KR101885922B1 - 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치, 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101885922B1
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박명훈
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치는, 외부에 존재하는 객체에 대한 복수의 레이더 비디오 신호들을 입력 받는 입력부, 상기 입력된 레이더 비디오 신호들을 이용하여 상기 입력부로 입력 받는 시점마다 가변하는 클러터 신호에 대한 특성을 추출하는 추출부 및 상기 추출된 클러터 신호에 대한 특성을 이용하여 클러터 모델을 생성하는 클러터 모델 생성부를 포함할 수 있다.

Description

레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치, 시스템 및 방법 {Apparatus and system for generating model of clutter using radar video signal and method thereof}
본 발명은 클러터 모델 생성 장치 및 방법에 관한 것이고, 특히 본 발명은 장거리용 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.
레이더 체계 모델링에 있어서 클러터(clutter)는 지형, 온도, 습도 등의 주변 환경에 매우 민감하기 때문에 적절한 모델링 기법을 찾는데 어려움이 있다.
클러터란 원하는 신호를 제외한 모든 신호를 말하며 지형, 구름, 타 레이더 잡음, 타겟의 신호 등이 포함되어 있을 수 있다. 이러한 클러터 신호는 타겟 탐지에 있어서 임계치를 높여 CFAR Masking 등의 타겟신호를 놓치는 현상에 큰 영향을 준다. 따라서, 레이더 성능을 모의하는 시뮬레이터에는 예측 불가능한 클러터 신호를 모사하는 게 중요한 역할을 한다.
이러한 특성 때문에 종래기술은 가우시안 분포(Gaussian distribution) 등의 무작위 신호를 생성하여 클러터를 모의한다. 그러나, 이러한 방법으로 클러터의 특징을 모사할 순 있지만 실체계에서의 클러터를 제거하는 알고리즘 등에는 활용하거나 반영할 수 없다는 한계가 있다.
한국 공개 특허 제10-2017-0115257호 (공개)
상기 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 레이더 체계에서 전방위로 실측하여 고정적으로 존재하는 클러터 모델을 생성함으로써 레이더 설치 위치의 특성을 반영할 수 있는 장거리용 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델생성 장치는, 외부에 존재하는 객체에 대한 복수의 레이더 비디오 신호들을 입력 받는 입력부, 상기 입력된 레이더 비디오 신호들을 이용하여 상기 입력부로 입력 받는 시점마다 가변하는 클러터 신호에 대한 특성을 추출하는 추출부 및 상기 추출된 클러터 신호에 대한 특성을 이용하여 클러터 모델을 생성하는 클러터 모델 생성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 추출부는 상기 입력된 레이더 비디오 신호를 이용하여 상기 가변하는 클러터 신호에 대한 신호 대 잡음비와 관련된 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 클러터 신호 강도 지표 산출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 추출부는 상기 레이더 비디오 신호가 포함하는 상기 외부에 존재하는 객체에 대한 전체 영역을 기 설정된 거리 및 방위에 따라 구획하는 영역 구획부 및 상기 각 구획된 영역들에서의 상기 입력된 레이더 비디오 신호들 중 적어도 하나 이상의 레이더 비디오 신호의 신호 강도를 합산 평균하여 상기 입력된 레이더 비디오 신호에 대한 적어도 하나의 데이터를 획득하는 데이터 획득부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 추출부는 상기 획득된 적어도 하나의 데이터 중 최소값을 가지는 데이터를 상기 기준 데이터로 결정하는 기준 데이터 결정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 클러터 신호 강도 지표 산출부는 상기 결정된 기준 데이터를 이용하여 상기 클러터 신호 강도 지표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 클러터 신호 강도 지표 산출부는 기 저장된 전파모델(APM, Advanced Propagation Model)에 따른 전파손실을 고려하여 상기 클러터 신호 강도 지표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 클러터 신호 강도 지표 산출부는 상기 입력된 레이더 비디오 신호와 관련된 송신전력, 송신이득, 수신이득, 파장 및 신호처리이득 중 적어도 하나 이상을 고려하여 클러터 신호 강도 지표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 클러터 모델은 상기 클러터 신호 강도 지표를 거리 및 방위에 따라 도시한 클러터 맵일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이더비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 시스템은, 레이더 비디오 신호를 이용하여 타겟을 탐지하는 경우 발생 가능한 클러터를 모의하기 위해 상기 레이더 비디오 신호를 외부로 송신하고, 상기 송신된 레이더 비디오 신호가 외부의 객체로부터 반사되어 돌아오는 레이더 비디오 신호들을 수신함으로써 상기 객체를 스캔하는 객체 스캔부 및 상기 객체 스캔부로부터 수신된 레이더 비디오 신호를 이용하여 상기 객체 스캔시마다 가변하는 클러터 신호에 대한 특성을 분석하고, 분석한 클러터 신호의 특성을 이용하여 클러터 모델을 생성하는 클러터 모델 생성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 클러터 모델 생성부는 상기 레이더 비디오 신호가 포함하는 상기 외부에 존재하는 객체에 대한 전체 영역을 기 설정된 거리 및 방위에 따라 구획하는 영역 구획부, 상기 각 구획된 영역들에서의 상기 수신된 레이더 비디오 신호들 중 적어도 하나 이상의 레이더 비디오 신호의 신호 강도를 합산 평균하여 상기 입력된 레이더 비디오 신호에 대한 적어도 하나의 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 상기 획득된 적어도 하나의 데이터 중 최소값을 가지는 데이터를 상기 기준 데이터로 결정하는 기준 데이터 결정부 및 상기 결정된 기준 데이터를 이용하여 상기 가변하는 클러터 신호에 대한 신호 대 잡음비와 관련된 클러터 신호 강도 지표 산출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수신된 레이더 비디오 신호는 상기 타겟에 의한 반사 신호, 상기 객체에 의한 클러터 신호 및 잡음 신호를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 클러터모델 생성 방법은, 외부에 존재하는 객체에 대한 복수의 레이더 비디오 신호들을 입력 받는 단계, 상기 입력된 레이더 비디오 신호들을 이용하여 상기 입력부로 입력 받는 시점마다 가변하는 클러터 신호에 대한 특성을 추출하는 단계 및 상기 추출된 클러터 신호에 대한 특성을 이용하여 클러터 모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 추출하는 단계는, 상기 입력된 레이더 비디오 신호를 이용하여 상기 가변하는 클러터 신호에 대한 신호 대 잡음비와 관련된 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 추출하는 단계는 상기 레이더 비디오 신호가 포함하는 상기 외부에 존재하는 객체에 대한 전체 영역을 기 설정된 거리 및 방위에 따라 구획하는 단계 및 상기 각 구획된 영역들에서의 상기 입력된 레이더 비디오 신호들 중 적어도 하나 이상의 레이더 비디오 신호의 신호 강도를 합산 평균하여 상기 입력된 레이더 비디오 신호에 대한 적어도 하나의 데이터를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 추출하는 단계는 상기 획득된 적어도 하나의 데이터 중 최소값을 가지는 데이터를 상기 기준 데이터로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 결정된 기준 데이터를 이용하여 상기 클러터 신호 강도 지표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 클러터 신호 강도 지표 산출부는 기 저장된 전파모델(APM, Advanced Propagation Model)에 따른 전파손실, 상기 레이더 비디오 신호를 송수신하는 레이더의 송신전력, 송신이득, 수신이득, 상기 송수신되는 레이더 비디오 신호에 따른 파장 및 신호처리이득을 고려하여 상기 클러터 신호 강도 지표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 클러터 모델은 상기 클러터 신호 강도 지표를 거리 및 방위에 따라 도시한 클러터 맵일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 클러터 모델 생성 방법이 컴퓨터에서 수행하기 위한 컴퓨터에서 판독 가능한 프로그램이 기록된 저장 매체를 제공한다.
본 발명의 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치 및 방법은 레이더 체계에서 전방위로 실측하여 고정적으로 존재하는 클러터 모델을 생성함으로써 레이더 설치 위치의 특성을 반영할 수 있어, 실제 레이더 설치 지역에서 발생하는 클러터 등을 제거하는데 적용할 수 있다.
그에 따라, 본 발명의 클러터 모델 생성 장치 및 방법은 보다 정확환 고정된 클러터 신호를 모사하여 레이더 성능 분석 및 예측에 있어서 효율성 있고 정확학 모의 결과를 도출해 낼 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러터 모델 생성 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러터 모델 생성 장치를 이용하여, 레이더 비디오 신호를 송신하고 외부 객체에 의한 레이더 비디오 신호를 수신하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러터 모델을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3개 날씨로 도출한 클러터 신호 세기(클러터 반사면적(RCS, Radar Cross Section))을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러터 모델 생성 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될
수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명은 장거리용 레이더 분석 및 예측 기술에 관한 것으로, 예컨대, 200 내지 400km 이상의 장거리, 특히 약 300km 이상의 거리에 위치하는 타겟을 탐지하기 위한 레이더 분석 및 예측 기술이다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 클러터 모델 생성 장치의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 레이더 체계 모델링에 있어서 클러터(clutter)는 지형, 온도, 습도 등의 주변 환경에 매우 민감하기 때문에 적절한 모델링 기법을 찾는데 어려움이 있다. 클러터란 원하는 신호를 제외한 모든 신호를 말하며 지형, 구름, 타 레이더 잡음, 타겟의 신호 등이 포함되어 있을 수 있다. 이러한 클러터 신호는 타겟 탐지에 있어서 임계치를 높여 CFAR Masking 등의 타겟신호를 놓치는 현상에 큰 영향을 준다. 따라서, 레이더 성능을 모의하는 시뮬레이터에는 예측 불가능한 클러터 신호를 모사하는 게 중요한 역할을 한다. 이러한 특성 때문에 종래기술은 가우시안 분포 등의 무작위 신호를 생성하여 클러터를 모의한다. 그러나, 이러한 방법으로 클러터의 특징을 모사할 순 있지만 실체계에서의 클러터를 제거하는 알고리즘 등에는 활용하거나 반영할 수 없다는 한계가 있다.
이하에서 설명하는 본 발명의 클러터 모델 생성 장치, 시스템 및 방법은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이더 체계에서 전방위로 실측하여 고정적으로 존재하는 클러터 모델을 생성함으로써 레이더 설치 위치의 특성을 반영할 수 있도록 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러터 모델 생성 시스템(1)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러터 모델 생성 장치(1)를 이용하여, 레이더 비디오 신호를 송신하고 외부 객체에 의한 레이더 비디오 신호를 수신하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저, 도1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 클러터 모델 생성 시스템(1)은 객체 스캔부(100) 및 클러터 모델 생성부(200)를 포함할 수 있다. 여기서, 클러터 모델 생성부(200)는 클러터 모델 생성 장치로 별도 구현될 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 객체 스캔부(100)는 레이더 비디오 신호를 송신하는 송신부(110)와 레이더 비디오 신호를 수신하는 수신부(120)를 더 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 도2를 참고하면 레이더 비디오 신호를 이용하여 타겟(2)을 탐지하는 경우 발생 가능한 클러터를 모의하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 송신부(110)는 상기 레이더 비디오 신호를 외부로 송신하고, 수신부(120)는 상기 송신된 레이더 비디오 신호가 외부의 객체(2, 3)로부터 반사되어 돌아오는 레이더 비디오 신호들을 수신함으로써 객체(2, 3)를 스캔 할 수 있다. 여기서, 객체란 예컨대 지형, 구름, 타겟, 해수 등 외부 환경에 존재하는 모든 것을 의미할 수 있다.
이때, 본 발명의 객체 스캔부(100)가 레이더 비디오 신호를 외부로 송수신함에 따라 외부에 존재하는 객체를 스캔하는 횟수에는 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 이하에서는 이해를 돕기 위하여 레이더 비디오 신호를 100번 송수신하여 객체에 대해 100번 스캔하는 것을 예로 들어 설명하도록 한다. 그러나, 레이더 비디오 신호 송수신에 따른 스캔횟수는 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 수신되는 레이더 비디오 신호의 세기에 대한 값은 타겟 또는 객체로부터 반사되어 돌아오는 객체 수신 신호, 클러터 신호 및 잡음 신호를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 클러터 신호는 수신된 레이더 비디오 신호를 이용하여 신호 처리하기 이전에 앞단에서 계측되는 신호일 수 있고, 잡음 신호는 상기 수신된 레이더 비디오 신호를 신호 처리하는 과정에서 섞이거나 발생하는 열 잡음 신호일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 클러터 모델 생성부(200)는 객체 스캔부(100)로부터 수신된 레이더 비디오 신호를 이용하여 객체 스캔시마다 가변하는 클러터 신호에 대한 특성을 분석하고, 분석한 클러터 신호의 특성을 이용하여 클러터 모델을 생성한다. 또한, 본 발명의 클러터 모델 생성부(200)는 도1에 도시된 바와 같이, 클러터 신호 강도 지표 산출부(210), 데이터 획득부(220) 및 기준 데이터 결정부(230)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 클러터 모델 생성부(200)는 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 객체 수신부(100)로부터 수신된 레이더 비디오 신호를 전달 입력 받는 입력부, 상기 입력된 레이더 비디오 신호가 포함하는 외부에 존재하는 객체에 대한 전체 영역을 기 설정된 거리 및 방위에 따라 구획하는 트랙 구획부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 트랙 구획부는 상기 입력된 레이더 비디오 신호 각각을 기 설정된 거리 및 방위각에 따라 복수개의 트랙(track)들로 구획할 수 있고, 그에 따라 데이터 획득부는 입력된 레이더 비디오 신호 각각에서 상기 구획된 트랙들에 해당하는 적어도 한번 이상의 스캔 횟수에 따른 신호들의 세기를 이용하여 합산 평균하여 복수의 데이터들을 산출하고, 그 중 하나의 데이터를 기준 데이터로 결정하여, 클러터 신호 강도 지표 산출부는 결정된 기준 데이터를 이용하여, 구획된 각 트랙에서의 클러터 신호 강도 지표들을 산출할 수 있다. 그리고, 복수의 각 트랙에 따른 클러터 신호 강도 지표들을 상기 기 설정된 거리 및 방위각에 따라 도시한 클러터 맵을 생성한다. 여기서, 상기 트랙은 도3에 도시된 클러터 모델(클러터 맵)에서 방위각에 따라 구획된 섹터(sector)를 거리에 따라 구분한 영역을 의미한다.
상기 클러터 모델 생성부는 상기 산출된 각 트랙별 신호 강도 지표들을 상기 기 설정된 거리 및 방위각에 따라 도시하여 상기 클러터 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치.
일 실시예에 따르면, 상기 클러터 신호의 특성은 신호 대 잡음비와 관련된 클러터 신호 강도 지표인 클러터 신호의 세기일 수 있고, 본 발명의 클러터 모델 생성부(200)는 수신한 레이더 비디오 신호를 통해 레이더 비디오 신호의 세기를 이용하여, 클러터 신호의 세기를 산출하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 클러터 신호 강도 지표 산출부(210)는 수신부(120)로부터 수신된 레이더 비디오 신호를 이용하여, 가변하는 클러터 신호의 특성을 산출할 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명의 클러터 신호 강도 지표 산출부(210)는 상기 수신된 레이더 비디오 신호의 세기를 이용하여, 가변하는 클러터 신호의 세기를 산출할 수 있다. 클러터 신호 강도 지표 산출부(210)가 클러터의 신호 세기를 산출하는 구체적인 설명을 이하에서 데이터 획득부(220) 및 기준 데이터 결정부(230)를 이용하여, 자세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 획득부(220)는 상기 객체 스캔부(100)가 수신한 레이더 비디오 신호 세기를 이용하여, 수신된 레이더 비디오 신호에 대한 적어도 하나의 데이터를 획득할 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명의 데이터 획득부(220)는 객체 스캔부(100)로부터의 100번에 스캔에 따른 100개의 레이더 비디오 신호들 중 일부 신호들에 대한 레이더 비디오 신호 세기 값을 이용하여 복수개의 데이터들을 획득할 수 있다.
예를 들어, 1번째 스캔에 따른 레이더 비디오 신호의 세기(
Figure 112018018192587-pat00001
)부터 100번째 스캔에 따른 레이더 비디오 신호의 세기(
Figure 112018018192587-pat00002
) 중 10개의 레이더 비디오 신호 세기를 이용하여 하나의 데이터(
Figure 112018018192587-pat00003
)를 획득할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터(
Figure 112018018192587-pat00004
)는 다음 <수학식1>을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure 112018018192587-pat00005
여기서,
Figure 112018018192587-pat00006
는 1번째 데이터를 의미하고,
Figure 112018018192587-pat00007
는 1번째 스캔에 따른 레이더 비디오 신호 세기를 의미한다. 또한, R은 거리이고, θ는 방위각을 나타낸다.
상기 <수학식1>과 같이, 본 발명의 데이터 획득부(220)는 수신된 100개의 레이더 비디오 신호 세기들 중 10개의 레이더 비디오 신호 세기들을 이용하여 데이터를 획득할 수 있는데, 상기 레이더 비디오 신호 세기들을 10개씩 순차적으로 이동 평균하여 1부터 91번째까지의 데이터를 획득할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 기준 데이터 결정부(230)는 데이터 획득부(220)로부터 획득된 91개의 데이터들 중 거리 및 방위별로 최소 값을 가지는 데이터를 기준 데이터(S, 기준 신호 세기)로 결정할 수 있다. 기준 신호 세기(S)는 아래 <수학식2>를 통해 산출할 수 있다.
Figure 112018018192587-pat00008
여기서, 상기 S는 기준 데이터(이하, 기준 신호 세기)이다.
이렇게 기준 신호 세기(S)가 결정되면, 본 발명의 클러터 신호 강도 지표 산출부(210)는 상기 결정된 기준 신호 세기를 이용하여 클러터 신호 세기(클러터 반사 면적(RCS, Radar Cross Section))를 산출할 수 있다. 클러터 신호 세기 산출은 아래 <수학식3>을 통해 산출될 수 있다.
Figure 112018018192587-pat00009
여기서, σ는 클러터 신호 세기, S는 기준 신호 세기, R은 신호에 따른 거리, Lp는 전파손실, Lsys는 클러터 모델 생성 시스템에서 발생하는 시스템 손실, Pt는 송신전력, Gt는 송신이득, Gr은 수신이득, λ는 파장, GRCV는 수신기 이득, GADC는 ADC(Analog-Digital Converter)/DDC(Digital to Digital Converter)에 따른 비율, GSP는 신호처리이득이다.
즉, 본 발명의 클러터 신호 강도 지표 산출부(210)는 상기 결정된 기준 신호 세기, 결정된 기준 신호 세기에 따른 거리 값, 전파손실, 시스템 손실, 송신전력, 송신이득, 신호의 파장, 수신기 이득, ADC/DDC의 비 및 신호처리이득을 이용하여 산출할 수 있으며, 상기 클러터 신호 세기를 산출하기 위해 이용되는 변수들은 실제 레이더에서 설계변수로 사용된 미리 정해진 값일 수 있다.
여기서, 상기 전파손실(LP)은 기 저장된 전파모델(APM, Advanced Propagation Model)을 이용하여 산출될 수 있다. 예컨대, 대기환경에 따른 손실의 경우, 전파모델(APM)을 통해 계산된 전파손실을 사용할 수 있다. 전파모델(APM)은 레이더 운용 당시의 기후를 반영한 대기 굴절률과 레이더 운용 장소의 지형 데이터를 통해서 계산된 손실 값을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 클러터 모델 생성부(200)는 이렇게 산출된 클러터 신호 세기에 따라 거리 및 방위별로 도시하여 클러터 모델을 생성한다. 일 실시예에 따른 클러터 모델은 클러터 맵(map)일 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러터 모델을 도시한 도면이다. 도3을 참고하면, 본 발명의 객체 스캔부(100)로부터 수신된 레이더 비디오 신호를 이용하여 추출된 기준 레이더 비디오 신호를 이용하여 클러터 모델(클러터 맵)을 생성하는 것을 나타내고 있다.
상술한 바와 같은 객체 스캔부(100) 및 클러터 모델 생성부(200)를 통해 획득되는 클러터 신호 세기(클러터 반사 면적)는 날씨 및 외부 환경에 무관한 고정된 클러터 신호 세기(클러터 반사 면적)을 도출해 낼 수 있다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3개 날씨로 도출한 클러터 신호 세기(클러터 반사면적(RCS, Radar Cross Section))을 도시한 도면으로서, 실제 클러터 신호 세기를 모의한 결과 도4와 같은 3개 날씨로 도출한 클러터 신호 세기와 매우 유사한 결과를 보였다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러터 모델 생성 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 객체 스캔부(100)는 레이더 비디오 신호를 이용하여 탐지하고자 하는 타겟을 탐지하는 경우 발생 가능한 클러터를 모의하기 위해 레이더 비디오 신호를 외부로 송신하고(S500), 수신부(120)는 상기 송신된 레이더 비디오 신호가 외부의 객체로부터 반사되어 돌아오는 레이더 비디오 신호들을 수신함으로써(S510), 객체를 스캔할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 클러터 신호 강도 지표 산출부(210)는 수신부(120)로부터 수신된 레이더 비디오 신호를 이용하여, 가변하는 클러터 신호의 특성을 산출한다(S520). 보다 상세하게는, 본 발명의 클러터 신호 강도 지표 산출부(210)는 상기 수신된 레이더 비디오 신호의 세기를 이용하여, 가변하는 클러터 신호의 세기를 산출할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 획득부(220)는 상기 객체 스캔부(100)가 수신한 레이더 비디오 신호 세기들 중 일부를 이용하여 데이터를 획득하되, 획득되는 적어도 하나 이상의 데이터들은 수신부(120)로부터 수신된 순서에 따른 레이더 비디오 신호 세기들을 이동 평균하여 획득될 수 있다(S530).
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 기준 데이터 결정부(230)는 데이터 획득부(220)로부터 획득된 91개의 데이터들 중 거리 및 방위별로 최소 값을 가지는 데이터를 기준 데이터(S, 기준 신호 세기)로 결정한다(S540).
다음으로, 본 발명의 클러터 신호 강도 지표 산출부(210)는 상기 결정된 기준 데이터를 이용하여 클러터 신호 강도 지표(클러터 반사 면적(RCS, Radar Cross Section))를 산출할 수 있다(S550). 보다 상세하게는, 본 발명의 클러터 신호 강도 지표 산출부(210)는 상기 결정된 기준 신호 세기, 결정된 기준 신호 세기에 따른 거리 값, 전파손실, 시스템 손실, 송신전력, 송신이득, 신호의 파장, 수신기 이득, ADC/DDC의 비 및 신호처리이득을 이용하여 산출한다. 이때, 상기 클러터 신호 강도 지표를 산출하기 위해 이용되는 변수들은 실제 레이더에서 설계변수로 사용된 미리 정해진 값일 수 있다. 또한, 상기 클러터 신호 강도 지표는 클러터 신호 세기일 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 실시예에 따른 클러터 모델 생성부(200)는 이렇게 산출된 클러터 신호 강도 지표에 따라 거리 및 방위별로 도시하여 클러터 모델을 생성한다(S560).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 외부에 존재하는 객체에 대한 복수의 레이더 비디오 신호들을 입력 받는 입력부;
    상기 입력된 레이더 비디오 신호들을 이용하여 상기 입력부로 입력 받는 시점마다 가변하는 클러터 신호에 대한 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 클러터 신호 강도 지표 산출부; 및
    상기 산출된 신호 강도 지표를 기초로 상기 클러터 신호가 거리 및 방위별로 표시되는 클러터 모델을 생성하는 클러터 모델 생성부;를 포함하되,
    상기 클러터 신호 강도 지표 산출부는 시계열적 순서에 따라 입력되는 상기 레이더 비디오 신호들에서 선택되는 일부 레이더 비디오 신호들로 이루어진 그룹들에 따른 신호 강도에 대하여 이동 평균들을 계산하고, 상기 이동 평균들 중 최소의 이동 평균을 이용하여 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 클러터 신호 강도 지표 산출부는 기 저장된 전파모델(APM, Advanced Propagation Model)에 따른 전파손실을 고려하여 상기 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 클러터 신호 강도 지표 산출부는 상기 입력된 레이더 비디오 신호와 관련된 송신전력, 송신이득, 수신이득, 파장 및 신호처리이득 중 적어도 하나 이상을 고려하여 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 클러터 모델은 상기 클러터 신호 강도 지표를 거리 및 방위에 따라 도시한 클러터 맵인 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 클러터 신호 강도 지표 산출부는 상기 입력된 레이더 비디오 신호 각각을 기 설정된 거리 및 방위각에 따라 복수개의 트랙들로 구획하고, 구획된 각 트랙에서의 상기 클러터 신호 강도 지표들을 산출하고,
    상기 클러터 모델 생성부는 상기 산출된 각 트랙별 신호 강도 지표들을 상기 기 설정된 거리 및 방위각에 따라 도시하여 상기 클러터 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 장치.
  9. 레이더 비디오 신호를 이용하여 타겟을 탐지하는 경우 발생 가능한 클러터를 모의하기 위해 상기 레이더 비디오 신호를 외부로 송신하고, 상기 송신된 레이더 비디오 신호가 외부의 객체로부터 반사되어 돌아오는 레이더 비디오 신호들을 수신함으로써 상기 객체를 스캔하는 객체 스캔부; 및
    상기 객체 스캔부로부터 수신된 레이더 비디오 신호로부터 상기 객체 스캔시마다 가변하는 클러터 신호에 대한 클러터 신호 강도 지표를 산출하고, 산출된 신호 강도 지표를 기초로 상기 클러터 신호가 거리 및 방위별로 표시되는 클러터 모델을 생성하는 클러터 모델 생성부;를 포함하되,
    상기 클러터 모델 생성부는 시계열적 순서에 따라 입력되는 상기 레이더 비디오 신호들에서 선택되는 일부 레이더 비디오 신호들로 이루어진 그룹들에 따른 신호 강도에 대하여 이동 평균들을 계산하고, 상기 이동 평균들 중 최소의 이동 평균을 이용하여 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 시스템.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 레이더 비디오 신호는 상기 타겟에 의한 반사 신호, 상기 객체에 의한 클러터 신호 및 잡음 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 시스템.
  12. 외부에 존재하는 객체에 대한 복수의 레이더 비디오 신호들을 입력 받는 단계;
    상기 입력된 레이더 비디오 신호들을 이용하여 상기 레이더 비디오 신호들을 입력 받는 시점마다 가변하는 클러터 신호에 대한 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 신호 강도 지표를 기초로 상기 클러터 신호가 거리 및 방위별로 표시되는 클러터 모델을 생성하는 단계;를 포함하되,
    상기 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 단계는 시계열적 순서에 따라 입력되는 상기 레이더 비디오 신호들에서 선택되는 일부 레이더 비디오 신호들로 이루어진 그룹들에 따른 신호 강도에 대하여 이동 평균들을 계산하고, 상기 이동 평균들 중 최소의 이동 평균을 이용하여 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서,
    상기 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 단계는 기 저장된 전파모델(APM, Advanced Propagation Model)에 따른 전파손실, 상기 입력된 레이더 비디오 신호와 관련된 송신전력, 송신이득, 수신이득, 파장 및 신호처리이득을 고려하여 상기 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 클러터 모델은 상기 클러터 신호 강도 지표를 거리 및 방위에 따라 도시한 클러터 맵인 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 클러터 신호 강도 지표를 산출하는 단계는 상기 입력된 레이더 비디오 신호 각각을 기 설정된 거리 및 방위각에 따라 복수개의 트랙들로 구획하고, 구획된 각 트랙에서의 상기 클러터 신호 강도 지표들을 산출하고,
    상기 클러터 모델을 생성하는 단계는 상기 산출된 각 트랙별 신호 강도 지표들을 상기 기 설정된 거리 및 방위각에 따라 도시하여 상기 클러터 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 레이더 비디오 신호를 이용하는 클러터 모델 생성 방법.
  18. 제12항 및 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 방법을 위한 클러터 모델 생성 방법을 컴퓨터에서 수행하기 위한 컴퓨터에서 판독 가능한 프로그램이 기록된 저장 매체.
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