KR0153397B1 - 클러터된 화면에서의 적응성 트랙 루프 대역폭 감소 - Google Patents

클러터된 화면에서의 적응성 트랙 루프 대역폭 감소

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Abstract

본 발명의 트래킹 시스템 및 방법은 트랙 루프 대역폭 감소를 달성하고 트랙된 타게트 주변의 확장된 영역으로부터 장면 정보를 분석한다. 타게트와 간섭하고 저하된 트래킹 성능을 일으킬 수 있는 화면 내의 물체는 간섭으로 인한 주요한 트래커의 가능한 혼란의 레벨을 결정하기 위해 트랙된다. 본 발명은 클러터 물체로 인해 간섭이 발생하는 시간 및 간섭의 평가 지속 시간을 예측한다. 본 발명은 타게트의 검출 및 트래킹 조작시에 트랙 손실을 방지하기 위해 트랙 루프의 대역 폭을 결정하고 가변적으로 조정하기 위하여 이 정보를 사용한다.

Description

클러터된 화면에서의 적응성 트랙 루프 대역폭 감소
제1도는 본 발명의 원리에 따른 클러터(clutter) 검출 및 타게트 트래킹 시스템 및 방법을 도시하는 블럭도.
제2도는 제1도의 트래킹 시스템에서 사용될 수 있는 인-래스터(in-raster) 트래킹 루프의 다이어그램.
제3도는 본 발명의 트래킹 시스템의 동작 및 방법을 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 클러터 검출 및 타게트 트래킹 시스템 11 : 주 타게트 트래커
12 : 멀티-타게트 트래커 13 : 트래킹 루프
15 : 타게트 게이트 위치 및 타게트 상태 추정기
16 : 트래킹 게이트 위치 신호 17 : 시간 지연
18, 24 : 가산 장치 27 : 주 타게트
28 : 클러터 물체 29 : 트래킹 게이트
41 : 영상
본 발명은 비디오 트래킹 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 간섭 중에 클러터에 의한 교란을 감소시키기 위해 시스템 대역폭을 자동적으로 감소시키기 위하여 타게트 정보 및 화면 물체가 사용되는 클러터 검출을 이용한 개량된 비디오 트래킹 시스템에 관한 것이다.
종래의 비디오 트래커는 국부 레벨에서 클러터를 검출하고, 간섭이 예상되는 시간 동안 타게트 위치를 예측하기 위하여 사전에 계산된 타게트 속도 예상치를 사용하여 간섭 예상 시간 동안 시스템 대역폭(이득)을 0으로 설정함으로써 코우스트(coast) 상태로 들어간다. 코우스트 사건 중의 타게트 조작은 타게트를 돌이킬 수 없을 정도로 놓칠 수 있다.
몇몇 비디오 트래킹 시스템에서는, 타게트 위치 측정치의 변화에 따라 시스템 대역폭(이득)을 자동적으로 변화시키기 위하여 칼만 필터(Kalman filter) 및 확장된 칼만 필터링이 이용된다. 전형적인 칼만 필터는 타게트 위치 측정치가 동적 모델 예측치와 얼마나 잘 일치하는가에 따라 대역폭을 변화시킨다. 양호하게 일치하는 경우에, 대역폭이 감소되며, 따라서 측정치는 덜 가중된다. 일치가 잘되지 않으면, 새로운 측정을 위해 대역폭이 증가되고 모델 파라메터가 갱신된다. 예상되는 간섭을 위해 칼만 필터가 보강되지 않으면, 칼만 필터는 간섭 기간 동안에 모델 파라메터를 갱신하는데, 이것은 요구된 것과는 정확히 반대이다. 그러므로, 실제로 칼만 필터는 교란 중에 대역폭을 증가시킨다. 칼만 필터링은 간섭 기간을 예측할 수 없고, 대역폭을 다시 정상으로 되돌리기 위해 타게트 위치 측정치에만 의존해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 트래킹 시스템의 한계를 극복하는 비디오 트래킹 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 간섭 중에 클러터의 교란을 감소시키기 위해 시스템 대역폭을 자동적으로 감소시키기 위하여 타게트 정보 및 화면 물체가 사용되는 클러터 검출을 이용하는 비디오 트래킹 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 트래킹 루프 대역폭 감소를 달성하고 트래킹된 타게트 주위의 확장된 영역으로부터 화면(비디오) 정보를 분석하는 트래킹 시스템 및 방법을 제공한다. 타게트와 간섭하여 트래킹 성능을 저하시킬 수 있는 화면 내의 물체가 간섭으로 인해 발생할 수 있는 주 트래커의 교란 레벨을 결정하기 위하여 트래킹된다. 본 발명은 클러터 물체로 인해 간섭이 발생하는 시간 및 예상되는 간섭 지속 시간을 예측한다. 본 발명은 이러한 정보를 이용하여 타게트의 검출 및 트래킹 조작시의 트래킹 손실을 방지하기 위해 트래킹 루프의 대역폭(이득)을 가변적으로 조정한다.
더 상세하게는, 본 발명의 시스템은 주 타게트(primary target) 및 타게트 근처에 위치한 클러터 물체를 나타내는 비디오 신호를 처리하기 위한 클러터 검출 및 타게트 트래킹 시스템을 포함한다. 본 발명의 시스템은 트래킹 게이트 내의 주 타게트의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하도록 비디오 신호를 처리하기 위한 주 타게트 트래커 및 클러터 물체를 검출하기 위하여 비디오 신호를 처리하고 주 타게트에 관련된 위치 및 속도 데이타를 계산하기 위한 멀티-타게트 트래커를 포함한다. 주 타게트와 클러터 물체 사이의 간섭을 예측하기 위하여 위치 및 속도 데이타를 처리하기 위한 예측 수단이 멀티-타게트 트래커에 결합된다. 예측된 간섭에 대응하는 개방 루프(open-loop) 교차 주파수를 계산하기 위한 주파수 계산 수단이 예측 수단에 결합된다. 계산된 개방 루프 교차 주파수를 사용하여 트래킹 루프 이득을 조정하기 위한 조정 수단이 주파수 계산 수단에 결합된다. 트래킹 루프가 주 타게트 트래커 및 조정 수단에 결합된다. 트래킹 루프는 클러터 물체의 존재 하에도 주 타게트 트래킹을 유지하기 위하여 주 타게트 트래커로부터의 위치 신호 및 조정된 트래킹 루프 이득을 처리하도록 적응된다. 멀티-타게트 트래커는 트래킹 게이트 외측에 위치한 클러터 물체를 검출하기 위한 검출 수단, 검출된 클러터 물체를 트래킹 파일 데이타베이스 내에 저장된 클러터 물체와 상관시키기 위한 상관 수단 및 검출된 클러터 물체의 위치 및 속도 데이타를 갱신하기 위한 갱신 수단을 포함한다.
본 발명의 방법은 다음 단계를 포함한다. 제1단계는 트래킹 게이트에서 타게트 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하기 위하여 주 타게트 트래커에서 인가된 비디오 신호를 처리하는 단계를 포함한다. 비디오 신호는 트래킹 게이트 외부의 물체가 검출되는 멀티-타게트 트래커에서 처리된다. 개방 루프 교차 주파수가 계산되어 그 주파수 아래에서 타게트의 트래킹이 유실되지 않는다. 트래킹 루프 이득은 계산된 개방 루프 교차 주파수를 사용하여 갱신된다. 다음에, 타게트의 위치를 나타내는 위치 신호 및 갱신된 트래킹 루프 이득은 클러터 물체의 존재하에 주 타게트 트래킹을 유지하는 트래킹 루프에서 처리된다.
본 발명은 2가지 이유로 인해 코우스팅 방법에 배해 우수하다. 첫째로, 시스템 대역폭은 특정 목적을 위해 필요한 레벨로만 증가되는데, 이것은 타게트 거동의 검출을 허용한다. 둘째로, 간섭이 존재하는 시간의 길이가 예측되기 때문에 대역폭은 필요한 만큼만 감소된다. 본 발명은 타게트와 간섭하는 동안 클러터로부터의 교란을 감소시키도록 시스템 대역폭을 자동적으로 감소시키기 위하여 타게트 정보 및 화면 물체가 사용되므로 보강되지 않은 칼만 필터링에 대한 개량이다.
그러므로, 본 발명은 종래의 트래커와 비교할 때 잠재적인 클러터 물체의 보다 양호한 트래킹을 허용하는 상대적으로 큰 시야(field of view)를 가진 트래킹 시스템을 제공한다. 또한, 본 발명은 클러터와 타게트 사이의 간섭 기간 동안 타게트 거동이 검출될 수 있게 한다. 본 발명은 트래킹 간섭을 일으킬 가능성이 있는 물체와 그렇지 않은 물체를 구별한다. 본 발명은 프로그램 가능한 특징을 갖는 비디오 트래커에서 사용될 수 있고, 폐쇄 루프 또는 인-래스터 비디오 트래커에도 사용될 수 있다.
본 발명의 여러가지 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한 다음을 참조하여 더 잘 이해되며, 동일 참조 번호는 동일 구성 요소를 나타낸다.
서문으로써, 종래의 영상 타게트 트래커에 의해 사용된 트래킹 게이트가 클러터 방지 수단을 제공하지만, 이러한 트래킹 게이트는 간섭 개시시의 수 프레임 내의 임박한 간섭만을 알린다. 부수적으로, 트래킹 게이트 안으로 끼어드는 물체의 단순한 검출은 물체의 크기 또는 타게트와의 간섭의 지속 기간에 대한 정보를 제공하지 못한다.
일반적으로, 2가지 유형의 트래킹이 있다. 인-래스터 트래킹에 관하여, 타게트는 비디오 래스터 내에서 트래킹되고, 타게트를 관측하는 비디오 센서의 시선(line-of-sight)은 이동하거나 이동하지 않을 수 있다. 트래킹의 두번째 유형은 센서의 시선이 타게트를 트래킹하도록 지시되는 폐쇄 루프 트래킹이다. 본 발명은 어느 유형의 트래킹 시스템도 사용될 수 있다. 본 발명에서, 2개의 트래커가 동시에 작동하는데, 하나는 대상 타게트를 트래킹하며, 다른 하나는 타게트와 간섭할 수 있는, 타게트에 관해서 센서의 시야 안에서 이동하는, 모든 다른 물체를 트래킹한다. 트래킹의 두번째 유형은 종종 멀티-타게트 트래킹으로 언급되며, 본 기술 분야에 숙련된 자에게 잘 알려져 있다.
본 발명의 목적을 위하여, 클러터는 타게트 측정을 방해할 수 있는 임의의 물체 또는 화면 현상이다. 본 발명은 멀티-타게트 트래킹에 사용될 수 있고, 이 경우에 각 타게트는 모든 다른 타게트에 관하여 클러터일 수 있다. 본 발명은 폐쇄 루프 및 인-래스터 트래킹 루프에 응용될 수 있지만, 본 발명은 인-래스터 트래킹 루프를 참조하여 이하에 설명된다. 또한, 일반성을 상실하지 않고, 타게트의 속도가 클러터와 타게트 사이의 상대 속도가 되도록 클러터 물체가 정지하고 있는 것으로 가정한다.
도면을 참조하면, 제1도는 본 발명의 원리에 따른 클러터 검출 및 타게트 트래킹 시스템(10) 및 방법(30)을 도시하는 블럭도이다. 클러터 검출 및 타게트 트래킹 시스템(10)은 주 타게트 트래커(11) 및 멀티-타게트 트래커(12)로 구성된다. 멀티-타게트 트래커(12)는 클러터 물채(28;제3도에 도시됨)를 검출하기에 적합하며 각 클러터 물체(28)에 관한 위치 및 속도 데이타를 제공한다. 멀티-타게트 트래커(12)는 검출 알고리즘(32), 크래킹된 클러터 물체(28)에 관한 데이타를 가진 트래킹 파일(35)에 결합된 상관 알고리즘(34) 및 검출된 각 클러터 물체(28)에 대한 위치 및 속도 데이타를 갱신하기에 적합한 갱신 알고리즘(36)을 포함하는 여러 개의 처리 알고리즘으로 구성된다. 클러터 및 속도 데이타는 또 다른 처리를 제공하는 부수적인 처리 알고리즘에 결합된다. 주 타게트(27)와 클러터 물체(28) 사이의 간섭을 예측하기 위해 클러터 및 속도 데이타를 처리하기 위하여 예측 알고리즘(37)이 사용된다. 예측 알고리즘(37)의 출력은 간섭에 관한 개방 루프 교차 주파수(fc)(또는 대역폭)를 결정하기 위하여 교차 주파수 알고리즘(38)에 의해 처리된다. 다음에, 트래킹 루프(13)의 트래킹 루프 이득은 계산된 개방 루프 교차 주파수를 사용하여 갱신 알고리즘(39)에 의해 갱신된다. 주 타게트 트래커(11)에 의해 생성된 타게트 위치 데이타 및 갱신된 트래킹 루프 이득은 인-래스터 트래커를 위한 위치 게이트 또는 폐쇄 루프 트래커 내의 짐벌을 위한 속도 명령을 생성하기 위하여 트래킹 루프(13)에 의해 처리된다.
또한, 제1도에 도시한 본 발명의 방법(30)은 다음 단계를 포함한다. 비디오 신호가 주 타게트 트래커(11)에 인가되는 트래킹 게이트(29;제3도에 도시됨) 내의 타게트(27)의 위치가 결정된다(단계 31). 또한, 비디오 신호는 멀티-타게트 트래커(12)에 인가되고 트래킹 게이트(2) 외부의 물체(28)가 또한 검출된다(단계 32). 멀티-타게트 트래커(12)에서 트래킹 게이트(29) 외부에서 검출된 물체(28)은 트래킹 파일 데이타베이스(35) 내에 포함된 물체와 상관된다(단계 34). 클러터 물체(28)의 위치 및 속도가 갱신된다(단계 36). 그 다음, 타게트(27)과 각 물체(28) 사이의 간섭량 및 간섭 시간이 예측된다(단계 37). 그 다음, 개방 루프 교차 주파수(fc)가 결정된다(단계 38). 그 다음, 계산된 개방 루프 교차 주파수를 사용하여 트래킹 루프 이득이 갱신된다(단계 39). 그 다음 단계 31로부터의 타게트 위치 및 갱신된 트래킹 루프 이득은 인-래스터 트래커를 위한 위치 게이트 또는 폐쇄 루프 트래커 내의 짐벌을 위한 속도 명령을 생성하기 위하여 트래킹 루프(13)에 의해 처리된다(단계 33).
제2도는 제1도의 시스템(10)에서 사용될 수 있는 인-래스터 트래킹 루프(13)의 다이어그램이다. 특히, 제2도는 타게트 게이트 위치 및 타게트 상태 예상치(15)를 조정하는 타입 Ⅱ 적분-플러스-비례 제어(Type Ⅱ integral-plus-proportional control) 인-래스터 트래킹 루프(13)를 도시한다. 트래킹 게이트 위치 신호(16)에 대해 비선형 히스테리시스 및 반올림 연산을 행해지는데, 분석을 용이하게 하기 위해, 이것은 시간 지연(17)(e-Ts)으로서 근사화된다. 이 시간 지연(17)은 트래킹 게이트(29)가 한 픽셀 이동하기에 충분하도록 주 타게트(27)의 위치를 변화시키기 위해 필요한 시간을 나타낸다. 이 지연(17)은 주 타게트(27)의 속도에 역비례한다. 정상 동작시에, 주 타게트(27)는 트래킹 게이트(29) 내에 완전히 포함되며, 주 타게트(27)에 관한 트래킹 게이트(29)의 정확한 위치는 예측 위치 신호(16a)를 포함하는 위치 측정치 또는 예측 위치에 영향을 주지 않는다. 트래킹 루프(13)은 원하는 항들을 얻기 위해 사용되는 2개의 가산 장치(18, 24)를 포함하며, 2개의 가산 장치(18, 24) 사이에 결합된 제1이득 항(21;K1)을 포함하는 상부 경로(15b) 및 2개의 가산 장치(18, 24) 사이에 결합된 제1 적분기(23)와 제2이득 항(22;K2)를 포함하는 정상 동작을 위해 제공된 하부 경로(15a)로 구성된다. 제1적분기(23a)를 위한 초기치가 제공된다. 제2가산 장치(24)의 출력은 x2에 대응하는 예측 속도 신호(16b)를 제공하고, 예측 타게트 위치 신호(16a)를 생성하도록 제2적분기(1/s;25)를 통해 결합된다.
제3a도 내지 제3f도로 구성된 제3도는 제2도에 도시된 인-래스터 트래킹 루프(13)을 사용하는 트래킹 시스템(10) 및 방법(30)의 동작을 도시한다. 제3a도는 타게트(27) 및 2개의 간섭 물체(28) 또는 클러터(28)를 포함하는, 트래킹 시스템(10)으로부터 도출된 전형적인 영상(41)을 도시한다. 제3b도는 주 타게트(27)을 트래킹하기 위하여 본 발명의 시스템(10) 및 방법(30)에 의해 사용되는 트래킹 게이트(29)를 도시한다. 센서(도시되지 않음)로부터 도출된 인입 비디오 데이타는, 예를 들면, 게이트된 비디오 트래커에 의해 제공되는 바와 같이, 트래킹 시스템(10)으로 전송된다. 타게트(27)은 예컨대, 주 타게트 트래커(11)에 의해 질량 중심 또는 상관 트래킹 알고리즘을 사용하여 트래킹된다. 또한, 비디오 데이타는 멀티타게트 트래커(12)로 전송된다. 멀티-타게트 트래커(12)에서, 물체는 제3b도에 도시된 단계 32에서 검출되는 제3c도에 도시된 단계 34에서 트래킹 파일 데이타베이스(35)와 상관되는데, 이때 새로운 물체(28)는 데이타베이스(35)에 입력되고, 이전의 물체(28)는 갱신되며, 시야에 남겨진 물체(28)는 제거된다. 그 다음, 제3d도에 도시된 단계 36에서 클러터(28)의 위치, 크기 및 속도가 결정된다. 다음에, 제3e도에 도시된 단계 37에서 타게트 간섭량이 결정된다. 개방 루프 교차 주파수의 계산 후(단계 38), 제3f도에 도시된 단계 39에서 트래킹 루프 이득이 조정된다. 그 다음, 트래킹 루프(13)은 타게트(27)의 주위에서 폐쇄되고, 트래킹 시스템(10)의 유형에 따라 트래킹 게이트(29)를 배치하거나 짐벌을 이동시킨다.
그러므로, 본 발명은 트래킹 게이트(29)보다 휠씬 큰 시야(42)를 가짐으로써 클러터 물체들(28)이 트래킹 게이트(29) 안에 들어가기 전에 클러터 물체들(28)에 대한 트래킹을 수행하는 클러터 검출 및 타게트 트래캥 시스템(10)을 제공한다.
트래킹 루프(13)(제2도의 하부 경로(15a)로 표시됨)의 정상 동작을 나타내는 미분 방정식은 다음과 같다.
여기서, x2는 목표(27)의 예측 위치(16a)이고, t는 시간이며, Θ는 목표(27)의 위치이다. K1(21) 및 K2(22)의 값은 비례하며, 개방 루프 교차 주파수 fc의 함수인 적분 루프 이득이다. 본 발명에서, Ka=K2이고, 교차점에서 75도의 위상 마진이 사용되며, 그 결과는 다음과 같다.
타게트(27) 및 클러터(28)가 트래킹 게이트(29) 전체를 채울 때 트래킹 루프(13)의 입력은 더 이상 중요한 타게트 위치 측정이 아니라, 그 대신에 단지 트래킹 게이트(29)의 중심이다. 이 경우에, 루프 입력은 제2도의 트래킹 게이트 위치 신호(16)에 대응한다. 시스템(10)에 대한 미분 방정식은 다음과 같다.
여기서, T는 타게트(27)의 속도에 역비례하는 지연 시간이며, t는 게이트(29)가 타게트(27) 및 클러터 물체(28)에 의해 채워지는 시간이다. 하부(x1) 경로(15a)에 있는 적분기(23)는 t=0에서 속도 벡터 vr의 값을 포함하고, x2에 대한 초기치는 0으로 가정된다.
예측 속도 및 위치 신호(16b, 16a)에 대한 폐쇄형 방정식을 얻기 위하여, 라플라스 변환이 실행된다.
지수를 전개하여 방정식을 풀면, 다음과 같다.
클러터(28)로부터의 간섭이 충분히 오래 지속되면, 예측 속도는 0으로 수렴되기 때문에 식(5)는 게이트(29)가 결국 클러터(28) 상에서 정지한다는 것을 나타낸다. 식(6)의 극한을 취하면, 게이트(29)는 그 위치에서 정지하게 된다.
타게트(27)가 적어도 트래킹 게이트(29)의 1/2에 대응하면, 클러터(28)로 인한 간섭이 사라진 후 트래킹 시스템(10)은 타게트(27)의 트래킹을 다시 시작한다. 즉, 클러터(28)가 타게트(27)와 간섭하기를 정지할 때, 트래킹 게이트(29)는 클러터(28) 및 타게트(27)가 최종적으로 발산하는 시점으로부터 타게트를 향해 중심이 맞추어진다.
공식적으로, N(NC)이 속도 벡터(vr)에 평행한 방향에서 타게트(27)(클러터(28))의 크기를 나타낼 때, 타게트(27) 및 클러터 물체(28)은 시간 t=Nc/r(여기서 r=│vr│)에서 더 이상 중첩되지 않을 것이다. 트래킹 시스템(10)이 로크(lock)를 잃지 않도록 하기 위해 다음 식이 만족되어야 한다.
이 식을 전개하면, 트래킹은 다음 조건을 만족할 때만 계속된다.
본 발명은 클러터에 의해 발생하는 로크 손실을 방지하기 위하여 상기 정보를 사용한다.
그러므로, 트래킹 시스템(10)은 트래킹 시스템(10)에 의해 사용된 판별식에 따라 타게트(27)과 공통점이 있는 클러터(28)를 관측하여 연관시키기 위한 수단을 제공한다. 예를 들어, 질량 중심 트래커를 사용하는 시스템은 주 타게트(27)와 동일한 콘트라스트를 가진 물체들(28)을 추출하기 위하여 입력 화면에 대한 임계치를 정할 수 있다. 클러터 물체들(28)은 일단 검출된 후, 속도를 설정하기 위해 다수의 사이클에 걸쳐 연관된다. 클러터 물체의 위치, 속도 및 검출 이력은 클러터 트래킹이라 불리우고 집합적으로 클러터 트래킹 파일 데이타베이스(35)로 언급된다.
본 발명은 제1도에 도시한 바와 같이 멀티-타게트 크래커(12)와 주 타게트 트래커(11) 사이에 인터페이스를 제공한다. 본 발명은 클러터 대 타게트 간섭의 개시 시간 및 지속 기간을 예측하기 위하여 클러터 물체(28)의 트래킹 파일 데이타베이스(35)를 사용하며, 접근하는 물체들(28)에 의해 제공된 트래킹 완전성에 대한 위협에 비례하여 주 타게트 트래커(11)에서의 트래킹 루프 이득(K1(21) 및 K2(22))을 조정한다.
본 발명의 방법(30)의 제1부분은 간섭 예측을 포함한다. 성숙한 또는 유효한 것으로 표현하기에 충분히 길게 지속되는 트래킹 파일 데이타베이스(35) 내의 클러터 물체들(28)을 C1…CM으로 표시한다. P 및 G가 각각 타게트(27)의 질량 중심 위치 및 게이트 위치이고, Pi및 Gi가 클러터 물체(28;Ci)의 중심 위치 및 게이트 위치를 나타내는 것으로 한다. v는 타게트(27)에 관한 클러터 물체(28;Ci)의 속도라 하고, ri=│vri│인 것으로 한다. 타게트(27)와 클러터 물체(28) 모두는 게이트들(23) 주위에 그려진 원들 곁에 접근시킨다. 이것은 타게트(27) 및 클러터 물체(28;Ci) 각각에 대한 반경 R 및 Ri를 산출한다. 타게트(27)와 클러터 물체(28;Ci)에 근접한 원들 사이의 충돌은 식(8)이 τ에 대한 실수 해를 가질 때면 언제든지 가능하다.
식 (8)은 본 발명의 방법(30)의 단계 37에 대응한다.
클러터 물체(28;Ci)에 대한 원 근사가 양호하면, 식 (8)의 해는 클러터 물체(28;Gi)와 타게트(27) 사이의 간섭의 개시 및 종료 시간으로 사용된다. 근사가 양호하지 않은 경우, 이것은 게이트 위치(Gi)의 더 작은 치수가 2/3 Ri보다 작은 경우를 나타내는데, 이 때 클러터 물체(28;Ci)는 트래킹 게이트(Gi)로 표시되며, 최소 및 최대 시간은 게이트 위치(Gi)의 임의의 단부가 타게트(27)에 근접하는 원과 교차할 때 얻어진다. 클러터 물체(28;Ci)와 타게트(27) 사이의 간섭 지속 시간을 Di로 하거나, 간섭이 발생하지 않으면 0으로 하자.
대역폭 감소는 본 발명의 방법(30)의 제2부분이다. 타게트(27) 및 클러터 물체(28;Ci)의 vri방향 크기에 대한 근사 반경 R 및 Ri를 사용하면, 아래의 식이 만족될 때 클러터 물체(28;Ci)로 부터의 간섭 후에 트래킹이 계속되는지를 알아내기 위해 부등식(7)이 다시 쓰인다.
식 (9)는 본 발명의 방법(30)의 단계 38에 대응한다. 클러터 물체(28;Ci)로 부터의 간섭으로 인한 로크의 파괴(breaklock)은 부등식 (9)의 양 변이 같아지도록 개방 루프 교차 주파수(fci)를 선택함으로써 피할 수 있다.
타게트(27)의 경로와 동시에 교차하는 M개의 클러터 물체(28)의 영역에서, 필요한 개방 루프 교차 주파수는 각각의 클러터 물체(28)가 필요로 하는 해들 중 최소값이다. 즉,
클러터(28)로부터의 간섭으로 인한 로크의 파괴는 개방 루프 교차 주파수가 D 사이클 동안 식 (10)에서 특정되는 값으로 낮아질 때 피할 수 있는데, D는 다음과 같다.
그러므로, 간섭 중에 클러터로부터의 교란이 감소하도록 시스템 대역폭을 자동적으로 감소시키기 위하여 타게트 정보 및 화면 물체가 사용되는 클러터 검출을 이용한 새롭게 개량된 비디오 트래킹 시스템이 설명되었다. 전술한 실시예는 단지 본 발명의 원리가 응용되는 많은 특정 실시예 중 몇 개만을 설명한 것이라는 것을 이해해야 한다. 지금까지 양호한 실시예에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 분야에 숙련된 기술자들은 첨부된 특허 청구 범위에 의해 한정된 본 발명의 영역을 벗어나지 않고서 본 발명을 여러가지로 수정 및 변형시킬 수도 있다.

Claims (8)

  1. 주 타게트(27) 및 상기 타게트(27) 근처에 위치한 클러터(clutter) 물체(28)를 나타내는 비디오 신호들을 처리하기 위한 클러터 검출 및 타게트 트래킹 시스템에 있어서, 트래킹 게이트(29) 내의 상기 주 타게트(27)의 위치를 나타내는 위치 신호들을 생성하기 위하여 상기 비디오 신호들을 처리하기 위한 주 타게트 트래커(11);상기 클러터 물체들(28)을 검출하기 위하여 상기 비디오 신호들을 처리하고 상기 주 타게트(27)에 대한 상기 클러터 물체들(28)의 상대 위치 및 속도 데이타를 계산하기 위한 멀티-타게트 트래커(12);상기 주 타게트(27)와 클러터 물체(28) 사이의 간섭을 예측하기 위하여 상기 위치 및 속도 데이타를 처리하기 위한 예측 수단(37);상기 예측된 간섭에 대응하는 개방 루프 교차 주파수(open-loop crossover frequency)(fc)를 계산하기 위한 주파수 계산 수단(38);상기 계산된 개방 루프 교차 주파수를 사용하여 트래킹 루프 이득을 조정하기 위한 조정 수단(39); 및 상기 클러터 물체(28)의 면전에서 상기 주 타게트(27)의 트래킹을 유지하기 위하여 상기 주 타게트 트래커(11)로부터의 상기 위치 신호들 및 상기 조정 수단(39)에 의해 조정된 상기 트래킹 루프 이득을 처리하기 위한 트래킹 루프(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러터 검출 및 타게트 트래킹 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 멀티-타게트 트래커(12)는 상기 트래킹 게이트(29) 외측에 위치한 상기 클러터 물체들(28)을 검출하기 위한 수단(32);상기 검출된 클러터 물체들(28)과 트래킹 파일 데이타베이스(35) 내에 저장된 클러터 물체들(28)을 상관시키기 위한 수단(34);및 상기 검출된 클러터 물체(28)이 위치 및 속도 데이타를 갱신하기 위한 수단(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 클러터 검출 및 타게트 트래킹 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주 타게트 트래커(11)는 인-래스터(in-raster) 타게트 트래커이며, 상기 트래킹 루프(13)는 상기 인-래스터 타게트 트래커에 대한 위치 게이트(29)를 생성하는 것을 특징으로 하는 클러터 검출 및 타게트 트래킹 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 주 타게트 트래커(11)는 폐쇄 루프 타게트 트래커이며, 상기 트래킹 루프(13)는 상기 폐쇄 루프 타게트 트래커 내의 짐벌(gimbal)에 대한 속도 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 클러터 검출 및 타게트 트래킹 시스템.
  5. 클러터 물체들(28)과 주 타게트(27) 사이의 간섭 중에 상기 클러터 물체들(28)로부터의 교란을 감소시키는 타게트 트래킹 시스템의 트래킹 방법에 있어서, 트래킹 게이트(29) 내의 상기 타게트(27)의 위치를 나타내는 위치 신호를 생성하기 위하여 주 타게트 트래커(11)에서 비디오 신호들을 처리하는 단계(단계 31); 상기 트래킹 게이트 외측의 상기 물체들(28)이 검출되는 멀티-타게트 트래커에서 상기 비디오 신호들을 처리하는 단계(단계 32);상기 타게트(27)와 상기 클러터 물체(28) 사이의 간섭량 및 간섭 시간을 예측하는 단계(단계 37);그 아래에서는 상기 타게트(27)의 트래킹의 손실이 발생하지 않는 개방 루프 교차 주파수를 계산하는 단계(단계 38);상기 계산된 개방 루프 교차 주파수를 사용하여 트래킹 루프 이득을 조정하는 단계(단계 39);및 상기 클러터 물체(28)의 면전에서 상기 주 타게트(27)의 트래킹을 유지하는 트래킹 루프(13)에서 상기 타게트(27)의 위치를 나타내는 위치 신호 및 상기 조정된 트래킹 루프 이득을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타게트 트래킹 시스템의 트래킹 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 멀티-타게트 트래커에서 상기 비디오 신호를 처리하는 단계는 상기 트래킹 게이트(29)의 외측에서 검출된 상기 클러터 물체들과 트래킹 파일 데이타베이스(35) 내에 포함된 는 클러터 물체들(28)을 상관시키는 단계(단계 34);및 상기 클러터 물체들(28)의 위치 및 속도를 갱신하는 단계(단계 36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타게트 트래킹 시스템의 트래킹 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 트래킹 루프(13)를 사용하여 처리하는 단계는 인-래스터 주 타게트 트래커에 대한 위치 게이트(29)를 생성하는 것을 특징으로 하는 타게트 트래킹 시스템의 트래킹 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 트래킹 루프(13)를 사용하여 처리하는 단계는 폐쇄 루프 주 타게트 트래커 내의 짐벌에 대한 속도 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 타게트 트래킹 시스템의 트래킹 방법.
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