KR101619064B1 - Target tracking method using active clutter map - Google Patents

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Abstract

본 발명은 능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법은 목표물이 없는 경우의 제1 클러터 신호를 저장하는 디폴트 클러터 맵과 미리 정해진 주기마다 클러터 검색을 한 제2 클러터 신호를 저장하는 능동 클러터 맵을 통해 수신신호에 포함된 클러터를 필터링하기 위한 적응형 클러터 신호를 생성하는 단계, 거리별로 상이한 상기 수신신호의 수신세기를 기초로 상기 목표물의 임계신호를 생성하는 단계, 상기 적응형 클러터 신호와 상기 임계신호를 통합한 최종 임계신호를 생성하는 단계 및 상기 수신신호 중에서 상기 최종 임계신호 이상을 형성하는 신호 구간을 목표물 신호로 검출하는 단계를 포함한다.The present invention discloses a target detection method using an active clutter map. A method for detecting a target using an active clutter map according to the present invention is characterized by comprising the steps of: storing a first clutter map storing a first clutter signal in the absence of a target; Generating an adaptive clutter signal for filtering the clutter contained in the received signal via a clutter map, generating a threshold signal of the target based on the received intensity of the received signal that is different for each of the distances, Generating a final critical signal by combining the clutter signal and the critical signal, and detecting a signal section forming the final critical signal abnormality from the received signal as a target signal.

Description

능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법{Target tracking method using active clutter map}[0001] The present invention relates to an active clutter map,

본 발명은 능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이더 시스템의 수신 신호 중에서 목표물을 효율적이면서 정확하게 검출하는 능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a target detection method using an active clutter map, and more particularly, to a target detection method using an active clutter map that efficiently and accurately detects a target among received signals of a radar system.

예각인 빔폭을 갖는 레이더에서는 예를 들어 FM-CW 방식을 채용하고 있지만, 동시 송수신의 아이솔레이션 등에 의해 수십에서 수백 미터의 먼곳의 전방 감시에 한정되고 있다.The radar having a beam width of an acute angle, for example, adopts the FM-CW method, but is limited to the forward surveillance at a distance of several tens to several hundred meters by simultaneous transmission and reception isolation.

최근에 들어, 전방뿐만 아니라 후 측방 등의 목표물을 감시하는 근거리, 광각 레이더가 주목받고 있으나, 빔폭이 넓기 때문에 고정 클러터의 영향을 많이 받고 그 중에서 다수의 목표물을 검출하고 이를 식별하는 것은 용이하게 되고 있지는 않다.Recently, attention has been paid to a near-field, wide-angle radar that monitors targets such as the front and rear sides. However, since the beam width is wide, it is easy to detect a large number of targets among the fixed clutter, It is not.

레이더의 수신 신호로부터 목표물을 검출하기 위해서는, 검색 영역의 클러터를 충분히 억압해 둘 필요가 있다. 클러터 억압이 불충분하게 된 경우에는, 불요 반사물과 목표물을 혼돈할 수 있어서 정확한 목표물 검출이 어렵다.In order to detect a target from a received signal of a radar, it is necessary to sufficiently suppress the clutter in the search area. When the clutter suppression becomes insufficient, it is difficult to accurately detect the target because the unnecessary reflection object and the target can be confused.

이와 같은 클러터 억압에는, 도플러 주파수를 이용하는 방법으로서 펄스 적분이나 MTI(Moving Target Indicator)가 넓게 이용되고 있다. 펄스 적분법은 단펄스를 반복 송신해서 대상물로부터 반사파 또는 레인지 프로파일(레인지 빈 단위의 신호 응답)을 펄스마다 적분함으로써 클러터를 억압하는 방식이다.Pulse integration and MTI (Moving Target Indicator) are widely used as a method of using the Doppler frequency for such clutter suppression. The pulse integral method suppresses the clutter by repeatedly transmitting a short pulse and integrating the reflected wave or the range profile (signal response of the range bin) from the object for each pulse.

또한, 다른 방법으로서 목표물의 도플러 주파수를 측정해, 놋치 필터에 의해 고정 클러터만을 주파수 축상에서 제거하는 방법이나, 어레이 안테나를 이용하셔 협 안테나 빔을 제어함으로써 고정 클러터를 공간상에서 제거하는 방법도 알려져 있다.As another method, there is a method of measuring the Doppler frequency of a target, removing only the fixed clutter on the frequency axis by the notch filter, and a method of removing the fixed clutter in space by controlling the narrow antenna beam using the array antenna It is known.

하지만, 고정 클러터가 아닌 주변 환경의 영향으로 갑자기 나타난 클러터 영향을 감안해서 수신 신호로부터 정확하게 목표물을 검출하거나, 클러터 성분이 존재하는 영역에 목표물이 위치하고 있을 경우에도 정확하게 목표물을 검출하는 것은 전술한 종래 기술에 의해 용이하게 해결되지 않으므로, 이러한 부분을 개선할 필요가 있다.However, in order to accurately detect the target from the received signal in consideration of the clutter effect that suddenly appeared due to the influence of the surrounding environment rather than the fixed clutter, or to accurately detect the target even when the target is located in the region where the clutter component exists, It is not easily solved by one prior art, and it is necessary to improve such a part.

대한민국 등록특허공보 제10-120344(2012.11.14)Korean Registered Patent No. 10-120344 (Nov. 14, 2012)

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 과제는 목표물이 없는 경우의 디폴트 클러터 맵과 미리 정해진 주기마다 갱신되는 능동 클러터 맵을 활용해서 레이더 시스템의 수신 신호 중에서 목표물을 효율적이면서 정확하게 검출하는 능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and a system for detecting a target clutter in a radar system using a default clutter map and an active clutter map updated every predetermined period And a method of detecting a target using an active clutter map that efficiently and accurately detects a target.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법은 목표물이 없는 경우의 제1 클러터 신호를 저장하는 디폴트 클러터 맵과 미리 정해진 주기마다 클러터 검색을 한 제2 클러터 신호를 저장하는 능동 클러터 맵을 통해 수신신호에 포함된 클러터를 필터링하기 위한 적응형 클러터 신호를 생성하는 단계, 거리별로 상이한 상기 수신신호의 수신세기를 기초로 상기 목표물의 임계신호를 생성하는 단계, 상기 적응형 클러터 신호와 상기 임계신호를 통합한 최종 임계신호를 생성하는 단계 및 상기 수신신호 중에서 상기 최종 임계신호 이상을 형성하는 신호 구간을 목표물 신호로 검출하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of detecting a target using an active clutter map, the method comprising: obtaining a first clutter map storing a first clutter signal in the absence of a target; Generating an adaptive clutter signal for filtering the clutter contained in the received signal through an active clutter map storing the two clutter signals, generating an adaptive clutter signal based on the threshold of the target, Generating a final critical signal by combining the adaptive clutter signal and the critical signal, and detecting a signal section forming the final critical signal abnormality from the received signal as a target signal do.

상기 임계신호는 상기 레이더 시스템의 레이더 높이에 따라 변경될 수 있다.The threshold signal may be changed according to the radar height of the radar system.

상기 목표물이 다수인 경우, 상기 수신신호가 다수의 목표물을 거치면서 상쇄되는 상쇄지수를 기초로 상기 다수의 목표물 중 각 목표물의 임계신호를 보정할 수 있다.When the target is a plurality of targets, the threshold signal of each target among the plurality of targets can be corrected based on the cancellation index in which the received signal is canceled while passing through a plurality of targets.

따라서, 본 발명에서는 목표물이 없는 경우의 디폴트 클러터 맵과 미리 정해진 주기마다 갱신되는 능동 클러터 맵을 활용해서 레이더 시스템의 수신 신호 중에서 목표물을 효율적이면서 정확하게 검출할 수 있는 이점이 있다.Therefore, in the present invention, there is an advantage that the target can be efficiently and accurately detected from the received signals of the radar system using the default clutter map in the absence of the target and the active clutter map updated every predetermined period.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 레이더 시스템과 목표물 간의 관계를 나타내는 예시도이다.
도 2는 도 1의 레이더 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 송신부를 일 실시예로 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 2의 수신부를 일 실시예로 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 목표물 검출과정을 일 실시예로 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 수신 신호에 대한 판별을 일 실시예로 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 수신 신호에 대한 판별을 다른 실시예로 나타내는 예시도이다.
도 8은 본 발명의 수신 신호에 대한 판별을 또 다른 실시예로 나타내는 예시도이다.
도 9는 도 1의 레이더 시스템이 동작하는 과정을 일 실시예로 나타내는 순서도이다.
그리고, 도 10은 도 9의 S100 단계를 구체적인 일 실시예로 나타내는 순서도이다.1 is an exemplary view showing a relationship between a radar system and a target of the present invention.
2 is a block diagram illustrating the radar system of Fig.
3 is a block diagram showing the transmitter of FIG. 2 as an embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing the receiver of FIG. 2 as an embodiment.
5 is a flowchart illustrating a target detection process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary diagram showing the discrimination of the reception signal of the present invention as an embodiment.
7 is an exemplary diagram showing another embodiment of the determination of the received signal of the present invention.
8 is an exemplary diagram showing another embodiment of the determination of the reception signal of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing an operation of the radar system of FIG. 1 as an example.
10 is a flowchart showing the step S100 of FIG. 9 as a concrete example.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. Further, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or schematic drawings that are ideal illustrations of the present invention. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. In addition, in the drawings of the present invention, each component may be somewhat enlarged or reduced in view of convenience of explanation.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 다음과 같이 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 레이더 시스템과 목표물 간의 관계를 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing a relationship between a radar system and a target of the present invention.

도 1을 참조하면, 레이더 시스템(100)은 목표물이 없는 경우의 디폴트 클러터 맵과 미리 정해진 주기마다 갱신되는 능동 클러터 맵을 활용해서 레이더 시스템(100)의 수신 신호 중에서 목표물을 효율적이면서 정확하게 검출할 수 있는 구성을 갖춘다.Referring to FIG. 1, a radar system 100 efficiently and accurately detects a target from a received signal of a radar system 100 using a default clutter map in the absence of a target and an active clutter map updated every predetermined period And the like.

여기서, 레이더 시스템(100)은 무선 주파수 신호를 사용하여 감시 영역 내에 들어온 목표물의 탐색, 추적 및 위치정보를 판단하는 장치이다. 레이더 시스템(100)에서는 목표물에 무선 주파수 신호를 송출하여 발산된 전파는 목표물의 거리, 방향 및 고도에 대한 획득한 후 다시 레이더 시스템(100)으로 귀환한다.Here, the radar system 100 is a device that uses radio frequency signals to determine the search, tracking, and position information of a target that has come into a surveillance area. In the radar system 100, a radio frequency signal is transmitted to a target, and the radiated waves are acquired for the distance, direction, and altitude of the target, and then returned to the radar system 100.

또한, 레이더 시스템(100)에서 판정하는 클러터라 함은 레이더에서 지면, 해면, 빗방울 등으로부터 발생하는 불필요한 반사파에 의해 나타나는 반향(echo) 등의 반사 장애를 의미하거나, 레이더 운영 중 원하지 않은 신호에 대한 시각적인 표기를 의미한다. The term "clutter" as determined by the radar system 100 means a reflection obstacle such as an echo caused by unnecessary reflected waves generated from the ground, sea surface, raindrops, etc. in the radar, It means visual notation.

예를 들어, 해면 클러터는 파도의 높이, 풍향, 안테나의 높이에 영향을 받고, 빗방울 클러터는 강우, 강설, 안개 등의 영향을 받아 스크린상에 나타나는 잡음 현상이다.For example, sea surface clutter is influenced by wave height, wind direction, and antenna height, and raindrop clutter is a noise phenomenon on the screen that is affected by rainfall, snowfall, and fog.

또한, 일반 레이더에서는 빗방울 등 기상 표적을 클러터로 보지만, 기상 레이더에서는 지면, 항공기 등을 클러터로 처리한다. 즉, 레이더 시스템(100)의 타겟이 어떤 것인지에 따라 클러터 설정도 변경될 수 있다.In general radar, climatic targets such as raindrops are regarded as clutters. In weather radar, ground, aircraft, etc. are treated as clutters. That is, the clutter setting can also be changed depending on which target of the radar system 100 is.

도 2는 도 1의 레이더 시스템을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the radar system of Fig.

도 2를 참조하면, 레이더 시스템(100)은 송신부(110), 수신부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the radar system 100 includes a transmitter 110, a receiver 120, and a controller 130.

송신부(110)는 감시 영역 내의 목표물을 검출하기 위한 무선 주파수 신호를 송출하고, 수신부(120)는 전술한 송신부(110)에 의해 송출된 후 목표물 및 클러터에 대해 반사된 전파인 수신 신호를 수신한다.The transmitting unit 110 transmits a radio frequency signal for detecting a target in the surveillance region, and the receiving unit 120 receives a reception signal that is a radio wave reflected from the target and clutter after being transmitted by the transmitting unit 110 do.

일례로, 레이더 시스템(100)이 IR-UWB 레이더로 구비되는 경우, 레이더 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같은 송신부(110) 및 도 4에 도시된 바와 같은 수신부(120)로 구비될 수 있다.For example, when the radar system 100 is equipped with an IR-UWB radar, the radar system 100 may include a transmitter 110 as shown in FIG. 3 and a receiver 120 as shown in FIG. .

도 3을 참조하면, 송신부(110)는 송신 안테나(111), 펄스 생성기(112), 동기화기(113), 클럭발생기(114), 코드생성기(115), 변조기(116) 및 제1 인터페이스(117)를 포함할 수 있다.3, the transmitter 110 includes a transmission antenna 111, a pulse generator 112, a synchronizer 113, a clock generator 114, a code generator 115, a modulator 116, and a first interface 117).

제1 인터페이스(117)를 통해 감시 영역에 송출하고자 하는 데이터가 송신부(110)로 입력된다. Data to be transmitted to the surveillance region is input to the transmission unit 110 through the first interface 117.

제1 인터페이스(117)로 입력된 변조기(116)를 거쳐 변조 처리된 데이터로 변환되고, 암화화 처리를 위해 코드 생성기로부터 출력되는 암호화 코드와 함께 변조 처리된 데이터가 동기화기(113)로 입력된다.Converted into the data modulated through the modulator 116 input to the first interface 117 and the data modulated with the encryption code output from the code generator for the enciphering process is input to the synchronizer 113 .

동기화기(113)는 클럭 발생기로부터 제공된 기준 클럭을 토대로 전술한 암호화 코드와 변조 처리된 데이터를 동기화한다. The synchronizer 113 synchronizes the modulated data with the above-described encryption code based on the reference clock provided from the clock generator.

이후, 펄스생성기(112)는 동기화기(113)로부터 제공된 동기화 데이터를 펄스 신호로 생성하고, 생성된 펄스 신호를 송신 안테나(111)에 제공한다. Thereafter, the pulse generator 112 generates the synchronization data provided from the synchronizer 113 as a pulse signal, and provides the generated pulse signal to the transmission antenna 111. [

송신 안테나(111)는 펄스생성기로부터 제공된 펄스 신호를 지향 중인 감시 영역으로 송출한다.The transmitting antenna 111 transmits the pulse signal provided from the pulse generator to the monitoring area which is in directivity.

도 4를 참조하면, 수신부(120)는 수신 안테나(121), 상관기(122: 다중화기(122-1), 적분기(122-2) 및 S/H(122-3)를 포함), 펄스생성기(123), 동기화기(124), 클럭발생기(125), 신호처리기(126), 제2 인터페이스(127) 및 코드생성기(128)를 포함할 수 있다.4, the receiving unit 120 includes a receiving antenna 121, a correlator 122 (including a multiplexer 122-1, an integrator 122-2, and a S / H 122-3) A clock generator 123, a synchronizer 124, a clock generator 125, a signal processor 126, a second interface 127 and a code generator 128.

또한, 레이더 시스템(100)은 송수신 전환기를 더 포함하는 경우, 전술한 바와 같이 송신부(110) 및 수신부(120)를 구분하여 구비하는 것이 아닌, 통합형으로 구비하는 것도 가능하다. In addition, when the radar system 100 further includes a transmitting / receiving switch, the transmitting unit 110 and the receiving unit 120 are not separately provided as described above, but may be integrally provided.

수신부(120)는 송신부(110)에 의해 송출된 후 목표물 및 클러터 중 적어도 하나에 대해 반사된 전파인 수신 신호를 수신하고, 수신 신호를 판정 가능한 형태로 신호 처리한 후 제2 인터페이스(127)로 출력함으로써, 제어부(130)로 수신 신호를 전달한다.The receiving unit 120 receives the reception signal, which is a radio wave reflected by at least one of the target and the clutter after being transmitted by the transmission unit 110, processes the reception signal in a form that can be determined, And transfers the received signal to the control unit 130. [

도 5는 본 발명의 목표물 검출과정을 일 실시예로 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a target detection process according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제어부(130)는 수신부(120)로 수신된 수신 신호로부터 목표물 신호를 검출하고, 이뿐 아니라, 수신 신호로부터 목표물 신호를 검출하기 위한 전처리도 함께 실행한다.5, the control unit 130 detects a target signal from a received signal received by the receiving unit 120, and also executes a pre-processing for detecting a target signal from a received signal.

즉, 제어부(130)는 수신부(120)로부터 수신 신호를 전달받고(a), 수신 신호로부터 목표물을 검출하기 위하여 배경 잡음인 클러터를 제거한다(b). 예컨대, 제어부(130)는 클러터 제거를 위해 Loop-filter algorithm 및 SVD algorithm을 사용하기도 한다.That is, the control unit 130 receives the received signal from the receiving unit 120, and removes the clutter, which is a background noise, in order to detect the target from the received signal (b). For example, the controller 130 may use a loop-filter algorithm and an SVD algorithm to remove the clutter.

이후, 제어부(130)는 샘플로 저장중인 원 신호와 위 클러터 제거된 수신 신호(A) 간의 유사도 판정을 하고, 판정 결과로 목표물에 대한 반사 신호를 추출하며(c), 추출된 반사 신호와 레이더 시스템(100) 간에 이격된 거리까지 판정할 수 있다(d). Thereafter, the controller 130 determines the degree of similarity between the original signal stored as a sample and the received signal A removed from the clutter, extracts a reflection signal for the target from the determination result, and outputs the extracted reflected signal It is possible to determine the distance between the radar systems 100 (d).

이후, 제어부(130)는 판정된 목표물에 대한 움직임 특성을 추적하면서 거리 정보를 지속적으로 보정할 수 있다(e). 이때, 제어부(130)는 Kalman-filter algorithm을 통해 위 목표물에 대한 움직임 특성을 추적할 수 있다.After that, the controller 130 can continuously correct the distance information while tracking the motion characteristic of the determined target (e). At this time, the controller 130 can track the motion characteristics of the target by using the Kalman-filter algorithm.

도 6은 본 발명의 수신 신호에 대한 판별을 일 실시예로 나타내는 예시도이다.FIG. 6 is an exemplary diagram showing the discrimination of the reception signal of the present invention as an embodiment.

도 6을 참조하면, 레이더 시스템(100)은 순간적으로 발생하는 잡음 성분으로 인해 오히려 잡음을 목표물인 것으로 인식하는 에러를 유발하기도 한다. Referring to FIG. 6, the radar system 100 may cause an error that recognizes noise as a target due to an instantaneous noise component.

수신 신호로부터 클러터 및 기타 잡음을 제거하는 과정이 선행된다고 하더라도, 그럼에도 불구하고 불규칙적으로 존재하는 클러터 신호의 성분과 RCS(Rader Cross Section) 값이 상대적으로 큰 신호 성분이 존재할 수 있다.Even if the process of removing clutter and other noise from the received signal is preceded, there may be a signal component having a relatively large value of the RCS (Rader Cross Section) and an irregularly existing clutter signal component.

특히, 목표물이 장애물로 작용하는 경우가 있다. 즉, 레이더 시스템(100)의 위치를 기준으로 할 때, 목표물의 뒤에서 레이더 시스템(100)으로 이동하는 신호들은 상대적으로 목표물에 대해 반사되어 레이더 시스템(100)으로 전해지는 신호보다 약해지게 되므로, 결과적으로 목표물을 보다 정확히 검출하는 데에 에러 요인이 될 수 있다.In particular, the target may act as an obstacle. That is, when the position of the radar system 100 is referred to, the signals traveling from the back of the target to the radar system 100 are relatively weaker than the signals reflected to the target and transmitted to the radar system 100, It may be an error factor for more accurately detecting the target.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, RCS(Rader Cross Section) 값이 큰 물체(②) 앞에서 목표물(①)이 움직일 경우 상기 물체(②)의 신호 값이 변동하는 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 상기 물체(②)가 마치 다른 목표물인 것으로 판단되는 에러가 발생하기도 한다.6, when the target ① moves in front of the object ② having a large RCS value, the signal value of the object ② fluctuates. As a result, An error that the object (2) is judged to be a different target may occur.

도 7은 본 발명의 수신 신호에 대한 판별을 다른 실시예로 나타내는 예시도이다.7 is an exemplary diagram showing another embodiment of the determination of the received signal of the present invention.

도 7을 참조하면, 레이더 시스템(100)은 고정 클러터 맵을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 7, the radar system 100 may include a fixed clutter map.

고정 클러터 맵을 적용하는 경우, 고정적인 클러터를 제거하면 감시 영역의 환경이 변동되거나, 상대적으로 클러터가 큰 위치에 목표물이 위치할 때 목표물을 정확하게 검출하는 것이 용이하지 않을 수 있다.When a fixed clutter map is applied, it may not be easy to accurately detect the target when the target is located at a relatively large clutter position or when the environment of the monitoring area is changed by removing the stationary clutter.

도 7에 도시된 바와 같이, 별다른 클러터 성분이 존재하지 않는 구간(C)에 목표물(①)이 위치하는 경우, 레이더 시스템(100)은 고정 클러터 맵을 기준으로 할 때 목표물(①)과 확연히 구분 가능하기 때문에, 목표물(①)을 용이하게 검출할 수 있다.As shown in FIG. 7, when the target (1) is located in the section C where no other clutter component exists, the radar system 100 calculates the target (1) and The target (1) can be easily detected.

하지만, 클러터(②) 및 클러터(③)에 의해 클러터 성분이 상대적으로 큰 구간(K)에 목표물(②)이 위치하는 경우, 레이더 시스템(100)은 수신 신호 상에 목표물(②), 클러터(②) 및 클러터(③)를 포함하는 신호 성분들이 혼재되어 있을 뿐만 아니라, 목표물(②)의 신호 성분이 고정 클러터 맵의 해당 구간으로부터 명확히 구별되어 검출될 수 있는 상태가 아니기 때문에, 목표물(②)를 검출하지 못할 수 있다.However, when the target (2) is located in the section K where the clutter component is relatively large by the clutter (2) and the clutter (3), the radar system 100 detects the target (2) Not only the signal components including the clutter (2) and the clutter (3) are mixed and the signal component of the target (2) is not clearly distinguishable from the corresponding section of the fixed clutter map Therefore, the target (2) may not be detected.

도 8은 본 발명의 수신 신호에 대한 판별을 또 다른 실시예로 나타내는 예시도이다.8 is an exemplary diagram showing another embodiment of the determination of the reception signal of the present invention.

도 8을 참조하면, 레이더 시스템(100)의 위치를 기준으로 할 때, 목표물(①)의 뒤쪽에 위치한 목표물(④), 클러터(②) 및 클러터(③)에 대한 각 신호 성분은 목표물(①)의 존재에 따른 전파 장애로 인해 신호 세기가 작아진 상태로 레이더 시스템(100)에 전달된다. 이로 인해, 목표물(④), 클러터(②) 및 클러터(③)가 존재하는 신호 구간에서 목표물(④)이 존재하는 것을 검출하지 못할 수 있다.8, each signal component for the target (4), clutter (2) and clutter (3) located behind the target (1) on the basis of the position of the radar system (100) The signal intensity is transmitted to the radar system 100 in a state that the signal strength is reduced due to the radio wave interference due to the presence of the radio wave (1). Therefore, it may not be detected that the target (4) exists in the signal section in which the target (4), the clutter (2) and the clutter (3) exist.

하지만, 레이더 시스템(100)의 제어부(130)는 목표물이 없는 경우, 감시 영역에 펄스 신호를 송출한 후 그 반사 신호인 예비 신호를 수신하여 감시 영역에 고정적인 상태로 존재하는 클러터 상태를 확인한 제1 클러터 신호를 생성하고, 생성된 제1 클러터 신호를 저장하는 디폴트 클러터 맵을 관리한다.However, if there is no target, the control unit 130 of the radar system 100 transmits a pulse signal to the surveillance region and receives a preliminary signal, which is a reflection signal thereof, to check the clutter state existing in a fixed state in the surveillance region Generates a first clutter signal, and manages a default clutter map storing the generated first clutter signal.

또한, 제어부(130)는 미리 정해진 주기마다 클러터 검색을 위한 펄스 신호를 송출한 후 그 반사 신호인 예비 신호를 수신하여 감시 영역에서 추가된 클러터의 상태를 확인한 제2 클러터 신호를 생성하고, 생성된 제2 클러터 신호를 저장하는 능동 클러터 맵을 관리한다.In addition, the control unit 130 generates a second clutter signal by receiving a preliminary signal, which is a reflection signal thereof, after confirming the state of the added clutter in the surveillance region, , And manages an active clutter map for storing the generated second clutter signal.

제어부(130)는 디폴트 클러터 맵과 능동 클러터 맵을 이용하여 감시 영역의 목표물을 검출하기 위한 수신 신호에 포함된 클러터를 필터링할 수 있는 적응형 클러터 신호를 생성한다. 즉, 제어부(130)는 매 주기마다 클러터를 적응형 클러터 신호로 저장하고, 각 클러터 샘플별로 상기 적응형 클러터 신호의 최소값을 설정할 수 있다.The control unit 130 generates an adaptive clutter signal capable of filtering the clutter included in the received signal for detecting the target of the surveillance region using the default clutter map and the active clutter map. That is, the controller 130 may store the clutter as an adaptive clutter signal at every cycle, and may set the minimum value of the adaptive clutter signal for each clutter sample.

제어부(130)는 거리에 따른 목표물의 수신신호의 수신세기를 산출하고, 산출된 수신세기보다 미리 정해진 레벨 이하의 값으로 목표물의 임계신호(즉, Threshold a(t)로 표시할 수 있음)를 생성한다.The controller 130 calculates the reception intensity of the target reception signal according to the distance and outputs the threshold signal of the target (that is, it can be expressed as Threshold a (t)) to a value lower than a predetermined level lower than the calculated reception intensity .

여기서, Threshold a(t)의 a(t)는 레이더의 높이와 목표물의 거리에 따라 변경되는 값으로 설정될 수 있다. 즉, 레이더의 높이가 높아지면 목표물의 반사면적이 달라지기 때문에 레이더의 높이에 따른 목표물의 거리를 고려한 신호세기를 산출하게 되면, 보다 정확하게 목표물의 임계신호(즉, Threshold a(t))를 생성할 수 있다.Here, a (t) of the threshold a (t) can be set to a value that changes according to the height of the radar and the distance of the target. That is, when the height of the radar is increased, the reflection area of the target is changed. Therefore, if the signal intensity considering the distance of the target according to the height of the radar is calculated, the threshold signal (i.e., the threshold a can do.

또한, 목표물이 다수 존재하는 경우 목표물 간을 경유하는 신호가 상쇄할 수 있다. 이로 인해 레이더 시스템(100)을 기준으로 할 때 제1 목표물 뒤에 위치한 제2 목표물은 제1 목표물에 비해 상대적으로 신호의 크기가 작은 신호로서 형성됨에 따라, 각 목표물의 위치와 거리에 따른 임계값을 달리 정해서 각 목표물에 대한 검출 정확도를 높일 필요가 있다.Further, when there are a plurality of targets, a signal passing through the target can be canceled. As a result, the second target positioned behind the first target relative to the radar system 100 is formed as a signal having a smaller signal magnitude relative to the first target, so that a threshold value corresponding to the position and distance of each target In other words, it is necessary to increase detection accuracy for each target.

즉, 제어부(130)는 목표물이 다수인 경우, 수신신호가 다수의 목표물을 거치면서 상쇄되는 상쇄지수를 기초로 다수의 목표물 중 각 목표물의 임계신호를 보정하는 것이 바람직하다.That is, when the number of targets is plural, the control unit 130 preferably corrects the threshold signal of each target among the plurality of targets based on the cancellation index where the received signal is canceled while passing through a plurality of targets.

제어부(130)는 전술한 적응형 클러터 신호와 임계신호를 통합한 최종 임계신호를 생성하고, 이렇게 생성된 최종 임계신호를 수신신호에 적용함에 따라 최종 임계신호 이상을 형성하는 신호 구간을 목표물 신호로서 판정할 수 있다.The control unit 130 generates a final threshold signal combining the adaptive clutter signal and the threshold signal and applies the final threshold signal generated in this way to the received signal, As shown in FIG.

여기서, 적용형 클러터 신호를 위에서 언급된 바와 같이 최소값으로 설정될 수 있으며, 최종 임계신호를 다음과 같이 표현될 수 있다.Here, the applied clutter signal can be set to the minimum value as mentioned above, and the final threshold signal can be expressed as follows.

Threshold C(t) = Min (Cd, Ca) + a(t)Threshold C (t) = Min (C d , C a ) + a (t)

(단, C(t): 최종 임계신호, Cd: 제1 클러터 신호, Ca: 제2 클러터 신호, a(t): 거리별 목표물의 임계신호)(C (t): final threshold signal, C d : first clutter signal, C a : second clutter signal, a (t)

도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 최종 임계신호와 수신신호를 비교함에 따라, 확연하게 다수 목표물의 각 목표물을 검출할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 수신신호 중에서 최종 임계신호 이상을 형성하는 신호 구간(예: D, E)을 목표물 신호로 검출한 결과, 목표물(①) 및 목표물(④)이 용이하게 검출된다.As shown in Fig. 8, the control unit 130 can clearly detect each target of the plurality of targets by comparing the received signal with the final threshold signal. That is, the control unit 130 can easily detect the target (1) and the target (4) as a result of detecting the signal section (e.g., D, E) forming the final critical signal abnormality in the received signal as the target signal.

도 9는 도 1의 레이더 시스템이 동작하는 과정을 일 실시예로 나타내는 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart showing an operation of the radar system of FIG. 1 as an example.

도 9를 참조하면, 레이더 시스템(100)은 목표물이 없는 경우의 제1 클러터 신호를 저장하는 디폴트 클러터 맵과 미리 정해진 주기마다 클러터 검색을 한 제2 클러터 신호를 저장하는 능동 클러터 맵을 통해 수신신호에 포함된 클러터를 필터링하기 위한 적응형 클러터 신호를 생성한다(S100).Referring to FIG. 9, the radar system 100 includes a primary clutter map storing a first clutter signal in the absence of a target, and an active clutter storing a second clutter signal, And generates an adaptive clutter signal for filtering the clutter included in the received signal through the map (S100).

이후, 레이더 시스템(100)은 거리별로 상이한 수신신호의 수신세기를 기초로 목표물의 임계신호를 생성한다(S200).Thereafter, the radar system 100 generates a threshold signal of the target based on the reception intensity of the received signal which is different for each distance (S200).

이후, 레이더 시스템(100)은 적응형 클러터 신호의 최소값과 전술한 거리별 목표물의 임계신호를 통합한 최종 임계신호를 생성한다(S300).Thereafter, the radar system 100 generates a final threshold signal combining the minimum value of the adaptive clutter signal and the threshold signal of the target by distance (S300).

이후, 레이더 시스템(100)은 감시 영역을 모니터링하면서 수신한 수신신호 중에서 최종 임계신호 이상을 형성하는 신호 구간을 목표물 신호로 검출한다(S400).Thereafter, the radar system 100 detects a signal section forming a final critical signal abnormality among the received signals while monitoring the surveillance region as a target signal (S400).

그리고, 레이더 시스템(100)의 작동이 종료될 때까지 위 언급된 단계들을 반복한다(S500).Then, the above-mentioned steps are repeated until the operation of the radar system 100 is terminated (S500).

도 10은 도 9의 S100 단계를 구체적인 일 실시예로 나타내는 순서도이다.FIG. 10 is a flowchart showing the step S100 of FIG. 9 as a concrete example.

도 10을 참조하면, 적응형 클러터 신호를 생성하는 단계는 전술한 바와 같이 디폴트 클러터 맵과 능동 클러터 맵을 이용한다.Referring to FIG. 10, the step of generating an adaptive clutter signal uses a default clutter map and an active clutter map, as described above.

능동 클러터 맵은 미리 정해진 주기마다 클러터 검색을 실시한 결과에 대한 것이나, 일례로서 목표물을 검출하는 주기마다 클러터 검색까지 실시하는 것으로 구현되는 것도 가능하다. The active clutter map may be implemented as a result of conducting a clutter search every predetermined period, or as an example, performing a clutter search every target search period.

위 일례에 따를 경우, 적응형 클러터 신호를 생성하는 단계는 목표물이 존재하는지 여부를 기준으로 구분될 수 있다(S102).According to the above example, the step of generating the adaptive clutter signal may be classified based on whether or not the target exists (S102).

S102 단계에서, 목표물이 있는 경우, 미리 정해진 주기마다 클러터 검색을 실시한 결과로서 갱신되는 제2 클러터 신호를 생성하고(S104), 생성한 제2 클러터 신호를 이용해서 능동 클러터 맵을 업데이트한다.(S106).In step S102, when there is a target, a second clutter signal that is updated as a result of conducting a clutter search at a predetermined period is generated (S104), and the active clutter map is updated using the generated second clutter signal (S106).

S102 단계에서, 목표물이 없는 경우, 감시 영역에 고정된 상태인 클러터를 검색하는 제1 클러터 신호를 생성하고(S108), 생성한 제1 클러터 신호를 이용해서 디폴트 클러터 맵을 저장한다(S110).In step S102, when there is no target, a first clutter signal is searched for a clutter that is fixed in the monitoring area (S108), and a default clutter map is stored using the generated first clutter signal (S110).

이후, 레이더 시스템(100)은 S106 단계에서 업데이트 관리된 능동 클러터 맵과 S110 단계에서 관리된 디폴트 클러터 맵을 이용해서 감시 영역을 모니터링한 결과의 수신신호에 포함된 클러터를 필터링하기 위한 적응형 클러터 신호를 생성한다(S112).Thereafter, the radar system 100 adjusts the clutter contained in the received signal as a result of monitoring the surveillance region using the updated active clutter map in step S106 and the default clutter map managed in step S110. Type clutter signal (S112).

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

또한, 본 발명은 목표물이 없는 경우의 디폴트 클러터 맵과 미리 정해진 주기마다 갱신되는 능동 클러터 맵을 활용해서 레이더 시스템의 수신 신호 중에서 목표물을 효율적이면서 정확하게 검출하는 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.In addition, since the present invention efficiently and accurately detects a target in a received signal of a radar system using a default clutter map in the absence of a target and an active clutter map updated every predetermined period, Is not only sufficient but also practically usable because it can be practically carried out clearly.

100: 레이더 시스템 110: 송신부
111: 송신 안테나 112, 123: 펄스생성기
113, 124: 동기화기 114, 125: 클럭발생기
115, 128: 코드생성기 116: 변조기
117: 제1 인터페이스 120: 수신부
121: 수신 안테나 122: 상관기
122-1: 다중화기 122-2: 적분기
122-3: S/H 126: 신호처리기
127: 제2 인터페이스 130: 제어부100: radar system 110: transmitter
111: transmitting antenna 112, 123: pulse generator
113, 124: synchronizer 114, 125: clock generator
115, 128: code generator 116: modulator
117: First interface 120: Receiver
121: Receive antenna 122: Correlator
122-1: multiplexer 122-2: integrator
122-3: S / H 126: Signal processor
127: second interface 130:

Claims (3)

레이더 시스템의 목표물 검출 방법에 있어서,
목표물이 없는 경우의 제1 클러터 신호를 저장하는 디폴트 클러터 맵과 미리 정해진 주기마다 클러터 검색을 한 제2 클러터 신호를 저장하는 능동 클러터 맵을 통해 수신신호에 포함된 클러터를 필터링하기 위한 적응형 클러터 신호를 생성하는 단계;
거리별로 구분되어 상기 목표물과 대응되는 신호의 수신세기를 산출하고, 산출된 수신세기를 기초로 상기 목표물의 임계신호를 생성하는 단계;
상기 적응형 클러터 신호와 상기 임계신호를 통합한 최종 임계신호를 생성하는 단계; 및
상기 수신신호 중에서 상기 최종 임계신호 이상을 형성하는 신호 구간을 목표물 신호로 검출하는 단계;를 포함하는, 능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법.A method for detecting a target of a radar system,
A clutter contained in a received signal is filtered through an active clutter map storing a default clutter map storing a first clutter signal in the absence of a target and a second clutter signal searching for clutter every predetermined period Generating an adaptive clutter signal for the adaptive clutter signal;
Calculating a reception intensity of the signal corresponding to the target by being divided by a distance and generating a threshold signal of the target based on the calculated reception intensity;
Generating a final threshold signal combining the adaptive clutter signal and the threshold signal; And
And detecting a signal section forming the final critical signal abnormality from the received signal as a target signal. 제1 항에 있어서,
상기 임계신호는 상기 레이더 시스템의 레이더 높이에 따라 변경되는 능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법.The method according to claim 1,
Wherein the threshold signal is changed according to a radar height of the radar system. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 목표물이 다수인 경우, 상기 수신신호가 다수의 목표물을 거치면서 상쇄되는 상쇄지수를 기초로 상기 다수의 목표물 중 각 목표물의 임계신호를 보정하는 능동 클러터 맵을 이용한 목표물 검출 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
And an active clutter map for correcting a critical signal of each target among the plurality of targets based on a cancellation index in which the received signal is canceled while passing through a plurality of targets when the target is a plurality of targets.
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