• 본 특허는 도약-주파수 코딩 기반 소나시스템의 송수신 처리기법으로 근거리 고속 기동 표적에 적용 가능한 기술임

• 본 특허는 부호화된 도약-주파수 신호를 이용한 소나시스템의 송수신 처리기법으로 선박의 근거리 충돌방지 시스템분야에 적용이 가능함

∨해저 장애물 탐지 및 회피 시스템             ∨수중 드론 장애물 충돌 방지 시스템

∨수중물체(잠수함), 선박 충돌 방지 시스템   ∨드론 탐지 및 회피 시스템

• 수중소나에서 발생하는 도플러효과의 변화량 처리를 위해서는 3개의 주파수 도약을 적용한 코딩기반의 송신신호에 대한 개선된 기술의 개발이 필요함
• 3개의 독립된 주파수를 가진 연속파 신호 중 하나를 일정 시간간격마다 선택하여 코드 길이를 가변적으로 부호화하여 신호를 송신하고, 수신할 수 있음

• 본 특허에 수중 근거리 물체 거리 속도 추정 방법은 근거리에서 고속으로 기동하는 표적의 정보를 짧은 주기로 갱신하기 위한 신호의 송신 방법(송신기)과 이에 대응하는 수신 신호처리(수신기)로 구성됨
• 아래의 거리 및 도플러 주파수를 얻기 위한 수신 신호처리 블록도의 과정을 통해 도플러 및 거리 추정을 완료함
• 송신기는 3개의 주파수 대역을 일정 주기로 도약하는 신호와 도약-주파수에 코딩을 할당하는 것을 활용하였으며, 수신기 측면에서는 수신신호의 도플러를 추정하기 위한 그룹 상관기와 거리를 추정하기 위한 지연&합 추정기를 사용함
• 수신기는 도플러 처리 및 거리처리 단계로 구분하며, 첫 번째 단계인 그룹 상관기 기반 도플러 추정 단계로, 이는 3개의 주파수별로 도플러 비율을 추정하여 최댓값인 신호만 산출함
• 거리 및 합 기반 거리 추정단계에서는 추정된 도플러 신호를 이용한 가중치 벡터(송신코드 신호)와 곱에 대한 합으로 거리를 계산하고, 상관기의 길이를 조절하여 근거리 표적을 탐지 할 수 있도록 되어 있음

• 표적의 정보 추정을 하기 위해 도약-주파수 코딩 기반의 송신신호에 대한 도플러 추정 기술로 근거리 상황에서 정밀한 거리 측정이 요구되는 분야에 적용 가능함
• 본 기술적용분야인 수중로봇 중 자율무인잠수정은 해양환경 조사, 해저탐사, 자원채취, 해양 플랜트 유지 및 보수, 수중건설 등에 참여해 자율적으로 이동하여 부여받은 임무를 절차에 따라 수행함
• 수중 근거리 물체 거리 속도 추정 방법을 통해 수중에서 이동하는 과정에서 장애물을 회피하거나 조류를 극복 또는 활용하고 비상 시 스스로 조치하며 제한된 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 인공지능 기술로 활용됨
• 소나 탐사 분야에서도 인공지능 기술을 이용하는 자동 표적 탐지 및 식별 기술의 개발이 활발히 진행
• 최근 빅데이터 기술을 수중항법에 적용하여 실시간으로 많은 소나 센서 정보를 가공함으로써 위치파악에 활용할 수 있어 정확한 위치를 산출할 수 있음

• 수중 근거리 물체 거리 속도 추정 기술은 선박의 충돌방지 시스템분야에 접목 가능한 코딩 기술로 본 기술이 제공하는 해저 탐지 및 잠수정 등에 활용할 수 있음
• 소나 시스템 시장은 심해 석유, 가스 탐사 증가와 해상보안 위협의 증가에 따라 크게 성장하고 있으며, 해양조사장비 시장은 북미와 유럽의 해저 연구 활동이 증가함에 따라 큰 시장을 형성할 것으로 기대됨
• 또한 육상 및 항공환경에서의 근거리 탐지에도 적용 가능하여 자동차 및 드론 탐지 및 회피 시스템으로 활용이 가능

• 세계의 소나 시스템(Sonar System) 시장은 예측 기간 중 6.98%의 연간 복합 성장률로 2018년의 26억 달러에서 2020년에 37억 4천만 달러로 성장중임
• 세계의 해상 무역 증가, 해상 안전기준의 준수 요건 확대, 해양 관광 부문의 성장 등의 요인이 소나 시스템 시장의 성장을 촉진하고 있음
• 해양조사장비에 근거리 고속 기동 표정의 정보를 추정하는 기술을 적용할 경우, 해저 장애물을 탐지하고 회피할 수 있으며, 수중 드론과 같은 수중물체가 선박에 충돌하는
것을 방지할 수 있음
• 사이버 위협에 대한 선박의 취약성, 전문가 부족 등의 요인이 이 시장의 새로운 성장 장벽임