KR101767924B1 - Method and system for detecting location of multi-target - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 목표물 위치 추정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 레이더 장비로부터 복수개의 목표물에 대한 신호를 수신하는 수신부; 상기 신호를 참조하여 상기 레이더 장비와 상기 목표물 사이의 측정 거리 조합을 계산하는 측정 거리 계산부; 상기 측정 거리 조합으로부터 상기 목표물의 추정 위치들을 계산하는 추정 위치 계산부; 상기 추정 위치 중 오차가 가장 작은 추정 위치를 상기 목표물의 위치로 선정하는 추정 위치 선정부; 를 포함하는 다중 목표물 위치 추정 시스템이 제공된다.The present invention relates to a multi-target position estimation system and method, and in accordance with an embodiment of the present invention, there is provided a multi-target position estimation system comprising: a receiver for receiving signals for a plurality of targets from at least one radar equipment; A measurement distance calculation unit for calculating a combination of a measurement distance between the radar equipment and the target with reference to the signal; An estimated position calculation unit for calculating estimated positions of the target from the measured distance combination; An estimated position selecting unit for selecting an estimated position having the smallest error among the estimated positions as the position of the target; A multi-target position estimation system is provided.
Description
본 발명은 다중 목표물 위치 추정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple target position estimation system and method.
최근 사회 전반적으로 감시 시스템에 대한 요구가 증가하면서, 늘어나는 시스템에 비해 이를 관리하는 인력 부족 현상을 해소하기 위하여, 사람을 대신해 영상 내의 움직임을 감지하거나, 목표물을 추적하거나, 목표물 위치 추정 기능 사용하는 지능형 감시 기법들이 개발되고 있다.In order to solve the shortage of manpower that manages the system more than the increasing system, the demand for the surveillance system has increased in the society in general. In order to detect the motion in the image, track the target, Monitoring techniques are being developed.
이러한 영상 분석 기법은 영상 정보로부터 목표물을 감지하거나 목표물의 위치를 계산하는 기능을 포함한다. 영상 분석 기법은 침입/도난 감시, 움직이는 물체의 감시 등 보안 시스템의 관리 인력을 대체 또는 보조할 수 있어 감시 시스템의 효율성을 높이는 데 도움을 준다.Such an image analysis technique includes a function of detecting a target from image information or calculating a position of a target. Image analysis techniques can help replace surveillance personnel such as intrusion / theft surveillance, moving object monitoring, and assist in improving the efficiency of surveillance systems.
한편, IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wideband) 기술은 근래에 들어 높은 정확도를 갖는 위치 추정 기술로 소개되고 있다. 그 이유는 IR-UWB는 수ns에서 수백ps에 이르는 매우 폭이 좁은 임펄스를 사용함으로써 협 대역 신호들에 비해 보다 멀티패스에 강한 특성을 지니고 있기 때문이다.On the other hand, the IR-UWB (Impulse Radio Ultra Wideband) technology has been introduced as a positioning technique with high accuracy in recent years. This is because IR-UWB has stronger multipath characteristics than narrow-band signals by using very narrow impulses ranging from several ns to several hundreds of ps.
이러한 특성 때문에 IR-UWB장비를 이용하여 목표물과의 거리를 추정해내고 그 정확도를 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 최근에는 단순히 IR-UWB장비와의 거리뿐만 아니라 2차원상에서 목표물의 위치, 즉 정확한 좌표를 추정해내기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Due to these characteristics, studies are underway to estimate the distance from the target using IR-UWB equipment and improve its accuracy. In recent years, research has been actively conducted to estimate not only the distance from the IR-UWB equipment but also the position of the target on the two-dimensional plane, that is, accurate coordinates.
목표물의 정확한 위치를 추정해내기 위해서는 최소한 3개이상의 IR-UWB장비가 동시에 거리를 측정하여, 그 거리 값들을 기반으로 삼변 측량법을 사용할 수 있다.To estimate the exact location of the target, at least three IR-UWB instruments can simultaneously measure the distance and use the trilateration method based on the distance values.
한국 특허 공개공보 제2010-0089385호는 다중분리 레이더 시스템에서 이동 표적의 위치 추적 방법을 제시을 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0089385 discloses a method of tracking the position of a moving target in a multi-splitting radar system.
본 발명은 복수개의 레이더 장비들로부터 얻어진 측정 거리의 조합으로부터 최소 제곱해(Least-square)방식으로 추정 위치들을 계산해 낸 다음, 각각의 추정 위치들과 레이저 장비들 사이의 거리를 다시 역 추정하고, 추정 위치들 중 오차가 가장 작은 목표물의 추정 위치를 찾는 다중 목표물 위치 추정 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention calculates estimated positions from a combination of measurement distances obtained from a plurality of radar equipments in a Least-square manner, then inversely estimates distances between respective estimated positions and laser equipments, A multi-target position estimation system and method for finding an estimated position of a target having the smallest error among estimated positions is provided.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 레이더 장비로부터 복수개의 목표물에 대한 신호를 수신하는 수신부; 상기 신호를 참조하여 상기 레이더 장비와 상기 목표물 사이의 측정 거리 조합을 계산하는 측정 거리 계산부; 상기 측정 거리 조합으로부터 상기 목표물의 추정 위치들을 계산하는 추정 위치 계산부; 상기 추정 위치 중 오차가 가장 작은 추정 위치를 상기 목표물의 위치로 선정하는 추정 위치 선정부; 를 포함하는 다중 목표물 위치 추정 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a radio communication system comprising: a receiver for receiving signals for a plurality of targets from at least one radar equipment; A measurement distance calculation unit for calculating a combination of a measurement distance between the radar equipment and the target with reference to the signal; An estimated position calculation unit for calculating estimated positions of the target from the measured distance combination; An estimated position selecting unit for selecting an estimated position having the smallest error among the estimated positions as the position of the target; A multi-target position estimation system is provided.
본 발명에 있어서, 상기 추정 위치 선정부는, 상기 레이더 장비와 상기 추정 위치들 각각의 거리를 계산하고, 계산한 결과가 상기 측정 거리 조합과 가장 차이가 작은 추정 위치를 상기 목표물의 위치로 선정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the estimated position selection unit may calculate the distance between the radar equipment and each of the estimated positions, and select the estimated position whose calculation result is the smallest difference from the measured distance combination as the position of the target .
본 발명에 있어서, 상기 측정 거리 조합으로부터 상기 목표물의 추정 위치들을 계산할 때, 최소 제곱해 방법을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the least squares solution method is used when calculating the estimated positions of the target from the measurement distance combination.
본 발명에 있어서, 상기 복수개의 목표물에 대한 신호에서 클러터(clutter) 신호를 제거하고, 펄스 검출 능력을 향상시키는 신호 처리부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, a signal processing unit for removing a clutter signal from signals for the plurality of targets and improving pulse detection capability; And further comprising:
본 발명에 있어서, 상기 복수개의 목표물에 대한 신호는, 송신기 역할을 하는 레이더 장비가 송신한 신호가 상기 복수개의 목표물 중 특정 목표물에 반사되어 수신기 역할을 하는 레이더 장비에 수신되기까지의 시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the signals for the plurality of targets include a time period until a signal transmitted by the radar equipment serving as a transmitter is reflected to a specific target among the plurality of targets and received by the radar equipment serving as a receiver .
본 발명에 있어서, 상기 측정 거리의 조합은 상기 시간에 상기 신호의 전파 속도를 곱하여 계산한 실제 거리 정보의 조합으로 생성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the combination of the measured distances is generated by a combination of actual distance information calculated by multiplying the propagation velocity of the signal at the time.
본 발명에 있어서, 상기 레이더 장비는 IR-UWB(impulse radio ultra wideband) 기술을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the radar equipment uses IR-UWB (impulse radio ultra wideband) technology.
본 발명에 있어서, 상기 레이더 장비의 개수가 M개이고, 상기 목표물의 개수가 N일 때, 상기 목표물의 추정 위치들은 M의 N제곱개가 생성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the number of the radar equipments is M and the number of the target is N, the estimated positions of the target are generated as N squared of M.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 레이더 장비로부터 복수개의 목표물에 대한 신호를 수신하는 수신 단계; 상기 신호를 참조하여 상기 레이더 장비와 상기 목표물 사이의 측정 거리 조합을 계산하는 측정 거리 계산 단계; 상기 측정 거리 조합으로부터 상기 목표물의 추정 위치들을 계산하는 추정 위치 계산 단계; 상기 추정 위치 중 오차가 가장 작은 추정 위치를 상기 목표물의 위치로 선정하는 추정 위치 선정 단계; 를 포함하는 다중 목표물 위치 추정 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method comprising: receiving a signal for a plurality of targets from at least one radar equipment; A measurement distance calculation step of calculating a combination of measurement distances between the radar equipment and the target with reference to the signals; An estimated position calculation step of calculating estimated positions of the target from the measurement distance combination; An estimated position selecting step of selecting an estimated position having the smallest error among the estimated positions as the position of the target; A method for estimating a multi-target position is provided.
본 발명에 있어서, 상기 추정 위치 선정 단계는, 상기 레이더 장비와 상기 추정 위치들 각각의 거리를 계산하고, 계산한 결과가 상기 측정 거리 조합과 가장 차이가 작은 추정 위치를 상기 목표물의 위치로 선정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the estimated position selecting step calculates the distance between the radar equipment and each of the estimated positions, and selects an estimated position whose calculation result is the smallest difference from the measured distance combination as the position of the target .
본 발명에 있어서, 상기 측정 거리 조합으로부터 상기 목표물의 추정 위치들을 계산할 때, 최소 제곱해 방법을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the least squares solution method is used when calculating the estimated positions of the target from the measurement distance combination.
본 발명에 있어서, 상기 복수개의 목표물에 대한 신호에서 클러터(clutter) 신호를 제거하고, 펄스 검출 능력을 향상시키는 신호 처리 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The signal processing step of removing a clutter signal from the signals for the plurality of targets and improving the pulse detection capability; And further comprising:
본 발명에 있어서, 상기 복수개의 목표물에 대한 신호는, 송신기 역할을 하는 레이더 장비가 송신한 신호가 상기 복수개의 목표물 중 특정 목표물에 반사되어 수신기 역할을 하는 레이더 장비에 수신되기까지의 시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the signals for the plurality of targets include a time period until a signal transmitted by the radar equipment serving as a transmitter is reflected to a specific target among the plurality of targets and received by the radar equipment serving as a receiver .
본 발명에 있어서, 상기 측정 거리의 조합은 상기 시간에 상기 신호의 전파 속도를 곱하여 계산한 실제 거리 정보의 조합으로 생성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the combination of the measured distances is generated by a combination of actual distance information calculated by multiplying the propagation velocity of the signal at the time.
본 발명에 있어서, 상기 레이더 장비는 IR-UWB(impulse radio ultra wideband) 기술을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the radar equipment uses IR-UWB (impulse radio ultra wideband) technology.
본 발명에 있어서, 상기 레이더 장비의 개수가 M개이고, 상기 목표물의 개수가 N일 때, 상기 목표물의 추정 위치들은 M의 N제곱개가 생성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the number of the radar equipments is M and the number of the target is N, the estimated positions of the target are generated as N squared of M.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수개의 레이더 장비; 상기 복수개의 레이더 장비와 통신하는 위치 추정 서버;를 포함하고, 상기 위치 추정 서버는 복수개의 레이더 장비들로부터 얻어진 측정 거리의 조합으로부터 최소 제곱해(Least-square)방식으로 추정 위치들을 계산하고, 추정 위치들 중 오차가 가장 작은 목표물의 추정 위치를 선정하는 것을 특징으로 하는 시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a plurality of radar equipment; The position estimation server calculates estimated positions from a combination of measured distances obtained from a plurality of radar equipments in a Least-square method, The estimated position of the target having the smallest error among the positions is selected.
본 발명에 있어서, 상기 위치 추정 서버는, 적어도 하나 이상의 레이더 장비로부터 복수개의 목표물에 대한 신호를 수신하는 수신부; 상기 신호를 참조하여 상기 레이더 장비와 상기 목표물 사이의 측정 거리 조합을 계산하는 측정 거리 계산부; 상기 측정 거리 조합으로부터 상기 목표물의 추정 위치들을 계산하는 추정 위치 계산부; 상기 추정 위치 중 오차가 가장 작은 추정 위치를 상기 목표물의 위치로 선정하는 추정 위치 선정부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the position estimation server may include: a receiver for receiving signals for a plurality of targets from at least one radar equipment; A measurement distance calculation unit for calculating a combination of a measurement distance between the radar equipment and the target with reference to the signal; An estimated position calculation unit for calculating estimated positions of the target from the measured distance combination; An estimated position selecting unit for selecting an estimated position having the smallest error among the estimated positions as the position of the target; And a control unit.
본 발명에 있어서, 상기 레이더 장비는 IR-UWB(impulse radio ultra wideband) 기술을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the radar equipment uses IR-UWB (impulse radio ultra wideband) technology.
본 발명에 의하면, 복수개의 레이더 장비들로부터 얻어진 측정 거리의 조합으로부터 오차가 가장 작은 복수개의 목표물의 위치를 추정할 수 있다.According to the present invention, it is possible to estimate the positions of a plurality of targets having the smallest error from a combination of measurement distances obtained from a plurality of radar equipments.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 시스템의 구성을 간략히 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 시스템이 사용되는 상황을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 서버(100)의 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 신호 처리부(120)가 신호를 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 목표물의 위치를 추정하기 위한 이상적인 환경과 실제 환경의 차이를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 목표물이 2개일 때 목표물의 위치를 추정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 목표물이 3개일 때 목표물의 위치를 추정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 위치 추정 시스템의 동작 순서를 나타낸 순서도이다.1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a position estimation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a situation where a position estimation system according to an embodiment of the present invention is used.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a
4 is a diagram illustrating a process of the
5 is a diagram showing a difference between an ideal environment and a real environment for estimating the position of the target.
6 is a diagram showing a result of estimating the position of a target when there are two targets according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing a result of estimating the position of a target when there are three targets according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing an operation sequence of the position estimation system of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, the specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented by changing from one embodiment to another without departing from the spirit and scope of the invention. It should also be understood that the location or arrangement of individual components within each embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the following detailed description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention should be construed as encompassing the scope of the appended claims and all equivalents thereof. In the drawings, like reference numbers designate the same or similar components throughout the several views.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to which the present invention pertains.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 시스템의 구성을 간략히 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a position estimation system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 위치 추정 시스템은 송신기(transmitter) 및 수신기(receiver)의 역할을 하는 복수개의 레이더 장비(10)와, 레이더 장비(10)로부터 수신한 정보를 분석하여 목표물의 위치를 추정하는 위치 추정 서버(100), 및 복수개의 레이더 장비(10-1, 10-2, 10-3)와 위치 추정 서버(100)의 통신을 가능케 하는 통신망(200)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the position estimation system of the present invention includes a plurality of
레이더 장비(10)는 목표물을 향해 신호를 송신하고, 목표물에 반사된 신호가 수신되는 시간을 기록할 수 있다. 레이더 장비(10)가 송신 및 수신하는 신호는 일반적인 위치 추정 방법에 사용되는 무선 신호가 모두 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 레이더 장비(10)는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wideband) 통신 기술을 사용하는 레이더 장비(10)일 수 있다.The
IR-UWB 기술은 근래에 들어 높은 정확도를 갖는 위치 추정 기술로 소개되고 있는데, 그 이유는 IR-UWB는 수ns에서 수백ps에 이르는 매우 폭이 좁은 임펄스를 사용함으로써 협 대역 신호들에 비해 보다 다중 경로에 강한 특성을 지니고 있기 때문이다.IR-UWB technology is being introduced in recent years as a highly accurate localization technique because the IR-UWB uses a very narrow impulse ranging from a few ns to several hundreds of ps, It has strong characteristics in the path.
레이더 장비(10)는 측정된 시간을 통신망(200)을 통해 위치 추정 서버(100)로 전송한다. 통신망(200) 통신을 담당하는 것이면 제한없이 사용될 수 있으며, 레이더 장비(10)가 목표물에서 반사되는 신호로 IR-UWB를 사용하였다고 하여도 통신망(200)은 다른 통신 방식을 사용할 수 있다.The
위치 추정 서버(100)는 레이더 장비(10)로부터 수신된 정보에 포함된 거리값 들을 이용하여 최소 제곱해(Least-square)방식으로 추정 위치들을 계산해 낸 다음, 각각의 추정 위치들과 레이저 장비들 사이의 거리를 다시 역 추정하고, 추정 위치들 중 오차가 가장 작은 목표물의 추정 위치를 찾는 다중 목표물 위치 추정 시스템 및 방법을 제공한다.The
위치 추정 서버(100)의 상세한 구성에 대해서는 아래에서 살펴보기로 한다.The detailed configuration of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 시스템이 사용되는 상황을 예시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a situation where a position estimation system according to an embodiment of the present invention is used.
도 2를 참조하면, 화면에는 제1 내지 제4 레이더 장비(10)가 구비되어 있고, 각 레이더 장비(10)들이 감시하는 영역에 3명의 사람이 위치한 것을 알 수 있다. 3명의 사람은 각각 레이더 장비(10)로 위치를 추정해야 하는 목표물이 될 수 있다.Referring to FIG. 2, the first to
아래에서는 도 2와 같이 목표물이 복수개인 상황에서 레이더 장비(10)의 신호를 참조하여 목표물의 위치를 추정하는 위치 추정 시스템 및 방법을 설명하고자 한다.Hereinafter, a position estimation system and method for estimating the position of a target with reference to a signal of the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 서버(100)의 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a
도 3을 참조하면, 본 발명의 위치 추정 서버(100)는 수신부(110), 신호 처리부(120), 측정 거리 계산부(130), 추정 위치 계산부(140), 추정 위치 선정부(150), 확인부(160)를 포함하는 것을 알 수 있다.3, the
먼저, 수신부(110)는 적어도 하나 이상의 레이더 장비(10)로부터 복수개의 목표물의 위치 정보를 포함하는 신호를 수신하는 역할을 한다. 목표물의 위치 정보는 송신기 역할을 하는 레이더 장비(10)가 송신한 신호가 상기 목표물에 반사되어 수신기 역할을 하는 레이더 장비(10)에 수신되기까지의 시간을 포함할 수 있다. 수신부(110)는 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 아날로그 프론트 엔드(Analog Front End)의 역할도 할 수 있다.First, the receiving
다음으로, 신호 처리부(120)는 복수개의 레이더 장비(10)로부터 얻은 신호를 목표물들의 위치 추정을 위해 사용하기 전에 전처리하는 역할을 한다.Next, the
도 4는 본 발명의 신호 처리부(120)가 신호를 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a process of the
도 4를 참조하면, 신호 처리부(120)는 먼저 레이더 장비(10)로부터 수신된 신호 내에서 목표물 신호만을 검출하기 위해 클러터(clutter) 신호를 제거하는 것을 알 수 있다. 클러터 신호를 제거하기 위해 루프 필터(Loop-filter) 알고리즘 혹은 SVD(Signal Value Decomposition) 알고리즘을 사용할 수 있다. 다음으로, 신호 처리부(120)는 클러터 신호가 제거된 신호에서 펄스 검출 성능을 향상시킨다.Referring to FIG. 4, the
아래에서는 신호 처리부(120)가 전처리를 마친 신호를 사용하여 목표물의 위치를 추정하는 방법을 설명하고자 한다.Hereinafter, a method of estimating the position of a target using the signal processed by the
먼저, 일반적으로 목표물을 추정하는 방법은 아래의 방법을 따른다First, a method of estimating a target generally follows the following method
일반적인 위치 추정 방법은 레이더 장비(10)가 임펄스를 방사한 시점 t0와 물체에 의해 반사되어 임펄스가 수신되는 시점 t1의 시간 차인 도착 시간(Time-of-arrive, 이하 TOA)를 기반으로 목표물과의 거리를 추정하는 방식을 사용한다. 목표물과의 거리는 (t1-t0)*c/2로 계산 할 수 있으며, 여기서 c는 공기 중에서 전파의 전송 속도이다.The general position estimation method is based on a time-of-arrival (TOA), which is a time difference between a time t0 when the
N개의 레이더 장비(10)를 이용하여 2D 공간상에서 M개의 목표물의 위치를 추정하기 위해 1개의 송신기(Transmitter)와 N개의 수신기(Receiver)를 이용할 때, 송신기 Tx는 에 위치하고 있으며, 수신기 Rxi는 , i=1,2,3,...,N에 위치한다고 가정할 수 있다. 여기서, 각 레이더 장비(10)는 송신기 및 수신기의 역할을 모두 겸할 수 있다. 또한, 목표물을 Tj라고 둘 때, 목표물의 위치는 , j=1,2,3,...,M 이다.When using one transmitter and N receivers to estimate the position of M targets in the 2D space using
또한, j번째 목표물 위치 Tj로부터 송신기까지의 거리와 i번째 수신기 Rxi 까지의 거리를 더한 는 로 구해질 수 있다. 이때, Tx와 Tj에 의해 아래의 [수학식 1]을 사용하여 목표물 Tj의 위치를 구할 수 있다.
Further, the distance from the j-th target position Tj to the transmitter and the distance to the i-th receiver Rxi The . ≪ / RTI > At this time, the position of the target Tj can be obtained by using the following equation (1) by Tx and Tj.
[수학식 1][Equation 1]
즉, 목표물 Tj의 위치는 (2)의 Rxi에 의한 의 비선형 방정식을 풀면 목표물의 위치 Tj를 추정할 수 있다.That is, the position of the target Tj depends on Rxi of (2) Solving the nonlinear equations of the target can estimate the position Tj of the target.
위치 추정 서버(100)의 측정 거리 계산부(130)는 신호 처리부(120)가 처리한 신호 정보에 포함된 시간 정보와 의 관계를 이용하여, 레이더 장비(10)와 상기 목표물 사이의 측정 거리의 조합을 계산하는 역할을 한다.The measurement
상술한 바와 같이, 복수개의 목표물에 대한 신호는, 송신기 역할을 하는 레이더 장비(10)가 송신한 신호가 상기 복수개의 목표물 중 특정 목표물에 반사되어 수신기 역할을 하는 레이더 장비(10)에 수신되기까지의 시간, 즉 TOA를 포함한다. 측정 거리 계산부(130)는 TOA로부터 를 추출할 수 있다.As described above, the signals for the plurality of targets are transmitted to the
상술한 [수학식 3]의 결과를 참조하면 의 추정값은 N*M개가 형성된다. 즉, 1개의 송신기와 N개의 수신기 Rxi(위치는로 표현됨, i=1,2,3,?,N)로 구성된 다중 목표물이 존재하는 환경에서, 목표물 Tj(위치는 로 표현됨, j=1,2,3,?,M)와의 거리 에 대한 추정값을 M*N개 생성할 수 있다.Referring to the result of the above-described expression (3) N * M < / RTI > That is, one transmitter and N receivers Rxi (I = 1, 2, 3,?, N), the target Tj , J = 1, 2, 3,?, M) M < / RTI >
보다 상세히, 각 수신기에서 측정되는 TOA에 의한 목표물의 추정 거리는 각각 M개로 계산될 수 있다. 예를 들어 Rx1은 M개의 목표물에 대한 시간 정보를 수신하므로, M개의 거리를 추정한다. 수신기 Rx1, Rx2 Rx3,..., RxN도 마찬가지로 M개의 목표물에 대한 시간 정보를 수신하므로, 수신기 Rxi와 목표물 Tj에 의해 추정되는 목표물의 거리 정보 는 총 N*M개의 정보가 생성된다.In more detail, the estimated distance of the target by the TOA measured at each receiver can be calculated as M each. For example, Rx1 receives the time information for M targets, and estimates M distances. Since the receivers Rx1, Rx2, Rx3, ..., RxN also receive time information on M targets, the distance Rxi between the receiver Rxi and the target estimated by the target Tj A total of N * M pieces of information are generated.
이상적인 환경에서는 각 레이더 장비(10)에서 목표물까지의 거리 정보만으로 목표물의 위치를 추정해 낼 수 있다. 즉, 각 레이더 장비(10)에서 목표물과의 거리를 반지름으로 하는 원을 그려 각 레이더 장비(10)의원이 중첩되는 점을 목표물의 위치로 추정할 수 있다. 그러나 노이즈가 개입하는 실제 상황에서는 중첩되는 점이 명확히 생기지 않을 가능성이 존재하므로, 목표물의 추정 거리 정보만으로 목표물의 추정 위치를 바로 계산해 낼 수 없는 문제점이 존재한다.In an ideal environment, the position of the target can be estimated based only on the distance information from each
도 5는 목표물의 위치를 추정하기 위한 이상적인 환경과 실제 환경의 차이를 도시하는 도면이다.5 is a diagram showing a difference between an ideal environment and a real environment for estimating the position of the target.
도 5에서, 5A의 그림은 이상적인 환경일 때를 나타낸다. 도 5의 좌측의 그림을 참조하면, 복수개의 원이 겹쳐지는 곳이 목표물의 정확한 위치임을 알 수 있으며, 각 목표물의 위치는 점으로 표시되었다. 각 원은 레이더 장비(10)로부터 동일 거리를 갖는 점들의 집합일 수 있다.In Figure 5, Figure 5A shows the ideal environment. Referring to the left side of FIG. 5, it can be seen that the place where the plurality of circles overlap is the accurate position of the target, and the position of each target is indicated by a dot. Each circle may be a set of points having the same distance from the
또한 도 5에서 5B의 그림은 실제 상황에서 노이즈(noise)가 존재하는 환경일 때를 나타낸다. 도 5의 우측의 그림을 참조하면, 노이즈가 개입되어 복수개의 원이 겹쳐지는 점이 명확하지 않은 것을 알 수 있다.Also, FIG. 5B shows the case where noises exist in an actual situation. Referring to the right-hand side of FIG. 5, it can be seen that noise is intervening and a plurality of circles overlap each other.
즉, 도 5A 그림과 같이 이상적인 경우 Rxi에서 추정되는 목표물의 거리 에 의한 타원을 그려 각 원이 교차하는 지점을 목표물의 위치라고 추정할 수 있다. 반면에 도 5B의 그림과 같은 실제 측정환경에서는 수신 거리에 노이즈가 더해져 N개의 원이 교점이 형성하지 않을 수 있다. 이 때, 수 많은 교점 중 목표물의 위치를 추정하기는 어렵다.That is, as shown in FIG. 5A, in the ideal case, the distance of the target estimated in Rxi It can be estimated that the point where each circle crosses is the position of the target. On the other hand, in the actual measurement environment as shown in FIG. 5B, noise may be added to the reception distance, and N circles may not form an intersection. At this time, it is difficult to estimate the position of the target among the many intersection points.
따라서, 측정 거리 계산부(130)는 상술한 목표물과의 거리 정보 의 조합에서 도출될 수 있는 모든 목표물의 측정 거리의 조합을 획득한다. N개의 수신기 Rxi에서 추정할 수 있는 M개의 목표물의 거리에 의한 거리 조합 , k=1, 2, 3,?,은 개가 형성된다. 각 측정 거리 조합 는 후술할 추정 위치 계산부(140)가 복수개의 목표물의 추정 위치들을 계산하기 위해 사용된다.Therefore, the measurement
다음으로, 추정 위치 계산부(140)는 상술한 추정 거리 계산부가 계산해낸 측정 거리 조합을 이용하여 목표물의 추정 위치들을 계산하는 역할을 한다. 추정 측정 거리 조합로부터 상기 목표물의 추정 위치들을 계산할 때, 최소 제곱해 방법을 사용한다.Next, the estimated
최소 제곱해 방법은 에러 벡터(error vector)를 포함한 선형 방정식에서 근사해를 찾는 보편적인 방식이다. 최소 제곱해 방법를 이용하여 [수학식 1]을 해결하기 위해서는 우선 [수학식 1]의 비선형 방정식을 선형방정식으로 변형 하여야 한다. [수학식 1]을 선형 방정식으로 변형하면, 목표물 의 추정 위치 는 아래의 [수학식 2]와 같이 구해질 수 있다.The least squares method is a universal approach to finding approximate solutions in linear equations involving error vectors. In order to solve Equation (1) using the least squares solution method, the nonlinear equation of Equation (1) must be transformed into a linear equation. When [Equation 1] is transformed into a linear equation, Estimated location of Can be obtained by the following equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
[수학식 2]에서, A 행렬 및 b 행렬은 아래의 [수학식 3]에 있는 식들과 같이 표현될 수 있다.In Equation (2), the A matrix and the b matrix can be expressed by the following equations in Equation (3).
[수학식 3]&Quot; (3) "
이와 같은 방법으로 각 측정 거리 조합 에 대해서도 각 추정 위치들을 도출해 낼 수 있다. 각 측정 거리 조합 에 따른 최소 제곱해 방법에 의한 목표물의 위치 추정 결과 도 개가 형성된다. 즉, 에 대한 조합의 행렬을 아래와 같이 나타낼 때, 행렬의 각 열은 하나의 수신기에 대한 복수개의 목표물과의 거리이고, 행렬 자체는 측정 거리 조합 가 될 수 있다.In this way, The estimated positions can also be derived. Each measuring distance combination The position estimation result of the target by the least square solution method according to Degree A dog is formed. In other words, When each matrix of the matrix is represented as follows, each column of the matrix is a distance to a plurality of targets for one receiver, and the matrix itself is a combination of measurement distances .
[수학식 4]&Quot; (4) "
따라서, 개의 측정 거리 조합 각각에 의해 목표물의 추정 위치 를 구할 수 있다. 각 추정 위치 은 복수개의 목표물의 위치가 될 수 있는 후보들이다.therefore, Combinations of measuring distance The estimated position of the target Can be obtained. Each estimated location Are candidates that can be the positions of a plurality of targets.
예를 들어, 도 6와 같은 예에서, 레이더 장비(10)가 4개이고, 목표물의 개수가 2개인 경우를 상정하여 본다. 레이더 장비(10)의 좌표는 각각 (5,0), (10,5), (5,10), (0,5)이고, 도 6과는 달리 목표물의 좌표는 (3,4), (7,8)라고 가정할 수 있다.For example, in the example shown in Fig. 6, it is assumed that there are four
각 레이더 장비(10)에서 TOA를 바탕으로 수집한 목표물의 거리 정보 는 아래와 같을 수 있다.The distance information of the target collected based on the TOA in each radar equipment (10) May be as follows.
(5,0)에 위치한 제1 레이더 장비(10-1)에서 측정한 목표물의 거리: 4.47m, 8,35m/ (10,5)에 위치한 제2 레이더 장비(10-2)에서 측정한 목표물의 거리: 4.24m, 7,07m/ (5,10)에 위치한 제3 레이더 장비(10-3)에서 측정한 목표물의 거리: 2.83m, 6.32m/ (0,5)에 위치한 제4 레이더 장비(10-4)에서 측정한 목표물의 거리: 3.16m, 7.62mThe target measured by the second radar equipment 10-2 located at a distance of 4.47 m, 8,35 m / (10,5) measured by the first radar equipment 10-1 located at the
이 경우, 모든 가능한 거리 조합 는 다음과 같다. 아래의 [표 1]과 같이, 각 레이더 장비(10)에서 추정된 거리 중 2개를 하나씩 뽑아 거리 조합을 생성하면 (목표물의 수)^(레이더의 수)= =2^4=16개의 거리 조합이 형성된다.In this case, all possible distance combinations Is as follows. (Number of targets) ^ (number of radars) = (number of targets) When two pairs of distances estimated from each
다음으로, 추정 위치 선정부(150)는 목표물의 추정된 위치 중에서 가장 적합한 것을 선별하는 역할을 한다. 추정 위치 선정부(150)는 추정 위치들 중 가장 오차의 합이 작은 추정 위치를 목표물의 위치로 선정한다. 보다 구체적으로, 추정 위치 선정부(150)는 레이더 장비와 추정 위치들 각각의 거리를 계산하고, 계산한 결과가 측정 거리 조합과 가장 차이가 작은 추정 위치를 목표물의 위치로 선정한다.Next, the estimated
목표물이 지점에 위치 한다고 가정할 때, 송신기 Tx의 위치 및 수신기 Rxi의 위치 에서 지점까지의 추정 거리 를 아래의 [수학식 5]와 같이 구할 수 있다.The target is Position of the transmitter Tx, And the position of the receiver Rxi in Estimated distance to point Can be obtained as the following equation (5).
[수학식 5]&Quot; (5) "
위의 근사해 획득부에서 구해진 추정 거리 와 측정 거리 조합 의 오차를 구하면 아래의 [수학식 6]과 같다.The estimated distance obtained from the above approximate solution acquisition section And measurement distance combination The following equation (6) is obtained.
[수학식 6]&Quot; (6) "
추정 위치 선정부(150)는 [수학식 6]의 계산을 모든 추정 거리 에 대하여 행하고, 가장 error(k)의 수가 작은 M개의 최종 목표물의 추정 위치를 선정한다.The estimated
예를 들어, 위의 표에 나타낸 예에서, [4.4721, 7.0711, 6.3246, 3.1623]의 r1 거리 조합에 의해 생성된 추정위치는 (3,4)로, 이 추정 위치에서 레이더와 거리값을 구하면 [4.4721, 7.0711, 6.3246, 3.1623]이 된다. 거리 조합과, 추정 위치로부터 레이더 장비(10) 사이의 오차 error(1)= (4.4721-4.4721)^2 + (7.0711-7.0711)^2 + (6.3246-6.3246)^2 + (3.1623-3.1623)^2 = 0 이다.For example, in the example shown in the above table, the estimated position generated by the r1 distance combination of [4.4721, 7.0711, 6.3246, 3.1623] is (3,4) 4.4721, 7.0711, 6.3246, 3.1623]. (1) = (4.4721-4.4721) ^ 2 + (7.0711-7.0711) ^ 2 + (6.3246-6.3246) ^ 2 + (3.1623-3.1623) between the radar equipments (10) 2 = 0.
반면에, 역시 위의 표에 나타난 예에서, [8.2462, 7.0711, 6.3246, 7.6158] 거리 조합 r10에 의한 추정위치는 (5.4, 6.4)로, 추정 위치로부터 레이더 장비(10)와의 거리를 다시 구하면 [6.4125, 4.8083, 3.6222, 5.5785 ]이다. 따라서, Error(10)= (8.2462-6.4125)^2 + (7.0711-4.8083)^2 + (6.3246-3.6222)^2 + (7.6158-5.5785)^2 = 19.9359이다. 즉, r1의 경우가 추정 위치를 산정하는데 더욱 적합한 거리 조합이다.On the other hand, also in the example shown in the table above, the estimated position by the distance combination r10 is [5.4, 6.4] in [8.2462, 7.0711, 6.3246, 7.6158], and the distance from the estimated position to the
다음으로, 확인부(160)는 선정된 추정 위치가 올바른 목표물의 위치를 반영하고 있는지를 반복적인 계산을 통해 확인한다. 확인부(160)의 역할은 구해진 추정 위치가 올바른지 검산하는 것이므로, 본 발명의 위치 추정 시스템에서 확인부(160)의 역할이 필수적으로 이루어져야 하는 것은 아니다.Next, the
아래에서는 본 발명의 위치 추정 방법을 이용하여 다중 목표물의 위치를 추정한 시뮬레이션 결과를 설명하기로 한다.Hereinafter, a simulation result of estimating the positions of multiple targets using the position estimation method of the present invention will be described.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 목표물이 2개일 때 목표물의 위치를 추정한 결과를 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing a result of estimating the position of a target when there are two targets according to an embodiment of the present invention.
도 6A는 본 발명의 위치 추정 시스템을 확인하여 보기 위한 환경을 도시하고 있다. 도 6A를 참조하면, 2개의 목표물이 각각 (4,6), (8,2)에 위치하고 있고 4개의 레이더가 각각 (0,5), (10,5), (5,10), (5,0)에 위치한 것을 알 수 있다. 본 발명의 위치 추정 서버(100)는 목표물의 위치를 알지 못하는 상태라고 가정하고 시뮬레이션을 시행하였다.6A illustrates an environment for viewing and viewing the position estimation system of the present invention. 6A, two targets are located at (4,6) and (8,2), and four radars are located at (0,5), (10,5), (5,10), , 0). The
도 6B는 본 발명의 위치 추정 시스템을 이용하여 목표물의 추정 위치를 찾은 시뮬레이션 결과이다. 도 6의 (b)에서 알 수 있는 바와 같이, 추정 위치와 실제 위치는 거의 유사한 것을 알 수 있다.6B is a simulation result of finding an estimated position of a target using the position estimation system of the present invention. As can be seen from Fig. 6 (b), it can be seen that the estimated position and the actual position are substantially similar.
도 6C는 6B와 같은 시뮬레이션을 1000번 시행한 결과이다. 시뮬레이션 결과값을 삼차원 그래프 상에 표시하였을 때, 목표물의 실제 위치 부근에서 가장 높은 값을 보이는 것을 알 수 있다.6C is a result of 1000 simulations like 6B. When the simulation result is displayed on the three-dimensional graph, it can be seen that the highest value appears near the actual position of the target.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 목표물이 3개일 때 목표물의 위치를 추정한 결과를 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing a result of estimating the position of a target when there are three targets according to an embodiment of the present invention.
도 7A는 본 발명의 위치 추정 시스템을 확인하여 보기 위한 환경을 도시하고 있다. 도 7A를 참조하면, 3개의 목표물이 각각 (2,8), (8,5), (4,2)에 위치하고 있고 4개의 레이더가 각각 (0,5), (10,5), (5,10), (5,0)에 위치한 것을 알 수 있다. 본 발명의 위치 추정 서버(100)는 목표물의 위치를 알지 못하는 상태라고 가정하고 시뮬레이션을 시행하였다.FIG. 7A illustrates an environment for viewing and viewing the position estimation system of the present invention. 7A, three targets are located at (2,8), (8,5), (4,2), and four radars are located at (0,5), (10,5), , 10) and (5, 0). The
도 7B는 본 발명의 위치 추정 시스템을 이용하여 목표물의 추정 위치를 찾은 시뮬레이션 결과이다. 도 7B에서 알 수 있는 바와 같이, 추정 위치와 실제 위치는 거의 유사한 것을 알 수 있다. 다만, 목표물의 개수가 많아진 만큼 도 6B의 경우보다 정확도가 감소한 것을 알 수 있다.7B is a simulation result of finding an estimated position of a target using the position estimation system of the present invention. As can be seen from Fig. 7B, it can be seen that the estimated position and the actual position are substantially similar. However, as the number of targets increases, the accuracy decreases as compared with the case of FIG. 6B.
도 7C는 7B와 같은 시뮬레이션을 1000번 시행한 결과이다. 시뮬레이션 결과값을 삼차원 그래프 상에 표시하였을 때, 목표물의 실제 위치 부근에서 가장 높은 값을 보이는 것을 알 수 있다.FIG. 7C is a result of 1000 simulations as in 7B. When the simulation result is displayed on the three-dimensional graph, it can be seen that the highest value appears near the actual position of the target.
이와 같이, 도 6 및 도 7과 같은 시뮬레이션 결과를 통해 본 발명의 위치 추정 시스템이 높은 정확도를 가지고 실제 물체의 위치를 추정해 낼 수 있는 것을 알 수 있다.6 and 7, it can be seen that the position estimation system of the present invention can estimate the position of an actual object with high accuracy.
도 8은 본 발명의 위치 추정 시스템의 동작 순서를 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart showing an operation sequence of the position estimation system of the present invention.
먼저, 적어도 하나 이상의 레이더 장비(10)로부터 복수개의 목표물에 대한 신호를 수신한다(S11).First, a signal for a plurality of targets is received from at least one radar equipment 10 (S11).
다음으로, 복수개의 목표물에 대한 신호에서 클러터(clutter) 신호를 제거하고, 펄스 검출 능력을 향상시킨다(S12).Next, the clutter signal is removed from the signals for the plurality of targets, and the pulse detection capability is improved (S12).
다음으로, 수신한 신호를 참조하여 레이더 장비(10)와 목표물 사이의 측정 거리의 조합을 계산한다(S13).Next, referring to the received signal, a combination of the measured distances between the
다음으로, 측정 거리거리의 조합으로부터 목표물의 추정 위치의 조합을 최소 제곱해 방식으로 계산한다(S14).Next, the combination of the estimated positions of the target from the combination of the measured distance distances is calculated by a least squares solution method (S14).
마지막으로, 추정 위치들 중 오차가 가장 작은 조합을 목표물의 위치로 선정한다(S15).Finally, a combination having the smallest error among the estimated positions is selected as the position of the target (S15).
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific acts described in the present invention are, by way of example, not intended to limit the scope of the invention in any way. For brevity of description, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of such systems may be omitted. Also, the connections or connecting members of the lines between the components shown in the figures are illustrative of functional connections and / or physical or circuit connections, which may be replaced or additionally provided by a variety of functional connections, physical Connection, or circuit connections. Also, unless explicitly mentioned, such as " essential ", " importantly ", etc., it may not be a necessary component for application of the present invention.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.The use of the terms " above " and similar indication words in the specification of the present invention (particularly in the claims) may refer to both singular and plural. In addition, in the present invention, when a range is described, it includes the invention to which the individual values belonging to the above range are applied (unless there is contradiction thereto), and each individual value constituting the above range is described in the detailed description of the invention The same. Finally, the steps may be performed in any suitable order, unless explicitly stated or contrary to the description of the steps constituting the method according to the invention. The present invention is not necessarily limited to the order of description of the above steps. The use of all examples or exemplary language (e.g., etc.) in this invention is for the purpose of describing the present invention only in detail and is not to be limited by the scope of the claims, It is not. It will also be appreciated by those skilled in the art that various modifications, combinations, and alterations may be made depending on design criteria and factors within the scope of the appended claims or equivalents thereof.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all ranges that are equivalent to or equivalent to the claims of the present invention as well as the claims .
10: 레이더 장비
100: 위치 추정 서버
110: 수신부
120: 신호 처리부
130: 측정 거리 계산부
140: 추정 위치 계산부
150: 추정 위치 선정부
160: 확인부
200: 통신망10: Radar equipment
100: Position estimation server
110:
120: Signal processor
130: Measurement distance calculation unit
140: Estimated position calculation unit
150: estimated position selection unit
160:
200: Network
Claims (19)
상기 신호를 참조하여 상기 레이더 장비들 각각과 상기 목표물들 사이의 M개의 측정 거리들을 계산하고, 레이더 장비별 M개의 측정 거리들로부터 하나씩 선정하여 측정 거리 조합들을 생성하는 측정 거리 계산부;
상기 측정 거리 조합들로부터 상기 목표물들의 추정 위치들을 계산하는 추정 위치 계산부;
상기 추정 위치들 각각으로부터 상기 레이더 장비들과의 거리들을 역 추정하여 계산한 추정 거리들의 조합인 추정 거리 조합들을 생성하고, 대응하는 측정 거리 조합과 추정 거리 조합 사이의 차이가 작은 M개의 추정 위치들을 상기 M개의 목표물들의 위치로 선정하는 추정 위치 선정부;
를 포함하는 다중 목표물 위치 추정 시스템.A receiver for receiving signals for M targets from N radar equipment;
A measurement distance calculation unit for calculating M measurement distances between each of the radar equipments and the targets with reference to the signal and selecting one from M measurement distances for each radar equipment to generate measurement distance combinations;
An estimated position calculator for calculating estimated positions of the targets from the measured distance combinations;
Estimating distance combinations that are combinations of estimated distances calculated by inversely estimating distances from each of the estimated positions to the radar equipments, generating M estimated positions having a small difference between the corresponding combination of the measured distance and the estimated distance, An estimated location selection unit for selecting the location of the M targets;
Wherein the multi-target position estimation system comprises:
상기 측정 거리 조합들로부터 상기 목표물들의 추정 위치들을 계산할 때, 최소 제곱해 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the least squares solution method is used when calculating the estimated positions of the targets from the measured distance combinations.
상기 목표물들에 대한 신호에서 클러터(clutter) 신호를 제거하고, 펄스 검출 능력을 향상시키는 신호 처리부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 시스템.The method according to claim 1,
A signal processing unit for removing a clutter signal from the signal for the targets and improving pulse detection capability;
Further comprising the step of:
상기 목표물들에 대한 신호는,
송신기 역할을 하는 레이더 장비가 송신한 신호가 상기 복수개의 목표물 중 특정 목표물에 반사되어 수신기 역할을 하는 레이더 장비에 수신되기까지의 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 시스템.The method according to claim 1,
The signal for the targets may include:
And a time until a signal transmitted by a radar device serving as a transmitter is reflected to a specific one of the plurality of targets and received by a radar device serving as a receiver.
상기 측정 거리 조합은 상기 시간에 상기 신호의 전파 속도를 곱하여 계산한 실제 거리 정보의 조합으로 생성되는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the combination of the measured distances is generated by a combination of actual distance information calculated by multiplying the time by the propagation speed of the signal.
상기 레이더 장비들은 IR-UWB(impulse radio ultra wideband) 기술을 사용하는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the radar equipment uses impulse radio ultra wideband (IR-UWB) technology.
상기 목표물들의 추정 위치들은 M의 N제곱개가 생성되는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the estimated positions of the targets are generated to be N squared of M.
상기 신호를 참조하여 상기 레이더 장비들 각각과 상기 목표물들 사이의 M개의 측정 거리들을 계산하고, 레이더 장비별 M개의 측정 거리들로부터 하나씩 선정하여 측정 거리 조합들을 생성하는 측정 거리 계산 단계;
상기 측정 거리 조합들로부터 상기 목표물들의 추정 위치들을 계산하는 추정 위치 계산 단계;
상기 추정 위치들 각각으로부터 상기 레이더 장비들과의 거리들을 역 추정하여 계산한 추정 거리들의 조합인 추정 거리 조합들을 생성하고, 대응하는 측정 거리 조합과 추정 거리 조합 사이의 차이가 작은 M개의 추정 위치들을 상기 M개의 목표물들의 위치로 선정하는 추정 위치 선정 단계;
를 포함하는 다중 목표물 위치 추정 방법.A receiving step of receiving signals for M targets from N radar equipments;
Calculating measurement distances M between each of the radar equipments and the targets with reference to the signals and selecting one from M measurement distances for each radar equipment to generate measurement distance combinations;
An estimated position calculation step of calculating estimated positions of the targets from the measurement distance combinations;
Estimating distance combinations that are combinations of estimated distances calculated by inversely estimating distances from each of the estimated positions to the radar equipments, generating M estimated positions having a small difference between the corresponding combination of the measured distance and the estimated distance, An estimated location selecting step of selecting the location of the M targets;
And estimating the position of the target.
상기 측정 거리 조합들로부터 상기 목표물들의 추정 위치들을 계산할 때, 최소 제곱해 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the least squares solution method is used when calculating the estimated positions of the targets from the measured distance combinations.
상기 목표물들에 대한 신호에서 클러터(clutter) 신호를 제거하고, 펄스 검출 능력을 향상시키는 신호 처리 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 방법.10. The method of claim 9,
A signal processing step of removing a clutter signal from a signal for the targets and improving a pulse detection capability;
And estimating the position of the target.
상기 목표물들에 대한 신호는,
송신기 역할을 하는 레이더 장비가 송신한 신호가 상기 복수개의 목표물 중 특정 목표물에 반사되어 수신기 역할을 하는 레이더 장비에 수신되기까지의 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 방법.10. The method of claim 9,
The signal for the targets may include:
And a time until a signal transmitted by a radar device acting as a transmitter is reflected to a specific target among the plurality of targets and received by a radar device serving as a receiver.
상기 측정 거리 조합은 상기 시간에 상기 신호의 전파 속도를 곱하여 계산한 실제 거리 정보의 조합으로 생성되는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the combination of the measurement distances is generated by a combination of actual distance information calculated by multiplying the propagation velocity of the signal at the time.
상기 레이더 장비는 IR-UWB(impulse radio ultra wideband) 기술을 사용하는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the radar equipment uses impulse radio ultra wideband (IR-UWB) technology.
상기 목표물들의 추정 위치들은 M의 N제곱개가 생성되는 것을 특징으로 하는 다중 목표물 위치 추정 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the estimated positions of the targets are generated to be N squared of M.
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