KR102141051B1 - Method for detecting target and equipment for detecting target - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표적 탐지 방법 및 표적 탐지 설비에 관한 것으로, 표적 탐지 정확성을 향상시킬 수 있는 표적 탐지 방법 및 표적 탐지 설비에 관한 것이다.The present invention relates to a target detection method and a target detection facility, and relates to a target detection method and a target detection facility capable of improving target detection accuracy.
지하 매설물 탐지는 지하에 매설된 광물, 문화재, 지뢰, 미폭발 위험물 등을 탐지 대상으로 하여 민간 분야, 산업 분야 및 군사 분야 등 다양한 분야에서 요구되고 있다. 일반적으로 지하 매설물을 탐지하기 위한 장비로서 금속 탐지기(MD: Metal Detector)가 이용된다. 금속 탐지기는 전자 유도 방식으로 구현이 간단하고 탐지 성능이 좋은 장점이 있지만, 비금속 물체를 탐지하는 데는 한계가 있다. 따라서, 비금속 물체도 탐지 가능한 전자기파 기반의 탐지 레이더가 최근에 각광을 받고 있다.Underground buried detection is required in various fields such as the private sector, industrial sector, and military sector, targeting the detection of minerals, cultural assets, land mines, and unexploded dangerous substances buried underground. In general, a metal detector (MD) is used as equipment for detecting underground burial. Metal detectors have the advantage of simple implementation and good detection performance by electromagnetic induction, but have limitations in detecting non-metallic objects. Accordingly, an electromagnetic wave-based detection radar capable of detecting non-metallic objects has recently been spotlighted.
탐지 레이더는 지면을 투과하여 지하에 매설된 물체, 예를 들어 지뢰를 탐지하기 때문에 지면 투과 레이더(Ground Penetrating Radar; GPR)로 불린다. 지면 투과 레이더를 이용한 탐지 장치의 예가 한국등록특허 제10-0365141호, 한국등록특허 제10-1241313호, 한국등록특허 제10-1267016호 및 한국등록특허 제10-1267017호 등에 제시되어 있다. 이러한 지면 투과 레이더는 일정 깊이의 땅속을 투과하여 반사되는 신호를 이용하여 지뢰를 탐지해야 하므로 대략 100㎒∼1㎓의 초광대역(Ultrawide Band; UWB) 주파수를 이용한다. 이렇게 초광대역을 이용하는 지면 투과 레이더를 초광대역 지면 투과 레이더(Ultra-wideband Ground Penetrating Radar)라 한다.The detection radar is called a ground penetration radar (GPR) because it detects objects buried underground, for example land mines, through the ground. Examples of the detection device using the ground transmission radar are presented in Korean Patent Registration No. 10-0365141, Korean Patent Registration No. 10-1241313, Korean Patent Registration No. 10-1267016, and Korean Patent Registration No. 10-1267017. The ground transmission radar uses an ultrawide band (UWB) frequency of approximately 100 MHz to 1 kHz because it must detect land mines using signals reflected through the ground at a certain depth. In this way, the ground transmission radar using the ultra-wide band is called an ultra-wideband ground penetration radar.
초광대역 지면 투과 레이더는 초광대역 송신파를 지면으로 방사하고 지뢰로부터 반사되는 신호를 분석하여 지뢰의 형상, 매설 깊이 등을 추정할 수 있다.The ultra-wide-band transmission radar can estimate the shape, buried depth, and the like by radiating an ultra-wideband transmission wave to the ground and analyzing signals reflected from the mine.
한편, 전자기파를 송신하는 송신기와 반사되는 신호를 수신하는 수신기를 구비하는 하나의 지면 투과 레이더를 이용하여 지뢰를 탐지한다. 즉, 병사가 지면 투가 레이더를 구비하는 지뢰 탐지기를 들고 지뢰를 탐지한다. 이러한 탐지 방법은 방대한 양의 지뢰를 탐지하는데 상당한 시간이 소요되어, 비효율적인 문제가 있다.On the other hand, a land mine is detected using a ground transmission radar having a transmitter for transmitting electromagnetic waves and a receiver for receiving reflected signals. In other words, when a soldier is on the ground, he picks up a mine detector equipped with a radar to detect land mines. Such a detection method takes a considerable amount of time to detect a large amount of landmines, and is inefficient.
본 발명은 탐지 정확성을 향상시킬 수 있는 표적 탐지 방법 및 표적 탐지 설비에 관한 것이다.The present invention relates to a target detection method and a target detection facility capable of improving detection accuracy.
본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 방법은, 일 방향으로 나열 배치된 복수의 탐지체 각각으로부터 송신 신호를 방사하면서, 상기 복수의 탐지체를 상기 일 방향과 다른 타 방향으로 이동시키는 과정; 상기 송신 신호가 반사되어 상기 복수의 탐지체 각각으로 수신되는 수신 신호를 일정 주기로 복수회 샘플링하여, 복수의 샘플링 신호를 획득하는 과정; 상기 복수의 탐지체 각각의 수신 신호로부터 샘플링된 복수의 샘플링 신호로부터 클러터(clutter)를 제거하여, 상기 복수의 샘플링 신호 각각을 처리 신호로 변환시키는 보정 과정; 상기 복수의 탐지체 별 처리 신호들을 이용하여 탐지 신호를 생성하는 과정; 및 상기 탐지 신호를 이용하여 상기 일 방향으로의 표적의 위치를 탐지하는 과정;을 포함한다.Target detection method according to an embodiment of the present invention, while radiating a transmission signal from each of a plurality of detectors arranged in one direction, while moving the plurality of detectors in the other direction different from the one direction; Obtaining a plurality of sampling signals by sampling the received signals received by each of the plurality of detectors by a predetermined period by reflecting the transmitted signals; A correction process of removing a clutter from a plurality of sampling signals sampled from each of the plurality of detectors and converting each of the plurality of sampling signals into processing signals; Generating a detection signal by using the processing signals for each of the plurality of detection objects; And detecting the position of the target in the one direction using the detection signal.
상기 일 방향은 X 축 방향이고, 상기 타 방향은 상기 X 축 방향과 수평으로 직교하는 Y 축 방향이다.The one direction is an X-axis direction, and the other direction is a Y-axis direction horizontally orthogonal to the X-axis direction.
상기 보정 과정은, 상기 복수의 탐지체 각각의 수신 신호로부터 n 번째로 샘플링된 n 번째 샘플링 신호들에 대한 엔트로피에 따라, 상기 n 번째 샘플링 신호들을 그대로 유지하거나, 폐기하여 처리 신호를 생성하는 과정을 포함한다.In the correction process, a process signal is generated by maintaining or discarding the n-th sampling signals as they are according to the entropy of the n-th sampling signals sampled n-th from the received signal of each of the plurality of detectors. Includes.
본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 방법은 복수의 탐지체 각각으로부터 송신 신호를 방사하면서, 상기 복수의 탐지체를 이동시키는 과정; 상기 복수의 탐지체 각각으로 수신되는 수신 신호로부터 복수의 샘플링 신호를 획득하는 과정; 상기 복수의 샘플링 신호로부터 클러터(clutter)를 제거하여, 상기 복수의 샘플링 신호 각각을 처리 신호로 변환시키는 보정 과정; 상기 복수의 탐지체 별 처리 신호들을 이용하여 탐지 신호를 생성하는 과정; 및 상기 탐지 신호를 이용하여 표적의 위치를 탐지하는 과정;을 포함하고, 상기 보정 과정은, 상기 복수의 탐지체 각각의 수신 신호로부터 n 번째로 샘플링된 n 번째 샘플링 신호들에 대한 엔트로피에 따라, 상기 n 번째 샘플링 신호들을 그대로 유지하거나, 폐기하여 처리 신호를 생성하는 과정을 포함한다.The target detection method according to an embodiment of the present invention includes the steps of moving the plurality of detectors while emitting a transmission signal from each of the plurality of detectors; Obtaining a plurality of sampling signals from received signals received by each of the plurality of detectors; A correction process of removing a clutter from the plurality of sampling signals and converting each of the plurality of sampling signals into processing signals; Generating a detection signal by using the processing signals for each of the plurality of detection objects; And detecting a position of a target using the detection signal; and the correction process includes, according to entropy of the n-th sampling signals sampled n-th from the received signals of each of the plurality of detectors, And generating or processing the n-th sampling signals as they are or discarding them.
상기 보정 과정은, 상기 복수의 수신 신호 각각으로부터 n 번째로 샘플링된 n 번째 샘플링 신호들에 대한 n 번째 엔트로피를 산출하는 과정; 산출된 상기 n 번째 엔트로피를 기준 엔트로피와 비교하는 과정; 산출된 상기 n 번째 엔트로피가 기준 엔트로피 미만일 때, 상기 n 번째 샘플링 신호들을 그대로 유지시키는 과정; 및 산출된 상기 n 번째 엔트로피가 기준 엔트로피 이상일 때, 상기 n 번째 샘플링 신호들을 폐기시키는 과정;을 포함한다.The correction process may include calculating n-th entropy for n-th sampling signals sampled n-th from each of the plurality of received signals; Comparing the calculated n-th entropy with a reference entropy; When the calculated n-th entropy is less than a reference entropy, maintaining the n-th sampling signals as they are; And discarding the n-th sampling signals when the calculated n-th entropy is greater than or equal to a reference entropy.
상기 표적의 위치를 탐지하는 과정은, 상기 탐지 신호 별 신호 세기에 따라, 상기 탐지 신호를 탐지값 및 배경값으로 이진화하여 탑뷰 영상 이미지를 생성하는 과정; 및 상기 영상 이미지 상에서 면적을 가지는 윈도우를 이동시키면서, 상기 윈도우 내에서 탐지값을 가지는 화소가 차지하는 면적과 기 설정된 기준 면적을 비교하여, 상기 복수의 탐지체가 나열 배치된 방향인 상기 일 방향으로의 표적의 위치를 탐지하는 과정;을 포함한다.The process of detecting the position of the target may include generating a top view video image by binarizing the detection signal into a detection value and a background value according to signal strength for each detection signal; And moving the window having an area on the video image, comparing an area occupied by a pixel having a detection value in the window with a preset reference area, and targeting the target in one direction, which is a direction in which the plurality of detectors are arranged The process of detecting the location of; includes.
상기 영상 이미지 상에서 상기 윈도우를 이동시키는데 있어서, 상기 영상 이미지 상에서 상기 일 방향과 대응하는 제 1 방향 및 상기 일 방향과 다른 타 방향과 대응하는 제 2 방향으로 교대하여 복수회 이동시킨다.In moving the window on the video image, the image is alternately moved multiple times in a first direction corresponding to the one direction and a second direction corresponding to another direction different from the one direction.
상기 영상 이미지 상에서 상기 윈도우를 상기 제 1 및 제 2 방향으로 이동시키는데 있어서, 이전 시점의 위치에서 상기 윈도우가 차지하는 면적과 일부 중첩되도록 이동시킨다.In moving the window on the video image in the first and second directions, the window is moved to partially overlap with an area occupied by the window at a previous viewpoint.
상기 복수의 탐지체 별 처리 신호들을 이용하여 탐지 신호를 생성하는데 있어서, 상기 복수의 탐지체 별로, 복수의 처리 신호들을 평균 제곱근(Root Mean square)한다.In generating a detection signal using the processing signals for each of the plurality of detection objects, a plurality of processing signals are averaged by each of the plurality of detection objects.
상기 일 방향으로의 표적의 위치를 탐지하는 과정은, 상기 탐지 신호에 포함된 전자기파 세기를 이용하여, 상기 복수의 탐지체 중 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체를 탐지하는 과정을 포함하고, 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 것으로 탐지된 탐지체로부터 생성된 상기 타 방향의 탐지 신호를 이용하여, 상기 타 방향 및 매설 깊이 방향의 표적의 위치를 탐지하는 과정을 포함한다.The step of detecting the position of the target in the one direction includes detecting a detector that has received a signal reflected from the target among the plurality of detectors using the electromagnetic wave intensity included in the detection signal, And detecting the position of the target in the other direction and the buried depth direction using the detection signal in the other direction generated from the detection object detected as receiving the signal reflected from the target.
상기 타 방향 및 매설 깊이 방향의 표적의 위치를 탐지하는 과정은, 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 것으로 탐지된 탐지체로부터 생성된 타 방향의 탐지 신호를 허프 변환(hough transform)시켜, 타 방향으로 폭을 가지는 포물선이 가시화된 영상 이미지를 생성하는 과정; 허프 변환되어 생성된 포물선의 정점 위치를 탐지하여, 타 방향 및 깊이 방향의 표적의 위치를 탐지하는 과정;을 포함한다.The process of detecting the position of the target in the other direction and the buried depth direction is performed by hough transforming the detection signal in the other direction generated from the detection object detected as receiving the signal reflected from the target in the other direction. Generating a visual image in which a parabola having a width is visible; And detecting the position of the target in the other direction and the depth direction by detecting the vertex position of the parabola generated by the Huff transform.
본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 설비는 각각이 송신 신호를 방사하는 송신기 및 상기 송신기로부터 방사된 송신 신호가 반사된 수신 신호를 수신하는 수신기를 구비하고, 일 방향으로 나열 배치된 복수의 탐지체; 상기 복수의 탐지체가 장착되며, 상기 일 방향과 다른 타 방향으로 이동 가능한 이동 장치; 상기 복수의 탐지체 각각으로 수신되는 수신 신호를 일정 주기로 복수회 샘플링하여 복수의 샘플링 신호를 획득하는 신호 변환부; 상기 복수의 샘플링 신호로부터 클러터(clutter)를 제거하는 제 1 신호 처리부; 상기 제 1 신호 처리부에서 클러터가 제거된 샘플링 신호를 이용하여 생성된 탐지 신호를 통해, 표적의 위치를 탐지하는 탐지부;를 포함한다.A target detection facility according to an embodiment of the present invention includes a transmitter for emitting a transmission signal and a receiver for receiving a reception signal from which the transmission signal emitted from the transmitter is reflected, and a plurality of detectors arranged in one direction. ; A moving device equipped with the plurality of detectors and movable in another direction different from the one direction; A signal converter configured to sample the received signal received by each of the plurality of detectors multiple times at regular cycles to obtain a plurality of sampling signals; A first signal processor for removing clutter from the plurality of sampling signals; It includes; a detection unit for detecting the position of the target through a detection signal generated by using the sampling signal from which the clutter is removed by the first signal processing unit.
상기 제 1 신호 처리부는, 상기 복수의 탐지체 각각의 수신 신호로부터 n 번째로 샘플링된 n 번째 샘플링 신호들에 대한 엔트로피에 따라, 상기 n 번째 샘플링 신호들을 그대로 유지하거나, 폐기하여 처리 신호를 생성한다.The first signal processing unit generates a processing signal by maintaining or discarding the n-th sampling signals as they are according to entropy of n-th sampling signals sampled n-th from each of the plurality of detectors. .
본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 설비 각각이 송신기 및 반사된 수신 신호를 수신하는 수신기를 구비하고, 일 방향으로 나열 배치되며, 상기 일 방향과 다른 타 방향으로 이동 가능한 복수의 탐지체; 상기 복수의 탐지체 각각으로 수신되는 수신 신호로부터 복수의 샘플링 신호를 획득하는 신호 변환부; 상기 복수의 샘플링 신호로부터 클러터(clutter)를 제거하는 제 1 신호 처리부; 상기 제 1 신호 처리부에서 클러터가 제거된 샘플링 신호를 이용하여 생성된 탐지 신호를 통해 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체를 탐지하여, 상기 일 방향으로의 표적의 위치를 탐지하는 제 1 탐지부; 상기 제 1 탐지부에서 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 것으로 탐지된 탐지체에서 생성된 상기 타 방향의 탐지 신호를 이용하여, 상기 타 방향 및 매설 깊이 방향의 위치를 탐지하는 제 2 탐지부;를 포함한다.Each target detection facility according to an embodiment of the present invention includes a transmitter and a receiver for receiving the reflected received signal, arranged in one direction, a plurality of detectors movable in another direction different from the one direction; A signal converter configured to acquire a plurality of sampling signals from received signals received by each of the plurality of detectors; A first signal processor for removing clutter from the plurality of sampling signals; The first signal processing unit detects a detector that has received a signal reflected from a target through a detection signal generated using a clutter-removed sampling signal, and detects a target position in one direction. part; A second detection unit for detecting the position of the other direction and the buried depth direction by using the detection signal of the other direction generated by the detection body detected as having received the signal reflected from the target by the first detection unit; Includes.
상기 제 1 탐지부는, 상기 복수의 탐지체 각각의 상기 탐지 신호 별 전자기파 세기에 따라, 상기 탐지 신호를 탐지값 및 배경값으로 이진화하여 탑뷰 영상 이미지를 생성하고, 상기 제 1 탐지부에서 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체를 탐지하는데 있어서, 상기 제 1 탐지부는 상기 영상 이미지 상에서 면적을 가지는 윈도우를 이동시키면서, 상기 윈도우 내에서 탐지값을 가지는 화소가 차지하는 면적이 기 설정된 기준 면적 이상인 위치를 탐지하여, 상기 복수의 탐지체 중, 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체를 탐지한다.The first detection unit generates a top view image image by binarizing the detection signal into a detection value and a background value according to the electromagnetic wave intensity for each detection signal of each of the plurality of detection objects, and reflects the target from the first detection unit In detecting a detector that has received a signal, the first detector moves a window having an area on the video image and detects a position in the window where an area occupied by pixels having a detection value is greater than a preset reference area. Thus, among the plurality of detectors, a detector that receives a signal reflected from a target is detected.
상기 제 2 탐지부는 상기 제 1 탐지부에서 탐지된 탐지체에서 생성된 상기 타 방향의 탐지 신호를 허프 변환(hough transform)시켜, 상기 타 방향으로 폭을 가지는 포물선이 가시화된 영상 이미지를 생성하고, 상기 제 2 탐지부는 허프 변환되어 생성된 포물선의 정점 위치를 탐지하여, 상기 타 방향 및 깊이 방향의 표적의 위치를 탐지한다.The second detector hough transforms the detection signal of the other direction generated by the detector detected by the first detector to generate a video image in which a parabola having a width in the other direction is visible, The second detection unit detects the position of the vertex of the parabola generated by the Huff transformation, and detects the position of the target in the other direction and the depth direction.
본 발명의 실시예에서는 일 방향으로 배치된 복수의 탐지체를 포함하는 배열형 표적 탐지 설비에 의하면, 복수의 탐지체 각각의 신호를 실시간 처리가 가능하고, 낮은 연산량으로 수신 신호 처리가 가능한 장점이 있다.According to an embodiment of the present invention, according to an array type target detection facility including a plurality of detectors arranged in one direction, it is possible to process signals of each of the plurality of detectors in real time and to process a received signal with a low computation amount. have.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 보정 또는 클러터 제거 방법에 의해, 탐지 대상 외의 것들을 표적으로 탐지하는 오류를 줄일 수 있다. 이에, 표적 탐지 정확성을 향상시킬 수 있다.In addition, by the correction or clutter removal method according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the error of detecting targets other than the detection target. Accordingly, it is possible to improve target detection accuracy.
그리고, 탑뷰(top view) 영상 이미지를 분석하여 표적의 위치를 탐지함에 따라, 표적의 전체적인 크기 및 탐지체 이동 방향의 신호를 분석할 수 있다. 이에, 표적의 정확한 위치의 검출이 가능하다.And, by detecting the position of the target by analyzing the top view (image) image, it is possible to analyze the signal of the overall size of the target and the direction of movement of the object. Thus, it is possible to detect the exact position of the target.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초광대역 지면 투과 레이더 기반 표적 탐지 설비를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 설비에 있어서, 하나의 탐지체의 송신기와 수신기의 동작을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탐지체 및 탐지 장치를 설명하는 블록도이다.
도 4는 복수의 수신 신호 각각으로부터 샘플링된 복수의 샘플링 신호를 나열 배치한 예시를 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보정 방법을 데이타 큐브(data cube)를 이용하여 개념적으로 도식화한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보정 방법을 데이타 큐브(data cube)를 이용하여 개념적으로 도식화한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 신호 처리부에서 각 수신 신호 별 입력 신호에 대한 평균 제곱근(Root Mean square)을 산출하는 것을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 신호 처리부에서 각 수신 신호 별 입력 신호에 대한 평균 제곱근(Root Mean square)을 산출하여 획득된 탐지 신호를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 14는 제 2 신호 처리부에서 생성된 탐지 신호를 이용하여 생성된 탑뷰 이미지의 예시를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 탐지부에서 X 축 방향에서의 표적의 위치를 탐지하는 방법을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 탐지부에서 X 축 방향에서의 표적의 위치를 탐지하는 방법의 예시를 나타낸 사진이다.
도 17은 제 1 탐지부에서 탐지된 탐지체의 Y 축 방향(탐지체 이동 방향)으로의 탐지 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 탐지체가 이동하는 방향(Y 축 방향)으로 소정의 폭을 가지는 포물선 형태의 신호를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 19 및 도 20은 탐지체가 이동하는 방향(Y 축 방향)으로 소정의 폭을 가지는 포물선이 가시화된 영상 이미지를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.1 is a view conceptually showing a target detection facility based on an ultra-wideband ground transmission radar according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram conceptually illustrating operations of a transmitter and a receiver of one detector in a target detection facility according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a detector and a detection device according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example in which a plurality of sampling signals sampled from each of the plurality of received signals are arranged and arranged.
5 and 6 are views for explaining the correction method according to the first embodiment of the present invention.
7 is a diagram conceptually schematically illustrating a correction method according to a first embodiment of the present invention using a data cube.
8 to 10 are views for explaining a correction method according to a second embodiment of the present invention.
11 is a diagram conceptually illustrating a correction method according to a second embodiment of the present invention using a data cube.
12 is a diagram for conceptually explaining calculating a root mean square for an input signal for each received signal in a second signal processing unit according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram conceptually showing a detection signal obtained by calculating a root mean square for an input signal for each received signal in a second signal processing unit according to an embodiment of the present invention.
14 is a view showing an example of a top view image generated by using a detection signal generated by the second signal processing unit.
15 is a diagram conceptually showing a method of detecting a position of a target in an X-axis direction in a first detection unit according to an embodiment of the present invention.
16 is a photograph showing an example of a method for detecting a position of a target in the X-axis direction in a first detection unit according to an embodiment of the present invention.
17 is a view for explaining a detection signal in the Y-axis direction (detector movement direction) of the detection object detected by the first detection unit.
18 is a diagram conceptually showing a parabolic signal having a predetermined width in a direction in which the detector moves (Y-axis direction).
19 and 20 are diagrams showing a video image in which a parabola having a predetermined width is visible in a direction in which the detector moves (Y-axis direction).
21 is a view sequentially showing a target detection method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to inform you completely.
본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 설비는 금속 및 비금속 표적의 존재 여부를 감지하는 표적 탐지 설비이다. 보다 구체적인 예로, 실시예에 따른 표적 탐지 설비는 지표 아래 또는 지하에 매설되어 있는 표적 예컨대 지뢰를 탐지하기 위한 장치일 수 있다. The target detection facility according to an embodiment of the present invention is a target detection facility that detects the presence of metal and non-metal targets. As a more specific example, the target detection facility according to the embodiment may be a device for detecting a target, for example, a landmine, which is buried under the ground or underground.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 설비에 대해 설명한다.Hereinafter, a target detection facility according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초광대역 지면 투과 레이더 기반 표적 탐지 설비를 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 설비에 있어서, 하나의 탐지체의 송신기와 수신기의 동작을 개념적으로 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탐지체 및 탐지 장치를 설명하는 블록도이다. 도 4는 복수의 수신 신호 각각으로부터 샘플링된 복수의 샘플링 신호를 나열 배치한 예시를 보여주는 도면이다.1 is a view conceptually showing a target detection facility based on an ultra-wideband ground transmission radar according to an embodiment of the present invention. 2 is a diagram conceptually illustrating operations of a transmitter and a receiver of one detector in a target detection facility according to an embodiment of the present invention. 3 is a block diagram illustrating a detector and a detection device according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram illustrating an example in which a plurality of sampling signals sampled from each of the plurality of received signals are arranged and arranged.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 설비는 각각이 신호를 방사하는 송신기(1100) 및 반사된 신호를 수신하는 수신기(1200)를 구비하며, 일 방향으로 나열 배치된 복수의 탐지체(1000), 탐지체(1000)로 수신되어 수집된 신호에 근거하여 지하에 매설된 표적(T)을 탐지하는 탐지 장치(2000)를 포함한다. 1 to 3, the target detection facility according to an embodiment of the present invention includes a
또한, 표적 탐지 설비는 복수의 탐지체(1000)가 탑재되며, 탐지체(1000)의 나열 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능한 이동 장치(미도시)를 포함한다.In addition, the target detection facility includes a plurality of
송신기(1100)는 소정 주파수의 송신 신호를 생성하고, 지면을 통해 지하 소정 깊이로 송신 신호를 방사한다. 송신기(1100)는 예를 들어 100MHz 내지 1GHz의 초광대역(Ultrawide Band) 주파수 및 소정 세기의 전자기파 송신 신호를 생성한다. 이때, 송신기(1100)는 주파수를 상기 범위 내에서 조절하여 다양한 주파수의 송신 신호를 생성할 수 있다. 또한, 송신기(1100)는 송신 신호의 세기를 다양하게 조절하여 생성할 수도 있다. 이렇게 송신기(1100)로부터 다양한 주파수 및 세기의 송신 신호가 생성됨으로써 송신 신호의 지하 도달 깊이가 다양하게 조절할 수 있다. 예를 들어, 송신 신호의 주파수는 낮게, 세기는 높게 할수록 송신 신호의 도달 깊이가 깊어질 수 있고, 반대로 송신 신호의 주파수는 높게, 세기는 낮게 할수록 송신 신호의 도달 깊이가 낮아질 수 있다.The
수신기(1200)는 송신기(1100)에 의한 방사 신호가 지하에 매설된 지뢰 등의 지하 매질에 의해 반사된 전자기파 신호(이하, 수신 신호)를 수신한다. 송신기(1100)에서 방사되는 신호에 의해 전기장 신호 및 자기장 신호가 형성될 수 있는데, 수신기(1200)는 전기장 신호 및 자기장 신호를 각각 측정하기 위한 적어도 한 쌍의 안테나를 포함할 수 있다. 즉, 수신기(1200)는 전기장 신호 수신 안테나 및 자기장 신호 수신 안테나를 포함할 수 있다. 전기장 신호 수신 안테나는 급전점을 기준으로 2개의 전도성 복사체가 나란히 구성되어 있는 쌍극자 안테나의 형태로 구성될 수 있고, 수신 신호의 해상도를 높이기 위해 안테나 암(arm)의 일부분 또는 전체에 대해 임피던스가 장하된 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 자기장 신호 수신 안테나는 단일 전도성 복사체가 감긴 루프 안테나(Loop antenna)의 형태로 구성될 수 있고, 안테나의 단일 지점에 특정 값 또는 복수의 구간에 대하여 일정한 값을 가지는 임피던스로 장하된 형태로 구성될 수도 있다.The
상술한 바와 같이, 송신기(1100)로부터 방사된 송신 신호는 지하에서 반사되며, 반사된 신호는 탐지체(1000)의 수신기(1200)로 수신된다. 이때, 송신 신호가 반사된 지점과 수신기(1200) 사이의 거리에 따라 상기 수신기(1200)로 수신된 수신 신호 즉, 전자기파 세기가 달라진다. 즉, 탐지체(1000)와 반사된 지점과의 거리가 가까울수록 수신 신호 세기가 크고, 반대로 거리가 멀수록 수신 신호 세기가 작다.As described above, the transmitted signal radiated from the
탐지체는 복수개로 마련되며, 일 방향으로 나열 배치된다. 이하에서는 복수의 탐지체(1000)의 나열 방향을 'X 축 방향'이라 정의하며, 이는 다른 말로 '탐지체 나열 방향' 또는 '일 방향'으로 설명될 수 있다(도 1 참조). 그리고, 일 방향으로 나열 또는 배열된 복수의 탐지체를 포함하는 표적 탐지 설비는 '배열형 표적 탐지 설비'로 명명될 수 있다.The detectors are provided in plural and arranged in one direction. Hereinafter, the direction in which the plurality of
복수의 탐지체(1000)는 이동 가능한 장치(이하, 이동 장치) 예컨대 차량 상에 탑재될 수 있다. 즉, 이동 장치 상에 복수의 탐지체가 X 축 방향으로 나열되도록 설치된다. 이동 장치는 복수의 탐지체(1000)의 나열 방향과 교차 예컨대 직교하는 방향으로 이동한다. 이하에서는 이동 장치의 이동 방향을 'Y 축 방향'이라 정의한다(도 1 참조). 이때, 복수의 탐지체(1000)는 이동 장치에 의해 Y 축 방향으로 이동하므로, Y 축 방향은 다른 말로 하면 '탐지체의 이동 방향' 또는 '일 방향'과 다른 '타 방향'으로 설명될 수 있다.The plurality of
또한, 표적(T)을 탐지하고자 하는 탐지 구역에 있어서, 탐지 구역의 깊이 방향을 Z 축 방향이라 정의한다(도 1 참조). 여기서 Z 축 방향은 송신기(1100)로부터 방사된 송신 신호의 송신 방향으로 설명될 수도 있다.In addition, in the detection zone to detect the target T, the depth direction of the detection zone is defined as the Z-axis direction (see FIG. 1 ). Here, the Z-axis direction may be described as a transmission direction of a transmission signal emitted from the
실시예에서는 48 개의 탐지체(1000)가 마련된 것을 예를 들어 설명한다. 그리고 설명의 편의를 위하여, 48 개의 탐지체(1000)에 대해 순차적으로 순번을 부여하여, 제 1 내지 제 48 탐지체(1000)로 명명한다.In the embodiment, it will be described, for example, that 48
물론, 탐지체(1000)의 개수는 상술한 48 개에 한정되지 않고, 2 개 이상의 다양한 개수로 마련될 수 있다.Of course, the number of
복수의 탐지체(1000)는 개별적으로 동작될 수 있으며, 복수의 탐지체(1000)가 짧은 펄스 폭으로 송신 신호를 방사하고, 반사된 수신 신호를 받는다. 그리고, 복수의 탐지체(1000) 중 하나의 탐지체(1000)가 동작하는 동안 나머지 탐지체(1000)들은 동작하지 않는 방식으로, 복수의 탐지체(1000)가 순차적으로 동작할 수 있다. The plurality of
그리고, 이동 장치 상에는 X 축 방향으로 나열 배치된 복수의 탐지체(1000)가 설치되고, 상기 이동 장치는 복수의 탐지체(1000)의 나열 방향과 교차하는 방향 즉, Y 축 방향으로 이동한다. 이때, 복수의 탐지체가 Y 축 방향으로 이동하면서 복수의 탐지체가 순차적으로 동작함에 따라, 복수의 탐지체 각각이 간헐적 또는 주기적으로 반복하여 동작된다. In addition, a plurality of
이에, 탐지체의 나열 형태에 의해 탐지 구역의 X 축 방향으로 복수의 신호가 생성되고, 탐지체의 이동 방향에 의해 탐지 구여의 Y 축 방향으로 복수의 신호가 생성되며, X 축 및 Y 축 방향 각각의 신호는 깊이 방향의 정보를 가지고 있다. Accordingly, a plurality of signals are generated in the X-axis direction of the detection zone according to the arrangement type of the detector, and a plurality of signals are generated in the Y-axis direction of the detection provision by the movement direction of the detector, in the X-axis and Y-axis directions Each signal has depth direction information.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 배열형 탐지체(1000)에 의하면 3차원(X 축, Y 축 및 Z 축) 데이타를 포함하는 신호가 생성될 수 있다.Accordingly, according to the
지하에 매설된 표적 예컨대 지뢰를 탐지하는 분야에서, 탐지체(1000) 하나가 전자기파를 송수신함으로써 얻어지는 1차원 신호를 A-scan, 2 차원 신호를 B-scan, 3 차원 신호를 C-scan 이라 부른다.In the field of detecting targets buried underground, such as land mines, the one-dimensional signal obtained by transmitting and receiving electromagnetic waves by one
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탐지 장치(2000)는, 복수의 탐지체(1000)로 수신된 수신 신호로부터 클러터(clutter)를 제거하여 보정하는 제 1 처리부(2200) 및 제 1 처리부(2200)에서 처리된 수신 신호를 이용하여 X 축 방향으로 표적(T)의 위치를 탐지하는 제 1 탐지부(2300)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
그리고, 탐지 장치(2000)는 탐지체(1000) 및 탐지 장치(2000) 각각의 상태에 따라 표적 탐지 시작 전에 상기 탐지체(1000) 및 탐지 장치(2000) 각각의 동작 조건 또는 설정값을 제어하는 전처리부(2100)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 탐지 장치(2000)는 제 1 탐지부(2300)에서 표적이 존재하는 것으로 탐지된 X 축 방향의 일 위치에 대한 Y 축 방향의 신호로부터 클러터(clutter)를 제거하여 보정하고, 보정된 신호를 표적(T) 탐지가 용이한 신호로 처리하는 제 2 처리부(2400), 제 2 처리부(2400)에서 처리된 신호를 이용하여 Y 축 및 Z 축 방향으로 표적(T)의 위치를 탐지하는 제 2 탐지부(2500) 및 제 1 탐지부(2300)로부터 표적(T)의 X 축 방향 위치, 제 2 탐지부(2500)로부터 Y 및 Z 축 방향 위치를 전달받아, 표적(T)의 X, Y, Z 축 방향의 위치를 결정하는 표적 위치 결정부(2600)를 포함한다.In addition, the
그리고, 탐지 장치(2000)는 제 1 탐지부(2300)로부터 제공된 X 축 방향의 위치, 제 2 탐지부(2500)로부터 제공된 제 2 및 제 3 방향 위치를 화면에 표시하는 탐지 영상 표시부(2700)를 포함한다.In addition, the
한편, 상술한 바와 같이 탐지체(1000)의 송신기(1100)로부터 신호가 방사되면, 이 송신 신호가 반사된 후 수신기(1200)로 수신된다. 이때, 송신 신호가 반사되어 수신기(1200)로 수신되기까지의 시간은 앞에서 설명한 바와 같이 반사된 위치에 따라 달라지지만, 탐지체(1000) 그 자체의 상태에 따라 달라질 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 복수의 송신기(1100) 각각으로부터 송신 신호를 방사하고, 동일한 위치에서 송신 신호가 반사되는 경우, 복수의 수신기(1200) 각각으로 신호가 수신되는데 까지 소요되는 시간이 동일해야 할 것이다. 그러나, 탐지체(1000)의 현 상태 또는 설정값에 따라, 신호가 수신되는 시간이 다를 수 있다.Meanwhile, as described above, when a signal is radiated from the
그리고, 탐지체(1000)로 수신된 수신 신호는 일정 주기로 제 1 처리부(2200)로 샘플링된다. 즉, 탐지체(1000)가 동작하는 동안 수신된 수신 신호 전체가 제 1 처리부(2200)로 전달되지 않고, 일부가 샘플링되어 전달된다. 이를 위해, 후술되는 제 1 처리부(2200)는 탐지체(1000)의 수신 신호를 샘플링하고, 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부(2210)를 포함하도록 구성된다.Then, the received signal received by the
복수의 탐지체(1000) 각각의 수신 신호가 제 1 처리부(2200)로 샘플링되는 주기 또는 샘플링 속도가 동일 또는 균일할 필요가 있다. 그런데, 주위 환경 또는 내부적인 문제로 인해, 신호 변환부(2210)를 구성하는 칩(Chip)의 온도가 다르거나, 인가되는 전원의 크기가 다른 경우, 복수의 탐지체(1000) 각각의 수신 신호를 샘플링 속도가 다를 수 있다. 이는 표적 탐지에 있어서 그 신뢰도를 낮추는 요인이 된다.It is necessary that the period or sampling rate at which the received signals of each of the plurality of
따라서, 본 발명의 실시예에서는 전처리부(2100)를 마련하여, 표적(T) 탐지 시작 전에 탐지체(1000) 및 신호 변환부(2210)의 동작 조건 또는 설정값을 조절 또는 보정한다.Therefore, in the exemplary embodiment of the present invention, the
전처리부(2100)는 복수의 탐지체(1000) 수신기(1200) 각각으로 신호가 수신되는 시간을 조절하는 지연 보상부(2110) 및 복수의 탐지체(1000) 각각의 수신 신호가 샘플링되는 속도가 조절되도록 신호 변환부(2210)의 설정값을 조절하는 샘플링 속도 조절부(2120)를 포함한다.The
지연 보상부(2110)는 복수의 탐지체(1000)로 신호가 수신되는데 있어서, 표적(T)과의 거리가 아닌, 탐지체(1000) 자체적인 상태로 인한 신호 수신 불균일 또는 시간 지연을 보상한다. 이를 위해, 먼저 복수의 탐지체(1000) 각각으로부터 송신 신호를 방사한다. 이때, 송신 신호를 방사하는 대상체의 종류 및 대상체의 높이를 동일하게 한 조건에서 복수의 탐지체(1000) 각각으로부터 송신 신호를 방사한다. 이후, 지연 보상부(2110)는 복수의 탐지체(1000) 각각의 수신기(1200)로 신호가 수신되는 시간을 검출한다. 즉, 송신기(1100)로부터 신호가 방사된 시점으로부터 수신기(1200)로 신호가 수신된 시점까지의 시간(이하, 신호 수신 시간)을 검출한다.The
그리고, 지연 보상부(2110)는 복수의 탐지체(1000) 각각에 대한 신호 수신 시간을 정리하여 룩업 테이블(look up table)을 만든다. 즉, 복수의 탐지체(1000) 별로 신호 수신 시간이 나타나도록 룩업 테이블(look up table)을 만든다. In addition, the
다음으로, 지연 보상부(2110)는 복수의 탐지체(1000)들의 신호 수신 시간의 차이를 분석하고, 복수의 탐지체(1000)의 신호 수신 시간이 균일할 수 있도록 보상값을 설정한다. 이때 복수의 탐지체(1000) 별로 보상값을 설정하며, 그 보상값은 각기 다르거나 일부는 동일할 수 있다. 또한, 보상값을 설정하는데 있어서, 복수의 탐지체(1000) 중 어느 하나의 탐지체(1000)의 신호 수신 시간을 기준으로 하는데, 예컨대 제 1 탐지체를 기준으로 할 수 있다.Next, the
이렇게 표적 탐지 실시 전에, 지연 보상부(2110)는 탐지체(1000) 내부의 문제로 인한 신호 수신 시간의 지연이 발생되지 않도록, 탐지체(1000)를 제어한다. 따라서, 탐지체(1000) 내부 문제에 따른 신호 수신 지연으로 인해 표적 탐지 오류 발생을 방지할 수 있고, 이에 탐지 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Before the target detection is performed, the
샘플링 속도 조절부(2120)는 제 1 처리부(2200)의 신호 변환부(2210)의 설정값을 조절하여, 복수의 탐지체(1000) 별 수신 신호 샘플링 속도 또는 주기가 균일하도록 한다. 이를 위해, 먼저 복수의 탐지체(1000) 각각의 수신 신호 별로 신호 변환부로 샘플링한다. 그리고, 샘플링 속도 조절부(2120)는 각 수신 신호 별 샘플링 속도를 검출한다. 이후, 보간법(interpolation)으로 각 수신 신호 별 샘플링 속도가 작업자가 목표로하는 샘플링 속도가 되도록 조절한다.The sampling
이와 같이 표적 탐지 실시 전에 샘플링 속도 조절부(2120)를 통해, 복수의 탐지체(1000) 각각의 수신 신호들의 샘플링 속도가 균일하도록 신호 변환부(2210)를 제어한다. 따라서, 샘플링 속도 차이에 따른 표적 탐지 오류 발생을 방지할 수 있고, 이에 탐지 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, the
제 1 처리부(2200)는 복수의 탐지체(1000)로 수신된 아날로그 신호인 수신 신호를 샘플링하고, 이를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부(2210), 샘플링 및 디지털화된 수신 신호로부터 클러터를 제거하여 보정하는 제 1 신호 처리부(2220) 및 제 1 신호 처리부(2220)에서 보정된 수신 신호를 이용하여 탐지체(1000)의 나열 방향인 X 축 방향으로의 표적 신호가 강조되도록 처리하는 제 2 신호 처리부(2230)를 포함한다.The
신호 변환부(2210)는 탐지체(1000)로 수신된 수신 신호를 일정 주기로 샘플링하고, 샘플링된 수신 신호를 디지털 신호로 변환한다.The
여기서, 수신 신호를 샘플링한다는 것은, 탐지체(1000)가 동작하는 동안 수신된 수신 신호 전체를 받지 않고, 일부를 샘플링하여 가져온다는 의미일 수 있다. 그리고, 신호 변환부가 수신 신호를 일정 주기로 샘플링 한다는 것은, 소정의 Hz로 일정 속도를 가지도록 샘플링한다는 의미일 수 있다. 또한, 일 탐지체(1000)로부터 발생된 수신 신호에 대해 일정 주기로 샘플링하면, 상기 일 수신 신호로부터 복수의 신호가 추출된다.Here, sampling the received signal may mean that a part of the received signal is sampled and received without receiving the entire received signal while the
송신기(1100)로부터 방사된 송신 신호가 수신기(1200)로 수신되는데 있어서, 송신 신호가 반사되는 위치에 따라 수신기(1200)로 수신되는 시간이 다르다. 즉, 반사되는 위치가 깊을수록 수신기(1200)로 수신되는 시간이 길어진다. 이에, 수신기(1200)로 수신되는 수신 신호는 시간 경과 또는 깊이에 따른 데이타로 설명될 수 있다.Since the transmission signal emitted from the
신호 변환부(2210)는 수신 신호를 샘플링하는데 있어서, 시간 순에 따라 일정 주기로 샘플링한다. 이에, 일 수신 신호로부터 순차적으로 샘플링된 신호는 샘플링된 순서에 따라 순번을 부여하여 명명할 수 있다. 예컨대, 샘플링되는 순서에 따라 '제 1 샘플링 신호, 제 2 샘플링 신호, 제 3 샘플링 신호로,…'로 명명할 수 있다.The
그리고, 상술한 바와 같이 복수의 탐지체(1000)로부터 수신 신호가 발생되고, 이들 각각을 샘플링하는데, 각 탐지체(1000)로부터의 샘플링 개수를 동일하게 한다. 즉, 제 1 내지 제 48 탐지체 각각으로 수신되는 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각이 샘플링되는데, 이들 샘플링 개수가 동일하도록 한다. 이는, 제 1 내지 제 48 탐지체(1000)의 동작 시간을 동일하게 하고, 샘플링 속도 조절부(2120)를 통해 샘플링 주기 즉, 속도가 동일하도록 조절함으로써 달성될 수 있다.In addition, as described above, received signals are generated from a plurality of
제 1 내지 제 48 탐지체 각각으로 수신되는 제 1 내지 제 48 수신 신호가 동일한 주기로 샘플링되므로, 동일한 시점에 샘플링된 샘플링 신호끼리 배열하면, 예컨대 도 4와 같을 수 있다.Since the first to forty-eighth received signals received by each of the first to forty-eight detectors are sampled at the same period, the sampling signals sampled at the same time may be arranged, for example, as shown in FIG. 4.
이하, 설명이 편의를 위하여 샘플링 신호를 'S', 탐지체의 순번에 따른 수신 신호 순번을 'a', 샘플링 순번을 'b', 총 샘플링 개수를 sn으로 한다. Hereinafter, for convenience of description, the sampling signal is'S', the received signal sequence number according to the sequence number of the detector is'a', the sampling sequence number is'b', and the total number of samples is sn.
여기서, 총 샘플링 개수란 복수의 탐지체가 순차적으로 교대 동작될 때, 한번 동작될 때 동작되는 시간 동안 수신된 수신 신호를 샘플링한 총 개수를 의미할 수 있다. 즉, Y 축 방향의 일 위치에서 탐지체가 동작하는 수신된 수신 신호를 샘플링한 총 개수일 수 있다. 이에, 제 a 탐지체로 인한 제 a 수신 신호의 b 번째 샘플링 신호는 'Sa,b'로 표시될 수 있다.Here, the total number of sampling may mean a total number of samples of a received signal received during an operation time when a plurality of detectors are alternately operated in sequence, and when they are operated once. That is, it may be the total number of samples of the received signal that the detector operates at one position in the Y-axis direction. Accordingly, the b-th sampling signal of the a-th received signal due to the a-detector may be represented as'S a,b '.
따라서, 도 4는 복수의 수신 신호 별 샘플링 신호를 나타낸 것으로 설명될 수 있다.Therefore, FIG. 4 can be described as showing a sampling signal for each of a plurality of received signals.
보다 구체적인 예를 들어 설명하면, 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각에서 첫 번 째로 샘플링된 제 1 샘플링 신호들(S1, 1, S2, 1, S3, 1,…,S48, 1)을 제 1 내지 제 48 수신 신호의 나열 방향으로 배열, 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각에서 두 번 째로 샘플링된 제 2 샘플링 신호들(S1, 2, S2, 2, S3, 2,…, S48, 2)을 제 1 내지 제 48 수신 신호의 나열 방향으로 배열하고, 나머지 샘플링 신호들에 대해서도 동일한 방법으로 배열하면 예컨대 도 4와 같다.For a more specific example, the first sampling signals (S 1, 1 , S 2, 1 , S 3, 1 ,…, S 48, 1 ) sampled first from each of the first to 48th received signals, respectively. Is arranged in the arrangement direction of the first to forty-eighth received signals, and the second sampling signals (S 1, 2 , S 2, 2 , S 3, 2 , ...) sampled a second time from each of the first to forty-eight received signals. , S 48, 2 ) are arranged in the direction in which the first to 48th received signals are arranged, and the remaining sampling signals are also arranged in the same manner as in FIG. 4.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 동일 시점에 샘플링된 샘플링 신호(Sa, b)들의 집합을 '추출 신호'로 명명한다.Hereinafter, for convenience of description, a set of sampling signals S a and b sampled at the same time is referred to as an'extraction signal'.
이에, 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 1 샘플링 신호들(S1, 1, S2, 1, S3, 1,…, S48, 1)의 집합을 제 1 추출 신호, 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 2 샘플링 신호들(S1, 2, S2, 2, S3, 2,…, S48, 2)의 집합을 제 2 추출 신호, 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 3 샘플링 신호들(S1, 3, S2, 3, S3, 3,…, S48, 3)의 집합을 제 3 추출 신호로 명명하여 설명할 수 있다.Accordingly, a set of first sampling signals S 1, 1 , S 2, 1 , S 3, 1 ,…, S 48, 1 of each of the first to 48 received signals is first extracted signals, and first to A set of second sampling signals (S 1, 2 , S 2, 2 , S 3, 2 ,..., S 48, 2 ) of each of the 48th received signals is a second extracted signal, and each of the first to 48th received signals The set of third sampling signals S 1, 3 , S 2, 3 , S 3, 3 ,…, S 48, 3 of may be described as a third extraction signal.
이를 다른 말로 설명하면, 제 1 추출 신호는 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 1 샘플링 신호들(S1, 1, S2, 1, S3, 1,…, S48, 1)을 포함하고, 제 2 추출 신호는 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 2 샘플링 신호들(S1, 2, S2, 2, S3, 2,…, S48, 2)하며, 제 3 추출 신호는 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 3 샘플링 신호들(S1, 3, S2, 3, S3, 3,…, S48, 3)를 포함하는 것으로 설명될 수 있다.In other words, the first extraction signal includes the first sampling signals S 1, 1 , S 2, 1 , S 3, 1 ,…, S 48, 1 of each of the first to 48th reception signals. And, the second extraction signal is a second sampling signal (S 1, 2 , S 2, 2 , S 3, 2 , ..., S 48, 2 ) of each of the first to 48 received signals, the third extraction signal May be described as including the third sampling signals S 1, 3 , S 2, 3 , S 3, 3 , ..., S 48, 3 of each of the first to 48th received signals.
또한, 제 1 추출 신호는 제 1 샘플링 신호들(S1, 1, S2, 1, S3, 1,…, S48, 1)의 집합체, 제 2 추출 신호는 제 2 샘플링 신호들(S1, 2, S2, 2, S3, 2,…, S48, 2)의 집합체, 제 3 추출 신호는 제 3 샘플링 신호들(S1, 3, S2, 3, S3, 3,…, S48, 3)의 집합체이므로, 복수의 추출 신호의 순번에 따른 나열 방향은 지하의 깊이 방향 신호인 것으로 설명될 수 있다.In addition, the first extraction signal is a collection of the first sampling signals (S 1, 1 , S 2, 1 , S 3, 1 ,…, S 48, 1 ), and the second extraction signal is the second sampling signals (S A collection of 1, 2 , S 2, 2 , S 3, 2 ,…, S 48, 2 ), the third extraction signal is the third sampling signals (S 1, 3 , S 2, 3 , S 3, 3 , …, S 48, 3 ), it can be explained that the direction in which the plurality of extraction signals are sequentially arranged is a depth signal underground.
도 4에서는 도시되지 않았지만, 복수의 수신 신호 별 샘플링 신호는 탐지체의 이동 방향으로 연속하여 생성된다. Although not illustrated in FIG. 4, a plurality of sampling signals for each received signal are continuously generated in the moving direction of the detector.
한편, 탐지체(1000)는 금속 및 비금속 표적을 탐지하는 수단이다. 그런데, 탐지 구역에는 표적신호 외 지표 반사 신호, 토양 내 유전율 차에 의한 반사 신호, 매질 내 반사 신호 등이 존재한다. 수신기(1200)로 수신된 이러한 신호를 클러터(clutter)라고 하며, 클러터에 의해 표적 탐지에 문제가 발생될 수 있다. 즉, 탐지신호가 클러터 성분에 의해 묻히거나 대상이 아닌 비탐지물을 탐지하거나, 표적 위치를 탐지하는 신뢰성이 떨어질 수 있다.Meanwhile, the
이에, 탐지체(1000)의 수신기로, 탐지하고자 하는 표적에 의한 반사 신호 뿐만아니라, 탐지 대상이 아닌 클러터 신호가 수신될 수 있다.Accordingly, as a receiver of the
따라서, 클러터가 제거된 신호를 이용하여 표적을 탐지할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to detect the target using the signal from which the clutter has been removed.
제 1 신호 처리부(2220)에서는 복수의 추출 신호로부터 클러터를 제거하여 보정한다. 다른 말로 하면, 제 1 신호 처리부(2220)는 복수의 추출 신호 각각을 구성하는 복수의 샘플링 신호로부터 클러터가 제거되도록 보정한다.The
제 1 신호 처리부(2220)에서는 복수의 추출 신호를 보정하는데 있어서, 추출 신호에 대한 복수의 샘플링 신호의 평균(mean)을 이용하는 제 1 실시예에 따른 방법(제 1 방법) 및 추출 신호에 대한 엔트로피(entropy)를 이용하는 제 2 실시예에 따른 방법(제 2 방법)으로 보정한다.In the first
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보정 방법을 데이타 큐브(data cube)를 이용하여 개념적으로 도식화한 도면이다.5 and 6 are views for explaining the correction method according to the first embodiment of the present invention. 7 is a diagram conceptually schematically illustrating a correction method according to a first embodiment of the present invention using a data cube.
먼저, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 제 1 실시예에 따른 보정 방법에 대해 설명한다.First, the correction method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
제 1 실시예에 따른 보정 방법은 추출 신호를 구성하는 복수의 샘플링 신호 각각을 그 이전에 샘플링된 추출 신호의 평균으로 차감하는 방법이다.The correction method according to the first embodiment is a method of subtracting each of a plurality of sampling signals constituting the extraction signal by the average of the previously sampled extraction signals.
보정하고자 하는 추출 신호를 n 번째 추출 신호라 할 때, 제 1 신호 처리부는 n 번째 추출 신호를 구성하는 복수의 샘플링 신호 각각을 n-1 번째 추출 신호를 구성하는 복수의 샘플링 신호의 평균(An-1)으로 차감하여(도 7의 (a), (b)) 그 절대값으로 보정한다(도 7의 (c)). When the extraction signal to be corrected is referred to as an n-th extraction signal, the first signal processing unit averages each of a plurality of sampling signals constituting the n-th extraction signal (A n -1 ) ((a), (b) in FIG. 7) to correct the absolute value ((c) in FIG. 7).
구체적인 예를 들어 설명하면, 제 2 추출 신호를 구성하는 제 2 샘플링 신호들(S1,2, S2, 2, S3, 2,…, S48, 2) 각각을 제 1 추출 신호를 구성하는 제 1 샘플링 신호들(S1, 1, S2, 1, S3, 1,…,S48, 1)의 평균값(A1)으로 차감한다. 이에, 제 2 추출 신호의 제 2 샘플링 신호들(S1,2, S2, 2, S3, 2,…, S48, 2)이 평균값(A1) 만큼 차감되어 변환 또는 보정된다.For a specific example, each of the second sampling signals (S 1,2 , S 2, 2 , S 3, 2 ,…, S 48, 2 ) constituting the second extraction signal constitutes a first extraction signal. Is subtracted by the average value A 1 of the first sampling signals S 1, 1 , S 2, 1 , S 3, 1 ,…, S 48, 1 . Accordingly, the second sampling signals S 1,2 , S 2, 2 , S 3, 2 ,..., S 48, 2 of the second extraction signal are subtracted by the average value A 1 to be converted or corrected.
다른 예로, 제 3 추출 신호를 구성하는 제 3 샘플링 신호들(S1,3, S2, 3, S3, 3,…, S48, 3) 각각을 제 2 추출 신호를 구성하는 제 2 샘플링 신호들(S1,2, S2, 2 ,S3, 2,…,S48, 2)의 평균값(A2)으로 차감한다. 이에, 제 3 추출 신호의 제 3 샘플링 신호들(S1,3, S2, 3, S3, 3,…, S48, 3)이 평균값(A2) 만큼 차감되어 변환 또는 보정된다.As another example, each of the third sampling signals (S 1 , 3 , S 2, 3 , S 3, 3 ,…, S 48, 3 ) constituting the third extraction signal may be second sampling constituting the second extraction signal. It is subtracted by the average value A 2 of the signals S 1,2 , S 2, 2 ,S 3, 2 ,…,S 48, 2 . Accordingly, the third sampling signals S 1 , 3 , S 2, 3 , S 3, 3 , ..., S 48, 3 of the third extraction signal are subtracted by the average value A 2 to be converted or corrected.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, n-1 번째 추출 신호를 구성하는 복수의 샘플링 신호의 평균(An-1)으로 차감되어 변환 또는 보정된 n 번째 추출 신호를 구성하는 복수의 샘플링 신호 각각을 변환 신호로 명명한다.Hereinafter, for convenience of explanation, each of the plurality of sampling signals constituting the nth extraction signal converted or corrected by being subtracted by the average (A n-1 ) of the plurality of sampling signals constituting the n-1th extraction signal is converted. Name it a signal.
이하, 설명이 편의를 위하여 샘플링 신호를 'C', 탐지체의 순번에 따른 수신 신호 순번을 'a', 변환 신호 순번을 'b', 총 변환 신호 개수를 cn으로 한다. 여기서 변환 신호는 샘플링 신호를 변환한 것이므로, 총 변환 신호 개수는 총 샘플링 개수(sn)와 동일할 수 있다. 이에, 제 a 수신 신호의 b 번째 샘플링 신호를 변환한 b 번째 변환 신호는 'Ca,b'로 표시될 수 있다.Hereinafter, for convenience of description, the sampling signal is'C', the received signal sequence number according to the sequence number of the detector is'a', the converted signal sequence number is'b', and the total number of converted signals is cn. Here, since the converted signal is a converted sampling signal, the total number of converted signals may be equal to the total number of sampling (sn). Accordingly, the b-th converted signal obtained by converting the b-th sampling signal of the a-th received signal may be expressed as'Ca,b'.
그리고, 이하, 설명의 편의를 위하여 동일 시점에 샘플링된 샘플링 신호를 변환(즉, 보정)한 변환 신호들의 집합을 '보정 신호'로 명명한다.In addition, hereinafter, for convenience of description, a set of transformed signals obtained by converting (that is, correcting) sampling signals sampled at the same time is referred to as a'correction signal'.
따라서, 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 2 샘플링 신호들(S1, 2, S2, 2, S3, 2,…, S48, 2) 각각을 보정한 제 2 변환 신호들(C1, 2, C2, 2, C3, 2,…,C48, 2)의 집합을 제 2 보정 신호, 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 3 샘플링 신호들(S1, 3, S2, 3, S3, 3,…, S48, 3) 각각을 보정한 제 3 변환 신호들(C1, 3, C2, 3, C3, 3,…,C48, 3)의 집합을 제 3 보정 신호로 명명할 수 있다.Therefore, the second converted signals (C) for correcting each of the second sampling signals (S 1, 2 , S 2, 2 , S 3, 2 ,…, S 48, 2 ) of each of the first to 48 received signals A set of 1, 2 , C 2, 2 , C 3, 2 ,..., C 48, 2 ) is a second correction signal, and the third sampling signals S 1, 3 , S of each of the first to 48th received signals. 2, 3 , S 3, 3 ,…, S 48, 3 ) A set of third transformed signals (C 1, 3 , C 2, 3 , C 3, 3 ,…, C 48, 3 ) corrected for each May be referred to as a third correction signal.
이에, 제 2 보정 신호는 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각에 대한 제 2 변환 신호들(C1, 2, C2, 2, C3, 2,…,C48, 2)을 포함하고, 제 3 보정 신호는 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각에 대한 제 3 변환 신호들(C1, 3, C2, 3, C3, 3,…,C48, 3)을 포함하는 것으로 설명될 수 있다.Accordingly, the second correction signal includes second converted signals (C 1, 2 , C 2, 2 , C 3, 2 ,..., C 48, 2 ) for each of the first to 48 received signals, and The third correction signal may be described as including third transformed signals C 1, 3 , C 2, 3 , C 3, 3 ,..., C 48, 3 for each of the first to 48th received signals. .
나머지 추출 신호들에 대해서도 위에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 보정하며, 이를 정리하여 나타내면 예컨대 도 5와 같다. 그리고, 도 5에서 복수의 추출 신호 각각을 보정한 보정 신호들을 정리하여 나타내면 도 6과 같을 수 있고, 이를 데이타 큐브 형태로 도식화하면 예컨대 도 7의 (c)와 같다.The rest of the extracted signals are corrected in the same way as described above, and if they are summarized, they are shown in FIG. 5, for example. In addition, the correction signals obtained by correcting each of the plurality of extraction signals in FIG. 5 may be summarized as shown in FIG. 6, and when they are schematically illustrated in the form of a data cube, as shown in FIG. 7(c).
이러한 방법으로 변환된 보정 신호는 제 2 신호 처리부(2230)로 전송되어 표적(T)을 탐지하기 위한 데이터로 활용된다.The correction signal converted in this way is transmitted to the second
다만, 탐지체 동작 후 최초 샘플링된 제 1 샘플링 신호들(S1,1, S2,1, S3,1,…,S47,1, S48,1)은 그 이전의 샘플링 신호가 존재하지 않으므로, 최초 샘플링된 신호는 변환 또는 보정되지 않고, 그대로 제 2 신호 처리부(2230)로 전달되어 표적 탐지를 위한 데이타로 활용될 수 있다. However, the first sampling signals (S 1 , 1 , S 2 , 1 , sampled first after the operation of the detector) S 3,1 ,… , S 47,1 , S 48,1 ) Since the previous sampling signal does not exist, the first sampled signal is not converted or corrected, and is transmitted to the second
이에, 최초 샘플링된 제 1 샘플링 신호들(S1,1, S2,1, S3,1,…,S47,1, S48,1)은 그 이전의 샘플링 신호들의 평균에 의해 차감 보정되지 않으나, 제 1 신호 처리부(2220)를 거치므로, 설명의 편의를 위하여, 제 1 신호 처리부(2220)를 거친 제 1 샘플링 신호들(S1,1, S2,1, S3,1,…,S47,1, S48,1) 각각을 제 1 변환 신호로 명명하고, 도면 부호 역시 'C1,1, C2,1, C3,1,…,C47,1, C48,1'로 한다(도 6 참조). 그리고, 제 1 변환 신호들(C1,1, C2,1, C3,1,…,C47,1, C48,1)의 집합을 '제 1 보정 신호'로 명명한다.Accordingly, the first sampled first sampling signals (S 1,1 , S 2,1 , S 3,1 ,… , S 47,1 , S 48,1 ) are not subtracted by the average of the previous sampling signals, but pass through the first
한편, 송신기로부터 방사된 신호가 표적에 의해 반사될 때, 다중 반사에 의한 링잉 현상이 발생될 수 있고, 토양의 유전율, 수분 등에 의해 전파가 약해질 수 있다. 따라서, 제 1 신호 처리부(2220)에서는 이를 보상하기 위해 이득 곡선을 이용하여 이득 보상한 후 제 2 신호 처리부(2230)로 전달한다.On the other hand, when the signal emitted from the transmitter is reflected by the target, a ringing phenomenon due to multiple reflections may occur, and the propagation may be weakened by the dielectric constant of the soil, moisture, or the like. Accordingly, the
이와 같이 제 1 실시예에서는 보정하고자 하는 추출 신호를 구성하는 복수의 샘플링 신호 각각을 그 이전에 샘플링된 샘플링 신호들의 평균으로 차감하는 방법으로 클러터를 제거함으로써, 탐지 대상 외의 것들을 표적으로 탐지하는 오류를 줄일 수 있다. 이에, 표적 탐지 정확성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the first embodiment, the clutter is removed by subtracting each of the plurality of sampling signals constituting the extracted signal to be corrected by the average of the previously sampled sampling signals, thereby detecting targets other than detection targets. Can be reduced. Accordingly, it is possible to improve target detection accuracy.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보정 방법을 데이타 큐브(data cube)를 이용하여 개념적으로 도식화한 도면이다.8 to 10 are views for explaining a correction method according to a second embodiment of the present invention. 11 is a diagram conceptually illustrating a correction method according to a second embodiment of the present invention using a data cube.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 신호 처리부에서 각 수신 신호 별 입력 신호에 대한 평균 제곱근(Root Mean square)을 산출하는 것을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 신호 처리부에서 각 수신 신호 별 입력 신호에 대한 평균 제곱근(Root Mean square)을 산출하여 획득된 탐지 신호를 개념적으로 도시한 도면이다. 도 14는 제 2 신호 처리부에서 생성된 탐지 신호를 이용하여 생성된 탑뷰 이미지의 예시를 나타낸 도면이다.12 is a diagram for conceptually explaining calculating a root mean square for an input signal for each received signal in a second signal processing unit according to an embodiment of the present invention. 13 is a diagram conceptually showing a detection signal obtained by calculating a root mean square for an input signal for each received signal in a second signal processing unit according to an embodiment of the present invention. 14 is a view showing an example of a top view image generated by using a detection signal generated by the second signal processing unit.
이하, 도 8 내지 도 11을 참조하여, 제 2 실시예에 따른 보정 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a correction method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 11.
제 2 실시예에 따른 보정 방법은 복수의 추출 신호 각각에 대한 엔트로피(entropy)를 산출하고, 산출된 엔트로피가 기준 엔트로피 이상인 경우 해당 추출 신호가 표적 탐지에 이용하지 않도록 처리하는 방법이다.The correction method according to the second embodiment is a method of calculating entropy for each of a plurality of extraction signals, and processing the extracted signal not to be used for target detection when the calculated entropy is greater than or equal to a reference entropy.
각 추출 신호에 대한 엔트로피 산출을 위해, 제 1 신호 처리부(2220)는 먼저, 수식 1을 이용하여 복수의 추출 신호 각각의 샘플링 신호들을 변환한다.To calculate entropy for each extracted signal, the
[수식 1][Equation 1]
여기서, R은 샘플링 신호를 변환한 변환 신호, a는 탐지체의 순번에 따른 수신 신호 순번, b는 변환 신호 순번, Rn은 변환 신호 총 개수이다. 여기서, 변환 신호는 샘플링 신호를 변환한 것이므로, 총 변환 신호 개수는 총 샘플링 개수(sn)와 동일할 수 있다. Here, R is the converted signal obtained by converting the sampling signal, a is the received signal sequence number according to the sequence number of the detector, b is the converted signal sequence number, and Rn is the total number of converted signals. Here, since the converted signal is a converted sampling signal, the total number of converted signals may be equal to the total number of sampling (sn).
이에, 제 a 수신 신호의 b 번째 샘플링 신호를 변환한 b 번째 변환 신호는 'Ra,b'로 표시될 수 있다.Accordingly, the b-th converted signal obtained by converting the b-th sampling signal of the a-th received signal may be expressed as'R a,b '.
복수의 추출 신호 각각은 복수의 샘플링 신호를 포함하므로, 일 추출 신호를 구성하는 샘플링 신호를 변환한 변환 신호(Ra, b)들의 집합을 보정 신호로 명명한다. 이에, 일 보정 신호는 복수의 변환 신호(Ra, b)를 포함하는 것으로 설명될 수 있다.Since each of the plurality of extraction signals includes a plurality of sampling signals, a set of transform signals R a and b that convert the sampling signals constituting one extraction signal is referred to as a correction signal. Thus, one correction signal may be described as including a plurality of conversion signals (R a, b ).
각 추출 신호의 샘플링 신호를 수식 1을 이용하여 변환하는 방법에 대해 구체적인 예를 들어 설명하면 아래와 같다.A method of converting the sampling signal of each extracted
제 1 추출 신호를 구성하는 제 1 및 제 2 수신 신호 각각의 제 1 샘플링 신호(S1, 1, S2, 1)는 수식 1을 통해 제 1 변환 신호(R1, 1, R2, 1)로 변환된다(예시 식 1, 2 참조).The first sampling signal (S 1, 1 , S 2, 1 ) of each of the first and second received signals constituting the first extraction signal is the first transform signal (R 1, 1 , R 2, 1 ) through Equation 1 ) (For example, see
[예시 식 1][Example Equation 1]
[예시 식 2][Example Equation 2]
또한, 마찬가지로 제 1 추출 신호를 구성하는 제 3 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 1 샘플링 신호(S3, 1,…,S48, 1) 각각에 대해서도 수식 1을 통해 변환하면, 제 1 변환 신호(R3, 1,… .R48, 1)이 생성된다. 이에, 제 1 보정 신호는 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각에 대한 제 1 변환 신호 즉, R1, 1 내지 R48, 1를 포함한다In addition, similarly, if the first sampling signals S 3, 1 , ..., S 48, 1 of each of the third to 48 received signals constituting the first extracted signal are converted through
다른 예로, 제 2 추출 신호를 구성하는 제 1 및 제 2 수신 신호 각각의 제 1 샘플링 신호(S1, 2, S2, 2)는 수식 1을 통해 제 2 변환 신호(R1, 2, R2, 2)로 변환된다(예시 식 3, 4 참조).As another example, the first sampling signal (S 1, 2 , S 2, 2 ) of each of the first and second received signals constituting the second extraction signal is the second transform signal (R 1, 2 , R) through Equation 1 2, 2 ) (see
[예시 식 3][Example Equation 3]
[예시 식 4][Example 4]
또한, 마찬가지로 제 2 추출 신호를 구성하는 제 3 내지 제 48 수신 신호 각각의 제 1 샘플링 신호(S3, 2,…, S48, 2) 각각에 대해서도 수식 1을 통해 변환하면, 제 2 변환 신호(R3, 2,… ,R48, 2)가 생성된다. 이에, 제 2 보정 신호는 제 1 내지 제 48 수신 신호 각각에 대한 제 2 변환 신호 즉, R1, 2 내지 R48, 2를 포함한다Also, similarly, if the first sampling signals S 3, 2 , ..., S 48, 2 of each of the third to 48 received signals constituting the second extracted signal are converted through
이와 같은 방법으로 나머지 추출 신호들 각각의 샘플링 신호들을 수식 1을 이용하여 변환하며, 이를 정리하여 나타내면 예컨대 도 8과 같다.In this way, the sampling signals of each of the remaining extracted signals are converted using
다음으로, 제 1 신호 처리부(2220)는 산출된 복수의 보정 신호 각각에 대한 엔트로피(entropy)(Eb)를 산출한다(도 11의 (a) 및 (b) 참조). 이때, 아래의 수식 2를 이용하여 산출할 수 있다.Next, the first
[수식 2][Equation 2]
즉, 수식 2의 Ra, b에 수식 1에서 산출된 각 보정 신호의 변환 신호(Ra, b)를 적용하면, 각 보정 신호에 대한 엔트로피(Eb)가 산출된다.That is, when the converted signals R a and b of each correction signal calculated in
예컨대, 제 1 보정 신호를 구성하는 제 1 변환 신호들(R1, 1 내지 R48, 1)을 수식 2에 적용하면 제 1 보정 신호에 대한 제 1 엔트로피(E1)가 산출된다. 다른 예로, 제 2 보정 신호를 구성하는 제 2 변환 신호들(R1, 2 내지 R48, 2)을 수식 2에 적용하면 제 2 보정 신호에 대한 제 2 엔트로피(E2)가 산출된다.For example, when the first transform signals R 1, 1 to R 48, 1 constituting the first correction signal are applied to
그리고, 다른 보정 신호들 각각에 대해서도 수식 2를 이용하면 각각에 대한 엔트로피가 산출되며, 이를 정리하여 나타내면 예컨대 도 9와 같다.In addition, when using
이렇게 보정 신호의 엔트로피가 산출되면, 제 1 신호 처리부(2220)는 기 설정된 기준 엔트로피(Est)와 산출된 엔트로피(Eb)를 비교한다(도 9 및 도 11의 (c) 참조).When the entropy of the correction signal is calculated in this way, the first
이때, 산출된 엔트로피(Eb)가 기준 엔트로피(Est) 미만이면(도 11(c)의 '예'), 해당 엔트로피를 산출한 보정 신호의 보정 전 신호인 추출 신호를 제 2 신호 처리부(2230)로 전송한다. 즉, 산출된 엔트로피(Eb)가 기준 엔트로피(Est) 미만이면도 11(c)의 '예'), 해당 보정 신호의 보정 전 신호인 추출 신호를 구성하는 복수의 샘플링 신호를 제 2 신호 처리부(2230)로 전송하여 표적 탐지에 활용한다.At this time, if the calculated entropy (E b ) is less than the reference entropy (E st ) (Yes in FIG. 11(c)), the second signal processing unit extracts the extracted signal, which is a signal before correction of the correction signal that calculated the entropy ( 2230). That is, even if the calculated entropy (E b ) is less than the reference entropy (E st ), (Yes in FIG. 11(c)), a plurality of sampling signals constituting the extracted signal, which is a signal before correction of the correction signal, is the second signal. It is transmitted to the
예를 들어, 산출된 제 2 엔트로피(E2)가 기준 엔트로피(Est) 미만이면, 제 2 엔트로피(E2)를 산출한 제 2 보정 신호의 보정 전 신호인 제 2 추출 신호를 제 2 신호 처리부(2230)로 전송하여 표적 탐지에 활용한다. 즉, 제 2 엔트로피(E2)가 기준 엔트로피(Est) 미만이면, 제 2 보정 신호의 보정 전 신호인 제 2 추출 신호를 구성하는 복수의 샘플링 신호(S1, 2, S2, 2, ,S48, 2)를 제 2 신호 처리부(2230)로 전송하여 표적 탐지에 활용한다.For example, when the calculated second entropy (E 2 ) is less than the reference entropy (E st ), the second extraction signal, which is the pre-correction signal of the second correction signal that calculates the second entropy (E 2 ), is the second signal. It is transmitted to the
하지만, 산출된 엔트로피(Eb)가 기준 엔트로피(Est) 이상이면(도 11(c)의 '아니오'), 해당 엔트로피를 산출한 보정 신호의 보정 전 신호인 추출 신호를 표적 탐지에 활용되지 않도록 처리한다.However, if the calculated entropy (E b ) is greater than or equal to the reference entropy (E st ) ('No' in FIG. 11(c)), the extracted signal, which is a signal before correction of the correction signal that calculated the entropy, is not used for target detection Process it.
여기서, 표적 탐지에 활용되지 않도록 처리한다는 것은, 제 2 신호 처리부(2230)로 추출 신호를 전달하는데 있어서, 기준 엔트로피(Est) 이상인 엔트로피를 산출한 추출 신호를 구성하는 샘플링 신호를 '0(Zero)'로 처리한다는 의미일 수 있다. 그리고, 추출 신호를 구성하는 샘플링 신호를 '0(Zero)'로 처리한다는 것은, 해당 추출 신호의 샘플링 신호들을 폐기(discard)한다는 의미일 수 있다.Here, processing not to be used for target detection means that in transmitting the extraction signal to the second
예를 들어, 제 3 엔트로피(E3)가 기준 엔트로피(Est) 이상이면도 11(c)의 '아니오'), 제 3 엔트로피를 산출한 보정 신호의 보정 전 신호인 제 3 추출 신호를 표적 탐지에 활용되지 않도록 처리한다. 즉, 제 3 보정 신호의 보정 전 신호인 제 3 추출 신호를 구성하는 복수의 샘플링 신호(S1, 3, S2, 3, ,S48, 3)를 '0(Zero)'로 처리한다(도 10 참조).For example, even if the third entropy (E 3 ) is greater than or equal to the reference entropy (E st ),'No' in 11(c)), and targets a third extraction signal that is a signal before correction of the correction signal that calculated the third entropy. It is processed so that it is not used for detection. That is, a plurality of sampling signals (S 1, 3 , S 2, 3 ,, S 48, 3 ) constituting the third extraction signal, which is a signal before the correction of the third correction signal, are processed as '0 (Zero)' ( See Figure 10).
이와 같이 제 2 실시예에서는 각 추출 신호에 대한 엔트로피를 산출하고, 산출된 엔트로피가 기준 엔트로피 이상인 경우, 해당 추출 신호가 표적 탐지에 활용되지 않도록 폐기하는 방법으로 클러터를 제거한다. 이에, 탐지 대상 외의 것들을 표적으로 탐지하는 오류를 줄일 수 있고, 이로 인해 표적 탐지 정확성을 향상시킬수 있다.In this way, in the second embodiment, the entropy for each extraction signal is calculated, and when the calculated entropy is greater than or equal to the reference entropy, clutter is removed by discarding the extracted signal so that it is not used for target detection. Accordingly, errors in target detection of things other than the detection target can be reduced, thereby improving target detection accuracy.
상술한 바와 같이 제 1 실시예에서는 추출 신호를 보정한 보정 신호를 제 2 신호 처리부(2230)로 전달하여 표적을 탐지하는데 활용한다. As described above, in the first embodiment, the correction signal corrected for the extraction signal is transmitted to the second
또한, 제 2 실시예에서는 기준 엔트로피 이상을 가지는 추출 신호만을 이용하여 표적 탐지를 할 수 있도록, 제 2 실시예에서는 엔트로피가 기준 엔트로피 미만인 추출 신호는 그대로 제 2 신호 처리부(2230)로 전달하고, 엔트로피가 기준 엔트로피 이상인 추출 신호를 구성하는 샘플링 신호들을 '0(zero)'로 처리하는 방법으로 클러터를 제거하여 제 2 신호 처리부(2230)로 전달한다In addition, in the second embodiment, the target signal can be detected using only the extraction signal having a reference entropy or higher. In the second embodiment, the extraction signal whose entropy is less than the reference entropy is transmitted to the second
따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제 1 실시예에 따른 신호 처리 방법으로 처리한 후 제 2 신호 처리부(2230)로 전달되는 보정 신호 및 제 2 실시예에 따른 신호 처리 방법으로 처리한 후 제 2 신호 처리부(2230)로 전달되는 추출 신호를 모두 입력 신호로 명명한다.Therefore, hereinafter, for convenience of description, after processing with the signal processing method according to the first embodiment, after processing with the correction signal transmitted to the second
한편, 제 2 신호 처리부(2230)로 입력 또는 전달된 보정 신호는 복수의 변환 신호를 포함하고, 추출 신호는 복수의 샘플링 신호를 포함한다. 이에, 제 2 신호 처리부(2230)로 입력 또는 전달된 입력 신호는 복수의 변환 신호를 포함하거나, 복수의 샘플링 신호를 포함한다. 따라서, 이하 설명의 편의를 위하여, 제 2 신호 처리부(2230)로 전달된 입력 신호를 구성하는 변환 신호 또는 샘플링 신호를 '처리 신호(Pa, b)'로 명명한다.Meanwhile, the correction signal input or transmitted to the second
처리 신호 ' Pa, b'에서 a는 탐지체의 순번에 따른 수신 신호 순번 'a', b는 처리 신호 순번이다. 그리고, 수신 신호 별 처리 신호의 총 개수를 'pn'으로 표면하며, 여기서 처리 신호의 총 개수(pn)은 수신 신호 별 변환 신호의 총 개수(cn 또는 Rn)과 동일할 수 있다.In the processing signals'P a, b ', a is the received signal sequence number'a' according to the sequence number of the detector, and b is the processing signal sequence number. In addition, the total number of processed signals per received signal is surfaced as'pn', where the total number of processed signals (pn) may be equal to the total number of converted signals per received signal (cn or Rn).
일 입력 신호는 복수의 처리 신호를 포함하는 것으로 설명될 수 있다. 그리고, 입력 신호를 구성하는 복수의 처리 신호는 제 1 실시예에 따른 방법으로 처리된 변환 신호이거나, 제 2 실시예에 따른 방법으로 처리되어 전달된 샘플링 신호인 것으로 설명될 수 있다.One input signal can be described as including a plurality of processing signals. Further, the plurality of processing signals constituting the input signal may be described as a conversion signal processed by the method according to the first embodiment or a sampling signal processed and transmitted by the method according to the second embodiment.
구체적인 예를 들어 설명하면, 제 1 입력 신호는 복수의 제 1 처리 신호(P1, 1, P2, 1,…, P48, 1)를 포함하고, 제 2 입력 신호는 복수의 제 2 처리 신호(P1, 2, P2, 2,…, P48, 2)를 포함하며, 제 3 입력 신호는 복수의 제 3 처리 신호(P1, 3, P2, 3,…, P48, 3)를 포함한다. 그리고 나머지 입력 신호들도 마찬가지로 복수의 처리 신호를 포함하며, 이를 정리하여 나타내면 도 12와 같다.For a specific example, the first input signal includes a plurality of first processing signals (P 1, 1 , P 2, 1 ,..., P 48, 1 ), and the second input signal includes a plurality of second processing signals. Signal (P 1, 2 , P 2, 2 ,…, P 48, 2 ), and the third input signal is a plurality of third processing signals (P 1, 3 , P 2, 3 ,…, P 48, 3 ). In addition, the remaining input signals also include a plurality of processing signals, which are collectively shown in FIG. 12.
여기서, 제 1 입력 신호는 제 1 처리 신호들(P1, 1, P2, 1,…, P48, 1)의 집합체, 제 2 입력 신호는 제 2 처리 신호들(P1, 2, P2, 2,…, P48, 2)의 집합체, 제 3 입력 신호는 제 3 처리 신호들(P1, 3, P2, 3,…, P48, 3)의 집합체이므로, 복수의 입력 신호의 순번에 따른 나열 방향은 지하의 깊이 방향인 것으로 설명될 수 있다.Here, the first input signal is a collection of the first processing signals (P 1, 1 , P 2, 1 , ..., P 48, 1 ), the second input signal is the second processing signals (P 1, 2 , P 2, 2 ,..., P 48, 2 ), the third input signal is a collection of third processing signals (P 1, 3 , P 2, 3 ,..., P 48, 3 ), so a plurality of input signals It can be explained that the ordering direction according to the sequence number is the depth direction of the underground.
제 2 신호 처리부(2230)는 제 1 신호 처리부(2220)에 의해 처리되어 전달된 입력 신호를 이용하여 탐지체(1000)의 나열 방향인 X 축 방향으로의 표적 신호가 강조되도록 처리한다. 그리고, 제 2 신호 처리부(2230)는 전달된 입력 신호를 이용하여 탑뷰(top view) 영상 이미지를 만든다. 이를 위해, 제 2 신호 처리부(2230)는 각 탐지체(1000)의 수신 신호 별로 입력 신호에 대한 평균 제곱근(Root Mean square)을 구하고(도 12 참조), 이를 이용하여 탑뷰 영상 이미지를 만들 수 있다.The second
입력 신호는 각 수신 신호에 대한 처리 신호를 포함하고 있으므로, '각 탐지체의 수신 신호 별 입력 신호'란, '각 탐지체의 수신 신호 별 복수의 처리 신호들'을 의미할 수 있다. 이에, 각 탐지체 수신 신호 별 입력 신호에 대한 평균 제곱근을 구한다는 것은, 각 탐지체의 수신 신호 별 복수의 처리 신호들에 대해 평균 제곱근을 한다는 의미일 수 있다.Since the input signal includes a processing signal for each received signal, the'input signal for each received signal of each detector' may mean'a plurality of processed signals for each received signal of each detector'. Accordingly, obtaining an average square root of an input signal for each detector received signal may mean that an average square root is performed for a plurality of processing signals for each received signal of each detector.
이하, 각 탐지체의 수신 신호 별로 입력 신호에 대한 평균 제곱근(Root Mean square)을 구하는 것에 대해 구체적인 예를 들어 설명한다.Hereinafter, a specific example of obtaining a root mean square of an input signal for each received signal of each detector will be described.
제 1 수신 신호로부터 생성된 복수의 처리 신호들(P1, 1, P1, 2,…, P1, pn-1, P1, pn)에 대한 평균 제곱근(D1)은 아래 예시 식 5와 같이 산출될 수 있고, 제 2 수신 신호로부터 생성된 복수의 처리 신호들(P2, 1, P2, 2,…, P2, pn-1, P2, pn)에 대한 평균 제곱근(D2)은 아래 예시 식 6과 같이 산출될 수 있다.The mean square root (D 1 ) of the plurality of processing signals (P 1, 1 , P 1, 2 ,…, P 1, pn-1 , P 1, pn ) generated from the first received signal is shown in
[예시 식 5][Example 5]
[예시 식 6][Example 6]
또한, 구체적으로 예시하지는 않았지만, 제 3 내지 제 48 수신 신호 각각으로부터 생성된 복수의 처리 신호들에 대해서도 동일한 방법으로 평균 제곱근(D3,…,D48)을 구한다. 이에, 제 1 내지 제 48 탐지체가 나열된 X 축 방향으로의 평균 제곱근(D1,…,D48) 신호가 생성된다.Further, although not specifically illustrated, the average square roots D 3 , ..., D 48 are obtained in the same manner for the plurality of processing signals generated from each of the third to 48th received signals. As a result, an average square root signal D1, ..., D 48 in the X-axis direction in which the first to 48th detectors are arranged is generated.
그리고, 상술한 바와 같이 X 축 방향으로 나열된 복수의 탐지체는 이동 장치에 의해 Y 축 방향으로 이동한다. X 축 방향으로의 평균 제곱근(D1,…,D48) 신호가 Y 축 방향으로 생성된다. 이에, 각 탐지체의 수신 신호 별 복수의 처리 신호들에 대한 평균 제곱근(D1,…,D48)을 복수의 탐지체의 나열 방향(X 축 방향), 복수의 탐지체의 이동 방향(Y 축 방향)으로 정리하여 나타내면 예컨대 도 13과 같다.And, as described above, the plurality of detectors arranged in the X-axis direction moves in the Y-axis direction by the moving device. An average square root (D1,...,D 48 ) signal in the X-axis direction is generated in the Y-axis direction. Accordingly, the mean square roots (D 1 ,...,D 48 ) of the plurality of processed signals for each received signal of each detector are arranged in a plurality of detectors (in the X-axis direction), and the movement direction of the plurality of detectors (Y 13), for example, as shown in FIG.
여기서, 각 탐지체(1000)의 수신 신호 별 복수의 입력 신호, 각 탐지체(1000)의 수신 신호 별 복수의 처리 신호들은 지하의 깊이 방향에 의한 신호들이다. 이에, 각 탐지체(1000)의 수신 신호 별로 입력 신호에 대한 평균 제곱근을 구하거나, 탐지체(1000)의 수신 신호 별 복수의 처리 신호들에 대해 평균 제곱근을 구한다는 의미는 깊이 방향으로 평균 제곱근을 구한다는 의미로 설명될 수 있다.Here, a plurality of input signals for each received signal of each
제 2 신호 처리부(2230)에서 상술한 바와 같은 방법으로 산출된 각 탐지체의 수신 신호 별 복수의 처리 신호들에 대한 평균 제곱근(D1,…,D48)은 제 1 탐지부(2300)로 전달 또는 입력되어 표적을 탐지하는데 활용된다. 따라서, 이하에서는 각 탐지체(1000)의 수신 신호 별 복수의 처리 신호들에 대해 평균 제곱근(D1,…,D48)된 신호를 '탐지 신호'로 명명한다.The average square root (D 1 ,...,D 48 ) of the plurality of processing signals for each received signal of each detector calculated by the method described above in the second
제 2 신호 처리부(2230)에서 산출된 각 탐지체(1000)의 수신 신호 별 복수의 처리 신호들에 대해 평균 제곱근하여 탐지 신호(D1,…,D48)가 도출되면, 이들 신호를 이용하여 탑뷰(top view) 영상 이미지를 생성한다. When the detection signals D 1 , ..., D 48 are derived by averaging the square of the average of the plurality of processing signals for each received signal of each
제 2 신호 처리부(2230)에서 생성된 각 탐지체(1000)의 수신 신호 별 탐지 신호(D1,…,D48)는 탐지체(1000)의 나열 방향으로의 좌표(X 축 좌표), 탐지체(1000)의 이동 방향으로의 좌표(Y 축 방향 좌표, 깊이 방향 좌표(Z 축 좌표) 각각에 따른 전자기파 세기 정보를 가지는 신호일 수 있다.The detection signals (D 1 , ..., D 48 ) for each received signal of each
이에, 제 2 신호 처리부(2230)에서 탐지 신호들을 이용하여 만든 탑뷰(top view) 영상 이미지는 X 축, Y 축 및 Z 축 좌표에 따른 전자기파 세기를 보여주는 영상 이미지일 수 있다. 제 2 신호 처리부에서는 전자기파의 세기에 따라 채도, 명함, 밝기 중 적어도 하나가 다르도록 분류하여 영상 이미지화 할 수 있으며, 예컨대 도 14와 같다.Accordingly, the top view image image generated using the detection signals in the second
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 탐지부에서 X 축 방향에서의 표적의 위치를 탐지하는 방법을 개념적으로 도시한 도면이다. 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 탐지부에서 X 축 방향에서의 표적의 위치를 탐지하는 방법의 예시를 나타낸 사진이다. 도 17은 제 1 탐지부에서 탐지된 탐지체의 Y 축 방향(탐지체 이동 방향)으로의 탐지 신호를 설명하기 위한 도면이다.15 is a diagram conceptually showing a method of detecting a position of a target in an X-axis direction in a first detection unit according to an embodiment of the present invention. 16 is a photograph showing an example of a method for detecting a position of a target in the X-axis direction in a first detection unit according to an embodiment of the present invention. 17 is a view for explaining a detection signal in the Y-axis direction (detector movement direction) of the detection object detected by the first detection unit.
제 1 탐지부(2300)에서는 제 2 신호 처리부(2230)에서 처리되어 생성된 탐지 신호 및 영상 이미지를 이용하여 표적을 탐지한다. 이를 위해 제 1 탐지부(2300)에서는 먼저, 전달 또는 입력된 탐지 신호들을 기 설정된 기준값과 비교하여 필터링한다.The
탐지 신호에는 탐지체(1000)의 나열 방향(X 축 방향)의 위치 및 탐지체(1000)의 이동 방향(Y 축 방향)의 위치에 따른 전자기파 세기가 포함되어 있는데, 제 1 탐지부(2300)는 전자기파 세기에 따라 탐지 신호를 필터링 한다. 이에, 제 1 탐지부(2300)에 기 설정되는 기준값은 기준 전자기파 세기일 수 있고, 이는 마스크 필터(mask filter)로 명명될 수 있다.The detection signal includes electromagnetic wave intensity according to the position of the
기준값은 탐지하고자 하는 표적 예컨대 지뢰로부터 반사되는 전자기파를 반영하여 설정될 수 있다.The reference value may be set by reflecting electromagnetic waves reflected from a target to be detected, such as a mine.
이러한 제 1 탐지부(2300)에 의하면, 제 2 신호 처리부(2230)를 거쳐 입력된 탐지 신호들의 전자기파 세기를 기준값과 비교하고, 기준값을 기준으로 전자기파 세기를 2 종류의 값으로 분류 즉, 이진화한다.According to the
예컨대, 기준값 이상인 전자기파를 가지는 탐지 신호는 '1', 기준값 미만인 전자기파를 가지는 탐지 신호는 '0'이 되도록 이진화시킨다. 이에, 도 15와 같이 영상 이미지의 화소(pixel) 별로 '1' 또는 '0'의 값이 부여될 수 있다.For example, the detection signal having an electromagnetic wave above the reference value is '1', and the detection signal having an electromagnetic wave below the reference value is binarized to be '0'. Accordingly, as shown in FIG. 15, a value of '1' or '0' may be assigned to each pixel of a video image.
그리고, 제 1 탐지부(2300)에서는 이진화된 탐지 신호를 영상 이미지화 한다. 이때, 제 1 탐지부(2300)는 '1'로 처리된 탐지 신호와 '0'으로 처리된 탐지 신호가 구분되도록 예컨대 서로 다른 색을 나타내도록 영상 이미지화시킬 수 있다. 보다 구체적인 예로, 전자기파 값이 '1'로 처리된 탐지 신호를 빨강색(red), 전자기파 값이 '0'으로 처리된 탐지 신호가 파란색(blue)으로 나타내도록 영상 이미지화시킬 수 있으며, 이는 예컨대 도 16과 같다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 '1'을 탐지값 '0'을 배경값이라 명명한다.Then, the
도 15 및 도 16 상에서, 세로 방향(이하, 제 1 방향)은 탐지체의 나열 방향이고, 가로 방향(이하, 제 2 방향)은 탐지체의 이동 방향과 대응하는 방향이고, 일 수 있다.15 and 16, the vertical direction (hereinafter, the first direction) is a direction in which the detector is arranged, and the horizontal direction (hereinafter, a second direction) is a direction corresponding to the movement direction of the detector, and may be.
제 1 탐지부(2300)는 도 15 또는 도 16과 같이 이진화된 영상 이미지를 이용하여 표적 신호를 검출 또는 탐지한다. 이를 위해, 제 1 탐지부는 소정 크기의 윈도우(window)를 생성하고, 도 16과 같이 이 윈도우를 영상 이미지 상에서 이동시키면서 표적 위치를 탐지한다.The
윈도우(W)는 예컨대 사각형 형상일 수 있으며 보다 바람직하게는 정사각형일 수 있다. 그리고 영상 이미지 상에서 윈도우(W)를 제 1 방향 및 제 2 방향 각각으로 이동시키는데, 윈도우(W) 면적의 일부가 중첩되도록 이동시킨다. 즉, 제 1 위치에 있을 때 윈도우(W)가 차지하는 영역의 위치와, 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동되었을 때 윈도우(W)가 차지하는 영역의 위치가 일부 중첩되도록 이동시킨다. 이때 중첩 면적은 예컨대 50% 이상 90% 이하, 보다 바람직하게는 75% 내지 85%가 되도록 한다.The window W may have a rectangular shape, for example, and more preferably a square. Then, the window W is moved in each of the first direction and the second direction on the video image, and a portion of the area of the window W is moved to overlap. That is, the position of the area occupied by the window W when in the first position and the position of the area occupied by the window W when moving from the first position to the second position are partially overlapped. At this time, the overlapping area is, for example, 50% or more and 90% or less, and more preferably 75% to 85%.
그리고, 영상 이미지의 화소별로 '배경값(0)' 또는 '탐지값(1)'의 값이 부여되어 있으므로, 윈도우(W)의 위치에 따라 윈도우 내에서 '배경값' 및 '탐지값' 각각이 부여된 화소들의 면적이 다르다.In addition, since a value of'background value (0)' or'detection value (1)' is assigned to each pixel of a video image,'background value' and'detection value' within a window according to the position of the window W, respectively The areas of the given pixels are different.
제 1 탐지부(2300)는 이렇게 윈도우(W)를 영상 이미지 상에서 이동시키면서, 윈도우(W) 내에서 '탐지값'이 부여된 화소들이 차지하는 면적을 기 설정된 기준 면적과 비교한다. 그리고, 탐지값이 부여된 면적이 기준 면적 이상이 되는 윈도우(W)의 제 1 방향 위치를 검출 또는 감지한다. 이때, 제 1 탐지부(2300)는 윈도우(W)에 있어서 제 1 방향의 중심 위치와 대응하는 제 1 방향의 위치를 표적의 제 1 방향 위치로 판단한다.The
또한, 영상 이미지의 제 1 방향은 탐지체(1000)의 나열 방향과 대응하고, 제 1 방향의 스케일(scale)은 탐지체(1000)의 순번과 대응하도록 설정된다. 이에, 탐지값이 부여된 면적이 기준 면적 이상이 되는 윈도우(W)의 제 1 방향 중심 위치가 검출되면, 복수의 탐지체(1000)가 나열 배치된 X 축 방향에서의 표적 위치가 검출 또는 탐지된다. 즉, 영상 이미지 상에서 탐지된 표적(T)의 제 1 방향의 위치로부터 복수의 탐지체(1000) 중 어느 하나가 탐지되므로, 영상 이미지 상에서 탐지된 표적의 제 1 방향의 위치가 탐지되면, 이를 통해 표적(T)으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체(1000)를 알 수 있다.In addition, the first direction of the video image corresponds to the direction in which the
따라서, 제 1 탐지부(2300)에서는 영상 이미지 상에서 탐지된 제 1 방향의 위치를 이용하여 표적(T)으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체(1000)를 감지 또는 선택한다. 그리고, 감지 또는 선택된 탐지체(1000)의 X 축 방향 위치가 표적(T)의 X 축 방향 위치가 된다.Accordingly, the
예를 들어 설명하면, 윈도우(W)의 제 1 방향의 중심이 영상 이미지 상에서 제 1 방향의 스케일 '27'에 있을 때, 윈도우(W) 내 탐지값이 부여된 면적이 기준 면적 이상일 수 있다. For example, when the center of the first direction of the window W is on the scale '27' of the first direction on the image image, the area to which the detection value is applied in the window W may be greater than or equal to the reference area.
이에, 제 1 탐지부(2300)는 영상 이미지 상에서 제 1 방향의 스케일 '27'에 해당하는 위치가 표적(T)의 제 1 방향 위치로 검출한다. 그리고, 영상 이미지 상에서 제 1 방향의 스케일 '27'은 복수의 탐지체(1000) 중 제 27 탐지체를 지칭하는 것이다. 이에, 제 1 탐지부(2300)는 제 27 탐지체의 X 축 방향의 위치에 표적(T)이 존재하는 것으로 판단한다.Accordingly, the
이렇게 탐지된 표적(T)의 X 축 방향 위치는 표적 위치 결정부(2600) 및 탐지 영상 탐지 영상 표시부(2700)로 전달된다.The X-axis position of the target T thus detected is transmitted to the
제 1 탐지부(2300)에서 탐지된 X 축 방향 위치에서의 Y 축 방향 즉, 탐지체 이동 방향으로의 신호는 제 2 처리부(2400)로 전달된다(도 17 참조).The signal in the Y-axis direction at the X-axis direction detected by the
여기서, 일 탐지체(1000)로부터 생성된 탐지 신호들은 도 13에서 설명한 바와 같이 탐지체(1000)의 이동 방향(즉, Y 축 방향)의 위치에 따른 신호이다. 따라서, 제 1 탐지부(2300)에서 선택된 탐지체(1000)의 탐지 신호들을 제 2 처리부(2400)로 전달한다는 것은, 선택된 탐지체(1000) 이동 방향으로의 스캔 데이터가 전달되는 것으로 설명될 수 있다.Here, the detection signals generated from one
제 2 처리부(2400)는 제 1 탐지부(2300)로부터 전달된 탐지 신호를 이용하여 Y 축 방향의 표적 탐지가 용이하도록 그 신호를 처리한다. 이를 위해, 제 2 처리부(2400)는 제 1 탐지부(2300)로부터 전달된 탐지 신호들로부터 클러터를 제거한다.The
이때 제 2 처리부(2400)로 전달된 탐지 신호는 제 1 탐지부(2300)에서 감지된 또는 선택된 탐지체(1000)의 Y 축 방향의 신호이다. 이에 제 2 처리부(2400)는 제 1 탐지부(2300)에서 표적(T)으로부터 반사된 신호를 수신하였다고 판단된 탐지체(1000)에서 생성된 Y 축 방향의 신호로부터 클러터를 제거한다. 이때, 앞에서 설명한 제 1 실시예에 따른 보정 방법 및 제 2 실시예에 따른 방법 중 어느 하나를 이용하여 클러터를 제거한다. 그리고, 제 2 처리부(2400)는 클러터가 제거된 탐지 신호를 이득 보상한 후 이를 제 2 탐지부(2500)로 전달한다.At this time, the detection signal transmitted to the
도 18은 탐지체가 이동하는 방향(Y 축 방향)으로 소정의 폭을 가지는 포물선 형태의 신호를 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 19 및 도 20은 탐지체가 이동하는 방향(Y 축 방향)으로 소정의 폭을 가지는 포물선이 가시화된 영상 이미지를 나타낸 도면이다.18 is a diagram conceptually showing a parabolic signal having a predetermined width in a direction in which the detector moves (Y-axis direction). 19 and 20 are diagrams showing a video image in which a parabola having a predetermined width is visible in a direction in which the detector moves (Y-axis direction).
제 2 탐지부(2500)는 포물선 형태의 표적 신호를 가시화하고, 표적(T)의 Y 축 방향의 위치 및 Z 축 방향의 위치(즉, 매설 깊이)를 검출한다.The
한편, 탐지체(1000)와 표적(T)과의 거리가 가까울수록 상기 표적으로부터 반사되어 탐지체(1000)로 수신되는 시간이 짧다. 반대로, 탐지체(1000)와 표적(T)과의 거리가 멀수록 상기 표적(T)으로부터 반사되어 탐지체(1000)로 수신되는 시간이 길다. 이에, 지하에 표적이 존재하면, 도 18과 같이 탐지체(1000)가 이동하는 방향(Y 축 방향)으로 소정의 폭을 가지는 포물선 형태의 신호가 획득된다.On the other hand, the closer the distance between the
포물선에 대한 방정식을 수식으로 표현하면, 아래의 수식 3일 수 있다. 여기서 Xc, 포물선 정점의 X 축 방향 위치, Yc는 포물선 정점의 Y 축 방향 위치, p는 포물선의 폭이다.If the equation for the parabola is expressed by the equation, it may be
[수식 3][Equation 3]
제 2 탐지부(2500)에서는 제 2 처리부(2400)를 거쳐 입력된 탐지 신호를 이용하여 영상 이미지화 한다. 이를 위해, 제 2 탐지부(2500)는 탐지 신호를 허프 변환(hough transform) 방법으로 변환시킨다.The
허프 변환된 신호를 이용하여 영상 이미지화 하면, 예컨대 그러면, 도 19에 도시된 바와 같이 탐지체(1000)의 이동 방향으로 포물선이 형성된 영상 이미지가 획득된다.When the image is imaged using the Huff-converted signal, for example, as shown in FIG. 19, an image image in which a parabola is formed in a moving direction of the
도 19를 보면, 포물선의 정점에서 강한 신호가 나타나는데, 이는 표적(T)과의 거리에 따른 전자기파 세기에 의한 것이다. 즉, 탐지체(1000)와 표적(T)과의 거리가 가까울수록 수신 신호 즉, 전자기파 세기가 크다. 반대로, 탐지체(1000)와 표적(T)과의 거리가 멀수록 수신 신호 즉, 전자기파 세기가 작다.Referring to FIG. 19, a strong signal appears at the apex of the parabola, which is due to the electromagnetic wave intensity according to the distance from the target T. That is, the closer the distance between the
제 2 탐지부(2500)는 기 설정된 기준값 이상의 전자기파 세기를 나타내는 위치를 검출한다. 즉, 허프 변환된 탐지 신호를 분석하여, 기준값 이상의 전자기파 세기를 보이는 Y 축 방향 및 Z 축 방향의 위치를 검출하고, 이를 영상 이미지에 식별 가능하도록 표시한다.The
그리고, 제 2 탐지부(2500)는 포물선의 정점 위치를 찾아, 이를 식별 가능하도록 표시한다. 다른 말로 설명하면, 전자기파 세기가 가장 큰 위치를 찾고, 이 위치를 도 20과 같이 식별 가능하도록 빨강색(red) 점으로 표시할 수 있다.Then, the
또한, 제 2 탐지부(2500)는 포물선 정점 위치의 깊이를 검출한다. 이는 탐지하고 있는 토양에서의 전자기파의 이동 속도, 탐지체의 송신기로부터 신호가 송신된 시간과 수신기로 신호가 수신된 시간 사이의 간격을 이용하여 깊이를 산출할 수 있다.Also, the
따라서, 제 2 탐지부(2500)에서는 포물선의 Y 축 방향 위치 및 포물선 정점 깊이를 검출할 수 있다. 그리고, 제 2 탐지부(2500)에서 탐지된 표적의 위치 즉, Y 축 및 Z 축 방향(매설 깊이)의 위치 정보가 표적 위치 결정부(2600) 및 탐지 영상 탐지 영상 표시부(2700)로 전달된다.Accordingly, the
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다. 이하 도 1 내지 도 21을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 방법을 설명한다.21 is a view sequentially showing a target detection method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a target detection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 21.
먼저, 표적(T)의 탐지를 실시하기 전에 전처리부의 지연 보상부(2110)를 이용하여 탐지체(1000) 내부의 문제로 인한 신호 수신 시간의 지연이 발생되지 않도록, 탐지체(1000)를 제어한다. 즉, 복수의 탐지체(1000)들의 신호 수신 시간의 차이를 분석하고, 복수의 탐지체(1000)의 신호 수신 시간이 균일할 수 있도록 보상값을 설정한다.First, before performing detection of the target T, the
또한, 샘플링 속도 조절부(2120)를 이용하여 제 1 처리부(2200)의 신호 변환부(2210)의 설정값을 조절하여, 복수의 탐지체(1000) 별 수신 신호 샘플링 속도 또는 주기가 균일하도록 한다. 즉, 샘플링 속도 조절부(2120)는 보간법(interpolation)으로 각 수신 신호 별 샘플링 속도가 작업자가 목표로하는 샘플링 속도가 되도록 조절한다.In addition, the set value of the
이렇게 지연 보상부(2110)를 통해 탐지체(1000)를 조절하고, 샘플링 속도 조절부(2120)를 통해 신호 변환부(2210)가 조절하여 전처리가 종료되면, 표적 탐지 설비를 탐지 구역으로 이동시켜 표적 탐지를 실시한다.When the pre-processing is completed by controlling the
이를 위해, X 축 방향으로 나열 배치된 복수의 탐지체(1000)를 순차적으로 이동시키면서, 이동 장치를 Y 축 방향으로 이동시킨다. 즉, 이동 장치를 Y 축 방향으로 이동시키면서, 복수의 탐지체(1000)를 순차적으로 동작시켜 송신 신호를 방사한다(S100).이에, 복수의 탐지체(1000)가 Y 축 방향으로 이동하면서 복수의 탐지체(1000)가 순차적으로 동작되며, 복수의 탐지체(1000) 각각이 간헐적 또는 주기적으로 반복하여 동작된다.To this end, while sequentially moving the plurality of
복수의 탐지체(1000) 각각이 동작되면, 송신기(1100)로부터 방사된 송신 신호는 지하의 깊이 방향으로 이동한 후, 반사되어 수신기(1200)로 수신된다. 이때, 탐지체(1000)의 나열 형태에 의해 탐지 구역의 X 축 방향으로 수신 신호가 생성되고, 탐지체(1000)의 이동 방향에 의해 탐지 구역의 Y 축 방향으로 수신 신호가 생성되며, X 축 및 Y 축 방향 각각의 수신 신호는 깊이 방향의 정보를 가지고 있다. 따라서, 3차원(X 축, Y 축 및 Z 축) 데이타를 포함하는 수신 신호가 생성될 수 있다.When each of the plurality of
제 1 처리부(2200)의 신호 변환부(2210)는 탐지체(1000)의 수신기(1200)로 수신된 수신 신호를 일정 주기 샘플링하고, 이를 디지털 변환한다.The
다음으로, 제 1 신호 처리부(2220)는 샘플링 신호로부터 클러터를 제거하는 보정을 실시하여(S200) 처리 신호를 생성한다. Next, the first
이때, 제 1 신호 처리부(2220)는 n-1 번째 추출 신호에 대한 복수의 샘플링 신호(S1, sn-1, S2, sn-1, S3, sn-1,…, S48, sn-1)의 평균(Asn-1)을 이용하는 제 1 실시예에 따른 방법으로 클러터를 제거하는 보정을 실시할 수 있다.At this time, the first
또한, 제 1 신호 처리부(2220)는 각 추출 신호에 대한 엔트로피(entropy)에 따라 클러터를 검출하고, 클러터를 폐기(discard) 시키는 방법으로 클러터를 제거하는 보정을 실시할 수 있다.In addition, the first
이렇게, 샘플링 신호로부터 클러터를 제거하여 처리 신호가 생성되면, 제 2 신호 처리부는 처리 신호를 이용하여 탐지체(1000)의 나열 방향인 X 축 방향으로의 표적 신호가 강조되도록 처리하고, 처리 신호들을 이용하여 탑뷰(top view) 영상 이미지를 만든다(S300). 이를 위해, 제 2 신호 처리부(2230)는 각 탐지체(1000)의 수신 신호 별로 처리 신호에 대한 평균 제곱근(Root Mean square)을 연산하여 탐지 신호(D1, D2,…,D48)를 생성하고(도 12 및 도 13 참조), 이를 이용하여 탑뷰 영상 이미지를 만든다.In this way, when a processing signal is generated by removing the clutter from the sampling signal, the second signal processing unit uses the processing signal to process the target signal in the X-axis direction, which is an array direction of the
제 2 신호 처리부(2230)에서 탐지 신호들을 이용하여 만든 탑뷰(top view) 영상 이미지는 X 축, Y 축 및 Z 축 좌표에 따른 전자기파 세기를 보여주는 영상 이미지일 수 있다. 제 2 신호 처리부에서는 전자기파의 세기에 따라 채도, 명함, 밝기 중 적어도 하나가 다르도록 분류하여 영상 이미지화 할 수 있으며, 예컨대 도 14와 같다.The top view image image created using the detection signals in the second
다음으로, 제 1 탐지부(2300)에서는 탐지 신호들을 기 설정된 기준값과 비교하여 필터링한다. 즉, 탐지 신호들의 전자기파 세기를 기준값과 비교하고, 기준값을 기준으로 전자기파 세기를 2 종류의 값으로 분류 즉, 이진화한다. 예컨대, 기준값 이상인 전자기파를 가지는 탐지 신호는 '1', 기준값 미만인 전자기파를 가지는 탐지 신호는 '0'이 되도록 이진화시킨다. 이에, 도 15와 같이 영상 이미지의 화소(pixel) 별로 '1' 또는 '0'의 값이 부여될 수 있다.Next, the
그리고, 제 1 탐지부(2300)는 이진화된 탐지 신호를 영상 이미지화 한다. 이때, 제 1 탐지부(2300)는 전자기파 값이 '1'로 처리된 탐지 신호를 빨강색(red), 전자기파 값이 '0'으로 처리된 탐지 신호가 파란색(blue)으로 나타내도록 영상 이미지화한다(도 15 참조).Then, the
이후, 제 1 탐지부(2300)는 클러스터링 방법으로 표적 위치를 탐지한다(S400). 즉, 소정 면적을 가지는 윈도우(W)를 영상 이미지 상에서 이동시키면서, 윈도우(W) 내에서 '탐지값'이 부여된 화소들이 차지하는 면적을 기 설정된 기준 면적과 비교한다(S500). 그리고, 탐지값이 부여된 면적이 기준 면적 이상이 되는 윈도우(W)의 제 1 방향 위치를 검출 또는 감지한다.Thereafter, the
그리고, 윈도우(W) 내에서 탐지값이 부여된 면적이 기준 면적 이상이 될 때, 현재 윈도우(W)의 제 1 방향의 중심 위치를 검출한다. 이를 통해, 영상 이미지 상에서 상기 제 1 방향의 중심 위치에 해당하는 스케일과 대응하는 탐지체(1000)를 검출할 수 있다. 검출된 탐지체(1000)는 표적(T)으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체로 간주되며, 이에 표적의 X 축 방향의 위치가 탐지된다(S600).Then, when the area to which the detection value is assigned in the window W becomes equal to or greater than the reference area, the center position of the current window W in the first direction is detected. Through this, the
제 1 탐지부(2300)에서 표적(T)의 X 축 방향 위치가 탐지되면, 제 2 처리부(2400)는 제 1 탐지부(2300)로부터 전달된 탐지 신호들로부터 클러터를 제거한다. 즉, 제 2 처리부(2400)는 제 1 탐지부(2300)에서 표적(T)으로부터 반사된 신호를 수신하였다고 판단된 탐지체(1000)에서 생성된 Y 축 방향의 신호로부터 클러터를 제거하는 보정을 실시한다(S700). 그리고, 제 2 처리부(2400)는 클러터가 제거된 탐지 신호를 이득 보상한 후 이를 제 2 탐지부(2500)로 전달한다.When the X-axis position of the target T is detected in the
제 2 탐지부(2500)는 제 2 처리부(2400)로부터 전달된 탐지 신호를 이용하여 표적(T)의 Y 축 방향의 위치 및 Z 축 방향의 위치를 검출한다(S800). 이를 위해, 제 2 탐지부(2500)는 제 2 처리부(2400)로부터 전달된 탐지 신호를 허프 변환(hough transform) 방법으로 변환시킨다.The
그리고, 허프 변환된 탐지 신호를 이용하여 가시화하면, 도 19와 같이 탐지체(1000)가 이동하는 방향(Y 축 방향)으로 소정의 폭을 가지는 포물선 형태의 표적 신호가 가시화된다.Then, when the visualization is performed using the Huff-converted detection signal, a parabolic target signal having a predetermined width is visualized in a direction in which the
다음으로, 제 2 탐지부(2500)는 허프 변환된 탐지 신호를 분석하여, 기준값 이상의 전자기파 세기를 보이는 Y 축 방향 및 Z 축 방향의 위치를 검출하고, 이를 영상 이미지에 식별 가능하도록 표시한다.Next, the
그리고, 제 2 탐지부(2500)는 포물선의 정점 위치를 찾고, 정점 위치의 깊이를 검출한다. 포물선의 정점 위치는 전자기파의 세기를 이용하여 검출할 수 있고, 정점 위치의 깊이는 전자기파의 이동 속도, 탐지체의 송신기로부터 신호가 송신된 시간과 수신기로 신호가 수신된 시간 사이의 간격을 이용하여 산출할 수 있다. 또한, 포물선의 정점 위치 및 정점 위치의 깊이는 도 20에서와 같이 작업자가 식별 가능하도록 탐지 영상 표시부에 표시될 수 있다.Then, the
제 1 탐지부(2300)에서 탐지된 표적(T)의 X 축 방향의 위치, 제 2 탐지부(2500)에서 탐지된 표적(T)의 Y 축 및 Z 축 방향이 위치는 표적 위치 결정부(2600) 및 탐지 영상 표시부(2700)로 전달된다(S910, S920). 이로부터, 작업자는 표적의 X 축, Y 축, Z 축 방향의 위치를 파악할 수 있고, 탐지된 표적을 제거할 수 있다.Target position determining unit (X) in the X-axis direction of the target (T) detected by the
이와 같이 본 발명의 실시예에서는 일 방향으로 배치된 복수의 탐지체(1000)를 포함하는 배열형 표적 탐지 설비를 이용하여 표적을 탐지한다. 그리고, 본 발명의 실시예에 탐지 장치(2000)에 의하면, 복수의 탐지체(1000) 각각의 신호를 실시간 처리가 가능하고, 낮은 연산량으로 수신 신호 처리가 가능한 장점이 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, a target is detected using an array type target detection facility including a plurality of
또한, 본 발명의 실시예에서는 n-1 번째 추출 신호에 대한 복수의 샘플링 신호의 평균을 이용하는 제 1 실시예에 따른 방법으로 클러터를 제거하거나, 추출 신호에 대한 엔트로피(entropy)에 따라 클러터를 검출하고, 클러터를 폐기(discard) 시키는 제 2 실시예에 따른 방법으로 클러터를 제거한다. 이에, 탐지 대상 외의 것들을 표적으로 탐지하는 오류를 줄일 수 있다. 이에, 표적 탐지 정확성을 향상시킬 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, clutter is removed by the method according to the first embodiment using the average of a plurality of sampling signals for the n-1 th extraction signal, or the clutter is obtained according to the entropy of the extraction signal. Is detected, and the clutter is removed by the method according to the second embodiment for discarding the clutter. Accordingly, errors in target detection of things other than the detection target can be reduced. Accordingly, it is possible to improve target detection accuracy.
그리고, 제 2 신호 처리부(2230)에 의해 생성된 탐지 신호를 이용하여 탑뷰(top view) 영상 이미지를 만들고, 제 2 탐지부(2500)는 탑뷰(top view) 영상 이미지를 분석하여 표적(T)의 Y 축 방향 및 Z 축 방향의 좌표를 탐지한다. 이때, 제 2 탐지부(2500)는 탑뷰(top view) 영상 이미지를 이용하여, 표적(T)의 전체적인 크기 및 탐지체(1000) 이동 방향의 신호를 분석할 수 있다. 이에, 표적의 정확한 이치의 위치의 검출이 가능하다.Then, using the detection signal generated by the second
1000: 탐지체 1100: 송신기
1200: 수신기1000: detector 1100: transmitter
1200: receiver
Claims (16)
상기 복수의 탐지체 각각으로 수신되는 수신 신호로부터 복수의 샘플링 신호를 획득하는 과정;
상기 복수의 샘플링 신호로부터 클러터(clutter)를 제거하여, 상기 복수의 샘플링 신호 각각을 처리 신호로 변환시키는 보정 과정;
상기 복수의 탐지체 별 처리 신호들을 이용하여 탐지 신호를 생성하는 과정; 및
상기 탐지 신호를 이용하여 표적의 위치를 탐지하는 과정;
을 포함하고,
상기 보정 과정은,
상기 복수의 수신 신호 각각으로부터 동일 시점인 n 번째로 샘플링된 복수의 n 번째 샘플링 신호들을 이용하여, n 번째 엔트로피를 산출하는 과정;
산출된 상기 n 번째 엔트로피를 기준 엔트로피와 비교하는 과정;
산출된 상기 n 번째 엔트로피가 기준 엔트로피 미만일 때, 상기 n 번째 샘플링 신호들을 그대로 유지시키는 과정; 및
산출된 상기 n 번째 엔트로피가 기준 엔트로피 이상일 때, 상기 n 번째 샘플링 신호들을 폐기시키는 과정;
을 포함하는 표적 탐지 방법.A process of moving the plurality of detectors while emitting a transmission signal from each of the plurality of detectors;
Obtaining a plurality of sampling signals from received signals received by each of the plurality of detectors;
A correction process of removing a clutter from the plurality of sampling signals and converting each of the plurality of sampling signals into processing signals;
Generating a detection signal by using the processing signals for each of the plurality of detection objects; And
Detecting a position of a target using the detection signal;
Including,
The correction process,
Calculating an n-th entropy by using a plurality of n-th sampling signals sampled at the same time from each of the plurality of received signals;
Comparing the calculated n-th entropy with a reference entropy;
When the calculated n-th entropy is less than a reference entropy, maintaining the n-th sampling signals as they are; And
Discarding the n-th sampling signals when the calculated n-th entropy is greater than or equal to a reference entropy;
Target detection method comprising a.
상기 복수의 탐지체는 일 방향으로 나열 배치되고, 상기 복수의 탐지체는 상기 일 방향과 다른 타 방향으로 이동시키는 표적 탐지 방법.The method according to claim 4,
The plurality of detectors are arranged in one direction, the plurality of detectors target detection method for moving in the other direction different from the one direction.
상기 표적의 위치를 탐지하는 과정은,
상기 탐지 신호 별 신호 세기에 따라, 상기 탐지 신호를 탐지값 및 배경값으로 이진화하여 탑뷰 영상 이미지를 생성하는 과정; 및
상기 영상 이미지 상에서 면적을 가지는 윈도우를 이동시키면서, 상기 윈도우 내에서 탐지값을 가지는 화소가 차지하는 면적과 기 설정된 기준 면적을 비교하여, 상기 복수의 탐지체가 나열 배치된 방향인 상기 일 방향으로의 표적의 위치를 탐지하는 과정;
을 포함하는 표적 탐지 방법.The method according to claim 5,
The process of detecting the position of the target,
Generating a top view image image by binarizing the detection signal into a detection value and a background value according to the signal strength for each detection signal; And
While moving a window having an area on the video image, the area occupied by a pixel having a detection value in the window is compared with a preset reference area, and the target of the target in the one direction is a direction in which the plurality of detectors are arranged and arranged. The process of detecting the location;
Target detection method comprising a.
상기 영상 이미지 상에서 상기 윈도우를 이동시키는데 있어서,
상기 영상 이미지 상에서 상기 일 방향과 대응하는 제 1 방향 및 상기 일 방향과 다른 타 방향과 대응하는 제 2 방향으로 교대하여 복수회 이동시키는 표적 탐지 방법.The method according to claim 6,
In moving the window on the video image,
A target detection method of shifting a plurality of times alternately in a first direction corresponding to the one direction and a second direction corresponding to another direction different from the one direction on the video image.
상기 영상 이미지 상에서 상기 윈도우를 상기 제 1 및 제 2 방향으로 이동시키는데 있어서,
이전 시점의 위치에서 상기 윈도우가 차지하는 면적과 일부 중첩되도록 이동시키는 표적 탐지 방법.The method according to claim 7,
In moving the window on the video image in the first and second directions,
Target detection method to move the window occupied by a portion of the area occupied by the previous position.
상기 복수의 탐지체 별 처리 신호들을 이용하여 탐지 신호를 생성하는데 있어서,
상기 복수의 탐지체 별로, 복수의 처리 신호들을 평균 제곱근(Root Mean square)하는 표적 탐지 방법. In claim 4,
In generating a detection signal using the processing signals for each of the plurality of detectors,
For each of the plurality of detectors, a target detection method of performing a plurality of processing signals on a root mean square.
상기 일 방향으로의 표적의 위치를 탐지하는 과정은,
상기 탐지 신호에 포함된 전자기파 세기를 이용하여, 상기 복수의 탐지체 중 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체를 탐지하는 과정을 포함하고,
표적으로부터 반사된 신호를 수신한 것으로 탐지된 탐지체로부터 생성된 상기 타 방향의 탐지 신호를 이용하여, 상기 타 방향 및 매설 깊이 방향의 표적의 위치를 탐지하는 과정을 포함하는 표적 탐지 방법.The method according to claim 6,
The process of detecting the position of the target in the one direction,
And detecting a detector receiving the signal reflected from the target among the plurality of detectors by using the electromagnetic wave intensity included in the detection signal,
A target detection method comprising detecting a position of a target in the other direction and the buried depth direction by using the detection signal in the other direction generated from the detection object detected as receiving the signal reflected from the target.
상기 타 방향 및 매설 깊이 방향의 표적의 위치를 탐지하는 과정은,
표적으로부터 반사된 신호를 수신한 것으로 탐지된 탐지체로부터 생성된 타 방향의 탐지 신호를 허프 변환(hough transform)시켜, 타 방향으로 폭을 가지는 포물선이 가시화된 영상 이미지를 생성하는 과정;
허프 변환되어 생성된 포물선의 정점 위치를 탐지하여, 타 방향 및 깊이 방향의 표적의 위치를 탐지하는 과정;
을 포함하는 표적 탐지 방법.The method according to claim 10,
The process of detecting the position of the target in the other direction and the buried depth direction,
Generating a video image in which a parabola having a width in the other direction is visible by hough transforming a detection signal in the other direction generated from the detector detected as receiving the signal reflected from the target;
Detecting a position of a vertex of a parabola generated by Huff transform and detecting a position of a target in the other direction and the depth direction;
Target detection method comprising a.
상기 복수의 탐지체가 장착되며, 상기 일 방향과 다른 타 방향으로 이동 가능한 이동 장치;
상기 복수의 탐지체 각각으로 수신되는 수신 신호를 일정 주기로 복수회 샘플링하여 복수의 샘플링 신호를 획득하는 신호 변환부;
상기 복수의 샘플링 신호로부터 클러터(clutter)를 제거하는 제 1 신호 처리부;
상기 제 1 신호 처리부에서 클러터가 제거된 샘플링 신호를 이용하여 생성된 탐지 신호를 통해, 표적의 위치를 탐지하는 탐지부;
를 포함하고,
상기 제 1 신호 처리부는,
상기 복수의 탐지체 각각의 수신 신호로부터 동일 시점인 n 번째로 샘플링된 복수의 n 번째 샘플링 신호들을 이용하여, n 번째 엔트로피를 산출하고, 산출된 n 번째 엔트로피에 따라, 상기 n 번째 샘플링 신호들을 그대로 유지하거나, 폐기하여 처리 신호를 생성하는 표적 탐지 설비.A plurality of detectors each having a transmitter for emitting a transmission signal and a receiver for receiving a received signal from which the transmitted signal emitted from the transmitter is reflected, and arranged in one direction;
A moving device equipped with the plurality of detectors and movable in another direction different from the one direction;
A signal converter configured to sample the received signal received by each of the plurality of detectors multiple times at regular cycles to obtain a plurality of sampling signals;
A first signal processor for removing clutter from the plurality of sampling signals;
A detection unit detecting a position of a target through a detection signal generated using a sampling signal from which the clutter is removed by the first signal processing unit;
Including,
The first signal processing unit,
From the received signal of each of the plurality of detectors, the n-th entropy is calculated using a plurality of n-th sampling signals sampled at the same time, and according to the calculated n-th entropy, the n-th sampling signals are intact. Target detection facility that generates or disposes to generate a processing signal.
상기 탐지부는,
상기 제 1 신호 처리부에서 클러터가 제거된 샘플링 신호를 이용하여 생성된 탐지 신호를 통해 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체를 탐지하여, 상기 일 방향으로의 표적의 위치를 탐지하는 제 1 탐지부; 및
상기 제 1 탐지부에서 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 것으로 탐지된 탐지체에서 생성된 상기 타 방향의 탐지 신호를 이용하여, 상기 타 방향 및 매설 깊이 방향의 위치를 탐지하는 제 2 탐지부;
를 포함하는 표적 탐지 설비.The method according to claim 12,
The detection unit,
The first signal processing unit detects a detector that has received a signal reflected from a target through a detection signal generated using a clutter-removed sampling signal, and detects a target position in one direction. part; And
A second detection unit for detecting the position of the other direction and the buried depth direction by using the detection signal of the other direction generated by the detection body detected as receiving the signal reflected from the target by the first detection unit;
Target detection facility comprising a.
상기 제 1 탐지부는, 상기 복수의 탐지체 각각의 상기 탐지 신호 별 전자기파 세기에 따라, 상기 탐지 신호를 탐지값 및 배경값으로 이진화하여 탑뷰 영상 이미지를 생성하고,
상기 제 1 탐지부에서 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체를 탐지하는데 있어서,
상기 제 1 탐지부는 상기 영상 이미지 상에서 면적을 가지는 윈도우를 이동시키면서, 상기 윈도우 내에서 탐지값을 가지는 화소가 차지하는 면적이 기 설정된 기준 면적 이상인 위치를 탐지하여, 상기 복수의 탐지체 중, 표적으로부터 반사된 신호를 수신한 탐지체를 탐지하는 표적 탐지 설비.The method according to claim 14,
The first detection unit generates a top view image image by binarizing the detection signal into a detection value and a background value according to the electromagnetic wave intensity for each detection signal of each of the plurality of detection objects,
In the first detection unit for detecting a detection object that receives the signal reflected from the target,
The first detector moves a window having an area on the video image, detects a position in the window where an area occupied by a pixel having a detection value is greater than a preset reference area, and reflects from a target among the plurality of detectors Target detection facility that detects the object that has received the signal.
상기 제 2 탐지부는 상기 제 1 탐지부에서 탐지된 탐지체에서 생성된 상기 타 방향의 탐지 신호를 허프 변환(hough transform)시켜, 상기 타 방향으로 폭을 가지는 포물선이 가시화된 영상 이미지를 생성하고,
상기 제 2 탐지부는 허프 변환되어 생성된 포물선의 정점 위치를 탐지하여, 상기 타 방향 및 깊이 방향의 표적의 위치를 탐지하는 표적 탐지 설비.
The method according to claim 15,
The second detector hough transforms the detection signal of the other direction generated by the detector detected by the first detector to generate a video image in which a parabola having a width in the other direction is visible,
The second detection unit is a target detection facility for detecting the position of the target in the other direction and the depth direction by detecting the vertex position of the parabola generated by the Huff transform.
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