KR101844131B1 - 하모니 탐색 알고리즘 기반 tdoa 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 방법 및 장치 - Google Patents

하모니 탐색 알고리즘 기반 tdoa 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치 탐지 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 하모니 탐색 알고리즘을 이용하여 TDOA 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스의 모호성을 해결하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

Description

하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 방법 및 장치{Method and Apparatus for resolving the ambiguity of radar pulses in Time Difference Of Arrival geolocation system based on the Harmony Search Algorithm}
본 발명은 TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치 탐지 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 하모니 탐색 알고리즘을 이용하여 TDOA 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스의 모호성을 해결하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치탐지 시스템은 이격 운용되는 다수의 수신기가 수신한 위협 신호의 신호 도착 시간(TOA, Time of Arrival)을 이용하여 위협의 위치를 탐지한다. 레이더는 위협을 탐지하기 위하여 특정 주기(PRI, Pulse Repetition Interval)마다 펄스 신호를 방사하는데, TDOA 시스템을 구성하는 다수의 수신기가 해당 펄스 신호를 수신할 때 레이더에서 방사한 펄스의 PRI값이 수신기간 이격 거리 대비 작은 거리값(=시간*속도=PRI*빛의속도)을 가지는 경우 각 수신기에서 수신된 펄스의 쌍을 선택하는데 있어서 모호성이 발생한다.
발생된 모호성은 위치 탐지 정확도에 직접적으로 영향을 미치며, 결과적으로 TDOA 위치탐지 시스템 성능의 급격한 하락을 유발한다.
1. 한국등록특허번호 제10-1449571호(2014.10.02)
1. 임성목외, "단일 스태거 PRI의 추정 및 능동 상쇄를 위한 예상 도착 시간 추정 기법"전자공학회논문지(Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea) 제51권 제3호 통권 제436호 (2014년 3월) pp.34-42
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 수신 기간 이격 거리 대비 작은 PRI(Pulse Repetition Interval)값을 가지는 위협에 대한 레이더 펄스 모호성을 해결하는 하모니 탐색 알고리즘을 이용하여 TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스의 모호성을 해결하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 수신 기간 이격 거리 대비 작은 PRI(Pulse Repetition Interval)값을 가지는 위협에 대한 레이더 펄스 모호성을 해결하는 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결방법을 제공한다.
상기 레이더 펄스 모호성 해결 방법은, 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 방법으로서,
(a) 표적에 대하여 다수의 수신기가 수신한 다수의 수신 레이더 신호를 이용하여 산출되는 PRI(Pulse Repetition Interval)값으로부터 레이더 펄스 모호성 해결을 위한 후보 펄스의 개수를 산정하는 단계;
(b) 방향 탐지 결과를 이용하여 다수의 LOB(Line Of Bearing)를 계산하고, 상기 다수의 LOB간의 교차점들을 생성하는 단계;
(c) 상기 교차점들을 기반으로 하모니 생성 영역을 설정하고, 상기 하모니 생성 영역에 랜덤하게 다수의 하모니를 생성하는 단계;
(d) 상기 다수의 하모니 중 상기 하모니 생성 영역에 해당되는 하모니 개수를 생성하고 상기 하모니 개수를 위한 다른 하모니 메모리를 생성하는 단계;
(e) 상기 다른 하모니 메모리에 대하여 적합도들을 계산하고, 상기 적합도들을 기반으로 이전 하모니 메모리를 상기 다른 하모니 메모리로 갱신하고, 상기 다른 하모니 메모리의 갱신결과를 통해 특정해를 선정하는 단계; 및
(f) 상기 특정해를 이용하여 특정 위치를 추정하여 상기 모호성을 해소하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 (d) 단계는, (d-1) 상기 다수의 하모니를 제 1 확률로 무작위 선택하는 무작위 선택 단계; (d-2) 선택된 다수의 하모니에 대해 제 2 확률로 이전 하모니 메모리의 값을 복사하여 사용하는 단계; 및 (d-3) 상기 이전 하모니 메모리의 피치 조정을 통해 상기 제 2 확률로 선택된 다수의 하모니에 대한 상기 다른 하모니 메모리를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 확률은 (1-HMCR)(여기서 HMCR은 하모니 메모리 고려율을 나타낸다)이고, 상기 제 2 확률은 (1-PAR)(여기서 PAR은 피치 조정율을 나타낸다)이고, 상기 피치 조정은 수학식
Figure 112016015278206-pat00001
(여기서, Hnew는 새로운 하모니이고, rand는 랜덤함수로서 0과 1사이의 값을 리턴하며, FW는 프렛폭을 나타내며,
Figure 112016015278206-pat00002
및
Figure 112016015278206-pat00003
는 수학식
Figure 112016015278206-pat00004
에 대입하여 산출되며, Xmax는 교차점들의 최대 x좌표값, Xmin 은 교차점들의 최소 x좌표값, Ymax는 교차점들의 최대 y좌표값, Ymin 은 교차점들의 최소 y좌표값을 나타낸다)을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 (e) 단계의 적합도들은 각 하모니와 수신기간의 거리를 이용하여 수학적으로 계산한 TDOA와 실제로 수신한 상기 후보 펄스내 TOA(t)로부터 구해지는 TDOA의 차를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 후보 펄스의 개수는 수학식
Figure 112016015278206-pat00005
(여기서, PRI는 레이더에서 펄스가 반복되는 주기값이며, c는 빛의 속도이며, θ는 수신기간 이격거리(d)를 구할 때 기준이 되는 수신기에서의 AET(Active Emitter Table) 내 방향 탐지 결과를 의미한다)를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 LOB(Line Of Bearing)는 상기 방향 탐지 결과와 다수의 수신기의 위치를 이용하여 생성되며 상기 다수의 수신기의 개수만큼 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 특정해는 상기 다른 하모니 메모리의 모든 하모니중 적합도가 다른 하모니들보다 가장 큰 하모니인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 (e) 단계는, 미리 설정되는 최대 반복 회수와 상기 적합도 중 최대 적합도를 이용하여 하모니 탐색을 종료하거나 상기 단계 (a) 내지 단계 (d)를 반복 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 장치로서, 표적에 대하여 다수의 수신 레이더 신호를 수신되는 다수의 수신기; 상기 다수의 수신 레이더 신호를 이용하여 산출되는 PRI(Pulse Repetition Interval)값으로부터 레이더 펄스 모호성 해결을 위한 후보 펄스의 개수를 산정하는 변환부; 상기 후보 펄스의 방향 탐지 결과를 이용하여 다수의 LOB(Line Of Bearing)를 계산하고, 상기 다수의 LOB간의 교차점들을 생성하고, 상기 교차점들을 기반으로 하모니 생성 영역을 설정하고, 상기 하모니 생성 영역에 랜덤하게 다수의 하모니를 생성하는 생성부; 상기 다수의 하모니 중 상기 하모니 생성 영역에 해당되는 하모니 개수를 생성하고 상기 하모니 개수를 위한 다른 하모니 메모리를 생성하는 계산부; 상기 다른 하모니 메모리에 대하여 적합도들을 계산하고, 상기 적합도들을 기반으로 이전 하모니 메모리를 상기 다른 하모니 메모리로 갱신하고, 상기 다른 하모니 메모리의 갱신결과를 통해 특정해를 선정하는 판단부; 및 상기 특정해를 이용하여 특정 위치를 추정하여 상기 모호성을 해소하는 탐지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하모니 탐색 알고리즘을 이용하여 수신 기간 이격 거리 대비 작은 PRI(Pulse Repetition Interval)값을 가지는 위협에 대한 레이더 펄스 모호성을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 정확도가 높고 수렴속도가 뛰어나 TDOA를 이용하는 위치탐지 시스템의 펄스 모호성 문제 해결에 적극 활용될 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하모니 탐색 알고리즘을 기반하여 레이더 펄스의 모호성을 해결하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 후보 펄스 개수 산정 단계(S100)에서 후보 펄스 개수 산정을 위해 사용되는 범위의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하모니 탐색 알고리즘을 기반하여 레이더 펄스의 모호성을 해결하는 레이더 펄스 모호성 해결 장치(300)의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치 탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 방법 및 장치를 상세하게 설명하기로 한다.
먼저 본 발명의 이해를 위해 간단히 설명하면, 본 발명의 일실시예는, TDOA 위치탐지 시스템에서 이격 운용되는 다수의 수신기가 수신한 위협신호에 대하여 신호 분석/식별을 수행한 결과인 AET(Active Emitter Table)내 존재하는 PRI(Pulse Repetition Interval), 방향 탐지 결과, TOA(Time Of Arrival)를 이용하여 모호성 해결을 위한 후보 펄스 개수를 산정하고, 방향 탐지 결과를 기반으로 LOB(Line Of Bearing)의 교차점을 계산하여 하모니 생성영역을 설정하며, 그 영역 범위에 해당되는 하모니 개수를 생성한 후, 신규 하모니 생성 및 갱신을 통해 최적의 하모니 메모리를 관리하고 최적해를 선정한 후 위치를 추정함으로써, 수신기간 거리에 따른 펄스 모호성을 해결한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하모니 탐색 알고리즘을 기반하여 레이더 펄스의 모호성을 해결하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 후보 펄스 개수 산정 단계(S100)는 각 수신기에서의 수신 레이더 신호에 대한 분석 및/또는 식별 결과인 AET(Active Emitter Table)내의 PRI(Pulse Repetition Interval)값과 수신기간 최소 이격거리(d)를 이용하여 모호성 해결에 이용할 후보 펄스의 최대 개수(N)를 설정하는 것으로 다음의 수학식을 이용하여 구한다.
Figure 112016015278206-pat00006
여기서, PRI는 레이더에서 펄스가 반복되는 주기값이며, c는 빛의 속도이며, θ는 수신기간 이격거리(d)를 구할 때 기준이 되는 수신기에서의 AET(Active Emitter Table) 내 방향 탐지 결과를 의미한다.
LOB(Line Of Bearing) 생성 단계(S200)는 각 수신기에서의 분석 및/또는 식별 결과인 AET내 방향 탐지 결과(θ)와 수신기의 위치를 이용하여 각 수신기 기준 위협에 대한 직선인 LOB의 수식을 다음과 같이 생성한다.
Figure 112016015278206-pat00007
여기서, rx, ry는 수신기의 x, y 좌표를 의미한다.
방향 탐지 결과는 일반적으로 진북을 기준으로 분석되지만, 본 발명의 일실시예에서는 편의상 직교 좌표에서의 0을 기준으로 작성하였다. 또한, LOB는 위협별로 수신기의 개수만큼 생성된다.
LOB 교차점 생성 단계(S300)는 각 수신기 기준으로 계산된 LOB 수식을 이용하여 LOB들간의 교점(Cx, Cy)을 계산하는 단계로서, 그 방법은 다음 수식과 같다.
Figure 112016015278206-pat00008
Figure 112016015278206-pat00009
여기서, xj, yj와 xk, yk는 각각 수신기 j와 k에서의 위치 좌표를 나타내며 Dj 및 Dk는 각각 수신기 j와 k에서의 LOB 기울기를 의미하는 것으로 위 수식에서의 tanθ를 의미한다.
하모니 생성 영역 설정 단계(S400)는 교차점들을 이용하여 하모니를 생성할 영역을 설정한다. 하모니 생성영역은 교차점들의 최소 x좌표값(Xmin), 최대 x좌표값(Xmax), 최소 y좌표값(Ymin), 최대 y좌표값(Ymax) 4개를 이용하여 사각형으로 설정한다.
하모니 생성 단계(S500)는 교차점들을 이용하여 랜덤하게 하모니를 생성하는 단계로서, 각 하모니(H)는 다음의 수식을 반복수행하여 미리 정의된 M(=100)개만큼 생성한다.
Figure 112016015278206-pat00010
여기서, rand는 랜덤함수로서 0과 1사이의 값을 리턴한다.
신규 하모니 메모리 생성 단계(S600)는 미리 정의된 3가지 변수인 HMCR(Harmony Memory Considering Rate: 하모니 메모리 고려율), PAR(Pitch Adjusting Rate: 피치 조정율), FW(Fret Width: 프렛 폭)를 이용하여 새로운 다른 하모니 메모리를 생성하는 단계로서, 3가지 변수의 설정값은 다음의 표와 같다. 새로운 다른 하모니 메모리 생성은 무작위 선택 단계(610), 메모리 고려 단계(620), 피치 조정 단계(630)의 3단계를 거쳐 이루어진다.
파라미터(Parameter) 설정값
HMCR 0.7
PAR 0.5
FW 0.1
무작위 선택 단계(S610)는 (1-HMCR)의 확률로 하모니를 초기화하는 방법으로 하모니 생성 단계(S500)와 동일하게 수행한다.
메모리 고려 단계(S620)는 HMCR의 확률로 선택된 하모니에 대하여 (1-PAR)의 확률로 기존 메모리의 값을 그대로 복사하여 사용한다.
피치 조정 단계(S630)는 HMCR의 확률로 선택된 하모니에 대하여 PAR의 확률로 선택된 하모니 P개에 대한 새로운 다른 하모니 메모리를 생성하는 것으로 그 방법은 다음의 수식과 같으며, P번 반복 수행한다.
Figure 112016015278206-pat00011
여기서, Hnew는 새로운 하모니이고, rand는 랜덤함수로서 0과 1사이의 값을 리턴하며, FW는 프렛폭을 나타낸다.
또한,
Figure 112016015278206-pat00012
및
Figure 112016015278206-pat00013
는 수학식 5를 이용하여 구한다.
적합도(f) 계산 단계(S700)는 하모니별로 각 하모니와 수신기간의 거리를 이용하여 수학적으로 계산한 TDOA와 실제 수신한 후보 펄스내 TOA(t)로부터 구해지는 TDOA의 차를 이용하여 적합도를 계산한다.
Figure 112016015278206-pat00014
Figure 112016015278206-pat00015
여기서, 수식에서 H는 하모니, c는 빛의 속도, Rj와 Rk는 각각 수신기 j와 수신기 k를 의미한다. 또한, tj(a)는 수신기 j에서 수신된 a번째 펄스의 TDOA 값, tk(b)는 수신기 k에서 수신된 b번째 펄스의 TDOA값을 의미하며, N은 후보펄스개수를 나타낸다.
하모니 메모리 갱신 단계(S800)는 이전 하모니 메모리를 신규의 다른 하모니 메모리로 업데이트 하는 것으로, 총 하모니의 개수 M개에 대하여 기존 하모니와 신규 하모니의 적합도를 비교하여 적합도가 큰 것을 선택하여 하모니 메모리를 갱신한다.
종료 조건 확인(S900)은 최적의 모호성 해결을 위한 하모니 탐색을 지속할 것인지를 판단하는 단계로서, 지속여부를 판단하는 조건은 최대 반복횟수(T)와 적합도 개선율(σ)을 이용한다. 반복회수가 최대 반복횟수(T) 이상이거나, 하모니 메모리의 최대 적합도의 개선정도가 지속반복횟수(0.3×T)동안 적합도 개선율(σ)이하일 경우 하모니 탐색을 종료한다.
모호성 해결 단계(S1000)는 하모니 메모리의 모든 하모니 중 적합도가 가장 큰 하모니를 이용하여 그 하모니의 값(a, b)을 최종 위협의 위치로 결정함으로써 모호성을 해결한다.
도 2는 도 1에 도시된 후보 펄스 개수 산정 단계(S100)에서 후보 펄스 개수 산정을 위해 사용되는 범위의 개념도이다. 도 2를 참조하면, 제 1 수신기(221-1)와 제 2 수신기(221-2)가 수신기간 이격거리(d)로 배열된 상태에서 표적(210)으로부터 레이더 신호를 수신하는 개념도이다. 이때 θ는 기준이 되는 수신기(221-1)에서의 AET(Active Emitter Table) 내 방향 탐지 결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하모니 탐색 알고리즘을 기반하여 레이더 펄스의 모호성을 해결하는 레이더 펄스 모호성 해결 장치(300)의 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면, 레이더 펄스 모호성 해결 장치(300)는, 표적(210)에 대하여 다수의 수신 레이더 신호를 수신되는 다수의 수신기(221-1 내지 221-n) 및 수신 레이더 신호를 처리하여 모호성을 처리하는 신호 처리 모듈(330)을 포함하여 구성된다.
상기 신호 처리 모듈(330)은, 상기 다수의 수신 레이더 신호를 이용하여 산출되는 PRI(Pulse Repetition Interval)값으로부터 레이더 펄스 모호성 해결을 위한 후보 펄스의 개수를 산정하는 변환부(331), 상기 후보 펄스의 방향 탐지 결과를 이용하여 다수의 LOB(Line Of Bearing)를 계산하고, 상기 다수의 LOB간의 교차점들을 생성하고, 상기 교차점들을 기반으로 하모니 생성 영역을 설정하고, 상기 하모니 생성 영역에 랜덤하게 다수의 하모니를 생성하는 생성부(332), 상기 다수의 하모니 중 상기 하모니 생성 영역에 해당되는 하모니 개수를 생성하고 상기 하모니 개수를 위한 다른 하모니 메모리를 생성하는 계산부(333), 상기 다른 하모니 메모리에 대하여 적합도들을 계산하고, 상기 적합도들을 기반으로 이전 하모니 메모리를 상기 다른 하모니 메모리로 갱신하고, 상기 다른 하모니 메모리의 갱신결과를 통해 특정해를 선정하는 판단부(334), 및 상기 특정해를 이용하여 특정 위치를 추정하여 상기 모호성을 해소하는 탐지부(335) 등을 포함하여 구성된다.
도 3에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
210: 표적
321-1 내지 321-n: 제 1 내지 제 n 수신기
330: 신호 처리 모듈
331: 변환부
332: 생성부
333: 계산부
334: 판단부
335: 탐지부

Claims (9)

  1. 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 방법에 있어서,
    (a) 표적에 대하여 다수의 수신기가 수신한 다수의 수신 레이더 신호를 이용하여 산출되는 PRI(Pulse Repetition Interval)값으로부터 레이더 펄스 모호성 해결을 위한 후보 펄스의 개수를 산정하는 단계;
    (b) 방향 탐지 결과를 이용하여 다수의 LOB(Line Of Bearing)를 계산하고, 상기 다수의 LOB간의 교차점들을 생성하는 단계;
    (c) 상기 교차점들을 기반으로 하모니 생성 영역을 설정하고, 상기 하모니 생성 영역에 랜덤하게 다수의 하모니를 생성하는 단계;
    (d) 상기 다수의 하모니 중 상기 하모니 생성 영역에 해당되는 하모니 개수를 생성하고 상기 하모니 개수를 위한 다른 하모니 메모리를 생성하는 단계;
    (e) 상기 다른 하모니 메모리에 대하여 적합도들을 계산하고, 상기 적합도들을 기반으로 이전 하모니 메모리를 상기 다른 하모니 메모리로 갱신하고, 상기 다른 하모니 메모리의 갱신결과를 통해 특정해를 선정하는 단계; 및
    (f) 상기 특정해를 이용하여 특정 위치를 추정하여 상기 모호성을 해소하는 단계;를 포함하며,
    상기 (e) 단계의 적합도들은 각 하모니와 수신기간의 이격 거리 및 빛의 속도를 이용하여 수학적으로 계산한 신호의 TDOA와 각 수신기에서 실제로 수신한 상기 후보 펄스들간의 TOA(t)로부터 구해지는 TDOA의 차를 이용하여 역수로 산출되며,
    상기 특정해는 상기 다른 하모니 메모리의 모든 하모니 중 적합도가 다른 하모니들보다 가장 큰 하모니인 것을 특징으로 하며,
    상기 (d) 단계는,
    (d-1) 상기 다수의 하모니를 제 1 확률로 무작위 선택하는 무작위 선택 단계;
    (d-2) 선택된 다수의 하모니에 대해 제 2 확률로 이전 하모니 메모리의 값을 복사하여 사용하는 단계; 및
    (d-3) 상기 이전 하모니 메모리의 피치 조정을 통해 상기 제 2 확률로 선택된 다수의 하모니에 대한 상기 다른 하모니 메모리를 생성하는 단계;를 포함하며,
    상기 제 1 확률은 (1-HMCR)(여기서 HMCR은 하모니 메모리 고려율을 나타낸다)이고, 상기 제 2 확률은 (1-PAR)(여기서 PAR은 피치 조정율을 나타낸다)이고, 상기 피치 조정은 수학식
    Figure 112018019611618-pat00024
    (여기서, Hnew는 새로운 하모니이고, rand는 랜덤함수로서 0과 1사이의 값을 리턴하며, FW는 프렛폭을 나타내며,
    Figure 112018019611618-pat00025
    및
    Figure 112018019611618-pat00026
    는 수학식
    Figure 112018019611618-pat00027
    에 대입하여 산출되며, Xmax는 교차점들의 최대 x좌표값, Xmin 은 교차점들의 최소 x좌표값, Ymax는 교차점들의 최대 y좌표값, Ymin 은 교차점들의 최소 y좌표값을 나타낸다)을 이용하여 이루어지며,
    상기 후보 펄스의 개수는 수학식
    Figure 112018019611618-pat00028
    (여기서, PRI는 레이더에서 펄스가 반복되는 주기값이며, c는 빛의 속도이며, θ는 수신기간 이격거리(d)를 구할 때 기준이 되는 수신기에서의 AET(Active Emitter Table) 내 방향 탐지 결과를 의미한다)를 이용하여 산출되며,
    상기 후보 펄스의 개수는 AET(Active Emitter Table)내의 PRI(Pulse Repetition Interval)값과 수신기간 최소 이격거리(d)를 이용하여 모호성 해결에 이용할 후보 펄스의 최대 개수(N)인 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 LOB(Line Of Bearing)는 상기 방향 탐지 결과와 다수의 수신기의 위치를 이용하여 생성되며 상기 다수의 수신기의 개수만큼 생성되는 것을 특징으로 하는 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는, 미리 설정되는 최대 반복 회수와 상기 적합도 중 최대 적합도를 이용하여 하모니 탐색을 종료하거나 상기 단계 (a) 내지 단계 (d)를 반복 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 방법.
  9. 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA(Time Difference Of Arrival) 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 장치에 있어서,
    표적에 대하여 다수의 수신 레이더 신호를 수신되는 다수의 수신기;
    상기 다수의 수신 레이더 신호를 이용하여 산출되는 PRI(Pulse Repetition Interval)값으로부터 레이더 펄스 모호성 해결을 위한 후보 펄스의 개수를 산정하는 변환부;
    상기 후보 펄스의 방향 탐지 결과를 이용하여 다수의 LOB(Line Of Bearing)를 계산하고, 상기 다수의 LOB간의 교차점들을 생성하고, 상기 교차점들을 기반으로 하모니 생성 영역을 설정하고, 상기 하모니 생성 영역에 랜덤하게 다수의 하모니를 생성하는 생성부;
    상기 다수의 하모니 중 상기 하모니 생성 영역에 해당되는 하모니 개수를 생성하고 상기 하모니 개수를 위한 다른 하모니 메모리를 생성하는 계산부;
    상기 다른 하모니 메모리에 대하여 적합도들을 계산하고, 상기 적합도들을 기반으로 이전 하모니 메모리를 상기 다른 하모니 메모리로 갱신하고, 상기 다른 하모니 메모리의 갱신결과를 통해 특정해를 선정하는 판단부; 및
    상기 특정해를 이용하여 특정 위치를 추정하여 상기 모호성을 해소하는 탐지부;를 포함하며,
    상기 적합도들은 각 하모니와 수신기간의 이격 거리 및 빛의 속도를 이용하여 수학적으로 계산한 신호의 TDOA와 각 수신기에서 실제로 수신한 상기 후보 펄스들간의 TOA(t)로부터 구해지는 TDOA의 차를 이용하여 역수로 산출되며,
    상기 특정해는 상기 다른 하모니 메모리의 모든 하모니중 적합도가 다른 하모니들보다 가장 큰 하모니인 것을 특징으로 하며,
    상기 계산부는,
    상기 다수의 하모니를 제 1 확률로 무작위 선택하고, 선택된 다수의 하모니에 대해 제 2 확률로 이전 하모니 메모리의 값을 복사하여 사용하고, 상기 이전 하모니 메모리의 피치 조정을 통해 상기 제 2 확률로 선택된 다수의 하모니에 대한 상기 다른 하모니 메모리를 생성하며,
    상기 제 1 확률은 (1-HMCR)(여기서 HMCR은 하모니 메모리 고려율을 나타낸다)이고, 상기 제 2 확률은 (1-PAR)(여기서 PAR은 피치 조정율을 나타낸다)이고, 상기 피치 조정은 수학식
    Figure 112018019611618-pat00029
    (여기서, Hnew는 새로운 하모니이고, rand는 랜덤함수로서 0과 1사이의 값을 리턴하며, FW는 프렛폭을 나타내며,
    Figure 112018019611618-pat00030
    및
    Figure 112018019611618-pat00031
    는 수학식
    Figure 112018019611618-pat00032
    에 대입하여 산출되며, Xmax는 교차점들의 최대 x좌표값, Xmin 은 교차점들의 최소 x좌표값, Ymax는 교차점들의 최대 y좌표값, Ymin 은 교차점들의 최소 y좌표값을 나타낸다)을 이용하여 이루어지며,
    상기 후보 펄스의 개수는 수학식
    Figure 112018019611618-pat00033
    (여기서, PRI는 레이더에서 펄스가 반복되는 주기값이며, c는 빛의 속도이며, θ는 수신기간 이격거리(d)를 구할 때 기준이 되는 수신기에서의 AET(Active Emitter Table) 내 방향 탐지 결과를 의미한다)를 이용하여 산출되며,
    상기 후보 펄스의 개수는 AET(Active Emitter Table)내의 PRI(Pulse Repetition Interval)값과 수신기간 최소 이격거리(d)를 이용하여 모호성 해결에 이용할 후보 펄스의 최대 개수(N)인 하모니 탐색 알고리즘 기반 TDOA 위치탐지 시스템에서의 레이더 펄스 모호성 해결 장치.
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