KR102014389B1 - 산란점 추정 방법 및 장치 - Google Patents

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박지훈
김시호
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법은, 소정 고각 각도 및 소정 방위각 각도 간격으로, 대상체에 의해 전자파가 산란됨에 기초하여 생성되는 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 이용하여, 제1 고각 및 제1 방위각에서의 제1 산란점 세트, 상기 제1 고각 및 제2 방위각에서의 제2 산란점 세트, 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서의 제3 산란점 세트를 결정하는 단계와, 상기 제1 산란점 세트와 상기 제2 산란점 세트를 연계시키고 상기 제1 산란점 세트와 상기 제3 산란점 세트를 연계시킴에 기초하여, 상기 복수의 산란점에 대한 2차원 행렬을 생성하는 단계와, 상기 생성된 행렬을 내삽하여, 상기 제1 고각과 상기 제2 고각 사이의 특정 고각과 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각 사이의 특정 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 제4 산란점 세트를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

산란점 추정 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING SCATTERNG CENTER}
본 발명은 기존에 구비되는 산란점에 대한 데이터베이스에는 포함되어 있지 않은 산란점을 추정하는 산란점 추정 방법 및 장치에 관한 것이다.
표적 산란점(Scattering Center)은 레이더가 표적에 전자파를 방출하는 경우 표적에 의한 반사 신호(이하, '표적 반사 신호')에 기여하는 표적의 부분들에 대해 일정한 크기와 위치를 갖는 등방성(Isotropic)의 점 집합을 단순화하여 표현하는 모델이다. 즉, 표적 산란점은 표적에 대한 실제 산란점 중 일부에 대한 것일 수 있다.
표적 산란점을 이용하면 표적 반사 신호를 산란점 각각의 신호 합으로써 빠르게 복원할 수 있으므로, 산란점은 레이더 표적인식 분야에 널리 활용되는 개념이다.
한편, 표적의 전자기 산란 특성은 측면 각도(Aspect Angle)에 따라 달리 나타나므로, 표적 산란점은 각도 별 세트로 산출되어야 한다. 이러한 산란점 세트를 표적 및 측면 각도 별로 구축한 결과는 표적 산란점에 대한 데이터베이스(Database, DB)에 저장되어 산란점을 이용한 표적의 인식에 이용된다.
표적 산란점은 실제 표적에 의한 표적 반사 신호 중 일부, 예를 들어 기여도가 큰 부분을 대표적으로 나타내는 것이기 때문에 실제보다 정보의 용량이 적다. 그러나, 보다 정확하게 표적을 인식하기 위해서 표적 산란점의 산란점 데이터베이스는 표적의 모든 측면 각도에 대한 산란점에 대한 정보를 포함하고 있어야 하지만, 저장 공간의 제약으로 통상 5도 또는 10도 등의 이산적인 각도 간격으로 구축되고 있다. 따라서, 산란점 데이터베이스에는 포함되지 않은 산란점을 추정하여 표적의 인식에 대한 정확도와 신뢰성을 확보하는 방안이 요구된다.
한국등록특허 제10-1703773호 (2017년 02월 01일 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 산란점을 이용하여 표적을 인식하는 경우 데이터베이스에 등록되지 않은 산란점을 추정하여 표적 인식에 대한 보다 향상된 정확도와 신뢰성을 제공하는 산란점 추정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 바로 제한되지 않으며, 언급되지는 않았으나 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 목적을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법은, 소정 고각 각도 및 소정 방위각 각도 간격으로, 대상체에 의해 전자파가 산란됨에 기초하여 생성되는 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 이용하여, 제1 고각 및 제1 방위각에서의 제1 산란점 세트, 상기 제1 고각 및 제2 방위각에서의 제2 산란점 세트, 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서의 제3 산란점 세트를 결정하는 단계와, 상기 제1 산란점 세트와 상기 제2 산란점 세트를 연계시키고 상기 제1 산란점 세트와 상기 제3 산란점 세트를 연계시킴에 기초하여, 상기 복수의 산란점에 대한 2차원 행렬을 생성하는 단계와, 상기 생성된 행렬을 내삽하여, 상기 제1 고각과 상기 제2 고각 사이의 특정 고각과 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각 사이의 특정 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 제4 산란점 세트를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제4 산란점 세트에 포함되는 복수의 산란점에 대한 정보는, 상기 데이터베이스에 미리 저장되지 않을 수 있다.
또한, 상기 제1 산란점 세트는, 상기 제1 고각 및 상기 제1 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보를 포함하고, 상기 제2 산란점 세트는, 상기 제1 고각 및 상기 제2 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보를 포함하고, 상기 제3 산란점 세트는, 상기 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 고각과 상기 제2 고각은 상기 소정 고각 각도의 차이를 가지고, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각은 상기 소정 방위각 각도의 차이를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 산란점 세트와 상기 제2 산란점 세트의 연계는, 상기 제1 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호, 상기 제2 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호의 차이를 이용하여 상기 제1 산란점 세트에 대해 최적화를 수행하고, 상기 최적화가 수행된 제1 산란점 세트에 대해 기지정된 회전 행렬과 상기 제1 산란점 세트와 연관된 이동 벡터를 이용하여 이동변환을 수행함에 기초하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 장치는, 소정 고각 각도 및 소정 방위각 각도 간격으로, 대상체에 의해 전자파가 산란됨에 기초하여 생성되는 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 이용하여, 제1 고각 및 제1 방위각에서의 제1 산란점 세트, 상기 제1 고각 및 제2 방위각에서의 제2 산란점 세트, 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서의 제3 산란점 세트를 결정하는 산란점 세트 결정부와, 상기 제1 산란점 세트와 상기 제2 산란점 세트를 연계시키고 상기 제1 산란점 세트와 상기 제3 산란점 세트를 연계시킴에 기초하여, 상기 복수의 산란점에 대한 2차원 행렬을 생성하는 행렬 생성부와, 상기 생성된 행렬을 내삽하여, 상기 제1 고각과 상기 제2 고각 사이의 특정 고각과 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각 사이의 특정 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 제4 산란점 세트를 추정하는 산란점 세트 추정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제4 산란점 세트에 포함되는 복수의 산란점에 대한 정보는, 상기 데이터베이스에 미리 저장되지 않을 수 있다.
또한, 상기 제1 산란점 세트는, 상기 제1 고각 및 상기 제1 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보를 포함하고, 상기 제2 산란점 세트는, 상기 제1 고각 및 상기 제2 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보를 포함하고, 상기 제3 산란점 세트는, 상기 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 고각과 상기 제2 고각은 상기 소정 고각 각도의 차이를 가지고, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각은 상기 소정 방위각 각도의 차이를 가질 수 있다.
또한, 상기 행렬 생성부는, 상기 제1 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호, 상기 제2 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호의 차이를 이용하여 상기 제1 산란점 세트에 대해 최적화를 수행하고, 상기 최적화가 수행된 제1 산란점 세트에 대해 기지정된 회전 행렬과 상기 제1 산란점 세트와 연관된 이동 벡터를 이용하여 이동변환을 수행함에 기초하여 상기 제1 산란점 세트와 상기 제2 산란점 세트를 연계시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 산란점 추정 방법 및 장치는, 산란점을 이용하여 표적을 인식하는 경우 데이터베이스에 등록되지 않은 산란점을 추정함으로써 표적 인식에 대한 보다 향상된 정확도와 신뢰성을 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에서 산란점 추정을 위해 이용하는 방위각과 고각을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 장치의 기능 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법의 각 단계의 흐름을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에서 산란점의 추정을 위해 산란점을 연계하는 과정의 예를 개념적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에서 산란점의 추정을 위해 산란점을 연계하는 과정의 다른 예를 개념적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에서 생성되는 행렬을 개념적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에 의해 획득된 행렬을 보다 구체적으로 도시한다.
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 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 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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 것으로서 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에서 산란점 추정을 위해 이용하는 방위각과 고각을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
구체적으로, 도 1은 레이더 장치(1)로부터 대상체(또는 표적)(2)으로 전자파(또는 레이더)가 방출(또는 조사)되어 산란점이 형성되는 경우, 산란점의 방위각(azimuth)과 고각(elevation)을 설명하기 위한 도면이다.
참조번호 1a는 방위각에 대한 것으로, 참조번호 1a에 따르면 방위각은 대상체(2)의 수평면을 기준으로 이루는 각도를 의미할 수 있다. 참조번호 1b는 고각에 대한 것으로, 참조번호 1b에 따르면 고각은 대상체(2)의 수직면을 기준으로 이루는 각도를 의미할 수 있다.
산란점을 이용하여 표적을 인식하고자 할 때 이용하기 위해 데이터베이스가 미리 형성되어 있을 수 있다. 데이터베이스에는 대상체(2)에 대한 산란점 각각의 정보를 포함하는 복수의 산란점 세트가 저장되어 있을 수 있다. 복수의 산란점 세트 각각은 특정 방위각과 특정 고각을 가지는 위치 기준의 산란점에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 산란점 세트는 예를 들면, 방위각은 0°에서 360°까지 5° 간격으로 구축되고, 고각은 -15°에서 0°까지 5°간격으로 구축되어 데이터베이스에 미리 저장될 수 있다.
한편, 산란점에 대한 정보는 산란점의 위치 또는 크기(또는 세기)에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 후술하겠으나 산란점의 위치 또는 크기는 산란점에 대한 매개변수로 지칭될 수 있다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 장치의 기능 블록도를 도시한다. 이하 사용되는 '…부'등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 이하에서는 도 1과 중복되는 내용은 생략하겠다.
도 2을 참조하면, 산란점 추정 장치(100)는 산란점 세트 결정부(110), 행렬 생성부(120), 산란점 세트 추정부(130)를 포함할 수 있다.
산란점 세트 결정부(110)는 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있으며, 이는 후술할 행렬 생성부(120), 산란점 세트 추정부(130)에 있어서도 같다.
산란점 세트 결정부(110)는 제1 고각 및 제1 방위각에서의 제1 산란점 세트, 상기 제1 고각 및 제2 방위각에서의 제2 산란점 세트, 제2 고각 및 제1 방위각에서의 제3 산란점 세트를 결정할 수 있다.
구체적으로, 산란점 세트 결정부(110)는 소정 고각 각도 및 소정 방위각 각도 간격으로 대상체(2)에 의해 전자파가 산란됨에 기초하여 생성되는 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 이용하여, 데이터베이스 내에 저장된 산란점 세트 중 연계시킬 산란점 세트를 결정할 수 있다. 서로 연계되도록 결정되는 산란점 세트는 인접한 산란점 세트, 즉 인접한 방위각 또는 인접한 고각에 대한 산란점 세트일 수 있다.
각각의 산란점 세트는 특정 고각 및 특정 방위각에서 산란점 세트에 포함되는 산란점 마다의 위치 및 크기를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 산란점 세트는 제1 고각 및 제1 방위각에서 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보를 포함하고, 제2 산란점 세트는 제1 고각 및 제2 방위각에서 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보를 포함하고, 제3 산란점 세트는 제2 고각 및 제1 방위각에서 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
제1 방위각과 제2 방위각은 소정 방위각 각도의 차이를 가지고, 제1 고각과 제2 고각은 소정 고각 각도의 차이를 가질 수 있다. 소정 방위각 각도 및 소정 고각 각도는 기지정된 값으로서, 데이터베이스에 포함되는 산란점 세트를 나누는 기준일 수 있다. 즉, 데이터베이스에 포함되는 산란점 세트는 소정 방위각 각도 간격 및 소정 고각 각도 간격으로 형성된 것일 수 있다.
행렬 생성부(120)는 제1 산란점 세트와 제2 산란점 세트를 연계시키고 제1 산란점 세트와 제3 산란점 세트를 연계시킴에 기초하여, 복수의 산란점에 대한 2차원 행렬을 생성할 수 있다.
예를 들어, 행렬 생성부(120)는 고각이 같은 제1 산란점 세트와 제2 산란점을 연계시킨 후, 제1 산란점 세트에 대해 고각이 다른 제3 산란점 세트를 연계시킬 수 있다. 제3 산란점 세트는 고각이 같지만 방위각은 다른 산란점 세트와 다시 연계될 수도 있다. 이와 같은 방식으로, 행렬 생성부(120)는 데이터베이스 내의 산란점 세트 각각을 서로 연계시켜, 방위각과 고각을 기준으로 2차원 행렬을 생성할 수 있다.
행렬 생성부(120)는 전기장 정합을 이용한 최적화와 이동 변환을 이용하여 산란점 세트 사이의 연계를 수행할 수 있다. 제1 산란점 세트와 제2 산란점 세트 사이의 연계를 대표적인 예시로서 설명하면, 행렬 생성부(120)는 하기의 수학식 1을 이용하여 전기장 정합을 이용한 최적화를 수행할 수 있다.
Figure 112019061206414-pat00001
수학식 1에서, Aopt는 전기장 정합을 이용하여 최적화가 수행된 제1 산란점 세트, EA는 제1 산란점 세트에서 복원한 전기장 신호, EB는 제2 산란점 세트에서 복원한 전기장 신호이다.
행렬 생성부(120)는 전기장 정합에 의해 최적화가 수행된 제1 산란점 세트에 대해 하기의 수학식 2를 이용하여 이동 변환을 수행함으로써 제1 산란점 세트의 제2 산란점 세트에 대한 정밀한 정합을 수행할 수 있다.
Figure 112019061206414-pat00002
수학식 2에서,
Figure 112019061206414-pat00003
은 뒤에 나오는 수식, 즉
Figure 112019061206414-pat00004
를 최소화하는 R,T를 구한다는 의미일 수 있다. 또한, RA는
Figure 112019061206414-pat00005
의 뒤에 나오는 수식을 최소화시키는 제1 산란점 세트에 대한 회전 행렬,
Figure 112019061206414-pat00006
는
Figure 112019061206414-pat00007
의 뒤에 나오는 수식을 최소화시키는 제1 산란점 세트에 대한 이동 벡터, R은 회전 행렬에 대한 변수,
Figure 112019061206414-pat00008
는 Aopt를 구성하는 적어도 하나의 산란점, Bi는 제2 산란점 세트를 구성하는 i번째 산란점,
Figure 112019061206414-pat00009
는 이동 벡터에 대한 변수이다.
이와 같은 정합을 이용하여, 행렬 생성부(120)는 제1 산란점 세트와 제2 산란점 세트 각각을 구성하는 산란점을 정렬할 수 있고, 제1 산란점 세트를 구성하는 산란점 각각에 대해 제2 산란점 세트의 산란점 중 연계될 산란점을 결정할 수 있다. 예를 들면, 제1 산란점 세트를 구성하는 산란점 각각에 연계될 제2 산란점 세트의 산란점은 제1 산란점 세트의 산란점 각각과 최소거리를 가지는 산란점일 수 있다.
이와 같은 연계에 대한 설명은 도 4 또는 도 5를 참조할 수 있으며, 연계에 의해 생성되는 행렬은 도 6의 참조번호 2a를 참조할 수 있다.
한편, 이러한 연계는 상술한 바와 같이 방위각 또는 고각이 인접하여 위치하는 산란점 세트마다 이루어질 수 있고, 연계에 의해 데이터베이스 내의 산란점 세트에 대해 비어있는 각도에 대한 연속성이 추정될 수 있다. 예를 들어, 5° 간격의 방위각을 가지도록 산란점 세트가 저장되어 있던 경우, 연계가 수행됨에 의해 방위각들이 이어지며 연속적인 정보가 생성됨으로써, 5° 미만의 기존에는 없었던 방위각 각도 부분의 정보가 예측될 수 있다.
산란점 세트 추정부(130)는 행렬을 내삽하여, 제1 고각과 제2 고각 사이의 특정 고각과 제1 방위각과 제2 방위각 사이의 특정 방위각에서의 산란점 세트를 추정할 수 있다. 추정되는 산란점 세트는 데이터베이스에는 저장되지 않았던 방위각 또는 각도에 대한 산란점 세트일 수 있다.
산란점 세트 추정부(130)에 의해 수행되는 내삽은 2차원 공일차 내삽일 수 있으며, 이러한 내삽은 미세 각도를 기준으로 이루어질 수 있다. 여기서, 미세 각도는 데이터베이스에 저장된 산란점 세트의 방위각 각도 간격 또는 고각 각도 간격보다 작은 방위각 각도 간격 또는 고각 각도 간격을 의미할 수 있다.
경우에 따라, 산란점 세트 추정부(130)는 내삽을 수행함으로써 행렬 생성부(120)에 의해 생성된 2차원 행렬을 보다 구체적인 행렬로 나타낼 수 있다. 즉, 산란점 세트 추정부(130)는 행렬 생성부(120)에 의해 생성된 2차원 행렬을 구체화하여 새로운 행렬을 생성할 수 있다. 산란점 세트 추정부(130)에 의해 새롭게 생성된 행렬은 도 6의 참조번호 2b를 참조할 수 있다.
한편, 산란점 세트를 구성하는 산란점은 매개변수로서 위치와 관련된 x좌표, y좌표, z좌표에 대한 값을 가질 수 있으며, 추가적으로 산란점의 크기(또는 세기)에 대한 값을 가질 수 있다. 산란점 세트 추정부(130)는 내삽을 산란점의 매개변수 마다 수행하여 산란점과 관련된 매개변수마다 데이터베이스에 저장되지 않았던 값을 추정할 수 있으며, 이와 관련하여서는 도 7을 참조할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법의 각 단계의 흐름을 도시한다. 도 3에 도시된 방법의 각 단계는 경우에 따라 도면에 도시된 바와 그 순서를 달리하여 수행될 수 있음은 물론이다.
도 3을 참조하면, 산란점 세트 결정부(110)는 제1 고각 및 제1 방위각에서의 제1 산란점 세트, 상기 제1 고각 및 제2 방위각에서의 제2 산란점 세트, 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서의 제3 산란점 세트를 결정할 수 있다(S110). 이와 같은 산란점 세트의 결정은 소정 고각 각도 및 소정 방위각 각도 간격으로, 대상체(2)에 의해 전자파가 산란됨에 기초하여 생성되는 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 이용하여 수행될 수 있다.
행렬 생성부(120)는 제1 산란점 세트와 제2 산란점 세트를 연계시키고 제1 산란점 세트와 제3 산란점 세트를 연계시킴에 기초하여, 복수의 산란점에 대한 2차원 행렬을 생성할 수 있다(S120).
연계되는 산란점 세트는 인접한 방위각 또는 인접한 고각을 가지는 산란점 세트일 수 있다. 연계되는 산란점 세트 사이의 방위각 차이는 상술한 소정 방위각 각도, 연계되는 산란점 세트 사이의 고각 차이는 상술한 소정 고각 각도일 수 있다. 또한, 복수의 산란점에 대한 2차원 행렬은 데이터베이스 내의 산란점 세트가 연계됨에 기초하여 소정 방위각 각도와 소정 고각 각도 간격으로 생성되는 것일 수 있다.
행렬 생성부(120)는 제1 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호, 제2 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호의 차이를 이용하여 제1 산란점 세트에 대해 최적화를 수행하고, 최적화가 수행된 제1 산란점 세트에 대해 기지정된 회전 행렬과 상기 제1 산란점 세트와 연관된 이동 벡터를 이용하여 이동변환을 수행함에 기초하여 제1 산란점 세트와 제2 산란점 세트 간의 연계를 수행할 수 있다.
산란점 세트 추정부(130)는 제1 고각과 제2 고각 사이의 특정 고각과 제1 방위각과 제2 방위각 사이의 특정 방위각에서 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 산란점 세트를 추정할 수 있다(S130).
구체적으로, 산란점 세트 추정부(130)는 행렬 생성부(120)에 의해 생성된 행렬을 내삽함으로써 데이터베이스 내에는 저장되지 않았던 방위각 또는 고각을 가지는 산란점 세트를 추정할 수 있다.
산란점 세트를 구성하는 복수의 산란점 각각은 위치 또는 크기와 관련된 복수의 매개변수를 가질 수 있는데, 이러한 경우, 추정되는 산란점 세트는 매개변수 마다 추정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에서 산란점의 추정을 위해 산란점을 연계하는 과정의 예를 개념적으로 도시한다. 구체적으로, 도 4는 고각이 동일한 경우 방위각을 기준으로 산란점 세트를 연계시키는 과정을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 제1 산란점 세트(11)와 제2 산란점 세트(12)는 서로 연계될 수 있다. 이 때, 제1 산란점 세트(11)와 제2 산란점 세트(12)는 방위각은 상이하되, 고각은 같으며, 인접하는 방위각 각도의 산란점 세트일 수 있다. 예를 들어, 제1 산란점 세트(11)의 방위각은 m(단위는 생략), 고각은 n이고, 제2 산란점 세트(12)의 방위각은 k, 고각은 n일 수 있다. 이하에서는 방위각과 고각을 (방위각, 고각)의 형식으로 표현하겠다.
제1 산란점 세트(11)와 제2 산란점 세트(12)는 서로 인접한 산란점 세트일 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스의 산란점 세트의 방위각이 1 간격을 가지도록 형성된 것인 경우, 제1 산란점 세트(11)는 (m,n)에서의 산란점 세트이고, 제2 산란점 세트(12)는 (m+1,n)에서의 산란점 세트일 수 있다.
도 4의 연계된 산란점 세트(20)는 인접한 위치의 산란점 마다 서로 연계됨을 개념적으로 나타내는 것으로, 이러한 산란점 세트(20)가 별도로 구비되는 것은 아닐 수 있다.
이러한 경우, 데이터베이스에는 각 산란점 세트(20)와 관련하여 복수의 산란점 마다 연계된 다른 산란점 세트의 산란점에 대한 정보가 저장됨으로써 추후 산란점 추정에 이용될 수 있다.
연계된 산란점 세트(20)는 연계 정보(30)와 같이 구체화될 수 있다. 연계 정보(30)는 도시된 바와 같이 제1 산란점 세트(11)와 제2 산란점 세트(12) 각각에 포함된 산란점 마다 연계된 산란점이 무엇인지에 대한 정보를 나타낼 수 있다. 이러한 정보가 데이터베이스에 저장될 수 있다.
이와 같이 고각은 서로 동일하되 방위각이 서로 다른 산란점 세트(예: 제1 산란점 세트(11), 제2 산란점 세트(12))와 의 연계는 방위각에 대한 연계로 지칭될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에서 산란점의 추정을 위해 산란점을 연계하는 과정의 다른 예를 개념적으로 도시한다.
도 5를 참조하면, 제1 산란점 세트(11), 제2 산란점 세트(12), 제3 산란점 세트(13), 제4 산란점 세트(14), 제5 산란점 세트(15), 제6 산란점 세트(16)에 대해 연계가 수행될 수 있다.
여기서, 제1 산란점 세트(11), 제2 산란점 세트(12), 제3 산란점 세트(13)는 고각은 동일(예: 제1 고각)하되 방위각이 상이(예: 제1 방위각, 제2 방위각, 제3 방위각)한 산란점 세트일 수 있다.
제4 산란점 세트(14), 제5 산란점 세트(15), 제6 산란점 세트(16) 각각의 고각은 서로 동일하되 제1 산란점 세트(11), 제2 산란점 세트(12), 제3 산란점 세트(13)의 고각(예: 제1 고각)과는 상이할 수 있다. 예를 들어, 제4 산란점 세트(14), 제5 산란점 세트(15), 제6 산란점 세트(16) 각각의 고각은 제2 고각일 수 있다. 다만, 방위각은 제1 산란점 세트(11)와 제4 산란점 세트(14)가 동일하고, 제2 산란점 세트(12)와 제5 산란점 세트(15)가 동일하며, 제3 산란점 세트(13)와 제6 산란점 세트가 동일할 수 있다.
연계에 대해 구체적으로 설명하면, 제1 고각에 대한 제1 산란점 세트(11), 제2 산란점 세트(12) 및 제3 산란점 세트(13)가 서로 연계된 후, 즉 방위각에 대한 연계가 수행된 후에는 고각에 대한 연계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 산란점 세트(11)와 제4 산란점 세트(14)의 연계가 수행될 수 있다. 그 후 제4 산란점 세트(14)를 시작으로 고각은 동일하되 방위각은 서로 상이한 산란점 세트(예: 제5 산란점 세트(15), 제6 산란점 세트(16)) 간의 연계가 수행될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 고각에 대한 연계나 방위각에 대한 연계는 순서와 무관하게, 예를 들어 고각에 대한 연계가 먼저 수행된 후 방위각에 대한 연계가 수행될 수도 있음은 물론이다.
한편, 고각에 대한 연계는 방위각은 서로 동일하되 고각이 서로 다른 산란점 세트(예: 제1 산란점 세트(11), 제4 산란점 세트(1))와의 연계를 의미할 수 있고, 방위각에 대한 연계나 고각에 대한 연계 모두 인접한 산란점 세트끼리 연계되는 것일 수 있다.
이와 같이 고각에 대한 연계와 방위각에 대한 연계가 데이터베이스에 포함되는 각각의 산란점 세트마다 모두 수행되면, 이를 나타내는 2차원 행렬이 생성될 수 있다. 2차원 행렬에 대한 보다 구체적인 예는 도 6을 참조할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에서 생성되는 행렬을 개념적으로 도시한다. 구체적으로, 도 6은 데이터베이스의 산란점 세트 마다의 연계가 수행됨에 기초하여 생성되는 2차원 행렬의 예를 나타낸다.
참조번호 2a의 열 축, 즉 세로 축은 방위각을 나타내며, 행 축, 즉 가로축은 고각을 나타내는 것일 수 있다. 참조번호 2a의 각각의 칸은 해당 칸의 방위각과 고각에 대응하는 산란점 세트에 대한 것일 수 있다.
이와 같이 2차원 행렬이 형성된 후에는 미세각도 기준으로 2차원 공일차 내삽(bilinear interpolation)이 수행될 수 있는데, 이에 따라 데이터베이스에 저장되어 있지 않은 방위각과 고각 각도에 대한 산란점 세트가 추정될 수 있다.
여기서, 미세 각도는 데이터베이스의 산란점 세트를 나누는 방위각과 고각의 간격보다 더 작은 간격의 각도를 의미할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스와 관련된 방위각 간격이 5°인 경우, 미세 각도는 5°미만의 각도일 수 있다.
이러한 경우, 데이터베이스 내에는 방위각이 0°또는 5°인 경우의 산란점 세트만 저장되어 있음에도 방위각이 2°인 경우의 산란점 세트가 추정될 수 있다. 이와 같이 미세 각도로 내삽이 수행되면 2차원 행렬이 보다 자세하게 재생성될 수 있다.
참조번호 2b는 미세 각도로 재생성된 2차원 행렬, 즉 내삽이 수행되어 산란점 세트 추정부(130)에 의해 생성된 행렬의 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법에 의해 획득된 행렬을 보다 구체적으로 도시한다. 구체적으로, 도 7은 미세 각도를 기준으로 재생성된 행렬이 n개의 산란점 세트를 포함하는 경우, 산란점 세트와 관련된 매개변수 마다 표현되는 행렬을 개념적으로 도시한다.
도 7을 참조하면, 제1 행렬(40-1)은 제1 산란점 세트에 대한 것일 수 있고, 제n 행렬(40-n)은 제n 산란점 세트에 대한 것일 수 있다. 산란점 세트의 위치 및 크기를 나타내는 매개변수는 위치에 대한 값인 x좌표에 대한 값, y좌표에 대한 값, z좌표에 대한 값을 포함할 수 있고, 산란점의 크기에 대한 값을 포함할 수 있다. 즉, 산란점 마다 복수의 매개변수가 존재할 수 있는데, 이러한 경우 매개변수 각각마다의 행렬이 도출될 수 있다.
이에 따라, 제1 행렬(40-1)은 매개변수 마다의 행렬 즉, 매개변수가 4개인 경우에는 4 종류의 행렬로 나타날 수 있고, 제n 행렬(40-n)도 매개변수 마다의 행렬로 나타날 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법 및 장치는, 데이터베이스에 저장되지 않았던 각도(예: 방위각 각도 또는 고각 각도)에 대해 보다 정확하며 효과적으로 산란점을 추정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산란점 추정 방법 및 장치는 데이터베이스 내의 인근(또는 인접 각도)의 산란점 세트를 연계시킴으로써 산란점 세트 간의 연속적인 변화가 나타나도록 할 수 있다. 또한, 이에 따라 데이터베이스에 저장된 산란점 세트 사이에 나타나는 산란점의 변화 추이가 파악되도록 할 수 있다. 이에 따라, 산란점 추정 장치 및 방법은 산란점 세트에 대한 정보(예: 산란점의 위치, 크기)를 보다 정확하게 추정할 수 있다.
본 명세서에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 레이더
2: 대상체
100: 산란점 추정 장치
110: 산란점 세트 결정부
120: 행렬 생성부
130: 산란점 세트 추정부

Claims (10)

  1. 소정 고각 각도 및 소정 방위각 각도 간격으로, 대상체에 의해 전자파가 산란됨에 기초하여 생성되는 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 이용하여, 제1 고각 및 제1 방위각에서의 제1 산란점 세트, 상기 제1 고각 및 제2 방위각에서의 제2 산란점 세트, 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서의 제3 산란점 세트를 결정하는 단계와,
    상기 제1 산란점 세트와 상기 제2 산란점 세트를 연계시키고 상기 제1 산란점 세트와 상기 제3 산란점 세트를 연계시킴에 기초하여, 상기 복수의 산란점에 대한 2차원 행렬을 생성하는 단계와,
    상기 생성된 행렬을 내삽하여, 상기 제1 고각과 상기 제2 고각 사이의 특정 고각과 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각 사이의 특정 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 제4 산란점 세트를 추정하는 단계를 포함하는
    산란점 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제4 산란점 세트에 포함되는 복수의 산란점에 대한 정보는, 상기 데이터베이스에 미리 저장되지 않는
    산란점 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산란점 세트는, 상기 제1 고각 및 상기 제1 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치 및 크기를 나타내는 정보를 포함하고,
    상기 제2 산란점 세트는, 상기 제1 고각 및 상기 제2 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치 및 크기를 나타내는 정보를 포함하고,
    상기 제3 산란점 세트는, 상기 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치 및 크기를 나타내는 정보를 포함하는
    산란점 추정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고각과 상기 제2 고각은 상기 소정 고각 각도의 차이를 가지고,
    상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각은 상기 소정 방위각 각도의 차이를 가지는
    산란점 추정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산란점 세트와 상기 제2 산란점 세트의 연계는,
    상기 제1 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호, 상기 제2 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호의 차이를 이용하여 상기 제1 산란점 세트에 대해 최적화를 수행하고, 상기 최적화가 수행된 제1 산란점 세트에 대해 기지정된 회전 행렬과 상기 제1 산란점 세트와 연관된 이동 벡터를 이용하여 이동 변환을 수행함에 기초하여 이루어지는
    산란점 추정 방법.
  6. 소정 고각 각도 및 소정 방위각 각도 간격으로, 대상체에 의해 전자파가 산란됨에 기초하여 생성되는 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 이용하여, 제1 고각 및 제1 방위각에서의 제1 산란점 세트, 상기 제1 고각 및 제2 방위각에서의 제2 산란점 세트, 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서의 제3 산란점 세트를 결정하는 산란점 세트 결정부와,
    상기 제1 산란점 세트와 상기 제2 산란점 세트를 연계시키고 상기 제1 산란점 세트와 상기 제3 산란점 세트를 연계시킴에 기초하여, 상기 복수의 산란점에 대한 2차원 행렬을 생성하는 행렬 생성부와,
    상기 생성된 행렬을 내삽하여, 상기 제1 고각과 상기 제2 고각 사이의 특정 고각과 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각 사이의 특정 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치를 나타내는 제4 산란점 세트를 추정하는 산란점 세트 추정부를 포함하는
    산란점 추정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제4 산란점 세트에 포함되는 복수의 산란점에 대한 정보는, 상기 데이터베이스에 미리 저장되지 않는
    산란점 추정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 산란점 세트는, 상기 제1 고각 및 상기 제1 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치 및 크기를 나타내는 정보를 포함하고,
    상기 제2 산란점 세트는, 상기 제1 고각 및 상기 제2 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치 및 크기를 나타내는 정보를 포함하고,
    상기 제3 산란점 세트는, 상기 제2 고각 및 상기 제1 방위각에서 상기 복수의 산란점에 대한 위치 및 크기를 나타내는 정보를 포함하는
    산란점 추정 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 고각과 상기 제2 고각은 상기 소정 고각 각도의 차이를 가지고,
    상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각은 상기 소정 방위각 각도의 차이를 가지는
    산란점 추정 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 행렬 생성부는,
    상기 제1 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호, 상기 제2 산란점 세트로부터 복원된 전기장 신호의 차이를 이용하여 상기 제1 산란점 세트에 대해 최적화를 수행하고,
    상기 최적화가 수행된 제1 산란점 세트에 대해 기지정된 회전 행렬과 상기 제1 산란점 세트와 연관된 이동 벡터를 이용하여 이동변환을 수행함에 기초하여 상기 제1 산란점 세트와 상기 제2 산란점 세트를 연계시키는
    산란점 추정 장치.
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