일면에 따른 음향 센서의 구동 방법은, 음향 발생기에서, 소나 음향 신호, 소피스 음향 신호 또는 상기 소나 음향 신호와 상기 소피스 음향 신호가 합성된 통합 음향 신호를 방사하는 단계; 음향 수신기에서, 상기 소나 음향 신호에 대한 반사음, 상기 소피스 음향 신호에 의한 음장 또는 상기 통합 음향 신호에 대한 반사음과 음장을 측정하는 단계; 및 신호 처리기에서, 상기 소나 음향 신호에 대한 반사음, 상기 소피스 음향 신호에 의한 음장 또는 상기 통합 음향 신호에 대한 반사음과 음장을 신호 처리하여 사물에 대한 감지 결과를 출력하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of driving an acoustic sensor may include, in a sound generator, emitting a sonar sound signal, a sophiste sound signal, or an integrated sound signal obtained by combining the sonar sound signal and the sophiste sound signal; Measuring a reflected sound for the sonar sound signal, a sound field based on the Sophice sound signal, or a reflected sound and a sound field for the integrated sound signal, in an acoustic receiver; And outputting a detection result for an object by signal processing, in a signal processor, a reflection sound of the sonar sound signal, a sound field generated by the Sophice sound signal, or a reflection sound and a sound field of the integrated sound signal.

본 발명에 따르면, 하나의 음향 센서는 소나(SONAR)의 기능과 음장 센서(SOFIS)의 기능을 모두 구비하고, 이들 기능들이 선택적으로 또는 동시에 활성화됨으로써, 기존의 소나의 장점과 음향 센서의 장점을 모두 갖는 동시에 양 센서들 간의 단점을 보완하여, 음향 센서의 사물 감지 성능을 극대화할 수 있다.According to the present invention, one acoustic sensor has both the function of a sonar (SONAR) and the function of a sound field sensor (SOFIS), and these functions are selectively or simultaneously activated, thereby providing the advantages of the conventional sonar and the acoustic sensor. By having both, it is possible to maximize the object detection performance of the acoustic sensor by supplementing the shortcomings between both sensors.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따름 음향 센서의 내부 구성을 예시적으로 도시한 블록도.
도 2는 도 1에 도시한 신호 처리기를 설명하기 위한 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도.
1 is a block diagram exemplarily showing an internal configuration of an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating the signal processor shown in FIG. 1.
3 is a flow chart illustrating a method of driving an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of driving an acoustic sensor according to another embodiment of the present invention.
5 is a flow chart illustrating a method of driving an acoustic sensor according to another embodiment of the present invention.

본 발명이 구현되는 양상을 이하의 바람직한 각 실시 예를 들어 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 그 외의 다른 다양한 형태로 구현될 수 있음은 자명하다. 본 명세서에서 사용된 용어 역시 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 요소가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 요소의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.The aspect in which the present invention is implemented will be described with reference to each of the following preferred embodiments. It is obvious that the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in other various forms within the scope of the technical idea of the present invention. The terms used in the present specification are also intended to describe embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprise" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, actions and/or elements in which the stated component, step, action and/or element is Or does not preclude addition.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따름 음향 센서의 내부 구성을 예시적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an internal configuration of an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따름 음향 센서(100)는 소나(SONAR)의 기능과 음장 센서(SOFIS)의 기능을 모두 구비하며, 이들의 선택적 동작이 가능하도록 구성된다. Referring to FIG. 1, according to an exemplary embodiment of the present invention, the acoustic sensor 100 has both a function of a sonar (SONAR) and a function of a sound field sensor (SOFIS), and is configured to enable selective operation thereof.

이를 위해, 음향 센서(100)는 음향 발생기(130), 음향 수신기(140) 및 신호 처리기(150)를 포함하며, 추가적으로, 사용자 인터페이스(110), 통신기(120), 경보 발생기(160) 및 메모리(170)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.To this end, the acoustic sensor 100 includes a sound generator 130, an acoustic receiver 140, and a signal processor 150, and additionally, a user interface 110, a communicator 120, an alarm generator 160, and a memory. It may be configured to further include (170).

사용자 인터페이스(110)는 사용자와 음향 센서 간의 인터페이스 역할을 한다.The user interface 110 serves as an interface between the user and the acoustic sensor.

사용자는 사용자 인터페이스(110)를 조작하여, 음향 센서(100)를 온(on) 시킬 수 있다. 이 경우, 사용자 인터페이스(110)는 음향 센서(100)를 온(on) 시키기 위한 버튼 또는 토글 스위치일 수 있다.The user may manipulate the user interface 110 to turn on the acoustic sensor 100. In this case, the user interface 110 may be a button or a toggle switch for turning on the acoustic sensor 100.

사용자는 사용자 인터페이스(110)를 조작하여, 음향 센서(100)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 동작 모드는 음향 센서(100)를 소나(SONAR)로 동작하게 하는 소나 모드(SONAR mode), 음향 센서(100)를 음장 센서(SOFIS)로 동작하게 하는 음장 센서 모드(SOFIS mode), 음향 센서(100)를 통합 음향 센서로 동작하게 하는 통합 음향 센서 모드를 포함한다. The user may manipulate the user interface 110 to determine an operation mode of the acoustic sensor 100. The operation mode is a sonar mode that makes the acoustic sensor 100 operate as a sonar (SONAR mode), a sound field sensor mode that makes the acoustic sensor 100 operate as a sound field sensor (SOFIS), and an acoustic sensor ( 100) includes an integrated acoustic sensor mode to operate as an integrated acoustic sensor.

이 경우, 사용자 인터페이스(110)는, 사용자의 입력 조작(사용자의 선택)에 따라, 소나 모드(SONAR mode)를 지시하는 모드 입력값, 음장 센서 모드(SOFIS mode)를 지시하는 모드 입력값 또는 통합 음향 센서 모드를 지시하는 모드 입력값을 생성하여 신호 처리기(150)로 전달하는 키 입력 수단일 수 있다.In this case, the user interface 110, according to the user's input operation (user selection), a mode input value indicating a sonar mode, a mode input value indicating a sound field sensor mode (SOFIS mode) or integrated It may be a key input means for generating a mode input value indicating the acoustic sensor mode and transmitting it to the signal processor 150.

신호 처리기(150)는 사용자 인터페이스(100)로부터 전달된 모드 입력값에 따라 소나 모드(SONAR mode)에서의 신호 처리 프로세스 또는 음장 센서 모드(SOFIS mode)에서의 신호 처리 프로세스를 선택적으로 또는 동시에 수행한다.The signal processor 150 selectively or simultaneously performs a signal processing process in a sonar mode or a signal processing process in a sound field sensor mode (SOFIS mode) according to a mode input value transmitted from the user interface 100. .

음향 센서(100)의 동작 모드는 사용자의 선택과 무관하게, 신호 처리기(150)에 의해 자동으로 결정될 수 있으며, 이에 대한 설명은 아래에서 상세히 기술한다.The operation mode of the acoustic sensor 100 may be automatically determined by the signal processor 150 regardless of a user's selection, and a description thereof will be described in detail below.

통신기(120)는, 신호 처리기(150)의 제어에 따라, 외부 시스템(200)과 유/무선 통신을 수행하여 신호 처리기(150)의 처리 결과를 외부 시스템(200)으로 전달한다. 이때, 무선 통신은 근거리 무선 통신(예, 블루투스, 와이파이 등), 이동 통신(3G, 4G 및 5G 통신), 무선 인터넷 통신 등을 포함한다. The communicator 120 performs wired/wireless communication with the external system 200 under the control of the signal processor 150 and transmits the processing result of the signal processor 150 to the external system 200. In this case, wireless communication includes short-range wireless communication (eg, Bluetooth, Wi-Fi, etc.), mobile communication (3G, 4G, and 5G communication), wireless Internet communication, and the like.

통신기(120)는, 무선 통신을 지원하기 위해, 신호의 변조 기능, 복조 기능, 증폭 기능, 필터 기능, 주파수 변환 기능을 갖도록 구성될 수 있으며, 이러한 기능에 대한 설명은 공지 기술로 대신한다.In order to support wireless communication, the communicator 120 may be configured to have a signal modulation function, a demodulation function, an amplification function, a filter function, and a frequency conversion function, and descriptions of these functions are replaced by known techniques.

통신기(120)를 통해 외부 시스템(200)으로 전달되는 신호 처리기(150)의 처리 결과는 소나 모드(SONAR mode)에서의 신호 처리 결과와 음장 센서 모드(SOFIS mode)에서의 신호 처리 결과 중에서 적어도 하나의 신호 처리결과를 포함한다.The processing result of the signal processor 150 transmitted to the external system 200 through the communication unit 120 is at least one of a signal processing result in a sonar mode and a signal processing result in a sound field sensor mode (SOFIS mode). Includes the signal processing result of.

소나 모드(SONAR mode)에서의 신호 처리 결과는 열린 공간(수중, 야외, 실외)에서 감지된 객체까지의 거리값 등을 포함할 수 있다.The signal processing result in the SONAR mode may include a distance value to an object detected in an open space (underwater, outdoor, outdoor).

음장 센서 모드(SOFIS mode)에서의 신호 처리 결과는 닫힌 공간(실내)에서 감지된 객체의 위치 변화 또는 공간의 온도 변화에 따른 음장의 변화량 또는 음장의 변화 패턴을 나타내는 값을 포함할 수 있다. 여기서, 음장의 변화량은 주파수별 음압의 변화량을 의미할 수 있고, 음장의 변화 패턴은 주파수별 음압의 변화 패턴을 의미할 수 있다.The signal processing result in the SOFIS mode may include a value indicating a change in a sound field or a change pattern in a sound field according to a change in a position of an object detected in a closed space (indoor) or a temperature change in the space. Here, the change amount of the sound field may mean a change amount of sound pressure for each frequency, and the change pattern of the sound field may mean a change pattern of sound pressure for each frequency.

또한, 통신기(120)는 외부 시스템(200)으로부터 소나 모드(SONAR mode), 음장 센서 모드(SOFIS mode) 또는 통합 음향 센서 모드를 나타내는 모드 입력값을 수신하여 이를 신호 처리기(150)로 전달할 수 있다. 이는 사용자가 본 발명에 따른 음향 센서(100)의 동작 모드를 원격으로 제어할 수 있음을 의미한다. In addition, the communicator 120 may receive a mode input value indicating a sonar mode, a sound field sensor mode, or an integrated acoustic sensor mode from the external system 200 and transmit the received mode input value to the signal processor 150. . This means that the user can remotely control the operation mode of the acoustic sensor 100 according to the present invention.

외부 시스템(200)은 유/무선 통신 기능을 갖는 컴퓨팅 장치일 수 있고, 컴퓨팅 장치는, 예를 들면, 사용자 단말, 데스크탑, 노트북, PDA, 서버 등일 수 있다. 사용자 단말은, 예를 들면, '스마트 폰'일 수 있다.The external system 200 may be a computing device having a wired/wireless communication function, and the computing device may be, for example, a user terminal, a desktop, a notebook, a PDA, or a server. The user terminal may be, for example, a'smart phone'.

음향 발생기(130)는 신호 처리기(150)의 제어에 따라 동작 모드별로 구분되는 2 종류의 음향 신호를 선택적으로 또는 동시에 방사(출력)한다. 음향 발생기는, 예를 들면, 소리를 방출할 수 있는 스피커 등을 포함하도록 구성될 수 있다.The sound generator 130 selectively or simultaneously emits (outputs) two types of sound signals classified for each operation mode according to the control of the signal processor 150. The sound generator may be configured to include, for example, a speaker or the like capable of emitting sound.

음향 발생기(130)에 의해 방사되는 음향 신호는 음향 센서(100)가 소나 모드(SONAR mode)로 동작할 때 방사되는 음향 신호(음파, 이하, '소나 음향 신호(SONAR acoustic signal)'라 함)와 음향 센서(100)가 음장 센서 모드(SOFIS mode)로 동작할 때 방사되는 음향 신호(음파, 이하, '소피스 음향 신호(SOFIS acoustic signal)'라 함), 그리고 통합 음향 센서 모드로 동작할 때 방사되는 통합 음향 신호로 구분된다.The acoustic signal emitted by the acoustic generator 130 is an acoustic signal emitted when the acoustic sensor 100 operates in a sonar mode (sound wave, hereinafter referred to as a'sonar acoustic signal') And acoustic signals (sound waves, hereinafter referred to as'SOFIS acoustic signals') emitted when the acoustic sensor 100 operates in the SOFIS mode, and the integrated acoustic sensor mode It is divided into an integrated sound signal that is radiated when.

소나 모드(SONAR mode)에서 방사되는 소나 음향 신호는 반사음의 측정이 용이하도록 단일 주파수를 갖고 짧은 펄스 길이를 갖는 신호로 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the sonar sound signal radiated in the sonar mode is composed of a signal having a single frequency and a short pulse length to facilitate measurement of the reflected sound.

음장 센서 모드(SOFIS mode)에서 방사되는 소피스 음향 신호는 정상파(standing wave)에 의해 형성되는 음장 측정이 용이하도록 다중 주파수를 갖고 시간적으로 지속되는 긴 펄스 길이를 갖는 신호로 구성되는 것이 바람직하다.The SOFIS sound signal emitted in the SOFIS mode is preferably composed of a signal having multiple frequencies and a long pulse length lasting in time to facilitate measurement of a sound field formed by a standing wave.

정상파를 용이하게 형성하기 위해, 소피스 음향 신호는 소나 음향 신호와는 다르게 시간적으로 지속되는 음원인 것이 바람직하다. 여기서, 시간적으로 지속되는 음원이란 소피스 음향 신호의 펄스 한 주기를 하이 구간과 로우 구간으로 구분할 때, 하이 구간에 대응하는 펄스 길이가 매우 긴 것을 의미한다. 음향 센서(100)가 소비하는 전력을 고려하지 않는다면, 음향 발생기(130)는 하루 24시간 동안 로우 구간이 존재하지 않는 음향 신호를 지속적으로 방사하여도 무방하다.In order to easily form a standing wave, it is preferable that the sophie sound signal is a temporally sustained sound source different from the sonar sound signal. Here, the temporally sustained sound source means that the pulse length corresponding to the high period is very long when one pulse period of the Sopis sound signal is divided into a high period and a low period. If the power consumed by the acoustic sensor 100 is not taken into account, the acoustic generator 130 may continuously emit an acoustic signal in which the low section does not exist for 24 hours a day.

본 발명은 동작 모드에 따라 음향 발생기(130)가 소나 음향 신호와 소피스 음향 신호를 선택적으로, 또는 동시에 방사하는 점에 특징이 있는 것이므로, 소나 음향 신호 또는 소피스 음향 신호를 발생시키기 위한 음향 발생기(130)의 하드웨어 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다. 주파수 성분 및/또는 펄스 길이가 서로 다른 음향 신호들을 발생하기 위한 음향 발생기의 하드웨어 구성은 본 발명의 기술분야에 종사하는 당업자에 의해 간단하게 구현될 수 있다.The present invention is characterized in that the sound generator 130 selectively or simultaneously emits a sonar sound signal and a sophiste sound signal according to an operation mode, so a sound generator for generating a sonar sound signal or a sophiste sound signal A description of the hardware configuration of 130 will be omitted. The hardware configuration of the sound generator for generating sound signals having different frequency components and/or pulse lengths can be simply implemented by a person skilled in the art.

또한, 음향 발생기(130)는, 신호 처리기(150)의 제어에 따라, 소나 음향 신호와 소피스 음향 신호가 합성된 음향 신호(이하, '통합 음향 신호'라 함)를 방사할 수 있다.In addition, the sound generator 130 may emit a sound signal (hereinafter referred to as “integrated sound signal”) in which a sonar sound signal and a Sophs sound signal are combined under the control of the signal processor 150.

일 예로, 통합 음향 신호는, 소피스 음향 신호가, 예를 들면, 17개의 서로 다른 다중 주파수들로 이루어진 경우, 17개의 주파수 성분들과는 다른 단일 주파수 성분을 갖는 소나 음향 신호를 소피스 음향 신호에 합성한 것일 수 있다.As an example, in the integrated acoustic signal, when the Sophies sound signal is composed of, for example, 17 different multiple frequencies, a sonar sound signal having a single frequency component different from the 17 frequency components is synthesized into the Sophie sound signal. It may be one.

다른 예로, 통합 음향 신호는 음향 발생기(130)가 시간을 달리하여 소나 음향 신호와 소피스 음향 신호를 교대로 방사하는 것일 수 있다.As another example, the integrated sound signal may be that the sound generator 130 alternately emits a sonar sound signal and a sophos sound signal at different times.

음향 수신기(140)는 소나 음향 신호가 객체에 반사되어 되돌아오는 반사음(반사파) 또는 방사된 다중 주파수를 갖는 소피스 음향 신호들에 의해 형성되는 음장을 감지(측정)한다. 이러한 음향 수신기(140)는, 예를 들면, 마이크를 포함하도록 구성될 수 있다.The acoustic receiver 140 senses (measures) a sound field formed by a reflected sound (reflected wave) returned by a sonar sound signal reflected from an object or a sound field formed by the emitted multiple-frequency sophie sound signals. Such an acoustic receiver 140 may be configured to include, for example, a microphone.

또한, 음향 수신기(140)는 통합 음향 신호가 객체에 반사되어 되돌아오는 반사음(반사파) 또는 다중 주파수를 갖는 통합 음향 신호들에 의해 형성되는 음장을 감지(측정)한다.In addition, the acoustic receiver 140 detects (measures) a reflected sound (reflected wave) in which the integrated sound signal is reflected on the object and returned, or a sound field formed by integrated sound signals having multiple frequencies.

신호 처리기(150)는 음향 수신기(140)에 의해 감지된 반사음을 분석하여 객체의 절대적 위치(또는 음향 센서로부터 객체까지의 거리)를 계산하거나 음향 수신기(140)에 의해 감지된 음장을 분석하여 객체의 상대적 위치 변화를 계산한다. 이러한 신호 처리기(150)에 대한 설명은 도 2를 참조하여 아래에서 상세히 기술하기로 한다.The signal processor 150 analyzes the reflected sound detected by the acoustic receiver 140 to calculate the absolute position of the object (or the distance from the acoustic sensor to the object), or analyzes the sound field detected by the acoustic receiver 140 Calculate the relative position change of. A description of the signal processor 150 will be described in detail below with reference to FIG. 2.

경보 발생기(160)는 본 발명의 음향 센서(100)에 필수적으로 포함될 필요는 없다. 다만, 신호 처리기(150)가 반사음 또는 음장을 분석하여 공간 내에서 객체 또는 특정 상황(화재 등)을 감지하면, 그 감지 결과를 경보 발생기(160)로 전달하고, 경보 발생기(160)는 객체의 출현 또는 특정 상황의 발생을 알리는 경보음 또는 디지털 음성으로 사용자에게 제공한다.The alarm generator 160 need not necessarily be included in the acoustic sensor 100 of the present invention. However, when the signal processor 150 analyzes the reflected sound or sound field and detects an object or a specific situation (fire, etc.) in the space, the detection result is transmitted to the alarm generator 160, and the alarm generator 160 It is provided to the user with an alarm sound or digital voice notifying the appearance or occurrence of a specific situation.

메모리(170)는 신호 처리기(150)가 음향 수신기(140)에 의해 감지된 반사음 또는 음장을 분석하는데 필요한 다양한 알고리즘들을 저장하는 것일 수 있다.The memory 170 may store various algorithms necessary for the signal processor 150 to analyze the reflected sound or sound field sensed by the acoustic receiver 140.

메모리(170)에 저장되는 알고리즘으로, 객체의 절대적 위치(또는 객체까지의 거리) 분석에 필요한 TOF(Time Of Flight) 계산 알고리즘, 음장 분석에 필요한 푸리에 변환 알고리즘 등을 예로 들 수 있다.As an algorithm stored in the memory 170, a TOF (Time Of Flight) calculation algorithm required for analyzing an absolute position (or distance to an object) of an object, a Fourier transform algorithm required for sound field analysis, and the like may be exemplified.

또한, 메모리(170)는 신호 처리기(150)의 처리 과정에서 생성되는 중간 데이터 및/또는 결과 데이터를 영구적 또는 일시적으로 저장할 수 있다. 이를 위해, 메모리(170)는 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함하는 것일 수 있다.In addition, the memory 170 may permanently or temporarily store intermediate data and/or result data generated during the processing of the signal processor 150. To this end, the memory 170 may include volatile and nonvolatile memories.

도 2는 도 1에 도시한 신호 처리기를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the signal processor shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 신호 처리기(150)는 음향 센서 내의 주변 구성들(110, 120, 130, 140, 160, 170)의 동작 제어 및 관리하는 것으로, 데이터 연산 처리 기능을 갖는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the signal processor 150 controls and manages the operation of peripheral components 110, 120, 130, 140, 160, 170 in the acoustic sensor, and uses at least one processor having a data operation processing function. Can include.

신호 처리기(150)는 동작 모드 결정 로직(151), 소나 로직(153) 및 소피스 로직(155)을 포함하며, 각 로직은 하드웨어 모듈, 소프트웨어 모듈 또는 이들이 결합된 형태의 모듈일 수 있다.The signal processor 150 includes an operation mode determination logic 151, a sonar logic 153, and a piece logic 155, and each logic may be a hardware module, a software module, or a module in which they are combined.

어떤 의미에서, 동작 모드 결정 로직(151)은 음향 센서(100) 또는 신호 처리기(150)의 동작 모드를 결정하는 구성으로 해석될 수 있다.In a sense, the operation mode determination logic 151 may be interpreted as a component that determines the operation mode of the acoustic sensor 100 or the signal processor 150.

다른 의미에서, 동작 모드 결정 로직(151)은 소나 로직(153)과 소피스(SOFIS) 로직(155)를 선택적으로 또는 동시에 활성화시키는 구성으로 해석될 수 있다.In other words, the operation mode determination logic 151 may be interpreted as a configuration that selectively or simultaneously activates the sonar logic 153 and the SOFIS logic 155.

또 다른 의미에서, 동작 모드 결정 로직(151)은 소나 로직(153)과 소피스(SOFIS) 로직(155) 각각의 동작 타이밍, 동작 순서 또는 실행 순서를 결정하는 구성으로 해석될 수 있다.In another sense, the operation mode determination logic 151 may be interpreted as a configuration that determines the operation timing, operation order, or execution order of each of the sonar logic 153 and SOFIS logic 155.

또 다른 의미에서, 동작 모드 결정 로직(151)은 소나 로직(153)과 소피스(SOFIS) 로직(155) 각각의 '동작 시작 시간', '동작 시작 시간', '동작 유지 시간', '동작 종료 시간' '활성화 유지 시간', '실행 시작 시간' 또는 '실행 종료 시간'을 결정하는 구성으로 해석될 수 있다. In another sense, the operation mode determination logic 151 is a'operation start time','operation start time','operation hold time', and'operation maintenance time' of each of the sonar logic 153 and SOFIS logic 155. It can be interpreted as a configuration that determines'end time','activation hold time','run start time', or'execute end time'.

일 예로, 동작 모드 결정 로직(151)은 사용자 인터페이스(110)로부터 입력된 모드 입력값에 응답하여 인에이블 신호(enable signal: EN)를 생성하여 소나 로직(153)과 소피스 로직(155)로 입력한다.As an example, the operation mode determination logic 151 generates an enable signal (EN) in response to a mode input value input from the user interface 110 and converts it to the sonar logic 153 and the sophistication logic 155. Enter.

소나 로직(153)과 소피스(SOFIS) 로직(155)은 인에이블 신호(EN)에 응답하여 선택적으로 또는 동시에 활성화된다. The sonar logic 153 and the SOFIS logic 155 are selectively or simultaneously activated in response to the enable signal EN.

또한, 소나 로직(153)과 소피스(SOFIS) 로직(155)은 인에이블 신호(enable signal: EN)의 펄스 주기에 따라 동작 및 실행을 시작, 유지 및 종료할 수 있다. In addition, the sonar logic 153 and the SOFIS logic 155 may start, maintain, and end operations and execution according to the pulse period of an enable signal (EN).

다른 예로, 동작 모드 결정 로직(151)은 소나 로직(153)이 활성화되는 동안 계산한 처리 결과(음향 센서로부터 객체 까지의 거리)를 피드백 받아서 소나 동작 모드(SONAR mode)를 음장 센서 동작 모드(SOFIS mode)로 자동 전환시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.As another example, the operation mode determination logic 151 receives feedback of the processing result (distance from the sound sensor to the object) calculated while the sonar logic 153 is activated, and changes the sonar operation mode (SONAR mode) to the sound field sensor operation mode (SOFIS). mode). This will be described in detail with reference to FIG. 5.

소나 로직(153)은 음향 수신기(140)에서 측정한(감지한) 소나 음향 신호에 대한 반사음을 처리하여, 그 처리 결과를 객체에 대한 감지 결과로 출력한다. The sonar logic 153 processes the reflected sound of the sonar sound signal measured (detected) by the sound receiver 140 and outputs the processing result as a detection result for the object.

이를 위해, 소나 로직(153)은, 예를 들면, TOF 계산 로직(153_1)과 거리 계산 로직(153_3)을 포함할 수 있다. To this end, the sonar logic 153 may include, for example, a TOF calculation logic 153_1 and a distance calculation logic 153_3.

TOF 계산 로직(153_1)은 음향 수신기(140)에서 측정한(감지한) 소나 음향 신호 또는 통합 음향 신호에 대한 반사음을 분석하여 TOF(Time Of Flight)를 계산한다. The TOF calculation logic 153_1 analyzes the sonar sound signal measured (detected) by the sound receiver 140 or the reflected sound of the integrated sound signal to calculate a time of flight (TOF).

TOF 계산을 위해, TOF 계산 로직(153_1)은, 메모리(170)로부터 로딩된(loaded) TOF 계산 알고리즘을 실행하여 소나 음향 신호 또는 통합 음향 신호에 대한 반사음의 TOF를 계산한다. 본 발명은 TOF의 계산 방식에 특징이 있는 것이 아니므로, 이에 대한 설명은 공지 기술로 대신한다.For TOF calculation, the TOF calculation logic 153_1 calculates the TOF of the reflected sound for the sonar sound signal or the integrated sound signal by executing a TOF calculation algorithm loaded from the memory 170. Since the present invention is not characterized in the TOF calculation method, a description thereof will be replaced by a known technique.

거리 계산 로직(153_3)은 TOF 계산 로직(153_1)로부터 입력된 TOF 값을 이용하여 객체까지의 거리를 계산한다. 본 발명은 TOF 값을 이용하여 음향 센서로부터 객체까지의 거리를 계산하는 방법에 특징이 있는 것이 아니므로, 이에 대한 설명 또한 공지 기술로 대신한다.The distance calculation logic 153_3 calculates the distance to the object by using the TOF value input from the TOF calculation logic 153_1. Since the present invention is not characterized in a method of calculating a distance from an acoustic sensor to an object using a TOF value, a description thereof is also replaced by a known technique.

소피스 로직(155)은 음향 수신기(140)에서 측정한(감지한) 소피스 음향 신호 또는 통합 음향 신호에 의해 형성되는 정상파의 음장을 측정 및 처리하여, 그 처리 결과를 객체에 대한 감지 결과로 출력한다. The Sophies logic 155 measures and processes the sound field of the standing wave formed by the Sophies sound signal or the integrated sound signal measured (detected) by the sound receiver 140, and converts the processing result into a detection result for the object. Print.

이를 위해, 소피스 로직(155)은, 예를 들면, 푸리에 변환 로직(155_1)과 교차상관계수 계산 로직(155_3)을 포함할 수 있다.To this end, the sophistication logic 155 may include, for example, a Fourier transform logic 155_1 and a cross correlation coefficient calculation logic 155_3.

푸리에 변환(Fourier transform, FT) 로직(155_1)은 음향 수신기(140)에서 측정한(감지한) 음장(sound field)을 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 푸리에 변환하여, 각 주파수별 음압 또는 음압 스펙트럼을 계산한다. 여기서, 푸리에 변환은 널리 알려진 물리학/수학 이론이므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Fourier transform (FT) logic 155_1 calculates the sound pressure or sound pressure spectrum for each frequency by Fourier transforming the sound field measured (detected) by the sound receiver 140 from the time domain to the frequency domain. do. Here, since the Fourier transform is a widely known physics/math theory, a description thereof will be omitted.

교차상관계수 로직(155_3)은 FT 로직(155_1)으로부터 입력된 각 주파수별 음압(음압 스펙트럼)을, 메모리(170)에 저장된, 기준이 되는 주파수별 음압(기준 음압 스펙트럼)과 비교하여 교차상관계수를 계산한다. 여기서, '기준 음압 스펙트럼'은, 예를 들면, 특정 시간 이전에 측정된 '측정 음압 스펙트럼'일 수 있다. 이 경우 교차상관계수는 이전 시간의 음압 스펙트럼과 현재 시간의 음압 스펙트럼 간의 차이값을 의미할 수 있다.The cross-correlation coefficient logic 155_3 compares the sound pressure (sound pressure spectrum) for each frequency input from the FT logic 155_1 with the sound pressure for each frequency as a reference (reference sound pressure spectrum) stored in the memory 170 Calculate Here, the'reference sound pressure spectrum' may be, for example, a'measurement sound pressure spectrum' measured before a specific time. In this case, the cross-correlation coefficient may mean a difference value between the sound pressure spectrum of the previous time and the sound pressure spectrum of the current time.

이상, 도 1 및 2에 도시한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성으로 구현된 음향 센서의 구동 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of driving an acoustic sensor implemented in hardware and/or software configurations illustrated in FIGS. 1 and 2 will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of driving an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법은 사용자가 음향 센서의 동작 모드를 직접 선택하는 경우에서의 구동 방법이다.Referring to FIG. 3, a method of driving an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention is a driving method when a user directly selects an operation mode of the acoustic sensor.

먼저, 단계 310에서, 음향 센서(100)가 온(on) 된다. 예를 들면, 사용자가 사용자 인터페이스(110)에 포함된 전원 버튼을 눌러서 음향 센서(100)를 온(on) 시킬 수 있다.First, in step 310, the acoustic sensor 100 is turned on. For example, the user may turn on the acoustic sensor 100 by pressing a power button included in the user interface 110.

이어, 단계 312에서, 신호 처리기(150)가 사용자의 선택에 따라 음향 센서(100)의 동작 모드를 결정한다. 예를 들면, 신호 처리기(150) 내의 동작 모드 결정 로직(151)이 사용자 인터페이스(110)로부터 입력된 모드 입력값을 분석하여, 사용자가 선택한 동작 모드가 소나 모드(SONAR mode)인지 음장 센서 모드(SOFIS mode)인지 또는 통합 음향 센서 모드인지를 결정한다.Subsequently, in step 312, the signal processor 150 determines an operation mode of the acoustic sensor 100 according to a user's selection. For example, the operation mode determination logic 151 in the signal processor 150 analyzes the mode input value input from the user interface 110, and the operation mode selected by the user is a sonar mode or a sound field sensor mode ( SOFIS mode) or integrated acoustic sensor mode.

사용자가 소나 모드(SONAR mode)를 선택한 경우, 동작 모드 결정 로직(151)의 인에이블 신호(EN)에 따라 소나 로직(153)이 활성화된다. 사용자가 음장 센서 모드(SOFIS mode)를 선택한 경우, 동작 모드 결정 로직(151)의 인에이블 신호(EN)에 따라 소피스 로직(155)이 활성화된다. 사용자가 통합 음향 센서 모드를 선택한 경우, 동작 모드 결정 로직(151)의 인에이블 신호(EN)에 따라 소나 로직과 소피스 로직(155)이 동시에 활성화된다.When the user selects the sonar mode, the sonar logic 153 is activated according to the enable signal EN of the operation mode determination logic 151. When the user selects the SOFIS mode, the SOFIS logic 155 is activated according to the enable signal EN of the operation mode determination logic 151. When the user selects the integrated acoustic sensor mode, the sonar logic and the sopece logic 155 are simultaneously activated according to the enable signal EN of the operation mode determination logic 151.

사용자는 본 발명의 음향 센서(100)의 설치 장소에 따라 동작 모드를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 음향 센서(100)의 설치 장소가 열린 공간(실외)인 경우, 열린 공간(실외)에서 객체 감지에 유리한 소나 모드(SONAR mode)를 선택하고, 음향 센서(100)의 설치 장소가 닫힌 공간(실내)인 경우, 닫힌 공간에서 객체 감지에 유리한 음장 센서 모드(SOFIS mode)를 선택하는 것이 바람직하다. 실내 경기장, 공장 내부, 유조선과 같이 실내 공간의 크기가 매우 큰 경우, 통합 음향 센서 모드를 선택할 수 있다. It is preferable that the user selects an operation mode appropriately according to the installation location of the acoustic sensor 100 of the present invention. For example, when the installation location of the acoustic sensor 100 is an open space (outdoor), a sonar mode that is advantageous for object detection in the open space (outdoor) is selected, and the installation location of the acoustic sensor 100 is In the case of a closed space (indoor), it is desirable to select a sound field sensor mode (SOFIS mode) which is advantageous for object detection in the closed space. If the size of the indoor space is very large, such as an indoor stadium, inside a factory, or an oil tanker, the integrated acoustic sensor mode can be selected.

이하에서 설명하는 단계 314 내지 320은 소나 모드(SONAR mode)에서 수행되는 단계들이고, 단계 324 내지 332는 음장 센서 모드(SOFIS mode)에서 수행되는 단계들이다. 그리고 단계 336 내지 350은 통합 음향 센서 모드에서 수행되는 단계들이다.Steps 314 to 320 described below are steps performed in a sonar mode, and steps 324 to 332 are steps performed in a sound field sensor mode (SOFIS mode). And steps 336 to 350 are steps performed in the integrated acoustic sensor mode.

사용자가 소나 모드를 선택한 경우, 먼저, 단계 314에서, 소나 모드가 활성화된다. 즉, 신호 처리기(150) 내의 소나 로직(153)이 활성화(인에이블) 된다.When the user selects the sonar mode, first, in step 314, the sonar mode is activated. That is, the sonar logic 153 in the signal processor 150 is activated (enabled).

이어, 단계 316에서, 소나 로직(153)이 활성화된 이후, 음향 발생기(130)가 소나(SONAR) 음향 신호를 방사한다. 이때, 소나(SONAR) 음향 신호는 반사음의 측정(감지)이 용이하도록 단일 주파수 성분으로 이루어진 음향 신호 일 수 있고, 펄스 길이가 짧은 음향 신호일 수 있다.Subsequently, in step 316, after the sonar logic 153 is activated, the sound generator 130 emits a sonar sound signal. In this case, the SONAR sound signal may be an sound signal composed of a single frequency component to facilitate measurement (sensing) of the reflected sound, and may be an sound signal having a short pulse length.

이어, 단계 S318에서, 음향 수신기(140)가 음향 발생기(130)로부터 방사된 소나 음향 신호에 대한 반사음을 측정(감지)한다.Subsequently, in step S318, the sound receiver 140 measures (sens) the reflected sound of the sonar sound signal radiated from the sound generator 130.

이어, 단계 320에서, 신호 처리기(150)는 음향 수신기(140)로부터 반사음의 측정 결과를 수신하고, 그 측정 결과를 분석하여, TOF를 계산하고, 계산된 TOF를 이용하여 음향 센서(100)로부터 객체까지의 거리를 계산한다. Next, in step 320, the signal processor 150 receives the measurement result of the reflected sound from the acoustic receiver 140, analyzes the measurement result, calculates the TOF, and uses the calculated TOF from the acoustic sensor 100 Compute the distance to the object.

이어, 단계 352에서, 신호 처리가(150)가 상기 계산한 거리를 포함하도록 객체의 감지 결과 데이터를 생성하고, 이 감지 결과 데이터를 사용자에게 제공한다. Subsequently, in step 352, the signal processor 150 generates detection result data of the object to include the calculated distance, and provides the detection result data to the user.

사용자에게 상기 감지 결과 데이터를 제공하는 방식은, 상기 감지 결과 데이터를 표시 장치를 통해 표시하는 방식일 수 있다. 이 경우, 도 1에 도시하지는 않았으나, 본 발명에 따른 음향 센서는 표시 장치를 더 포함하도록 구성될 수 있다.The method of providing the detection result data to the user may be a method of displaying the detection result data through a display device. In this case, although not shown in FIG. 1, the acoustic sensor according to the present invention may be configured to further include a display device.

다른 예로, 사용자에게 상기 감지 결과 데이터를 제공하는 방식은, 상기 감지 결과 데이터를 통신기(120)를 통해 사용자의 사용자 단말로 유무선 통신 방식에 따라 송신한 후, 사용자 단말의 표시 화면을 통해 상기 감지 결과 데이터를 표시하는 방식일 수 있다.As another example, in the method of providing the detection result data to the user, the detection result data is transmitted to the user terminal of the user through the communicator 120 according to a wired/wireless communication method, and then the detection result through the display screen of the user terminal. It can be a way of displaying data.

이어, 단계 354에서, 사용자에 의해 다른 명령이 입력되거나 사용자에 의해 음향 센서(100)의 전원 버튼이 오프(off)되었는지를 확인한 후, 음향 센서(100)가 오프(off)되면, 모든 절차가 종료되고, 음향 센서(100)가 온(on)을 유지하면, 단계 312로 돌아가서 단계 312 내지 352를 반복 수행한다.Next, in step 354, after confirming whether another command is inputted by the user or the power button of the acoustic sensor 100 is turned off by the user, if the acoustic sensor 100 is turned off, all procedures are performed. When it is finished and the acoustic sensor 100 is kept on, it returns to step 312 and repeats steps 312 to 352.

한편, 전술한 단계 312에서, 사용자가 음장 센서 모드(SOFIS mode)를 선택한 경우, 단계 324에서, 음장 센서 모드(SOFIS mode)가 활성된다. 즉, 신호 처리기(150) 내의 소피스 로직(155)이 활성화된다.Meanwhile, when the user selects the SOFIS mode in step 312 described above, in step 324, the SOFIS mode is activated. That is, the piece logic 155 in the signal processor 150 is activated.

이어, 단계 326에서, 소피스 로직(155)이 활성화된 이후, 음향 발생기(130)가 소피스 음향 신호를 방사한다. 이때, 소피스 음향 신호는 공간 내에서 정상파를 용이하게 형성하도록 소나 음향 신호의 펄스 길이보다 길 수 있고, 나아가 다중 주파수 성분으로 이루어진 음향 신호 일 수 있다.Then, in step 326, after the sophistication logic 155 is activated, the sound generator 130 emits a sophistication sound signal. In this case, the sophiste sound signal may be longer than the pulse length of the sonar sound signal so as to easily form a standing wave in a space, and further may be an sound signal composed of multiple frequency components.

이어, 단계 S328에서, 음향 수신기(140)가 음향 발생기(130)로부터 방사된 소피스 음향 신호에 의해 형성되는 정상파의 음장 또는 읍압을 측정(감지)한다.Next, in step S328, the sound receiver 140 measures (sens) the sound field or the pressure of the standing wave formed by the sopis sound signal radiated from the sound generator 130.

이어, 단계 330에서, 신호 처리기(150)가 음향 수신기(140)로부터 음장 또는 음압의 측정 결과를 수신하고, 그 측정 결과에 대한 데이터를 각 주파수별 음장 또는 음압 스펙트럼으로 변환한다. Subsequently, in step 330, the signal processor 150 receives the measurement result of the sound field or sound pressure from the sound receiver 140, and converts the data of the measurement result into a sound field or sound pressure spectrum for each frequency.

이어 단계 332에서, 변환된 현재의 음압 스펙트럼을, 메모리(170)에 저장된 참조 음압 스펙트럼(예컨대 특정 시간 이전에 측정된 음압 스펙트럼)과 비교한다. 이때 비교수단으로는 교차상관함수(cross-correlation function)가 사용될 수 있다. 비교의 결과값은 음압 스펙트럼의 변화의 정도와 변화의 방향(또는 변화 패턴)일 수 있다.Then, in step 332, the converted current sound pressure spectrum is compared with a reference sound pressure spectrum stored in the memory 170 (eg, a sound pressure spectrum measured before a specific time). At this time, a cross-correlation function may be used as a means of comparison. The result of the comparison may be a degree of change and a direction (or change pattern) of the sound pressure spectrum.

이어, 단계 352에서, 상기 측정된 현재의 음압 스펙트럼과 상기 참조 음압 스펙트럼을 비교한 비교 결과값(변화의 정도(변화량)와 변화의 방향)을 감지 결과로서 사용자에게 그대로 제공하거나 그 변화의 정도와 변화의 방향을 해석하여, 예컨대 목적물(객체)의 움직임으로 판단되는지 또는/그리고 공간의 온도 변화로 판단되는지 여부를 사용자에게 제공할 수 있다. 본 발명은, 측정된 음압 스펙트럼의 변화를 해석하는 방법에 특징이 있는 것이 아니므로, 이에 대한 설명은 공지 기술(예컨대 등록특허 10-1765053)로 대신한다.Subsequently, in step 352, a comparison result of comparing the measured current sound pressure spectrum and the reference sound pressure spectrum (a degree of change (amount of change) and a direction of change) is provided as a detection result to the user or the degree of change and By analyzing the direction of change, it is possible to provide a user with whether it is determined as, for example, a movement of an object (object) or/and a temperature change in a space. Since the present invention is not characterized in a method of analyzing a change in a measured sound pressure spectrum, a description thereof is replaced by a known technique (for example, Patent Registration No. 10-1765053).

이어, 단계 354에서, 사용자에 의해 다른 명령이 입력되거나 음향 센서(100)의 동작이 종료(음향 센서 OFF)될 때까지 단계들 S312 내지 352를 반복 수행한다.Subsequently, in step 354, steps S312 to 352 are repeatedly performed until another command is input by the user or the operation of the acoustic sensor 100 is terminated (sound sensor OFF).

한편, 전술한 단계 312에서, 사용자가 통합 음향 센서 모드를 선택한 경우, 단계 336에서, 통합 음향 센서 모드가 활성화된다. 즉, 소나 로직(153)과 소피스 로직(155)이 모두 활성화된다. Meanwhile, when the user selects the integrated acoustic sensor mode in step 312 described above, in step 336, the integrated acoustic sensor mode is activated. That is, both the sonar logic 153 and the small piece logic 155 are activated.

통합 음향 센서 모드의 선택 여부를 판단하기 위해, 사용자 인페이스(110)는 통합 음향 센서 모드 선택을 위한 버튼을 포함하도록 구성될 수 있으며, 통합 음향 센서 모드 선택을 위한 버튼이 사용자에 의해 푸쉬되면, 통합 모드를 나타내는 모드 입력값이 신호 처리기(150)로 전달되고, 신호 처리기(150)는 통합 모드를 나타내는 모드 입력값에 따라 통합 음향 센서 모드로 동작하게 된다.In order to determine whether to select the integrated acoustic sensor mode, the user interface 110 may be configured to include a button for selecting the integrated acoustic sensor mode, and when the button for selecting the integrated acoustic sensor mode is pushed by the user, A mode input value indicating the integrated mode is transmitted to the signal processor 150, and the signal processor 150 operates in the integrated acoustic sensor mode according to the mode input value indicating the integrated mode.

이어, 단계 338에서, 소나(SONAR) 및 소피스(SOFIS) 로직(153, 155)이 모두 활성화된 이후, 음향 발생기(130)가 신호 처리기(150)의 제어에 따라 통합 음향 신호를 방사한다.Subsequently, in step 338, after both the SONAR and SOFIS logics 153 and 155 are activated, the sound generator 130 emits an integrated sound signal under the control of the signal processor 150.

이어, 단계 340에서, 통합 음향 신호에 대한 반사음을 측정하고, 동시에 단계 346에서, 통합 음향 신호에 대한 음장 또는 음압을 측정한다.Subsequently, in step 340, the reflected sound of the integrated acoustic signal is measured, and at the same time, in step 346, the sound field or sound pressure of the integrated acoustic signal is measured.

이어, 단계 342에서, 단계 320에서 수행되는 과정과 동일하게 TOF 및 거리를 계산한 후, 단계 352에서 계산된 거리를 포함하는 감지 결과를 사용에게 제공한다.Subsequently, in step 342, after calculating the TOF and the distance in the same manner as in the process performed in step 320, the detection result including the distance calculated in step 352 is provided to the user.

한편, 단계 346 이후, 단계 348에서, 단계 330과 유사하게 통합 음향 신호에 대해 측정된 음장 또는 음압을 각 주파수 별 음장 또는 음압 스펙트럼으로 변환한다.Meanwhile, after step 346, in step 348, similarly to step 330, the sound field or sound pressure measured for the integrated sound signal is converted into a sound field or sound pressure spectrum for each frequency.

이어, 단계 350에서, 단계 332와 유사하게 변환된 현재의 음장 또는 음압 스펙트럼과 참조 음장 또는 음압 스펙스트럼을 비교한다.Subsequently, in step 350, similarly to step 332, the converted current sound field or sound pressure spectrum is compared with the reference sound field or sound pressure spectrum.

이어, 단계 352에서, 상기 측정된 현재의 음압 스펙트럼과 상기 참조 음압 스펙트럼을 비교한 비교 결과값(변화의 정도(변화량)와 변화의 방향)을 감지 결과로서 사용자에게 그대로 제공하거나 그 변화의 정도와 변화의 방향을 해석하여, 예컨대 목적물(객체)의 움직임으로 판단되는지 또는/그리고 공간의 온도 변화로 판단되는지 여부를 사용자에게 제공할 수 있다.Subsequently, in step 352, a comparison result of comparing the measured current sound pressure spectrum and the reference sound pressure spectrum (a degree of change (amount of change) and a direction of change) is provided as a detection result to the user or the degree of change and By analyzing the direction of change, it is possible to provide a user with whether it is determined as, for example, a movement of an object (object) or/and a temperature change in a space.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of driving an acoustic sensor according to another embodiment of the present invention.

아래의 각 단계를 설명함에 있어서, 도 3의 단계와 동일한 단계들은 생략하기로 한다.In describing each step below, the same steps as those of FIG. 3 will be omitted.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법은 본 발명의 음향 센서의 동작 모드가 사용자에 의해 선택(수동 선택)되는 것이 아니라 자동으로 선택되는 점에서 도 3의 음향 센서의 구동 방법과 차이가 있다.Referring to FIG. 4, in the method of driving an acoustic sensor according to another embodiment of the present invention, the acoustic sensor of FIG. 3 is automatically selected rather than selected by a user (manual selection). There is a difference from the driving method of the sensor.

먼저, 단계 410에서, 음향 센서(100)가 온(410) 된다.First, in step 410, the acoustic sensor 100 is turned on (410).

이어, 단계 412에서, 신호 처리기(150)가 사용자가 음향 센서(100)의 동작 모드를 자동 전환 모드 또는 수동 전환 모드로 선택했는지를 판단한다.Subsequently, in step 412, the signal processor 150 determines whether the user has selected the operation mode of the acoustic sensor 100 as an automatic switching mode or a manual switching mode.

예를 들면, 사용자 인터페이스(110)는 자동 전환 모드 또는 수동 전환 모드를 선택할 수 있는 모드 전환 선택 버튼이 더 구비될 수 있다.For example, the user interface 110 may further include a mode switching selection button for selecting an automatic switching mode or a manual switching mode.

사용자가 모드 전환 선택 버튼을 푸쉬하여, 자동 전환 모드를 선택한 경우, 음향 센서(100)는 사전에 설정된 모드 전환 규칙에 따라 소나(SONAR) 동작 모드에서 음장 센서(SOFIS) 동작 모드로 또는 반대로 음장 센서(SOFIS) 동작 모드에서 소나(SONAR) 동작 모드로 자동 전환된다.When the user pushes the mode switching selection button to select the automatic switching mode, the acoustic sensor 100 is configured from the SOFIS operation mode to the SOFIS operation mode according to a preset mode switching rule or vice versa. The (SOFIS) operation mode is automatically switched to the SONAR operation mode.

만일 사용자가 수동 전환 모드를 선택한 경우, 사용자는 사용자 인터페이스(110)를 이용하여 음향 센서(100)의 현재 동작 모드(소나 모드, 음장 센서 모드 또는 통합 음향 센서 모드 중 어느 하나의 동작 모드)를 직접 선택하며, 이러한 직접 선택 방식에 따른 구동 방법을 설명한 것이 도 3의 순서도이다.If the user selects the manual switching mode, the user directly selects the current operation mode (one of the sonar mode, sound field sensor mode, or integrated acoustic sensor mode) of the acoustic sensor 100 using the user interface 110. The selection is performed and the driving method according to the direct selection method is described in the flowchart of FIG. 3.

사용자가 수동 전환 모드를 선택한 경우, 단계 414로 이동하여 도 3의 312 내지 354의 단계를 수행하며, 사용자가 자동 전환 모드를 선택한 경우, 단계 416을 진행한다.When the user selects the manual switching mode, the process proceeds to step 414 and steps 312 to 354 of FIG. 3 are performed. If the user selects the automatic switching mode, step 416 is performed.

단계 416에서, 사용자가 음향 센서(100)의 동작 모드를 자동 전환 모드로 선택한 경우, 소나 모드(SONAR mdoe)가 먼저 활성화(인에이블)된다. 도 4에서는 소나 모드(SONAR mode)가 먼저 활성화되는 예를 도시하고 있으나, 설계에 따라, 음장 센서 모드(SOFIS mode)가 먼저 활성화(인에이블)될 수도 있다. 여기서, 소나(SONAR) 모드의 활성화는 신호 처리기(150) 내의 소나 로직(153)이 먼저 활성화(인에이블)됨을 의미한다.In step 416, when the user selects the operation mode of the acoustic sensor 100 as the automatic switching mode, the sonar mode (SONAR mdoe) is first activated (enabled). 4 illustrates an example in which the sonar mode is first activated, but depending on the design, the SOFIS mode may be activated (enabled) first. Here, activation of the SONAR mode means that the sonar logic 153 in the signal processor 150 is first activated (enabled).

이어, 단계 418에서, 소나 모드(SONAR mode)가 활성화(인에이블)되면, 도 3의 단계 316, 318, 320, 352 및 354를 반복 수행한다.Subsequently, in step 418, when the sonar mode is activated (enabled), steps 316, 318, 320, 352 and 354 of FIG. 3 are repeated.

이어, 단계 420에서, 소나 모드 유지 시간이 기 설정된 소나 모드 유지 시간에 도달했는지를 판단하여, 소나 모드를 종료할지를 결정한다. Subsequently, in step 420, it is determined whether the sonar mode retention time has reached a preset sonar mode retention time, and it is determined whether to end the sonar mode.

예를 들면, 소나 모드 유지 시간이 기 설정된 소나 모드 유지 시간(예, 3초)에 도달하면, 소나 모드(SONAR mode)를 종료하고, 단계 422를 진행하여 음장 센서 모드(SOFIS mode)가 활성화된다. 이에 따라, 소나 로직(153)이 비활성화되고, 소피스 로직(155)이 활성화된다. 기 설정된 소나 모드 유지 시간은 사용자에 따라 다양하게 설정될 수 있다. For example, when the sonar mode retention time reaches a preset sonar mode retention time (e.g., 3 seconds), the sonar mode is terminated, and step 422 proceeds to activate the SOFIS mode. . Accordingly, the sonar logic 153 is deactivated, and the sonar logic 155 is activated. The preset sonar mode retention time may be variously set according to the user.

만일, 소나 모드 유지 시간이 기 설정된 소나 모드 유지 시간에 도달하지 않으면, 단계 418로 돌아가서 도 3의 316, 318, 320, 352 및 354를 계속 반복 수행한다.If the sonar mode retention time does not reach the preset sonar mode retention time, the process returns to step 418 and continuously repeats 316, 318, 320, 352 and 354 of FIG. 3.

한편, 소나 모드 유지 시간이 기 설정된 소나 모드 유지 시간(예, 3초)에 도달했는지를 판단하기 위해, 도시하지 않았으나, 신호 처리기(150) 내부에 소나 모드 유지 시간을 계산하는(counting) 카운터가 더 구비될 수 있다.On the other hand, to determine whether the sonar mode retention time has reached a preset sonar mode retention time (eg, 3 seconds), although not shown, a counter for calculating the sonar mode retention time inside the signal processor 150 is provided. It may be further provided.

소나 모드 유지 시간이 기 설정된 소나 모드 유지 시간에 도달하여, 음장 센서 모드(SOFIS)가 활성화되면, 단계 424에서, 도 3의 326, 328, 330, 332, 352 및 354를 반복 수행한다.When the sonar mode retention time reaches the preset sonar mode retention time and the sound field sensor mode (SOFIS) is activated, 326, 328, 330, 332, 352, and 354 of FIG. 3 are repeatedly performed in step 424.

이어, 단계 426에서, 소피스 모드 유지 시간이 기 설정된 소피스 모드 유지 시간(예, 3초)에 도달하면, 음장 센서 모드(SOFIS mode)를 종료하고, 단계 416으로 돌아가서 소나 모드(SONAR mode)를 다시 활성화시킨다. 즉, 음향 센서(100)가 음장 센서 모드(SOFIS mode)에서 소나 모드(SONAR mode)로 전환된다.Subsequently, in step 426, when the SOFIS mode retention time reaches a preset SOFIS mode retention time (e.g., 3 seconds), the SOFIS mode is terminated, and the process returns to step 416 to return to the SOFIS mode. Activate again. That is, the acoustic sensor 100 is switched from a sound field sensor mode (SOFIS mode) to a sonar mode (SONAR mode).

만일, 소피스 모드 유지 시간이 기 설정된 소피스 모드 유지 시간(예, 3초)에 도달하지 않으면, 단계 424로 돌아가서 도 3의 326, 328, 330, 332, 352 및 354를 계속 반복 수행한다.If the small piece mode holding time does not reach a preset small piece mode holding time (eg, 3 seconds), the process returns to step 424 and continuously repeats 326, 328, 330, 332, 352 and 354 of FIG. 3.

이처럼 본 발명의 다른 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법은, 음향 센서(100)의 동작 모드를 자동 전환 모드로 선택한 경우, 소나 모드(SONAR mode)와 음장 센서 모드(SOFIS mode)가 일정한 시간 단위로 자동 전환되는 방식으로 소나 기능과 음장 센서 기능이 융합됨으로써, 본 발명의 음향 센서의 객체 감지 성능을 극대화할 수 있다. As described above, in the method of driving the acoustic sensor according to another embodiment of the present invention, when the operation mode of the acoustic sensor 100 is selected as the automatic switching mode, the sonar mode and the sound field sensor mode (SOFIS mode) are set at a constant time unit. The sonar function and the sound field sensor function are fused in a manner that is automatically switched to, thereby maximizing the object detection performance of the acoustic sensor of the present invention.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of driving an acoustic sensor according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 음향 센서의 구동 방법은 사용자가 본 발명의 음향 센서의 동작 모드를 자동 전환 모드로 선택하되, 소나 모드와 음장 센서 모드(SOFIS mode)가 일정한 시간 단위로 자동 전환되는 것이 아니라 소나 모드에서 처리된 신호 처리 결과(객체까지의 거리)를 이용하여 소나 모드에서 음장 센서 모드(SOFIS mode)로 자동 전환되는 점에서 도 4의 음향 센서의 구동 방법과 차이가 있다. Referring to FIG. 5, in a method of driving an acoustic sensor according to another embodiment of the present invention, a user selects an operation mode of the acoustic sensor of the present invention as an automatic switching mode, but the sonar mode and the sound field sensor mode (SOFIS mode) are The driving method of the acoustic sensor of FIG. 4 in that the sound sensor mode is automatically switched from the sonar mode to the sound field sensor mode (SOFIS mode) using the signal processing result (distance to the object) processed in the sonar mode instead of automatically changing in a certain time unit. And there is a difference.

구체적으로, 단계 510에서, 음향 센서(100)가 온(on) 된다. Specifically, in step 510, the acoustic sensor 100 is turned on.

이어, 단계 512에서, 사용자가 음향 센서(100)의 동작 모드를 자동 전환 모드로 선택했는지를 판단한다. 자동 전환 모드가 아니라 수동 전환 모드를 선택한 경우, 단계 514에서, 도 3의 312 내지 354를 반복 수행하고, 사용자가 자동 전환 모드를 선택한 경우, 단계 516으로 진행한다.Next, in step 512, it is determined whether the user has selected the operation mode of the acoustic sensor 100 as the automatic switching mode. When the manual switching mode is selected instead of the automatic switching mode, in step 514, 312 to 354 of FIG. 3 are repeatedly performed, and if the user selects the automatic switching mode, the process proceeds to step 516.

단계 516에서, 소나 모드가 먼저 활성화된다. 이에 따라, 소나 로직(153)이 먼저 활성화된다.In step 516, the sonar mode is first activated. Accordingly, the sonar logic 153 is first activated.

이어, 단계 518에서, 도 3의 단계 316, 318, 320, 352 및 354를 반복 수행한다.Subsequently, in step 518, steps 316, 318, 320, 352 and 354 of FIG. 3 are repeatedly performed.

이어, 단계 520에서, 단계 316, 318, 320, 352 및 354의 수행 과정들 중에서 단계 320의 수행 결과에 따라 측정된 객체와의 거리 값을 기준 거리 값과 비교하여 그 비교 결과에 따라 음장 센서 모드(SOFIS mode)로 전환할지 아니면 소나 모드(SONAR mode)를 계속 유지할지를 판단한다.Subsequently, in step 520, among the processes of performing steps 316, 318, 320, 352, and 354, the distance value to the object measured according to the result of performing step 320 is compared with the reference distance value, and the sound field sensor mode is performed according to the comparison result. It decides whether to switch to (SOFIS mode) or to keep the sonar mode (SONAR mode).

예를 들면, 도 3의 단계 320의 수행 결과에 따라 계산된 거리가 기준 거리 이상이면, 활성화된 소나 모드를 계속 유지하고, 반대인 경우에는 소나 모드를 종료하고, 음장 센서 모드를 활성화한다. 이에 따라, 소나 로직(153)이 비활성화되고, 소피스 로직(155)이 활성화된다. For example, if the distance calculated according to the result of performing step 320 of FIG. 3 is greater than or equal to the reference distance, the activated sonar mode is maintained, and in the opposite case, the sonar mode is terminated, and the sound field sensor mode is activated. Accordingly, the sonar logic 153 is deactivated, and the sonar logic 155 is activated.

소나(SONAR)는 열린 공간에서 객체 감지에 유리하고, 음장 센서(SOFIS)는 닫힌 공간에서 객체 감지에 유리하다. 그런데 사용자는 동일한 음향 센서를 임의로 실외에 고정시킬 수도 있고, 또는 실내에 고정시킬 수도 있으며, 또는 수시로 그 위치를 변경시킬 수도 있다. 또는 본 발명에 따른 음향 센서(100)가 이동 로봇이나 자동차와 같은 이동체에 탑재되거나 또는 사용자가 음향 센서를 휴대하고 움직일 수 있다. SONAR is advantageous for object detection in open spaces, and SOFIS is advantageous for object detection in closed spaces. However, the user may optionally fix the same acoustic sensor outdoors, or indoors, or may change its position from time to time. Alternatively, the acoustic sensor 100 according to the present invention may be mounted on a moving object such as a mobile robot or a car, or a user may carry and move the acoustic sensor.

로봇이나 자동차 등 이동체에 탑재 경우를 예를 들어 설명하면, 만일 이동체가 실외(열린 공간)에서 실내(닫힌 공간)로 이동하는 경우, 이동체에 탑재된 음향 센서(100)는 실외에서는 소나로 기능하고, 실내에서는 음장 센서로 기능하도록 동작 모드가 자동 전환되도록 하는 것이 유리할 수 있다.The case of mounting on a moving object such as a robot or a car will be described as an example.If the moving object moves from outdoor (open space) to indoor (closed space), the acoustic sensor 100 mounted on the moving object functions as a sonar outdoors. In the room, it may be advantageous to automatically switch the operation mode to function as a sound field sensor.

이처럼 이동체에 탑재된 음향 센서(100)가 실외에서 실내로 진입하면, 소나 모드(SONAR mode)에서 음장 센서 모드(SOFIS)로 자동 전환하기 위해서는, 음향 센서(100)가 실외에서 실내로 진입한 상황을 인식해야 한다.As such, when the acoustic sensor 100 mounted on the moving object enters the indoor from the outdoor, in order to automatically switch from the sonar mode to the sound field sensor mode (SOFIS), the acoustic sensor 100 enters the indoor from the outdoor situation. Should be recognized.

이러한 상황을 인식하기 위해, 도 3의 단계 320의 수행 결과에 따라 계산된 거리, 즉, 음향 센서(100)가 소나 모드(SONAR mode)로 동작하는 동안에 처리한 결과, 즉, 객체와의 거리 값이 활용된다.In order to recognize this situation, the distance calculated according to the result of performing step 320 of FIG. 3, that is, the result of processing while the acoustic sensor 100 is operating in the sonar mode, that is, the distance value to the object. Is utilized.

실외와 같이 열린 공간에서는, 소나 모드(SONAR mode)로 동작하는 음향 센서(100)가 원거리에 존재하는 객체(또는 이동 객체)까지의 거리를 계산하고, 실내와 같이 닫힌 공간에서는, 소나 모드(SONAR mode)로 동작하는 음향 센서(100)가 근거리에 존재하는 객체(예를 들면, 실내의 벽(wall))까지의 거리를 계산할 것이다. In an open space such as outdoors, the acoustic sensor 100 operating in the sonar mode (SONAR mode) calculates the distance to an object (or moving object) existing at a distance, and in a closed space such as indoors, the sonar mode (SONAR) mode), the acoustic sensor 100 will calculate a distance to an object (eg, an indoor wall) existing in a short distance.

이러한 점을 이용하여, 소나 모드(SONAR mode)로 동작하는 음향 센서(100)가 기준 거리보다 이상의 거리를 계산하면, 음향 센서(100)가 실외에 위치하고, 소나 모드(SONAR mode)로 동작하는 음향 센서(100)가 기준거리미만의 거리를 계산하면, 실내에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. Using these points, when the acoustic sensor 100 operating in the sonar mode calculates a distance greater than the reference distance, the acoustic sensor 100 is located outdoors and operates in a sonar mode. When the sensor 100 calculates a distance less than the reference distance, it may be determined to be located indoors.

이때, 음향 센서(100)가 실내로 진입함을 더욱 정확하게 인식하기 위해, 기준거리 미만의 거리를 기 설정된 시간동안 지속적으로 계산하는지를 더 판단할 수도 있다.At this time, in order to more accurately recognize that the acoustic sensor 100 enters the room, it may be further determined whether the distance less than the reference distance is continuously calculated for a preset time.

한편, 도 2에는 도시하지 않았으나, 신호 처리기(150)는 단계 320의 수행 결과에 따라 계산된 거리 값(활성화된 소나 로직(153)에 의해 계산된 거리)과 기준 거리 값을 비교 판단하는 판단 로직을 더 포함하도록 구성될 수 있다. Meanwhile, although not shown in FIG. 2, the signal processor 150 compares and determines the distance value calculated according to the result of performing step 320 (the distance calculated by the activated sonar logic 153) and the reference distance value. It may be configured to further include.

이러한 판단 로직은 소나 로직(153)의 내부 또는 외부에 설계될 수 있으며, 본 발명의 음향 센서(100)의 동작 모드를 소나 모드(SONAR mode)에서 음장 센서 모드(SOFIS mode)로 전환시키는 역할을 한다는 측면에서 도 2에 도시된 동작 모드 결정 로직(151)의 내부에 포함하도록 설계할 수도 있다.This determination logic may be designed inside or outside the sonar logic 153, and serves to switch the operation mode of the acoustic sensor 100 of the present invention from the sonar mode to the sound field sensor mode (SOFIS mode). In terms of that, it may be designed to be included in the operation mode determination logic 151 shown in FIG. 2.

계속해서, 단계 320의 수행 결과에 따라 계산된 거리 값이 기준 거리 값 미만이면, 단계 522로 진행하여, 음장 센서 모드(SOFIS mode)가 활성화된다. Subsequently, if the distance value calculated according to the result of performing step 320 is less than the reference distance value, the process proceeds to step 522, and a sound field sensor mode (SOFIS mode) is activated.

이어, 단계 524에서, 도 3의 단계 324 내지 332를 반복 수행한다. Subsequently, in step 524, steps 324 to 332 of FIG. 3 are repeatedly performed.

이어, 단계 526에서, 음장 센서 모드 유지 시간과 기 설정된 유지 시간을 비교하여, 음장 센서 모드(SOFIS mode)를 다시 소나 모드(SONAR mode)로 전환할지 아니면 계속 유지할지를 결정한다.Subsequently, in step 526, it is determined whether the SOFIS mode is switched back to the SOFIS mode or continues to be maintained by comparing the sound field sensor mode retention time and the preset retention time.

예를 들면, 음장 센서 모드 유지 시간이 기 설정된 유지 시간(예, 3초)에 도달하지 않으면, 단계 524로 돌아가 도 3의 단계 326, 328, 330, 332, 352 및 354를 계속 반복 수행하고, 음장 센서 모드 유지 시간이 기 설정된 유지 시간에 도달하면, 음장 센서 모드(SOFIS mode)를 종료(비활성화)하고, 소나 모드(SONAR mode)를 다시 활성화한다. For example, if the sound field sensor mode retention time does not reach a preset retention time (e.g., 3 seconds), returning to step 524 and continuously repeating steps 326, 328, 330, 332, 352 and 354 of FIG. 3, When the sound field sensor mode retention time reaches the preset retention time, the SOFIS mode is terminated (disabled) and the sonar mode is activated again.

이처럼 소나 모드(SONAR mode)를 다시 활성화하는 이유는 음향 센서(100)가 실내에서 다시 실외로 이동했는지를 확인하기 위함이다. The reason for reactivating the sonar mode as described above is to check whether the acoustic sensor 100 has moved from indoor to outdoor.

즉, 단계 526에서 단계 516으로 이동하여 소나 모드(SONAR mode)를 활성화한 후, 단계 518(단계 326 내지 단계 354)을 수행하여, 단계 320의 수행 결과에 따라 계산된 거리 값을 기준 거리 값과 비교하여 그 계산된 거리 값이 기준 거리 값 미만이면 음향 센서(100)는 계속 실내에 머물고 있는 것으로 판단하여 음장 센서 모드로 다시 전환하고, 음장 센서 모드에서 수행되는 신호 처리 과정을 계속 수행한다.That is, after moving from step 526 to step 516 to activate the sonar mode, step 518 (steps 326 to step 354) is performed, and the calculated distance value according to the result of performing step 320 is used as the reference distance value. In comparison, if the calculated distance value is less than the reference distance value, the acoustic sensor 100 determines that it is staying indoors, switches back to the sound field sensor mode, and continues to perform a signal processing process performed in the sound field sensor mode.

만일 도 3의 단계 320의 수행 결과에 따라 계산된 거리 값이 기준 거리 값 이상이면, 음향 센서(100)가 실내에서 실외로 이동한 것으로 판단하여, 소나 모드(SONAR mode)로 동작을 변환한다.If the distance value calculated according to the result of performing step 320 of FIG. 3 is greater than or equal to the reference distance value, the acoustic sensor 100 determines that it has moved from indoor to outdoor, and converts the operation to a sonar mode.

이처럼, 음장 센서 모드(SOFIS mode)에서 소나 모드(SONAR mode)로 주기적으로 전환하여, 음향 센서(100)가 계속 실내에 위치하는지 실외로 이동하였는지를 주기적으로 확인한다.In this way, by periodically switching from the SOFIS mode to the sonar mode, it is periodically checked whether the acoustic sensor 100 is continuously located indoors or has moved outdoors.

도 5에서는 본 말명의 음향 센서가 측정한 '벽 등 물체까지의 거리'를 기준으로 음향 센서 모드를 전환하는 것으로 예를 들었지만, '물체까지의 거리' 이외에도 음향 센서가 측정하는 서로 다른 값을 이용하여 다양한 기준을 설정하고, 그 기준에 따라서 모드 전환을 하도록 구성할 수 있다. 뿐만 아니라, 음향 센서가 아닌 제3의 센서, 예컨대 RADAR, LIDAR, 적외선 센서, 동영상촬영장치, 불꽃감지센서, 온도 센서, 연기감지 센서 등에서 제공하는 신호를 받아서, 모드를 전환하도록 구성할 수 있다. 이와 같은 구성은, 본 발명의 기술분야에 종사하는 당업자에 의해 간단하게 구현될 수 있다.In FIG. 5, the acoustic sensor mode is switched based on the'distance to an object such as a wall' measured by the acoustic sensor of the present name, but different values measured by the acoustic sensor are used in addition to the'distance to an object'. Thus, various standards can be set, and mode switching can be configured according to the standards. In addition, it can be configured to receive a signal provided by a third sensor other than the acoustic sensor, such as RADAR, LIDAR, infrared sensor, video recording device, flame detection sensor, temperature sensor, smoke detection sensor, etc., and to switch modes. Such a configuration can be simply implemented by a person skilled in the art of the present invention.

이상 설명한 도 3내지 도 5에 따른 구동 방법에 따르면, 소나(SONAR) 기능과 음장 센서(SOFIS) 기능을 하나의 음향 센서에 통합하는 동시에, 소나 기능과 음장 센서 기능을 사용자 선택 또는 자동으로 소나 모드(SONAR mode)에서 음장 센서 모드로 반대로 음장 센서 모드에서 소나 모드(SONAR mode)로 자유롭게 전환됨으로써, 기존의 소나와 음장 센서가 가지고 있는 장점들을 모두 갖는 동시에 양 센서가 가지고 있는 단점을 서로 보완하여, 사물의 감지 성능을 극대화할 수 있다.According to the driving method according to FIGS. 3 to 5 described above, the sonar function and the sound field sensor (SOFIS) function are integrated into one acoustic sensor, and the sonar function and the sound field sensor function are selected by the user or automatically in the sonar mode. Conversely from (SONAR mode) to sound field sensor mode, by freely switching from sound field sensor mode to sonar mode (SONAR mode), it has all the advantages of the existing sonar and sound field sensors, while compensating for the disadvantages of both sensors. It can maximize the detection performance of objects.

소나 모드(SONAR mode)와 음장 센서 모드(SOFIS mode)가 일정한 조건하에서 자동 전환되는 방식은, 통합 음향 센서 모드와 비교하여, (1) 각 모드에 최적화된 설정을 사용함으로써 측정의 정밀도가 증가하거나, (2) 발생되는 소음을 감소시키거나, (3) 전력 등의 자원을 절약하는 효과를 얻을 수 있다.The method in which the SONAR mode and the SOFIS mode are automatically switched under certain conditions is compared to the integrated acoustic sensor mode, (1) the measurement accuracy is increased by using the settings optimized for each mode. , (2) reducing the noise generated, or (3) saving resources such as power can be obtained.

위 실시 예에서는 소나 모드(SONAR mode)와 음장 센서 모드(SOFIS mode)가 일정한 조건하에서 자동 전환되는 경우를 예로 들었으나, 통합 음향 센서 모드까지 포함하여 3개의 모드를 일정 조건하에서 자동 전환되도록 구성할 수 있고, 이는 본 발명의 기술분야에 종사하는 당업자에 의해 간단하게 구현될 수 있다.In the above embodiment, the case where the sonar mode (SONAR mode) and the sound field sensor mode (SOFIS mode) are automatically switched under certain conditions, but the three modes including the integrated acoustic sensor mode will be configured to be automatically switched under certain conditions. Can be, and it can be simply implemented by a person skilled in the art of the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 하나의 음향 센서의 신호 처리기(150) 내부에 소나(SONAR)의 기능과 음장 센서(SOFIS)의 기능을 모두 구비하도록 소나 로직(153)과 소피스 로직(155)이 통합된다.As described above, in the present invention, the sonar logic 153 and the SOFIS logic 155 are provided to have both a function of a sonar (SONAR) and a function of a sound field sensor (SOFIS) in the signal processor 150 of one acoustic sensor. ) Is integrated.

또한, 동작 모드 결정 로직(151)에 의해 소나(SONAR) 로직과 소피스(SOFIS) 로직이 선택적으로 또는 동시에 구동함으로써, 소나의 장점과 음장 센서의 장점을 모두 갖는 동시에 양 센서 간의 단점을 서로 보완하여 사물에 대한 감지 성능을 극대화할 수 있다.In addition, by selectively or simultaneously driving the sonar logic and the SOFIS logic by the operation mode determination logic 151, both the advantages of the sonar and the sound field sensors are obtained, and the disadvantages between the two sensors are compensated for each other. Thus, the detection performance for objects can be maximized.

본 발명에 따른 음향 센서(100)는 CCTV나 자동차 블랙박스 등의 보안 카메라 등에 적용될 수 있고, 인터넷전화, 스마트폰, 스마트 TV, 스마트 자동차, 인터폰, AI 스피커 등을 포함한 스마트 가전, 및 지능형 금고 등과 같은 다양한 기기는 물론, 어군 탐지기와 같은 어선 장비와 자율주행 자동차 또는 로봇 분야에 적용될 수 있다.The acoustic sensor 100 according to the present invention can be applied to security cameras such as CCTV or car black box, and smart home appliances including internet phones, smart phones, smart TVs, smart cars, interphones, AI speakers, and intelligent safes, etc. It can be applied to various devices such as fishing boat equipment such as fish finders and autonomous vehicles or robots.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, it should be determined not only by the claims but also by the claims and equivalents of this invention.

Claims (3)

소나(sound navigation and ranging: SONAR) 기능과 소피스(sound field sensor: SOFIS) 기능이 통합된 음향 센서의 구동방법에서,
음향 발생기에서, 소나 음향 신호 또는 소피스 음향 신호를 선택적으로 또는 동시에 방사하는 단계;
음향 수신기에서, 상기 소나 음향 신호에 대한 반사음 또는 상기 소피스 음향 신호에 의한 음장을 측정하는 단계; 및
신호 처리기에서, 상기 반사음 또는 상기 음장을 신호 처리하여 사물에 대한 감지 결과를 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 방사하는 단계는,
상기 신호 처리기에 의해 결정된 동작 타이밍, 동작 순서 및 실행 순서 중 어느 하나에 따라, 소나 음향 신호와 소피스 음향 신호를 선택적으로 또는 동시에 방사하는 단계인 것인 반사음과 음장을 모두 이용하여 사물을 감지하는 음향 센서의 구동 방법.
In a method of driving an acoustic sensor in which a sound navigation and ranging (SONAR) function and a sound field sensor (SOFIS) function are integrated,
Selectively or simultaneously radiating a sonar sound signal or a soothing sound signal in the sound generator;
Measuring, in an acoustic receiver, a reflection sound of the sonar sound signal or a sound field caused by the sophice sound signal; And
In a signal processor, processing the reflected sound or the sound field to output a detection result for an object; including,
The spinning step,
In accordance with any one of an operation timing, an operation order, and an execution order determined by the signal processor, a sonar sound signal and a sophis sound signal are selectively or simultaneously radiated, which detects an object using both a reflected sound and a sound field. How to drive the acoustic sensor.
삭제delete 소나(sound navigation and ranging: SONAR) 기능과 소피스(sound field sensor: SOFIS) 기능이 통합된 음향 센서의 구동방법에서,
음향 발생기에서, 소나 음향 신호, 소피스 음향 신호, 또는 상기 소나 음향 신호와 상기 소피스 음향 신호가 합성된 통합 음향 신호 중에서 어느 하나를 방사하는 단계;
음향 수신기에서, 상기 소나 음향 신호에 대한 반사음, 상기 소피스 음향 신호에 의한 음장 또는 상기 통합 음향 신호에 대한 반사음과 음장을 측정하는 단계; 및
신호 처리기에서, 상기 소나 음향 신호에 대한 반사음, 상기 소피스 음향 신호에 의한 음장 또는 상기 통합 음향 신호에 대한 반사음과 음장을 신호 처리하여 사물에 대한 감지 결과를 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 방사하는 단계는,
상기 신호 처리기에 의해 결정된 동작 타이밍, 동작 순서 및 실행 순서 중 어느 하나에 따라, 소나 음향 신호, 소피스 음향 신호, 또는 상기 소나 음향 신호와 상기 소피스 음향 신호가 합성된 통합 음향 신호 중에서 어느 하나를 방사하는 단계인 것인 반사음과 음장을 모두 이용하여 사물을 감지하는 음향 센서의 구동 방법.
In a method of driving an acoustic sensor in which a sound navigation and ranging (SONAR) function and a sound field sensor (SOFIS) function are integrated,
In a sound generator, emitting any one of a sonar sound signal, a sophiste sound signal, or an integrated sound signal in which the sonar sound signal and the sophiste sound signal are combined;
Measuring a reflected sound for the sonar sound signal, a sound field based on the Sopis sound signal, or a reflected sound and a sound field for the integrated sound signal, in an acoustic receiver; And
Including, in a signal processor, signal-processing the reflected sound of the sonar sound signal, the sound field based on the Sophice sound signal, or the reflected sound and sound field of the integrated sound signal, and outputting a detection result for an object;
The spinning step,
In accordance with any one of an operation timing, an operation order, and an execution order determined by the signal processor, any one of a sonar sound signal, a sophiste sound signal, or an integrated sound signal in which the sonar sound signal and the sophiste sound signal are combined A method of driving an acoustic sensor that detects an object using both a reflected sound and a sound field, which is the step of radiating.
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KR20120063272A (en) * 2010-12-07 2012-06-15 한국전자통신연구원 Security monitoring system using beamforming acoustic imaging and method using the same
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