KR101524136B1

KR101524136B1 - Ｍｏ-ｄｂｍｓ를 이용하여 표적을 융합하기 위한 장치

Info

Publication number: KR101524136B1
Application number: KR1020140132679A
Authority: KR
Inventors: 오은미
Original assignee: 엘아이지넥스원 주식회사
Priority date: 2014-10-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2015-05-29

Abstract

본 발명에 의한 MO-DBMS를 이용하여 표적을 융합하기 위한 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 표적을 융합하기 위한 장치는 입력 받은 제1 표적과 제2 표적의 위치 정보를 기반으로 상기 제1 표적과 상기 제2 표적에 대한 시간대별 예측 위치를 계산하는 위치 계산부; 계산된 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 예측 위치를 기반으로 시간대별 유효영역을 계산하는 유효영역 계산부; 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 위치가 상대방의 유효 영역에 포함되는지를 판단하고 그 판단한 결과에 따라 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합여부를 결정하는 융합여부 결정부; 상기 결정된 결과에 따라 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합을 수행하는 표적 융합부; 및 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합 수행결과를 표시하는 융합결과 표시부를 포함한다.

Description

ＭＯ-ＤＢＭＳ를 이용하여 표적을 융합하기 위한 장치{APPARATUS FOR TARGET FUSION USING MO-DBMS}

본 발명은 표적 융합 기술에 관한 것으로서, 특히 MO-DBMS를 이용하여 두 표적 간의 시간대 별 위치에 따른 융합 가능여부를 판단하고 융합을 수행하여 표적을 관리하기 위한 장치에 관한 것이다.

함정 전투체계는 함정에 탑재된 센서 및 무장 체계, 전술 데이터 통신으로부터 정보를 수신 받아 전장 상황을 파악하고 함정 지휘관의 지휘 결심을 돕기 위해 전술 정보를 지휘관 및 운용자에게 전시하고 탐지 및 식별된 표적에 대해 위협 평가를 수행하여 위협에 대해 전술 대응을 하는 전투 함정의 두뇌와 같은 역할을 하는 체계이다.

이러한 함정 전투체계의 주요 전술응용 알고리즘 중 하나인 전투체계 표적 데이터 융합은 함정에 탑재된 센서들이나 전술 데이터 통신으로부터 수신된 표적 정보들을 처리 및 통합하여 전술 표적을 생성하는 것이다.

일반적으로 함정 전투체계에서 여러 센서로부터 획득한 표적들을 융합하는데 있어, 표적 융합의 정확성을 위해 위치 오차뿐만이 아니라 표적 종류, 표적 분류정보 및 식별 정보와 같은 정보들을 표적을 융합하기 위한 표적 동일성 판단 조건으로 사용하고 있다.

예컨대, 표적 융합 절차 중 두 표적 간의 거리 파라미터 비교시 기존에는 두 표적 간의 거리가 기준 거리값보다 작으면 표적 융합 조건이 되었다.

하지만 이러한 방식은 과거의 두 표적 정보가 반영되지 않은 현재의 속성만 반영된 것이기 때문에 과거 기준값보다 먼 거리에 위치한 두 표적이 시간에 따라 이동하여 현재는 가까운 거리에 있게 되면 서로 다른 표적이지만 같은 표적으로 융합될 가능성이 높다.

따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 MO-DBMS에 표적의 정보가 입력되면 DBMS의 stored procedure에 의해 표적의 시간대별 현재위치를 기반으로 예측위치를 산출하여 그 산출한 예측위치를 기반으로 확률적으로 표적이 존재 가능한 유효 영역을 산출하고, 산출된 유효 영역을 기반으로 표적의 융합 가능여부를 판단 후 융합을 수행하여 표적을 관리하기 위한 장치를 제공하는데 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 표적을 융합하기 위한 장치는 입력 받은 제1 표적과 제2 표적의 위치 정보를 기반으로 상기 제1 표적과 상기 제2 표적에 대한 시간대별 예측 위치를 계산하는 위치 계산부; 계산된 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 예측 위치를 기반으로 시간대별 유효영역을 계산하는 유효영역 계산부; 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 위치가 상대방의 유효 영역에 포함되는지를 판단하고 그 판단한 결과에 따라 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합여부를 결정하는 융합여부 결정부; 상기 결정된 결과에 따라 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합을 수행하는 표적 융합부; 및 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합 수행결과를 표시하는 융합결과 표시부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 위치 계산부는 입력 받은 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 위치 정보를 기반으로 기 설정된 시간 구간 내에서 일정 시간 간격으로 상기 제1 표적과 상기 제2 표적에 대한 예측 위치를 칼만 필터(Kalman filter)를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 유효영역 계산부는 상기 제1 표적과 상기 제2 표적에 대한 시간대별 실제 위치와 상기 계산된 예측 위치를 이용하여 시간대별 유효영역을 계산하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 융합여부 결정부는 계산된 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 위치가 상대방의 유효 영역에 일정 시간 구간 동안 기 설정된 횟수 이상 포함되면 상기 제1 표적과 상기 제2 표적이 동일 표적으로 융합 가능하다고 결정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 융합결과 표시부는 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합 수행결과를 표시하되, 표적의 종류, 분류 및 식별 정보를 함께 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 관점에 따른 표적을 융합하기 위한 장치는 입력 받은 정보를 기반으로 제1 표적과 제2 표적의 동일성 여부를 판단하는 동일성 판단부; 상기 제1 표적과 상기 제2 표적이 동일하다고 판단되면, 입력 받은 제1 표적과 제2 표적의 위치 정보를 기반으로 상기 제1 표적과 상기 제2 표적에 대한 시간대별 예측위치를 계산하는 위치 계산부; 계산된 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 예측 위치를 기반으로 시간대별 유효영역을 계산하는 유효영역 계산부; 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 위치가 상대방의 유효 영역에 포함되는지를 판단하고 그 판단한 결과에 따라 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합여부를 결정하는 융합여부 결정부; 상기 결정된 결과에 따라 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합을 수행하는 표적 융합부; 및 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합 수행결과를 표시하는 융합결과 표시부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 동일성 판단부는 입력 받은 상기 정보에 포함된 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 종류, 분류, 및 식별 정보가 모두 일치하는지를 비교하여 그 비교한 결과로 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 동일성 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 융합결과 표시부는 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합 수행결과를 표시하되, 표적의 종류, 분류, 및 식별 정보를 함께 표시하는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 본 발명은 표적의 시간대별 현재위치를 기반으로 예측위치를 산출하여 그 산출한 예측위치를 기반으로 확률적으로 표적이 존재 가능한 유효 영역을 산출하고, 산출된 유효 영역을 기반으로 표적의 융합 여부를 판단하도록 함으로써, 순간의 융합 위치조건을 우연히 만족한 서로 다른 표적의 융합을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 표적의 현재 상태를 고려하여 유효영역을 적응적으로 생성하기 때문에 융합 환경에 유연하며 따라서 정확한 표적 융합 및 관리가 가능할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 융합하기 위한 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 표적의 시간대별 위치를 예측하고 유효영역을 계산하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유효영역을 만족시킨 횟수를 고려하여 융합 가능여부를 판단하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 MO-DBMS를 이용하여 표적을 융합하기 위한 장치를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.

특히, 본 발명에서는 표적의 시간대별 현재위치를 기반으로 예측위치를 산출하여 그 산출한 예측위치를 기반으로 확률적으로 표적이 존재 가능한 유효 영역을 산출하고, 산출된 유효 영역을 기반으로 표적의 융합 여부를 판단하도록 하는 새로운 표적 융합 기법을 제안한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 융합하기 위한 장치를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 표적을 융합하기 위한 장치는 표적정보 입력부(110), 동일성 판단부(120), 위치 계산부(130), 유효영역 계산부(140), 융합여부 결정부(150), 표적 융합부(160), 융합결과 표시부(170)를 포함할 수 있다.

표적정보 입력부(110)는 내부에 탑재된 다수의 센서로부터 측정된 표적에 대한 정보(이하, 표적 정보라고 한다)를 입력 받을 수 있다. 이러한 표적 정보는 종류(type), 분류(category), 식별 정보(identification), 위치 정보 등을 포함할 수 있다.

여기서, 종류는 point target, bearing target으로, 표적의 분류는 air, surface, subsurface, land로 구성되어 있다. 식별정보는 friend, hostile, neutral, suspect 등으로 나타낼 수 있으며 이 정보는 동일성 판단부에서 다룰 수 있다.

이때, 다수의 센서로부터 측정된 표적 정보는 MO-DBMS(Moving-Object Database Management System)에 기 저장되는데, 본 발명에서는 표적 정보를 저장하여 관리하는 MO-DBMS를 이용하여 표적의 융합 가능 여부 확인 후 융합을 수행하게 된다.동일성 판단부(120)는 입력 받은 표적 정보를 기반으로 두 표적 간의 동일성 여부를 판단할 수 있다. 즉, 동일성 판단부(120)는 입력 받은 표적 정보 중 종류, 분류, 식별 정보를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 두 표적 간의 동일성 여부를 판단하게 된다.

예컨대, 동일성 판단부(120)는 두 표적 간의 종류, 분류, 식별 정보가 모두 일치하는 경우 두 표적이 동일하다고 예비 판단할 수 있다. 반면, 동일성 판단부(120)는 두 표적 간의 종류, 분류, 식별 정보 중 어느 하나라도 일치하지 않으면 두 표적이 동일하지 않다고 판단하게 된다.

위치 계산부(130)는 두 표적이 동일하다고 예비 판단되면, 입력 받은 두 표적 각각의 실제 위치 정보를 기반으로 두 표적에 대한 시간대별 예측 위치를 계산할 수 있다.

유효영역 계산부(140)는 두 표적의 시간대별 예측 위치가 계산되면, 계산된 두 표적의 시간대별 예측 위치 및 입력 받은 표적의 실제 위치를 기반으로 확률적으로 표적이 존재 가능한 시간대별 유효영역을 계산할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 표적의 시간대 별 예측 위치를 기반으로 유효영역이 계산되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 위치 계산부(130)에서 두 표적 예컨대, 표적1과 표적2의 시간대별 예측 위치를 계산하여 계산된 예측 위치를 기반으로 유효영역 계산부(140)에서 유효영역을 생성하게 된다.

예컨대, 현재 시간이 t인 경우, 표적1의 시간대별 t-3, t-2, t-1, t에 따라 표적 위치 pa-1, pa-2, pa-3, pa-4를 중심으로 유효영역 sa-1, sa-2, sa-3, sa-4가 계산되고, 표적2의 시간대별 t-3, t-2, t-1, t에 따라 표적 위치 pb-1, pb-2, pb-3, pb-4를 중심으로 유효영역 sb-1, sb-2, sb-3, sb-4가 계산된다.

이때, 시간 구간 t-3 ~ t는 미리 설정된 값이고 필요에 따라 변경 가능할 수 있다.

또한 이러한 표적의 시간대별 예측 위치 및 유효 영역은 칼만 필터(Kalman filter)를 이용하여 계산될 수 있다. 여기서, 칼만 필터는 표적의 측정치 및 측정 오차를 이용하여 다음 시간에서의 위치를 추정할 수 있는 알고리즘을 의미한다.

칼만 필터를 이용해서 시간대별 표적의 위치를 예측하는 계산식은 다음의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

: k시간에서의 표적의 상태 예측 상태값(위치, 속도, 가속도)

: k시간에서의 상태천이행렬

: k시간에서의 표적의 오차공분산

: 공정 잡음

: k시간에서의 kalman gain값

: k시간에서의 위치 모델링 행렬

: 측정 잡음

: k시간에서의 표적의 추정 상태값(위치, 속도, 가속도)

: k시간에서의 표적의 추정 오차공분산

: k시간에서의 표적의 위치 값(실제 위치 값)

이때, 이전시간(k-1)에서 추정된 값을 이용하여 현재시간에서의 표적의 위치를 예측하고 표적의 실체 위치 값과의 오차를 이용하여 표적의 상태를 추정할 수 있다.

입력받은 표적의 실제 위치와 칼만필터를 통해 예측한 표적의 예측위치의 오차를 이용하여 산출하는 유효영역은 다음의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 2]

: 측정잔차의 공분산

: k시간에서의 예측 위치

: 예측위치로부터 실제 표적의 위치 사이의 거리

: 유효영역 부피

: 측정치 벡터의 차원

이때, 유효영역의 부피는 표적의 실제위치와 예측위치의 차와 오차 공분산에 따라 결정되며 매 시간마다 표적의 기동상황을 고려하여 결정되므로 상황에 적응적인 유효영역이 생성될 수 있다.

융합여부 결정부(150)는 두 표적의 시간대별 위치에 따라 유효영역이 계산되면, 두 표적의 현재 시간에서의 위치가 서로의 유효 영역에 포함되는지 여부를 확인하여 기록하고 현재 시간을 기준으로 일정 기간 동안 기 설정된 횟수 이상 서로의 유효 영역에 포함되는지를 판단하여 그 판단한 결과에 따라 두 표적 즉, 표적1, 표적2의 융합여부를 결정할 수 있다.

예컨대, 표적 1은 표적 2의 시간대별 위치에 따라 표적 2의 유효영역 sb-1, sb-2, sb-3, sb-4에 몇 번 포함되는지를 판단하고 표적2는 표적 1의 시간대별 위치에 따라 표적 1의 유효영역 sa-1, sa-2, sa-3, sa-4에 몇 번 포함되는지를 판단하게 된다.

도 3을 참조하면, 표적 1과 표적 2는 시간 t-3, t-2에서는 상대방의 이동 가능한 유효 영역에 포함되지 않고, 시간 t-1, t에서는 상대방의 이동 가능한 유효 영역에 포함되게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 융합 여부를 결정하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 융합여부 결정부(150)는 두 표적의 시간대별 위치가 상대방의 유효 영역에 현재 시점을 기준으로 과거 다섯 번까지의 주기 동안 3번 이상 포함되면 두 표적이 같은 표적이기 때문에 융합 가능하다고 결정하고, 그 이하로 포함되면 두 표적이 서로 다른 표적이기 때문에 융합 불가능하다고 결정하게 된다.

이때, 융합여부 결정부(150)는 두 표적 모두 조건을 만족해야 두 표적이 같은 표적이라고 최종 판단할 수 있다. 즉, 융합여부 판단부(150)는 표적1의 시간대별 위치가 표적 2의 유효 영역에 3번 이상 포함되지만, 표적2의 시간대별 위치가 표적 1의 유효 영역에 3번 이상 포함되지 않으면, 두 표적이 서로 다른 표적이라고 판단하게 된다.

표적 융합부(160)는 융합 가능하다고 판단되면, 두 표적의 융합을 수행할 수 있다.

융합결과 표시부(170)는 판단된 두 표적의 융합 가능 또는 융합 불가능 여부에 따라 두 표적의 융합 수행결과 즉, 두 표적이 융합되었는지를 표시할 수 있다.

이때, 융합결과 표시부(170)는 두 표적의 종류, 분류, 식별 정보를 함께 표시한다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 표적정보 입력부
120: 동일성 판단부
130: 위치 계산부
140: 유효영역 계산부
150: 융합여부 판단부
160: 표적 융합부
170: 융합결과 표시부

Claims

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입력 받은 정보를 기반으로 제1 표적과 제2 표적의 동일성 여부를 판단하는 동일성 판단부;
상기 제1 표적과 상기 제2 표적이 동일하다고 판단되면, 입력 받은 제1 표적과 제2 표적의 위치 정보를 기반으로 상기 제1 표적과 상기 제2 표적에 대한 시간대별 예측 위치를 계산하는 위치 계산부;
계산된 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 예측 위치를 기반으로 시간대별 유효영역을 계산하는 유효영역 계산부;
상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 위치가 상대방의 유효 영역에 포함되는지를 판단하고 그 판단한 결과에 따라 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합여부를 결정하는 융합여부 결정부;
상기 결정된 결과에 따라 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합을 수행하는 표적 융합부; 및
상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합 수행결과를 표시하는 융합결과 표시부;
를 포함하는 표적을 융합하기 위한 장치.
제6 항에 있어서,
상기 동일성 판단부는,
입력 받은 상기 정보에 포함된 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 종류, 분류, 및 식별 정보가 모두 일치하는지를 비교하여 그 비교한 결과로 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 동일성 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 표적을 융합하기 위한 장치.
제6 항에 있어서,
상기 위치 계산부는,
입력 받은 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 위치 정보를 기반으로 기 설정된 시간 구간 내에서 일정 시간 간격으로 상기 제1 표적과 상기 제2 표적에 대한 예측 위치를 칼만 필터(Kalman filter)를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 표적을 융합하기 위한 장치.
제6 항에 있어서,
상기 유효영역 계산부는,
상기 제1 표적과 상기 제2 표적에 대한 시간대별 실제 위치와 상기 계산된 예측 위치를 이용하여 시간대별 유효영역을 계산하는 것을 특징으로 하는 표적을 융합하기 위한 장치.
제6 항에 있어서,
상기 융합여부 결정부는,
계산된 상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 시간대별 위치가 상대방의 이동 가능한 유효 영역에 일정 시간 구간 동안 기 설정된 횟수 이상 포함되면 상기 제1 표적과 상기 제2 표적이 동일 표적으로 융합 가능하다고 결정하는 것을 특징으로 하는 표적을 융합하기 위한 장치.
제6 항에 있어서,
상기 융합결과 표시부는,
상기 제1 표적과 상기 제2 표적의 융합 수행결과를 표시하되, 표적의 종류, 분류, 및 식별 정보를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 표적을 융합하기 위한 장치.