KR101397934B1 - 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법 - Google Patents

펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법 Download PDF

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Abstract

펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 의하면, 다수의 레이더 수신기를 통해 수신된 펄스신호가 펄스도착시간(TOA)에 따라 정렬된 것을, 펄스반복 주기(PRI)와 상기 다수의 레이더 수신기간의 이격거리에 기초하여, 펄스반복주기가 모호한 적어도 후보 펄스를 선정하는 제1과정과, 상기 정렬된 펄스신호의 방위정보를 이용하여 LOB(Line Of Bearing)의 교차점을 계산하여 입자 생성 영역을 설정하는 제2과정과, 상기 설정된 생성 영역에서 입자를 생성하는 제3과정과, 목적함수를 이용하여 상기 생성된 입자의 유사도를 계산하는 제4과정과, 상기 계산된 유사도에 근거하여, 지역최적입자와 전역최적입자를 추출하고, 추출된 지역최적입자와 전역최적입자를 이용하여 상기 생성된 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 제5과정과, 기설정된 종료 조건을 만족하면, 최적해에 수렴되는 입자의 위치로 표적의 위치를 추정하는 제6과정을 포함한다.

Description

펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법{ESTIMATION METHOD OF A TARGET USING PULSE SIGNAL BASED ON PARTICLE}
본 발명은 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법에 관한 것이다.
군사 무기체계에서 표적의 위치를 추정하는 방법으로, AOA(Angle of Arrival)를 이용하는 방법과, TDOA(Time Difference of Arrival)를 이용하는 방법, FDOA(Frequency Difference of Arrival)를 이용하는 방법 등이 있다.
이 중, TDOA(Time Difference Of Arrival)를 이용한 시스템은 각 레이더 수신기에서 수신되는 신호원의 신호도착시간을 이용하여, 표적의 위치를 탐지한다. 이를 위해, TDOA 시스템은 TDOA 값을 추출하기 위한 다수의 레이더 수신기들을 서로 이격되게 배치하여 운용한다.
TDOA 시스템에서, 다수의 레이더 수신기들로부터 방사되는 펄스 신호는 특정 펄스반복주기(Pulse Repetition Interval, PRI)를 가지는데, PRI 값이 다수의 레이더 수신기들간의 이격 거리에 비해 작은 거리값(PRI*빛의속도)을 갖는 경우에는, 각 레이더 수신기를 통해 수신되는 펄스신호의 쌍을 획득하는데 있어서 모호성이 발생한다. 그러한 경우, 표적의 위치추정의 정확도가 떨어지게 된다.
이에, 본 발명의 실시 예들은, TDOA 시스템에서 입자 군집 최적화(PSO, Particle Swarm Optimization) 기법을 사용함으로써, 다수의 레이더 수신기들간의 이격거리 대비 PRI값이 작은 경우에도 표적의 위치추적의 정확도를 높일 수 있는 입자 기반의 표적 위치 추정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 입자 기반의 표적 위치 추정 방법은, 다수의 레이더 수신기를 통해 수신된 펄스신호가 펄스도착시간(TOA)에 따라 정렬된 것을, 펄스반복 주기(PRI)와 상기 다수의 레이더 수신기간의 이격거리에 기초하여, 펄스반복주기가 모호한 적어도 후보 펄스를 선정하는 제1과정과; 상기 정렬된 펄스신호의 방위정보를 이용하여 LOB(Line Of Bearing)의 교차점을 계산하여 입자 생성 영역을 설정하는 제2과정과; 상기 설정된 생성 영역에서 입자를 생성하는 제3과정과; 목적함수를 이용하여 상기 생성된 입자의 유사도를 계산하는 제4과정과; 상기 계산된 유사도에 근거하여, 지역최적입자와 전역최적입자를 추출하고, 추출된 지역최적입자와 전역최적입자를 이용하여 상기 생성된 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 제5과정과; 기설정된 종료 조건을 만족하면, 최적해에 수렴되는 입자의 위치로 표적의 위치를 추정하는 제6과정을 포함하여 이루어진다.
일 실시예에서, 상기 제2과정은, 상기 정렬된 펄스신호의 방위정보와 상기 다수의 레이더 수신기의 위치를 이용하여 복수의 OLB를 생성하고, 각 OLB간의 교차점의 최대값과 최소값을 이용하여 사각의 입자 생성 영역을 설정하는 과정인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 목적함수는, 각 입자에 대하여, 입자와 각 레이더 수신기간의 이격거리 차를 이용하여 산출한 제1값과 각 레이더 수신기에서 수신한 원 펄스신호의 TDOA의 차를 이용하여 산출한 제2값 중 최소값을 산출하는 함수인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제5과정은, 상기 계산된 유사도가 최소인 입자를 상기 지역최적입자로 추출하고, 기저장된 전역최적입자와 상기 추출된 지역최적입자를 비교하여 유사도가 더 작은 값을 갖는 입자를 상기 전역최적입자로 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 기설정된 종료 조건은, 각 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 반복 횟수가 최대값 이상이되거나 또는 입자들간의 거리 오차가 기설정된 임계값을 만족하는 경우이고, 상기 기설정된 종료 조건을 만족하지 않으면, 상기 제4과정과 제5과정을 반복하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제6과정은, 전체 입자에서 평균 대비 거리오차가 기설정된 임계값이내인 군집 입자들을 추출하고, 추출된 군집 입자들의 평균 위치로 표적의 위치를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 장치는, 표적으로부터 반사되는 펄스신호를 수신하는 다수의 레이더 수신기와;상기 펄스신호가 펄스도착시간(TOA)에 따라 정렬된 것을 펄스신호의 펄스반복주기(PRI)와 상기 다수의 레이더 수신기간의 이격거리에 기초하여, 펄스반복주기가 모호한 후보 펄스를 선정하는 후보 펄스 선정부와; 상기 정렬된 펄스신호의 방위정보를 이용하여 LOB(Line Of Bearing)의 교차점을 계산하여 입자의 생성 영역을 설정하는 입자 생성영역 설정부와; 상기 설정된 생성 영역에서 입자를 생성하는 입자 생성부와; 목적함수를 이용하여 상기 생성된 입자의 유사도를 계산하는 유사도 계산부와; 상기 유사도에 근거하여, 지역최적입자를 추출하는 제1추출부와, 상기 유사도와 상기 지역최적입자에 근거하여 전역최적입자를 추출하는 제2추출부와; 상기 추출된 지역최적입자와 전역최적입자를 이용하여 상기 생성된 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 입자 갱신부와; 기설정된 종료 조건을 만족하는 경우, 최적해에 수렴되는 입자의 위치로 표적의 위치를 추정하는 표적 위치 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 입자 기반의 표적 위치 추정 방법은, TDOA 시스템에서 입자 군집 최적화(PSO, Particle Swarm Optimization) 기법을 사용하여, 다수의 레이더 수신기들간의 이격거리 대비 PRI값이 작은 경우에도, PRI의 모호성을 해결함으로써, 표적의 위치추적의 정확도가 보다 향상된다. 나아가, 정확도 및 수렴속도가 빨라져서 전체 시스템의 효율성이 향상된다.
도 1은 본 발명과 관련된 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정의 개략적인 구조를 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법의 예시 흐름도이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법은, 펄스 신호를 이용하여 원신호의 위치를 추정하는 것이 필요한 모든 시스템에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 설명되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 즉, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구서요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법은 TDOA(Time Difference Of Arrival) 시스템에서, 입자 군집 최적화(PSO, Particle Swarm Optimization) 기법을 사용함으로써, 다수의 레이더 수신기들간의 이격거리 대비 PRI(Pulse Repetition Interval) 값이 작은 경우에도, PRI의 모호성을 해결할 수 있다.
이하, 도 1은 본 발명과 관련된 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법은, 먼저 후보 펄스를 선정하는 단계가 진행된다(S110). 구체적으로, 레이더 신호에 대한 수집/분석 결과인 AET(Active Emitter Table)내 존재하는 PRI(Pulse Repetition Interval), 방위정보, 및 TOA(Time of Arrival)를 이용하여 모호성 해결을 위한 대상 펄스의 개수를 산정한다.
계속해서, 입자 생성영역을 설정하는 단계를 수행한다(S120). 이를 위해, 방위정보를 이용하여 LOB(Line Of Bearing)의 교차점을 계산하여 입자의 생성영역을 설정한다.
그런 다음, 생성된 입자 생성영역에서 입자 군집의 최적화를 위한 입자를 생성하고(S130), 목적함수를 이용하여 입자의 유사도를 계산한다(S140).
계속해서, 입자의 유사도에 근거하여, 지역최적입자와 전역최적입자를 추출하는 단계를 진행한다(S150). 그리고, 추출된 지역최적입자와 전역최적입자를 기반으로 입자들의 속도 및 위치를 갱신한다(S160).
그리고, 이와 같이 입자 군집의 최적화(PSO, Particle Swarm Optimization) 적용 결과, 군집된 입자들로부터 최적해를 추출하는 단계를 진행한다(S170). 그에 따라, 최적해에 수렴된 입자의 위치를 통해 표적의 위치를 보다 정확하게 추정할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 다수의 레이더 수신기들간의 이격거리 대비 PRI(Pulse Repetition Interval) 값이 작은 경우 발생할 수 있는 PRI의 모호성을 해결함으로써, 표적에 대한 위치추정의 정확도가 높아진다.
이하, 도 2는 본 발명과 관련된 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정장치(100)의 개략적인 구조를 보인 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표적 위치 추적장치(100)는, 표적(10)으로부터 수신되는 레이더 신호를 수신하도록 형성된 다수의 레이더 수신기(1, 2, ...N)(50), 및 신호 처리부(70)와 연결되며, 후보 펄스 선정부(110), 입자 생성영역 설정부(120), 입자 생성부(130), 유사도 계산부(140), 제1 및 제2 추출부(150a, 150b), 입자 갱신부(160), 및 표적 위치 추정부(170)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 신호 처리부(70)는 표적 위치 추정장치(100)내에 포함될 수 있으며, 다수의 레이더 수신기(50)를 통해 수신된 레이더 신호를 처리하도록 이루어진다. 신호의 처리는 다양한 형태가 가능한데, 일 실시예로 수신된 레이더 신호에서 각 신호원을 분리하고, 분리된 신호원에 대한 펄스열을 추출하도록 이루어질 수 있다.
후보 펄스 선정부(110)는 펄스신호가 펄스도착시간(TOA)에 따라 정렬된 것을, 펄스신호의 펄스반복주기(PRI)와 상기 다수의 레이더 수신기간의 이격거리에 기초하여, 펄스반복주기가 모호한 후보 펄스를 선정한다. 이때, 후보 펄스 선정부(110)는 펄스반복주기(PRI)의 변조형태를 인식할 수 있다. 또한, 상기 후보 펄스 선정부(110)는 다수의 레이더 수신기(10)간의 이격거리가 기준값 이하이면서 이격거리 대비 펄스반복주기(PRI)가 기준값 이하인 경우에 펄스반복주기가 모호한 후보 펄스를 선정하도록 이루어질 수 있다.
입자 생성영역 설정부(120)는, 펄스신호의 방위정보를 이용하여 LOB(Line Of Bearing)의 교차점을 계산하고, 그 결과 입자의 생성 영역을 설정한다.
입자 생성부(130)는 입자 생성영역 설정부(120)를 통해 설정된 생성 영역에서, 입자 군집 최적화(PSO, Particle Swarm Optimization)를 위한 입자를 생성한다.
유사도 계산부(140)는, 목적함수를 이용하여 상기 생성된 입자의 유사도를 계산한다. 여기서, 목적함수는 생성된 각 입자에 대하여, 입자와 각 레이더 수신기간의 거리들로 획득한 거리차 값을 이용하여, 실제 각 레이더 수신기에서 수신한 펄스신호의 TDOA의 차값 중 최소값을 획득하기 위한 함수이다.
제1 및 제2 추출부(150a, 150b)는, 각각 유사도 계산부(140)를 통해 계산된 입자 유사도에 근거하여 지역최적입자를 추출하고(150a), 입자 유사도와 추출된 지역최적입자에 근거하여 전역최적입자를 추출한다(150b).
입자 갱신부(160)는, 추출된 지역최적입자와 전역최적입자를 이용하여 상기 생성된 입자의 속도 및 위치를 갱신한다. 그리고, 표적 위치 추정부(170)는 기설정된 종료 조건을 만족하는 경우, 최적해에 수렴된 입자의 위치로 표적의 위치를 추정한다.
이하, 도 3은 본 발명과 관련된 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법의 예시 흐름도이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법은, 다수의 레이더 수신기를 통해 수신된 펄스신호가 펄스도착시간(TOA)에 따라 정렬된 것을, 펄스반복 주기(PRI)와 상기 다수의 레이더 수신기간의 이격거리에 기초하여, 펄스반복주기가 모호한 적어도 후보 펄스를 선정하는 단계를 진행한다(S310).
구체적으로, 후보 펄스를 선정하는 단계(S310)에서는 각 레이더 수신기에서의 수집/분석한 결과인 AET(Active Emitter Table)내의 PRI(Pulse Repetition Interval)값과 레이더 수신기간의 최대 이격거리(dmax)를 이용하여, 모호성을 해결할 대상 펄스의 최대 개수(N)를 설정한다. 이때, 다음과 같은 수학식 1을 이용한다.
Figure 112014021778666-pat00001
여기서, N은 후보 펄스의 최대 개수이고, dmax는 다수의 레이더 수신기간의 최대 이격거리이고, c는 빛의 속도를 나타낸 것이다.
그런 다음, 상기 정렬된 펄스신호의 방위정보를 이용하여, LOB(Line Of Bearing)의 교차점을 계산하고, 교차점을 이용하여 입자 생성 영역을 설정한다(S320).
보다 구체적으로, 입자 생성 영역을 설정하는 단계(S320)에서는, 정렬된 펄스신호의 방위정보와 상기 다수의 레이더 수신기의 위치를 이용하여 복수의 LOB를 생성하고, 각 OLB간의 교차점의 최대값과 최소값을 이용하여 사각의 입자 생성 영역을 설정한다. 예를 들어, 각 레이더 수신기에서의 표적에 대한 LOB를 이용하여 교차점(Nc개)을 구하고, 이를 이용하여 입자를 생성할 영역을 선택한다. 이때, LOB 수식은 각 레이더 수신기에서의 AET내의 방위값(θ)과 수신기의 위치를 이용하여 획득한다. 그리고, 획득된 LOB들간의 교차점을 계산하고, 교차점들의 최소(Xmin, Ymin), 최대값(Xmax, Ymax)을 이용하여 사각형의 입자 생성영역(A)을 설정할 수 있다.
이와 같이, 입장 생성영역(A)이 설정되면, 설정된 생성 영역에서 입자를 생성한다(S330).
구체적으로, 입자의 생성은, 입자 생성영역(A)내에서 랜덤하게 이루어지는데, 각각의 입자는 좌표(P)와 속도(V)를 가지며, 이하의 수학식 2를 통해 생성될 수 있다.
Figure 112014021778666-pat00002
여기서, rand은 랜덤함수로서 0에서 1 사이의 값을 가지고, θ는 속도 조절 임계치로서 예를 들어 10으로 설정될 수 있다.
입자가 생성되면, 목적함수를 이용하여 생성된 입자의 유사도를 계산한다(S340).
여기서, 목적함수는, 각 입자에 대하여, 입자와 각 레이더 수신기간의 이격거리 차를 이용하여 산출한 제1값과, 그리고 각 레이더 수신기에서 수신한 원 펄스신호의 TDOA의 차를 이용하여 산출한 제2값 중 최소값을 산출하는 함수이다.
구체적으로, 목적함수는 각 입자(P)에 대하여 입자와 각 레이더 수신기(R)간의 이격거리를 통해 산출된 거리 차(D)를 이용하여, 실제 각 레이더 수신기에서 수신한 펄스신호의 TDOA의 차값과 비교한 결과 최소값을 선택하도록 이루어진다. 이러한 목적함수는 이하의 수학식 3으로 나타낼 수 있다.
Figure 112014021778666-pat00003
여기서, 입자(P)와 레이더 수신기(R)간 거리는 유클리디언 거리로 계산하며, pj는 수신기 j에서 수신한 펄스열을 의미한다.
이와 같이, 입자의 유사도가 계산되면, 유사도에 근거하여, 지역최적입자와 전역최적입자를 추출할 수 있다. 그리고, 추출된 지역최적입자와 전역최적입자를 이용하여, 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 단계를 진행한다(S350).
구체적으로, 지역최적입자를 추출하는 방법은 계산된 유사도가 최소인 입자를 선택하는 과정을 통해 이루어진다. 또한, 전역최적입자를 추출하는 방법은, 기저장된 전역최적입자와 상기 지역최적입자를 비교하여 유사도가 더 작은 값을 갖는 입자를 선택하는 과정을 통해 이루어진다.
또한, 추출된 지역최적입자와 전역최적입자를 기초로, 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 과정은 이하의 수학식 4를 통해 획득된다.
Figure 112014021778666-pat00004
그런 다음, 상술한 입자 군집 최적화 과정이 기설정된 종료 조건을 만족하는지를 판단하여(S360), 종료 조건을 만족하면, 최적해에 수렴되는 입자의 위치로 표적의 위치를 추정한다(S370).
여기서, 기설정된 종료 조건은, 각 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 반복 횟수가 최대값 이상이되거나 또는 입자들간의 거리 오차가 기설정된 임계값을 만족하는 경우에 해당한다. 즉, 기설정된 종료 조건은 입자 군집의 활동을 지속할 것인지를 판단하기 위한 것으로, 그 조건으로 최대 반복 회수(M=50)와 입자들간의 거리 오차(e)를 이용한다. 예를 들어, 반복횟수가 M이상이거나, e가 임계치 δm RMS(96%)를 만족하면, 입자 군집 활동을 종료한다. 여기서, δ는 시스템의 위치추정 오차에 의존하는 변수이므로, 각 시스템에 적합하게 설정될 수 있다.
그런 다음, 전체 입자에서 평균 대비 거리오차가 기설정된 임계값이내인 군집 입자들을 추출하고, 추출된 군집 입자들의 평균 위치로 표적의 위치를 추정할 수 있다.
한편, 상기 판단(S360) 결과, 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 입자 군집의 활동과 관련된 단계들(S340, S350)을 반복한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예들에 의하면, TDOA 시스템에서 입자 군집 최적화(PSO, Particle Swarm Optimization) 기법을 사용하여, 다수의 레이더 수신기들간의 이격거리 대비 PRI값이 작은 경우에도, PRI의 모호성을 해결함으로써, 표적의 위치추적의 정확도가 보다 향상된다. 나아가, 정확도 및 수렴속도가 빨라져서 전체 시스템의 효율성이 향상된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.
또한, 여기에서 기술된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장매체(예, 단말내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드디스크, 등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예, 단말 내부 마이크로 프로세서)에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 포함되는 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

Claims (7)

  1. 다수의 레이더 수신기를 통해 수신된 펄스신호가 펄스도착시간(TOA)에 따라 정렬된 것을, 펄스반복 주기(PRI)와 상기 다수의 레이더 수신기간의 이격거리에 기초하여, 펄스반복주기가 모호한 적어도 하나의 후보 펄스를 선정하는 제1과정;
    상기 정렬된 펄스신호의 방위정보를 이용하여 LOB(Line Of Bearing)의 교차점을 계산하여 입자 생성 영역을 설정하는 제2과정;
    상기 설정된 생성 영역에서 입자를 생성하는 제3과정;
    목적함수를 이용하여 상기 생성된 입자의 유사도를 계산하는 제4과정;
    상기 계산된 유사도에 근거하여, 지역최적입자와 전역최적입자를 추출하고, 추출된 지역최적입자와 전역최적입자를 이용하여 상기 생성된 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 제5과정; 및
    기설정된 종료 조건을 만족하면, 최적해에 수렴되는 입자의 위치로 표적의 위치를 추정하는 제6과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2과정은,
    상기 정렬된 펄스신호의 방위정보와 상기 다수의 레이더 수신기의 위치를 이용하여 복수의 LOB를 생성하고,
    각 LOB간의 교차점의 최대값과 최소값을 이용하여 사각의 입자 생성 영역을 설정하는 과정인 것을 특징으로 하는 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 목적함수는,
    각 입자에 대하여, 입자와 각 레이더 수신기간의 이격거리 차를 이용하여 산출한 제1값과 각 레이더 수신기에서 수신한 원 펄스신호의 TDOA의 차를 이용하여 산출한 제2값 중 최소값을 산출하는 함수인 것을 특징으로 하는 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제5과정은,
    상기 계산된 유사도가 최소인 입자를 상기 지역최적입자로 추출하고,
    기저장된 전역최적입자와 상기 추출된 지역최적입자를 비교하여 유사도가 더 작은 값을 갖는 입자를 상기 전역최적입자로 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기설정된 종료 조건은,
    각 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 반복 횟수가 최대값 이상이되거나 또는 입자들간의 거리 오차가 기설정된 임계값을 만족하는 경우이고,
    상기 기설정된 종료 조건을 만족하지 않으면, 상기 제4과정과 제5과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제6과정은,
    전체 입자에서 평균 대비 거리오차가 기설정된 임계값이내인 군집 입자들을 추출하고, 추출된 군집 입자들의 평균 위치로 표적의 위치를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 방법.
  7. 표적으로부터 반사되는 펄스신호를 수신하는 다수의 레이더 수신기;
    상기 펄스신호가 펄스도착시간(TOA)에 따라 정렬된 것을 펄스신호의 펄스반복주기(PRI)와 상기 다수의 레이더 수신기간의 이격거리에 기초하여, 펄스반복주기가 모호한 후보 펄스를 선정하는 후보 펄스 선정부;
    상기 정렬된 펄스신호의 방위정보를 이용하여 LOB(Line Of Bearing)의 교차점을 계산하여 입자의 생성 영역을 설정하는 입자 생성영역 설정부;
    상기 설정된 생성 영역에서 입자를 생성하는 입자 생성부;
    목적함수를 이용하여 상기 생성된 입자의 유사도를 계산하는 유사도 계산부;
    상기 유사도에 근거하여, 지역최적입자를 추출하는 제1추출부와, 상기 유사도와 상기 지역최적입자에 근거하여 전역최적입자를 추출하는 제2추출부;
    상기 추출된 지역최적입자와 전역최적입자를 이용하여 상기 생성된 입자의 속도 및 위치를 갱신하는 입자 갱신부; 및
    기설정된 종료 조건을 만족하는 경우, 최적해에 수렴되는 입자의 위치로 표적의 위치를 추정하는 표적 위치 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 신호를 이용한 입자 기반의 표적 위치 추정 장치.
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