KR101421707B1 - 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 에이알피에이 알고리즘 테스트 시스템 - Google Patents

시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 에이알피에이 알고리즘 테스트 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자선박 및 상대 선박에 대한 사용자 설정 물표 특성 정보와 선박 운항 예상 시나리오를 기반으로 생성한 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 전송하는 타겟 제너레이터 및, 상기 타겟 제너레이터로부터 전송된 가상의 레이더 신호를 수신하고 ARPA(Automatic Radar Plotting Aids) 알고리즘으로 분석하여 상대 선박의 방위, 거리, 자선박에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하여 제공하는 ARPA 시뮬레이터를 포함하여 이루어진 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템에 관한 것으로, ARPA 기능(Function) 알고리즘의 개발을 위한 환경구성 시 레이더 장비를 사용하지 않고 소프트웨어적인 방법으로 환경을 구성하여 ARPA Function 알고리즘의 실험실 테스트를 위한 간소화된 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 에이알피에이 알고리즘 테스트 시스템{Systm for testing ARPA algorithm using target information setted by user}
본 발명은 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA(Automatic Radar Plotting Aids) 알고리즘 테스트 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자선박 및 상대 선박에 대한 사용자 설정 물표 특성 정보와 선박 운항 예상 시나리오를 기반으로 디지털화한 가상의 레이더 신호를 발생시키고, 그 발생된 레이더 신호를 ARPA 알고리즘을 사용해 분석하여 상대 선박의 방위, 거리, 자선박에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하여 사용자에게 제공하는, 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, ARPA 기능(Function)은 선박의 충돌을 회피하기 위한 기술로서, 레이더의 스캐너에서 수신한 레이더 신호를 신호처리부에서 해석하여 디지털화하고, 여기서 추출된 물표정보와 자선박의 운항정보를 이용하여 상대 선박과의 TCPA(Time of the Closest Point Approach, 최근접 시간), DCPA(Distance of the Closest Point Approach, 최근접 거리)를 산출하며, 이를 기반으로 퍼지 추론으로 물표들에 대한 자동 타게팅 및 추적을 통하여 선박 충돌방지를 위한 정보를 제공한다.
따라서, ARPA 기능(Function)의 개발 또는 ARPA 기능(Function)의 이해를 돕기 위한 환경의 구축은 레이더 신호를 발생시키는 레이더 스캐너부, 레이더 신호의 수신과 해석을 위한 신호처리부, 레이더를 제어하고 그 결과 표시를 위한 지시부/표시부, 상대 선박의 정보를 인식하기 위한 AIS, 자선박의 정보를 제공받기 위한 GPS/회전나침반/선속계/풍속계를 필요로 하며 해상과 근접하고 많은 선박의 왕래가 있는 적절한 위치에 설치하거나 위에서 열거한 장치를 장착한 선박을 구비해야만 한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 소프트웨어적인 방법을 사용하여 상기한 각 필요 장비들에 대한 특성을 시뮬레이트하여 그 데이터를 제공함과 더불어, ARPA 기능(Function)의 성능을 검증할 수 있는 실험실 테스트 환경을 제공하여 장비도입비용과 공간에 대한 제약을 배제하여 개발환경을 간소화하면서도 그 신뢰성을 보장할 수 있도록 하는, 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템은,
선박의 특성과 그에 따른 운동특성을 모델링하여 물표정보로 관리하고, 이를 기반으로 선박 운항 예상 시나리오를 구성하여 관리하며, 기록된 정보들을 종합적으로 검토하여 디지털화된 레이더 신호정보를 생성하고, 생성된 레이더 신호정보를 ARPA 알고리즘 수행을 위한 정보로 변환하여 ARPA Function 알고리즘에 적용해, 그 결과를 GUI를 이용하여 화면에 표시하여 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하고, 더불어 알고리즘 성능을 모니터링하여 레포팅하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 물표 정보에서 AIS(선박자동식별장치)정보를 포함하여 관리하고, 시나리오 정보에서 날씨 정보와 각종 센서(Target glint, Rolling-pitch Bearing, Beam shape, pulse shape, Antenna backlash, Quantization, Gyro-compass, Speed Log) 오류를 유발하는 인자를 관리하여 신호발생기 모듈을 통하여 최대한 실선운영환경과 유사한 신호특성을 제공하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로는, 자선박 및 상대 선박에 대한 사용자 설정 물표 특성 정보와 선박 운항 예상 시나리오를 기반으로 생성한 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 전송하는 타겟 제너레이터 및, 상기 타겟 제너레이터로부터 전송된 가상의 레이더 신호를 수신하고 ARPA(Automatic Radar Plotting Aids) 알고리즘으로 분석하여 상대 선박의 방위, 거리, 자선박에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하여 제공하는 ARPA 시뮬레이터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 타겟 제너레이터는 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 물표의 모양과 크기, 방위와 거리를 기반으로 결정한 자선박으로부터의 반사신호가 들어오는 초기 위치 정보와, 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 반사되는 신호 세기 정보, 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 코스 및 속도를 기반으로 결정한 반사신호가 들어오는 다음 위치 정보를 기반으로 하면서, 상기 선박 운항 예상 시나리오에 따라 상기 물표 특성 정보를 조절하여 생성한 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 타겟 제너레이터는 사용자 설정 해양 환경 정보와, 선박의 센서오차가 미치는 실제 운항 환경적인 요소를 반영하여 상기 레이더 신호를 조절하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 타겟 제너레이터는 사용자 설정 자선박의 초기 코스, 초기 속력 및 상대 선박에 대한 코스, 거리, 방위, 모양, 크기, 반사 신호의 세기 정보를 포함한 물표 특성 정보를 등록, 관리하는 물표정보 관리모듈, 상기 물표정보 관리모듈에 등록된 사용자 설정 자선박 및 상대 선박에 대한 물표 정보를 조절하는 선박 운항 예상 시나리오를 등록, 관리하는 시나리오 관리모듈, 상기 물표정보 관리모듈에 의해 등록된 물표 특성 정보와 상기 시나리오 관리모듈에 의해 등록된 선박 운항 예상 시나리오에 상응하는 디지털화한 가상의 레이더 신호를 발생시켜 데이터 패킷에 실어 전송하는 신호 발생기 모듈, 상기 물표정보 관리 모듈에 의해 관리되는 물표정보를 저장하는 물표정보 데이터베이스, 상기 시나리오 관리모듈에 의해 관리되는 선박 운항 예상 시나리오 정보를 저장하는 시나리오 데이터베이스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 ARPA 시뮬레이터는 상기 신호발생기 모듈에서 전송한 가상의 레이더 신호를 수신하는 신호수신기 모듈, 상기 신호 수신기 모듈에서 수신한 가상의 레이더 신호를 ARPA 알고리즘으로 분석하여 상대 선박의 방위, 거리, 자선박에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하는 ARPA 처리 인터페이스 및, 상기 ARPA 처리 인터페이스에 의해 산출된 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 GUI로 표시하는 ARPA 처리 결과 표시부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 ARPA 기능(Function) 알고리즘의 개발을 위한 환경구성 시 레이더 장비를 사용하지 않고 소프트웨어적인 방법으로 환경을 구성하여 ARPA Function 알고리즘의 실험실 테스트를 위한 간소화된 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, ARPA H/W의 개발 시 ARPA H/W의 제작 이전에 알고리즘의 자체의 성능과 신뢰성을 검증하여 ARPA H/W의 스펙을 결정하기 위한 신뢰할 수 있는 정보를 제공하여 H/W 스펙의 조정 또는 알고리즘의 최적화를 통한 하드웨어 성능 안정화를 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 타겟 제너레이터(Target Generator)와 ARPA 시뮬레이터(Simulator)의 개략적인 인터페이스를 보여주기 위한 도면
도 2는 본 발명에 따른 타겟 제너레이터와 ARPA 시뮬레이터의 상세 인터페이스를 보여주기 위한 블록구성도
도 3은 본 발명에 따른 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템의 동작을 순서대로 도시한 플로우 챠트
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 타겟 제너레이터(Target Generator)와 ARPA 시뮬레이터(Simulator)의 개략적인 인터페이스를 보여주기 위한 도면, 도 2는 본 발명에 따른 타겟 제너레이터와 ARPA 시뮬레이터의 상세 인터페이스를 보여주기 위한 도면이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 시스템은 타겟 제너레이터(100)가 선박의 특성과 그에 따른 운동특성을 모델링하여 물표정보로 관리하고, 이를 기반으로 선박 운항 예상 시나리오를 구성하여 관리하며, 기록된 정보들을 종합적으로 검토하여 디지털화된 레이더 신호정보를 생성하고, ARPA 시뮬레이터(200)가 상기 생성된 레이더 신호정보를 ARPA 알고리즘 수행을 위한 정보로 변환하여 ARPA Function 알고리즘에 적용해, 그 결과를 GUI를 이용 화면에 표시하여 사용자에게 제공하고, 더불어 알고리즘 성능을 모니터링하여 레포팅하는 구조이다.
그리고, 물표 정보에서 AIS(선박자동식별장치) 정보를 포함하여 관리하고, 시나리오 정보에서 날씨 정보와 각종 센서(Target glint, Rolling-pitch Bearing, Beam shape, pulse shape, Antenna backlash, Quantization, Gyro-compass, Speed Log) 오류를 유발하는 인자를 관리하여 신호발생기 모듈을 통하여 최대한 실선운영환경과 유사한 신호특성을 제공하는 구조이다.
구체적으로는, 자선박 및 상대 선박에 대한 사용자 설정 물표 특성 정보와 선박 운항 예상 시나리오를 기반으로 생성한 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 전송하는(아날로그 신호인 레이더 신호 자체가 아님) 타겟 제너레이터(100) 및, 상기 타겟 제너레이터(100)로부터 전송된 디지털화한 레이더 신호를 수신하고, ARPA 알고리즘으로 분석하여 상대 선박의 방위, 거리, 자선에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하여 제공하는 ARPA 시뮬레이터(200)를 포함하여 이루어진 구조이다.
여기서, 타겟 제너레이터(100)는 상기 ARPA 시뮬레이터(200)와 TCP/IP 네트워크를 통해 연결된 것으로, 자선박 및 상대 선박에 대한 사용자 설정 물표 특성 정보와 선박 운항 예상 시나리오(예: 자선박의 움직임 방향과 속도, 상대 선박의 움직임 방향과 속도 정보 등)를 기반으로 생성한 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 상기 TCP/IP 네트워크를 통해 상기 ARPA 시뮬레이터(200)에 전송하는 것이다. 즉, 상기 타겟 제너레이터(100)는 다양한 물표정보를 등록하고 구체적인 상황에 대한 시나리오를 구성하여, 그에 상응하는 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 전송하는 시스템이다. 예를 들어, 상기 타겟 제너레이터(100)는 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 물표의 모양과 크기, 방위와 거리를 기반으로(예: 물표의 모양과 크기에 따라 더 많은 방위를 가질 수도 있고, 더 많은 거리에 레이더 신호가 나타날 수도 있음) 결정한 자선박으로부터의 반사신호가 들어오는 초기 위치 정보와, 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 반사되는 신호 세기 정보, 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 코스 및 속도를 기반으로 결정한 반사신호가 들어오는 다음 위치 정보를 기반으로 하면서, 상기 선박 운항 예상 시나리오에 따라 상기 물표 특성 정보(예: 자선의 초기 위치, 코스, 속도 등)를 조절하여 생성한 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 전송한다. 상기 물표특성정보는 물표의 모양, 크기, 반사되는 신호의 세기, 자선박으로부터의 초기 시작 위치, 초기 코스, 초기 속도 등의 물표 특성 사용자 설정 정보이며, 물표의 움직임을 미리 설정하여 시나리오 시작 수 초 ~ 수 분 후의 움직임이 변화되는 상황 또한 설정이 가능하다. 한편, 상기 타겟 제너레이터(100)는 사용자 설정 해양 환경 정보(예: 날씨 정보)와, 선박의 센서오차가 미치는 실제 운항 환경적인 요소를 반영하여 상기 레이더 신호의 신호 세기를 조절할 수 있고, 노이즈 성분들을 추가하여 최종적인 레이더 신호를 생성하게 된다. 시나리오는 등록된 하나 또는 여러 개의 물표 정보를 선택하여 배치가능하며, 해양 환경(날씨, 바람, 파도 등)이 레이더에 미치는 영향과 선박의 센서오차가 미치는 실제 운항 환경적인 요소를 반영하여 신호를 생성하게 된다. 즉, 시나리오 정보에서 날씨 정보와 각종 센서(Target glint, Rolling-pitch Bearing, Beam shape, pulse shape, Antenna backlash, Quantization, Gyro-compass, Speed Log) 오류를 유발하는 인자를 관리하여 신호발생기 모듈을 통하여 최대한 실선운영환경과 유사한 신호특성을 제공하게 된다. 또한, 시나리오에서 자선박의 초기 코스와 속도를 설정하고, 자선박의 움직임을 미리 설정하여 시나리오 시작 수 초 ~ 수 분 후의 움직임이 변화되는 상황 또한 설정이 가능하다. 상기 신호발생기 모듈은 저장된 시나리오를 기반으로 실시간 레이더 신호를 가상으로 생성하는 기능을 수행하며, 안테나의 회전속도, 방위분해능, 거리분해능 등의 안테나 옵션을 설정하고 TCP/IP 통신을 통하여 생성된 레이더 신호를 전달한다. 구체적으로, 상기 타겟 제너레이터(100)는 사용자 설정 자선박의 초기 코스, 초기 속력 및 상대 선박에 대한 코스, 거리, 방위, 모양, 크기, 반사 신호의 세기 정보를 포함한 물표 특성 정보를 등록, 관리하는 물표정보 관리모듈(110), 상기 물표정보 관리모듈(110)에 등록된 사용자 설정 자선박 및 상대 선박에 대한 물표 정보를 조절하는 선박 운항 예상 시나리오를 등록, 관리하는 시나리오 관리모듈(120), 상기 물표정보 관리모듈(110)에 의해 등록된 물표 정보와 상기 시나리오 관리모듈(120)에 의해 등록된 선박 운항 예상 시나리오에 상응하는 디지털화한 가상의 레이더 신호를 발생시켜 데이터 패킷에 실어 전송하는 신호 발생기 모듈(130), 상기 물표정보 관리 모듈(110)에 의해 관리되는 물표정보를 저장하는 물표정보 데이터베이스(140), 상기 시나리오 관리모듈(120)에 의해 관리되는 선박 운항 예상 시나리오 정보를 저장하는 시나리오 데이터베이스(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
ARPA 시뮬레이터(200)는 상기 타겟 제너레이터(100)로부터 전송된 가상의 디지털화한 레이더 신호를 수신하고, ARPA 알고리즘으로 분석하여 상대 선박의 방위, 거리, 자선박에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하여 GUI(Graphic User Interface)로 제공한다. 즉, 상기 ARPA 시뮬레이터(Simulator)(200)는 가상으로 생성된 디지털화한 레이더 신호를 수신하고 수신된 데이터를 기반으로 ARPA 처리를 위하여 표준화된 디지털 데이터 형태로 변환하고, ARPA 처리에 대한 결과 값을 화면에 표시와 더불어 실시간으로 처리성능 모니터링을 하게 되며 ARPA 기능을 위한 수동 타케팅, 자동 타게팅, 가드존 설정 기능을 제공한다. 구체적으로는 상기 타겟 제너레이터(100)의 신호발생기 모듈(130)에서 전송한 가상의 레이더 신호를 수신하는 신호 수신기 모듈(210), 상기 신호 수신기 모듈(210)에서 수신한 가상의 레이더 신호를 ARPA 알고리즘(221)으로 분석하여 상대 선박의 방위, 거리, 자선박에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하는 ARPA 처리 인터페이스(220) 및, 상기 ARPA 처리 인터페이스(220)에 의해 산출된 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 GUI로 표시하는 ARPA 처리 결과 표시부(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 ARPA 처리 인터페이스(220)는 서로 다른 언어로 개발된 ARPA 알고리즘을 인터페이스하기 위한 처리를 하게 되며, 이는 운영체제 또는 프로그래밍 언어에 귀속되지 않게 하여 본 발명의 ARPA 소프트웨어의 개발 및 시험을 위한 물표 생성 및 ARPA 알고리즘 테스트 도구를 이용한 ARPA 알고리즘 개발 시 환경적인 제약을 없애기 위함이다. 또한, 이를 위한 SDK(Software Development Kit)형태의 개발 지원도구를 포함한다. ARPA 처리 결과 표시부(230)는 실제 레이더의 조작방법과 유사한 사용자 인터페이스(GUI)로 제공되어지며, ARPA의 성능을 가시적으로 확인할 수 있는 수단이 된다. 처리성능 모니터링부(240)는 ARPA의 처리속도와 정확도를 분석하여 알고리즘의 성능을 측정하고, ARPA 내부의 각 모듈 단위의 동작 상태와 부하가 많이 걸리는 단위모듈을 신속하게 판단하고 개선하기 위한 정보를 제공한다.
도 3은 본 발명에 따른 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템의 동작을 순서대로 도시한 도면이다.
이하, 도 1과 도 2의 본 발명에 따른 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템의 동작을 도 3을 참조해 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 먼저, 타겟 제너레이터가 상기 ARPA 시뮬레이터와 TCP/IP 네트워크를 통해 연결된 것으로, 자선박 및 상대 선박에 대한 사용자 설정 물표 특성 정보를 입력받는다(S301).
다음, 자선박 및 상대 선박에 대한 사용자 설정 물표 특성 정보(예: 자선박의 초기 위치, 코스, 속도 등)를 조절하는(예: 물표들의 기본 위치에 영향을 주는) 선박 운항 예상 시나리오(예: 자선박의 움직임 방향과 속도, 상대 선박의 움직임 방향과 속도 정보 등)를 입력받는다(S302).
그런 다음, 상기 입력받은 물표 특성 정보와 상기 선박 운항 예상 시나리오를 기반으로 가상의 디지털화한 레이더 신호를 발생시켜 상기 TCP/IP 네트워크를 통해 상기 ARPA 시뮬레이터에 전송한다(S303).
예를 들어, 상기 타겟 제너레이터는 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 물표의 모양과 크기, 방위와 거리를 기반으로(예: 물표의 모양과 크기에 따라 더 많은 방위를 가질 수도 있고, 더 많은 거리에 레이더 신호가 나타날 수도 있음) 결정한 자선박으로부터의 반사신호가 들어오는 초기 위치 정보와, 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 반사되는 신호 세기 정보, 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 코스 및 속도를 기반으로 결정한 반사신호가 들어오는 다음 위치 정보를 기반으로 하면서, 상기 선박 운항 예상 시나리오에 따라 상기 물표 특성 정보(예: 자선의 초기 위치, 코스, 속도 등)를 조절하여 생성한 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 전송한다(도 4 참조).
상기 물표특성정보는 물표의 모양, 크기, 반사되는 신호의 세기, 자선박으로부터의 초기 시작 위치, 초기 코스, 초기 속도 등의 물표 특성 사용자 설정 정보이며, 물표의 움직임을 미리 설정하여 시나리오 시작 수 초 ~ 수 분 후의 움직임이 변화되는 상황 또한 설정이 가능하다.
한편, 상기 타겟 제너레이터는 사용자 설정 해양 환경 정보(예: 날씨 정보)와, 선박의 센서오차가 미치는 실제 운항 환경적인 요소를 반영하여 상기 레이더 신호의 신호 세기를 조절할 수 있고, 노이즈 성분들을 추가하여 최종적인 레이더 신호를 생성하게 된다.
시나리오는 등록된 하나 또는 여러 개의 물표 정보를 선택하여 배치가능하며, 해양 환경(날씨, 바람, 파도 등)이 레이더에 미치는 영향과 선박의 센서오차가 미치는 실제 운항 환경적인 요소를 반영하여 신호를 생성하게 된다.
즉, 시나리오 정보에서 날씨 정보와 각종 센서(Target glint, Rolling-pitch Bearing, Beam shape, pulse shape, Antenna backlash, Quantization, Gyro-compass, Speed Log) 오류를 유발하는 인자를 관리하여 신호발생기 모듈을 통하여 최대한 실선운영환경과 유사한 신호특성을 제공하게 된다.
또한, 시나리오에서 자선박의 초기 코스와 속도를 설정하고, 자선박의 움직임을 미리 설정하여 시나리오 시작 수 초 ~ 수 분 후의 움직임이 변화되는 상황 또한 설정이 가능하다.
한편, 상기 타겟 제너레이터가 자선박 및 상대 선박에 대한 사용자 설정 물표 특성 정보를 기반으로 산출한 선박 운항 예상 시나리오에 상응하는 디지털화한 가상의 레이더 신호를 발생시켜 상기 TCP/IP 네트워크를 통해 상기 ARPA 시뮬레이터에 전송하면, 상기 ARPA 시뮬레이터는 상기 타겟 제너레이터로부터 전송된 가상의 레이더 신호를 수신하고, ARPA 알고리즘으로 분석하여(S304) 상대 선박의 방위, 거리, 자선박에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하여(S305) GUI로 제공한다(S306).
즉, 상기 ARPA 시뮬레이터(Simulator)는 가상으로 생성된 레이더 신호를 수신하고 수신된 데이터를 기반으로 ARPA 처리를 위하여 표준화된 디지털 데이터 형태로 변환하고, ARPA 처리에 대한 결과 값을 화면에 표시함과 더불어 실시간으로 처리성능 모니터링을 하게 되며 ARPA 기능을 위한 수동 타케팅, 자동 타게팅, 가드존 설정 기능을 제공한다.
더불어, ARPA의 처리속도와 정확도를 분석하여 알고리즘의 성능을 측정하고, ARPA 내부의 각 모듈 단위의 동작 상태와 부하가 많이 걸리는 단위모듈을 신속하게 판단하고 개선하기 위한 정보를 제공한다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 타겟 제너레이터 110 : 물표정보 관리모듈
120 : 시나리오 관리모듈 130 : 신호 발생기 모듈
140 : 물표정보 데이터베이스 150 : 시나리오 데이터베이스
200 : ARPA 시뮬레이터 210 : 신호 수신기 모듈
220 : ARPA 처리 인터페이스 230 : ARPA 처리 결과 표시부
240 : 처리성능 모니터링부

Claims (5)

  1. 자선박 및 상대 선박에 대한 사용자 설정 물표 특성 정보와 선박 운항 예상 시나리오를 기반으로 생성한 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 전송하는 타겟 제너레이터; 및
    상기 타겟 제너레이터로부터 전송된 가상의 레이더 신호를 수신하고 ARPA(Automatic Radar Plotting Aids) 알고리즘으로 분석하여 상대 선박의 방위, 거리, 자선박에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하여 제공하는 ARPA 시뮬레이터를 포함하여 이루어지고,
    상기 타겟 제너레이터는
    사용자 설정 자선박의 초기 코스, 초기 속력 및 상대 선박에 대한 코스, 거리, 방위, 모양, 크기, 반사 신호의 세기 정보를 포함한 물표 특성 정보를 등록, 관리하는 물표정보 관리모듈;
    상기 물표정보 관리모듈에 등록된 사용자 설정 자선박 및 상대 선박에 대한 물표 정보를 조절하는 선박 운항 예상 시나리오를 등록, 관리하는 시나리오 관리모듈;
    상기 물표정보 관리모듈에 의해 등록된 물표 특성 정보와 상기 시나리오 관리모듈에 의해 등록된 선박 운항 예상 시나리오에 상응하는 디지털화한 가상의 레이더 신호를 발생시켜 데이터 패킷에 실어 전송하는 신호 발생기 모듈;
    상기 물표정보 관리 모듈에 의해 관리되는 물표정보를 저장하는 물표정보 데이터베이스;
    상기 시나리오 관리모듈에 의해 관리되는 선박 운항 예상 시나리오 정보를 저장하는 시나리오 데이터베이스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 제너레이터는
    상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 물표의 모양과 크기, 방위와 거리를 기반으로 결정한 자선박으로부터의 반사신호가 들어오는 초기 위치 정보와, 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 반사되는 신호 세기 정보, 상기 사용자 설정 물표 특성 정보 내 코스 및 속도를 기반으로 결정한 반사신호가 들어오는 다음 위치 정보를 기반으로 하면서, 상기 선박 운항 예상 시나리오에 따라 상기 물표 특성 정보를 조절하여 생성한 가상의 레이더 신호를 디지털 처리하여 나온 결과를 발생시켜 전송하는 것을 특징으로 하는 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟 제너레이터는
    사용자 설정 해양 환경 정보와, 선박의 센서오차가 미치는 실제 운항 환경적인 요소를 반영하여 상기 레이더 신호를 조절하는 것을 특징으로 하는 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 ARPA 시뮬레이터는
    상기 신호발생기 모듈에서 전송한 가상의 레이더 신호를 수신하는 신호수신기 모듈;
    상기 신호 수신기 모듈에서 수신한 가상의 레이더 신호를 ARPA 알고리즘으로 분석하여 상대 선박의 방위, 거리, 자선박에 최대로 접근할 수 있는 위치, 소요시간 중 적어도 하나 이상을 포함한 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 산출하는 ARPA 처리 인터페이스; 및
    상기 ARPA 처리 인터페이스에 의해 산출된 충돌 위험에 대한 상황 평가 정보를 GUI로 표시하는 ARPA 처리 결과 표시부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시험을 위한 사용자 설정 물표 정보 기반의 ARPA 알고리즘 테스트 시스템.




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