KR102298950B1 - 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법 - Google Patents

복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 일정 간격으로 장주비행하는 복수의 무인기에 대하여, 무인기 각각에 구비된 단일 레이다 시스템에 의해 생성된 타겟의 정보가 무인기들 간에 서로 공유되게 하여 미탐지 시간에 대한 상호 보완을 하게 함으로써, 미탐지 시간에서도 선행 무인기에서 받은 추적정보를 이용하여 연속 추적의 가능성 및 정보의 신뢰성을 높일 수 있는, 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법을 제공함에 있다.

Description

복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법 {synchronic positional tracking method using radar of multi unmanned aerial vehicles}
본 발명은 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 무인기 각각에 구비된 자동 레이다 플로팅 장치(ARPA, Auto Radar Plotting Aids)로 획득된 정보들을 서로 공유하여 사용함으로써 타겟에 대한 탐지 및 추적정보의 신뢰성을 향상시키는, 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박 등과 같은 타겟을 추적하기 위해 사용되는 장치로서 자동 레이다 플로팅 장치(ARPA, Auto Radar Plotting Aids)가 있다. ARPA를 간략히 설명하자면, 레이다 안테나의 매회전마다 탐지된 타겟의 위치변화를 측정하여 선박의 이동 경로와 속도를 계산하는 장치이다. 이 때 타겟의 선택은 수동 또는 자동으로 이루어질 수 있는데, 수동의 경우 사용자가 위험이 될 타겟을 직접 선택하여 추적하게 되며, 자동의 경우 특정 영역에 들어오는 모든 레이다 반사신호를 자동으로 타겟으로서 포착하여 선정하게 된다. 이러한 레이다의 타겟팅 및 추적 기술은 레이다의 일반적인 기술이다.
한국특허공개 제2009-0091449호("선박 레이다 추적 시스템의 추적 표적 판정 방법 및 이를 이용한 기록매체, 아파보드 및 레이다", 2009.08.28., 이하 '선행문헌')에 일반적인 레이다 타겟 추적 방법이 잘 설명되어 있는데, 선행문헌의 타겟 추적 방법을 간략히 설명하자면 다음과 같다. 제1단계에서 레이다 안테나로부터 타겟까지의 거리와 방위를 검출한다. 제2단계에서는 타겟의 위치정보를 사용하여 그 움직임을 추적함으로써 타겟의 속도와 궤적을 계측한다. 제3단계에서는 예측된 다음 검출 시점에서 타겟이 있을 것으로 예상되는 위치 지점에 게이트를 설정한다. 제4단계에서는 안테나 중심~게이트 중심 간을 연결하는 직선에 수직하며 게이트 중심을 지나는 직선을 구한다. 제5단계에서는 다음 탐지 시간에 게이트 내에 들어온 타겟들 중 상기 직선에 가장 가까운, 즉 최소거리를 갖는 타겟을 선정한다. 제6단계에서는 이렇게 선정된 타겟의 좌표가 앞서의 제2단계의 타겟 위치정보로 업데이트된다. 이렇게 해서 제2단계~제6단계가 반복 수행되면서, 하나의 타겟을 연속적으로 추적할 수 있게 된다. 이러한 타겟 추적 방식은 기본적으로 단일 레이다에서 매회전 연속적으로 정보가 들어오는 조건을 전제로 한다.
한편 대한민국은 삼면이 바다로 둘러져 있으며 북쪽으로는 특수목적의 북방한계선이라는 국경선이 있다. 이에 따라 해상에서의 선박의 이동 및 관리가 중요하며, 해군, 해경, 어업지도선 등의 다양한 기관에서 레이다를 통해 해상 감시 활동을 하고 있다.
통상적으로 사용되는 해상용 레이다의 탐지거리는 170km로 알려져 있으나, 탐지되는 선박의 크기에 따라 레이다의 최대 탐지거리가 정해지며, 소형선(5m 미만 목선)의 최대 탐지거리는 10km 미만이다. 이러한 점을 고려할 때, 소형선을 제대로 탐지하기 위해서는 해상분계선 길이방향으로 매 20km마다 레이다를 설치해야 한다는 결론이 나오는데, 우리나라와 같이 삼면이 바다로 둘러싸여 있는 지형에서 이와 같이 수많은 레이다를 설치하게 되면 설치 및 운용에 드는 비용이 지나치게 높아져 경제적으로 상당히 불리하다. 또는 반사신호가 작은 선박을 원거리에서도 탐지할 수 있도록 매우 고성능의 레이다를 사용하는 방법도 있을 수 있겠으나, 이 역시 레이다 성능을 높일수록 가격도 높아지기 때문에 여전히 경제적으로 불리하다는 문제를 해소할 수 없다.
이런 문제를 해소하기 위하여, 복수의 무인기에 레이다를 장착하고 일정간격을 두고 비행시킴으로써 해상분계선에서 이동하는 선박을 탐지하고자 하는 시도가 있었다. 이 때 각각의 무인기에 구비된 ARPA에서는, 기본적으로 앞서 설명한 바와 같은 타겟 추적 방법을 사용한다. 앞서 설명한 타겟 추적 방법을 좀더 간략화하여 쉽게 설명하자면, 레이다가 일단 타겟을 포착한 후 타겟의 움직임을 이용하여 타겟의 이동경로를 예측하고, 예측된 이동경로 상에 검토존 즉 게이트를 만들고 게이트에서 새롭게 탐지된 여러 타겟 중 최소거리인 타겟을 아까 포착된 타겟으로 인식함으로써 특정 타겟을 연속적으로 추적하는 것이다. 이러한 타겟 추적 방식은 상술한 바와 같이 기본적으로 단일 레이다에서 매회전 연속적으로 정보가 들어오는 조건을 전제로 하는 것이다.
그런데 레이다 반사 신호가 작은 소형선은 이러한 연속 탐지에서도 속도와 헤딩 변화가 대형선박에 비해 변화폭이 높아 미탐지 시간이 증가할수록 연속 추적성능이 높지 않다. 이 때 상술한 바와 같이 복수의 무인기가 시간간격을 두고 일정간격을 비행하면서 탐지를 수행할 경우, 각각의 무인기 ARPA에서는 미탐지 시간이 불가피하게 발생하게 된다. 무인기 간에 서로 탐지 정보를 전달하고 공유한다 하더라도, 무인기 간 미탐지 시간이 길어질 경우 소형선은 예측 게이트 범위 밖에 있어 탐지가 불가능할 수도 있고, 다른 타겟이 가지고 있는 게이트와 중첩이 되어 타겟 간 오인(swap)이 발생할 수 있다.
따라서 복수의 무인기를 사용하는 경우 기존의 타겟 추적 방법을 그대로 적용하기에는 무리가 있으며, 개선된 추적 방법이 필요하다는 점이 지적되고 있다.
1. 한국특허공개 제2009-0091449호("선박 레이다 추적 시스템의 추적 표적 판정 방법 및 이를 이용한 기록매체, 아파보드 및 레이다", 2009.08.28.)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 일정 간격으로 장주비행하는 복수의 무인기에 대하여, 무인기 각각에 구비된 단일 레이다 시스템에 의해 생성된 타겟의 정보가 무인기들 간에 서로 공유되게 하여 미탐지 시간에 대한 상호 보완을 하게 함으로써, 미탐지 시간에서도 선행 무인기에서 받은 추적정보를 이용하여 연속 추적의 가능성 및 정보의 신뢰성을 높일 수 있는, 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법은, 복수의 무인기가 장주비행하되 각각의 무인기에 구비된 자동 레이다 플로팅 장치(ARPA, Auto Radar Plotting Aids)를 이용하여 타겟을 탐지 및 추적하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법에 있어서, 복수의 무인기 중 특정 위치를 선행하는 무인기를 선행 무인기라 하고, 상기 특정 위치를 후행하는 무인기를 후행 무인기라 할 때, 상기 선행 무인기에 의하여 단일 레이다 추적 알고리즘을 통해 적어도 하나의 타겟이 포착 및 추적되며 DB에 등록되는 선행타겟추적단계, 상기 선행 무인기에 의하여 상기 선행 무인기의 이동에 따라 상기 타겟이 유효탐지거리를 벗어남이 탐지되는 선행타겟이탈단계, 상기 선행 무인기에 의하여 상기 타겟의 추적정보가 상기 후행 무인기로 전달되는 선행정보전달단계를 포함하는 선행무인기동작단계; 상기 후행 무인기에 의하여 상기 선행 무인기가 전달한 상기 타겟의 추적정보가 입수되며 연속 추적을 위한 정보처리가 수행되는 후행정보전달단계, 상기 후행 무인기에 의하여 상기 타겟이 변별되어 DB에 등록되는 후행타겟변별단계, 상기 후행 무인기에 의하여 상기 타겟이 변별되거나 새로운 타겟이 설정됨에 따라 단일 레이다 추적 알고리즘을 통해 상기 타겟 또는 새로운 타겟이 포착 및 추적되는 후행타겟추적단계를 포함하는 후행무인기동작단계; 를 포함할 수 있다.
이 때 상기 추적정보는, 상기 선행 무인기에 의해 상기 타겟이 최종적으로 포착된 시간, 상기 시간에서의 위치, 속도, 방향을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 후행정보전달단계는, 상기 선행 무인기가 전송한 상기 타겟의 추적정보가 입수되는 추적정보입수단계, 상기 타겟에 대한 미탐지 시간이 산출되는 미탐지시간산출단계, 산출된 미탐지 시간에 따른 상기 타겟에 대한 예상위치가 추정되는 예상위치추정단계, 산출된 예상위치를 기준으로 가변 게이트가 생성되는 가변게이트생성단계, 생성된 상기 가변 게이트 내 레이다 신호로부터 타겟이 추출되는 신규타겟추출단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 후행타겟변별단계는, 상기 신규타겟추출단계에서 추출된 타겟에 대하여, 상기 가변 게이트 내 타겟 개수가 0이면 타겟이 상실된 것으로 처리하고, 상기 가변 게이트 내 타겟 개수가 1이면 상기 선행 무인기에서 추적하던 상기 타겟과 상기 후행 무인기에서 포착한 타겟이 동일 타겟인 것으로 간주하여 상기 DB 상에서 동일 타겟으로 넘버링 처리하여 연속 추적할 수 있다.
또한 상기 선행타겟추적단계는, 상기 선행 무인기에 의하여 상기 타겟이 포착 및 추적되면서 상기 타겟의 거리별 크기정보가 함께 획득되어 상기 DB에 기록될 수 있다.
이 때 상기 추적정보는, 상기 선행 무인기에 의해 상기 타겟이 최종적으로 포착된 시간에서의 게이트 크기 및 타겟 크기를 더 포함할 수 있다.
또한 이 때 상기 후행타겟변별단계는, 상기 가변 게이트 내 타겟 개수가 복수 개이면, 새롭게 포착된 타겟 각각의 크기를 획득하여 상기 DB에 등록된 타겟의 크기와 비교하여, 크기가 유사한 타겟이 존재할 경우 상기 선행 무인기에서 추적하던 상기 타겟과 상기 후행 무인기에서 포착한 타겟이 동일 타겟인 것으로 간주하여 상기 DB 상에서 동일 타겟으로 넘버링 처리하여 연속 추적할 수 있다.
또한 상기 후행타겟변별단계는, 크기가 유사한 타겟이 존재하지 않을 경우 상기 후행 무인기에서 포착한 타겟을 신규 타겟인 것으로 간주하여 상기 DB 상에서 신규 타겟으로 넘버링 처리하여 신규 추적할 수 있다.
한편 상기 단일 레이다 추적 알고리즘은, 레이다에 포착된 타겟들 중 하나가 선택되는 단계, 선택된 상기 타겟의 위치를 기준으로 탐지를 위한 고정 게이트가 생성되는 단계, 상기 고정 게이트 내에서 상기 타겟이 포착되는 단계, 상기 고정 게이트 내에서 레이다를 통해 상기 타겟의 위치변화가 인식됨으로써 상기 타겟의 위치변화 벡터가 도출되는 단계를 포함하는 탐지단계; 도출된 상기 타겟의 위치변화 벡터를 이용하여 다음 스캔에서의 상기 타겟의 예상위치가 추정되는 단계, 상기 예상위치에 상기 고정 게이트보다 기결정된 제1기준만큼 반경을 줄인 탐지 게이트가 생성되는 단계, 상기 탐지 게이트 내에서 상기 타겟이 포착되는 단계, 상기 탐지 게이트 내에 상기 타겟이 존재하면 상기 고정 게이트보다 기결정된 제2기준만큼 상기 탐지 게이트의 반경이 줄여지는 단계, 줄여진 상기 탐지 게이트의 반경이 기결정된 한계기준 미만인지 판단되는 단계를 포함하는 추적단계; 를 포함할 수 있다.
또한 상기 추적단계는, 줄여진 상기 탐지 게이트의 반경이 기결정된 한계기준 미만이 아니면 상기 타겟의 예상위치가 추정되는 단계로 되돌아가며, 줄여진 상기 탐지 게이트의 반경이 기결정된 한계기준 미만이면 탐지 게이트의 반경이 변경되지 않고 안정화되어 상기 타겟이 추적되는 단계 및 상기 타겟이 상기 DB에 등록되는 단계가 수행될 수 있다.
또한 본 발명에 의한 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 시스템은, 상술한 바와 같은 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법을 사용하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 시스템에 있어서, 기결정된 궤도를 따라 시간차를 두고 순차적으로 장주비행하는 복수의 무인기; 각각의 상기 무인기에 각각 구비되어 단일 레이다 추적 알고리즘을 사용하여 타겟의 탐지 및 추적을 수행하는 자동 레이다 플로팅 장치(ARPA, Auto Radar Plotting Aids); 를 포함할 수 있다.
이 때 상기 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 시스템은, 각각의 상기 무인기의 동작을 통합적으로 제어하는 제어부; 를 포함하며, 상기 DB는 상기 제어부에 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 일정 간격으로 장주비행하는 복수의 무인기에 대하여, 무인기 각각에 구비된 단일 레이다 시스템에 의해 생성된 타겟의 정보가 무인기들 간에 서로 공유되게 하여 미탐지 시간에 대한 상호 보완을 하게 함으로써, 미탐지 시간에서도 선행 무인기에서 받은 추적정보를 이용하여 연속 추적의 가능성 및 정보의 신뢰성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
복수의 무인기를 사용하여 탐지하는 경우 선행기 및 후행기 간 탐지 시간차로 인하여 불가피하게 불연속 탐지가 이루어지게 된다. 이에 따라 연속 탐지를 전제로 하는 종래의 타겟 추적 방법만으로는 타겟 상실(lost) 또는 오인(swap) 가능성이 높아지는 문제가 있었다. 그러나 본 발명에 의하면, 타겟 포착 시 타겟의 크기정보를 선정계수로 더 사용함으로써, 여러 다른 타겟들 가운데에서도 추적하고 있던 타겟을 훨씬 높은 정확도로 찾아내어 구분할 수 있게 하여, 탐지성능 및 신뢰성을 비약적으로 극대화하는 효과가 있다.
특히 본 발명에 의하면, 선박 자체의 크기가 작고 이동속도가 빨라서 연속 추적성능이 높지 않은 소형선에 대해서도 매우 우수한 추적성능을 실현할 수 있는 비약적인 효과가 있다. 이에 따라 특히 우리나라와 같이 삼면이 바다로 둘러싸이고 해상 국경선이 길며 불법조업어선, 밀수선 등과 같이 소형선 감시대상이 많은 환경에서 해상 국경선 감시 및 어업 수역 관리 등의 효율을 극대화할 수 있는 큰 효과가 있다.
도 1은 복수의 무인기가 일정 간격으로 장주비행하는 예시.
도 2는 단일 레이다 장비에서 타겟 탐지 및 추적 흐름도.
도 3은 단일 레이다 장비에서 타겟 탐지 및 추적 과정.
도 4는 복수 레이다 장비에서 타겟 탐지 및 추적 흐름도.
도 5는 타겟의 크기가 산출되는 원리.
도 6은 타겟 히트수를 계산하는 원리.
도 7은 복수 레이다 장비에서 타겟 탐지 및 추적 과정.
도 8은 복수의 게이트가 생성된 예시.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
[1] 복수의 무인기 간 정보공유 및 단일 레이다 추적 알고리즘 적용 실시예
도 1은 복수의 무인기가 일정 간격으로 장주비행하는 예시를 도시하고 있다. 각각의 무인기에는 각각 단일 레이다 추적 알고리즘을 사용하여 타겟의 탐지 및 추적을 수행하는 자동 레이다 플로팅 장치(ARPA, Auto Radar Plotting Aids)가 구비된다. 이러한 복수의 무인기들은 도 1의 예시에서와 같이 기결정된 궤도를 따라 시간차를 두고 순차적으로 장주비행하게 되는데, 각각의 상기 무인기의 동작을 통합적으로 제어할 수 있도록 지상기지국 형태 등으로서 제어부가 형성될 수 있다.
도 1의 예시에서는, 72Nm(133km)의 국경선을 탐지하기 위해 복수의 무인기가 국경선과 평행하며 서로 12Nm(22km) 이격된 2개의 경로를 따라 장주비행하면서 탐지를 수행한다. 이 때 각 무인기에 장착된 레이다의 탐지거리는 (경로 간 이격간격의 2배인) 직경 24Nm(44km)으로 설정한다. 무인기의 속도가 100Nm(185km/h)인 경우 약 30분 간격으로 무인기는 같은 위치를 지나가게 된다(Nm : 해리, nautical mile, 1Nm = 1.15155 miles = 1.85324km).
레이다는 통상 안테나가 분당 20~30회전 하면서 획득된 반사신호를 통해 선박인지 노이즈인지 구분하는 포착 알고리즘을 통해 타겟을 인지하고, 안테나의 매 회전마다 입수된 타겟의 위치변화 정보를 통해 추적 알고리즘을 수행한다. 이러한 과정을 통해 안정적인 타겟의 정보(속도, 방향 등)를 획득하는 데는 3분 이상의 시간이 필요하다.
본 발명에서는, 기본적으로 복수의 무인기가 장주비행하면서 레이다로 타겟을 탐지 및 추적하되, 선행 무인기에 의해 탐지 및 추적된 타겟의 정보가 후행 무인기에 제공되게 한다. 이와 같이 함으로써 후행 무인기는 타겟의 정보를 새롭게 포착하고 추적하여 안정화시키는 과정을 수행할 필요가 없으며, 따라서 이에 소모되는 시간이 절약될 수 있게 된다. 이 때 선행~후행 무인기 간에 단순히 정보가 전달되게 할 수도 있지만, 보다 통합적인 관리를 위해 타겟이 DB화되어 관리되는 것이 바람직하다. 또한 이러한 DB는, 무인기들 각각에 구비되되 서로 정보가 공유되면서 함께 업데이트되도록 할 수도 있고, 또는 복수의 무인기들을 통합적으로 제어하는 제어부에 구비되도록 할 수도 있다.
한편 어떤 고정된 특정 위치에서 볼 때, 무인기는 30분에 한 번씩 같은 위치를 지나게 된다. 레이다의 탐지 반경이 24Nm이므로, 이를 고려하면 선행기 및 후행기 간 정보 공유가 이루어진다 할지라도 특정 위치에서 약 15분의 미탐지 시간이 발생한다. 15분이라는 시간은 20~30Nm 속도를 가진 선박이 5~5.7Nm 거리를 이동할 수 있는 시간이다. 이처럼 빠르게 이동하는 소형선이 타겟일 경우, 상당히 긴 미탐지 시간이 발생할 경우 탐지 정보 부재에 의한 추적 타겟 정보의 연속성을 보장하기 힘들다.
도 2는 단일 레이다 장비에서 타겟 탐지 및 추적 흐름도를, 도 3은 단일 레이다 장비에서 타겟 탐지 및 추적 과정을 각각 도시하고 있다. 탐지란 레이다가 대상(타겟)을 포착 및 선택하는 것을 이르는 것이며, 추적이란 포착한 타겟의 위치, 속도, 방향의 변화를 인식하는 것을 이르는 것이다. 도 2 및 도 3을 통해, 단일 레이다 장비로 타겟을 탐지하고 추적하는 원리, 즉 각각의 무인기에서 사용하는 단일 레이다 추적 알고리즘에 대하여 상세히 설명한다.
탐지단계에서는, 먼저 레이다에 포착된 타겟들 중 하나를 사용자가 선택하게 된다(도 3에서는 설명을 간략화하기 위해 타겟이 단일 개인 것으로 도시되었다). 타겟이 선택되면 도 3 좌측으로부터 1번째 그림과 같이 선택된 타겟의 위치를 기준으로 탐지를 위한 고정 게이트가 생성된다. 게이트를 생성하는 것은, 레이다 신호처리기가 우선적으로 게이트 반경 내를 중심으로 연산을 통해 노이즈와 타겟을 구분 및 추출하기 위한 것이다. 이제 타겟 위치를 중심으로 고정 게이트가 생성되었으므로 당연히 게이트 내에 타겟이 포착되게 된다. 간혹 연산 시간차 등으로 인하여 게이트 내 타겟이 없는 것으로 인식될 수도 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 타겟 유무를 판단하는 단계에서 타겟이 없는 것으로 인식된 경우 다시 타겟 포착 단계로 넘어가도록 하면 자연히 결과적으로 게이트 내 타겟이 있는 것으로 인식되게 된다. 위와 같은 과정은 도 3에서 t0로 표시된 시간범위 동안 이루어진다.
이렇게 선택된 타겟은, 시간이 지남에 따라 도 3 좌측으로부터 2, 3번째 그림과 같이 게이트 내에서 이동하게 되며, 레이다를 통해 주기적으로 들어오는 반사신호(에코)의 이동위치를 이용하여 타겟의 위치변화가 인식됨으로써 타겟의 벡터를 도출할 수 있게 된다. 이러한 탐지 과정에서 게이트의 위치는 최초 사용자가 선택한 위치로 고정되어 변경되지 않는다. 이후 타겟이 이동하여 게이트를 벗어날 정도의 시간이 지나면 다음의 추적단계로 진입하게 된다. 위와 같은 과정은 도 3에서 t1로 표시된 시간범위 동안 이루어진다.
추적단계에서는, 먼저 앞서 구했던 타겟의 위치변화 벡터를 이용하여 그 다음 스캔에서 있을 수 있는 타겟의 예상위치를 추정한다. 도 3의 좌측으로부터 4번째 그림에서의 빨간 십자표시가 바로 새롭게 추정된 타겟의 예상위치이다. 이렇게 추정된 위치로 탐지 게이트를 옮겨 설정하되, 이 때 게이트의 기결정된 제1기준만큼 반경을 줄인다(도 2의 흐름도 예시에서는 일차적으로 2%로 반경을 줄이는 것으로 기재되며, 즉 이 경우 제1기준은 2%임). 이렇게 변경된 게이트 내에서 타겟을 포착한다. 탐지단계에서와 유사하게, 이후 게이트 반경 내에 타겟 유무를 판단하는데, 이 때 예상위치 도출이 잘못된 경우 게이트 반경 내에 타겟이 없을 수도 있으며 이러한 경우 앞서의 타겟의 예상위치 추정 단계로 되돌아가게 된다. 게이트 반경 내에 타겟이 있다면 추적이 올바르게 이루어진 것이다. 추적이 올바르게 이루어졌다면, 이후 다른 타겟과의 오인 가능성 및 추적 연산량을 모두 줄일 수 있도록 기결정된 제2기준만큼 게이트 반경을 더 줄인다(도 2의 흐름도 예시에서는 50%로 반경을 줄이는 것으로 기재되며, 즉 이 경우 제2기준은 50%임). 도 3에서 좌측으로부터 4번째 그림에 "게이트 반경 R3"로 표시된 것은 이러한 과정을 반영한 것으로, 즉 최초 고정 게이트에 비해 게이트 반경이 줄어든 것을 확인할 수 있다.
이처럼 게이트 반경을 줄여가면서 타겟을 추적하되, 게이트 반경을 계속 줄이다 보면 게이트 반경이 0이 되어버릴 수도 있다. 이러한 문제를 피하기 위하여, 게이트 반경 한계기준을 미리 설정해 두고, 줄어든 반경이 한계기준 미만인지 판단하여 한계기준 미만이면 다시 위의 과정을 반복한다. 도 3에서 좌측으로부터 5번째 그림에 "게이트 반경 R4"로 표시된 것은 이러한 과정을 반영한 것으로, 이전 추적단계에서 아직 게이트 반경이 한계기준까지 오지 않았으므로 게이트 반경이 더 줄어든 것을 확인할 수 있다.
줄어든 반경이 한계기준 미만이 되면, 이제 게이트 반경을 더 줄이지 않고 추적을 진행한다. 즉 도 2의 흐름도 "추적단계"에서 반경을 줄이는 과정들만 제거한 과정들을 반복 수행하는 것이다. 구체적으로는, 타겟의 벡터를 도출하고, 다음 스캔에서의 예상위치를 추정하고, 예상위치를 기준으로 게이트를 생성하여 옮기고, 변경된 게이트 내에서 타겟을 포착하는 과정을 순차적으로 계속 반복함으로써, 타겟을 안정적으로 추적할 수 있다. 이 과정을 도 2의 흐름도에서 "추적 안정화"라고 간략히 표시하였다. 이렇게 추적이 안정화된 타겟은 타겟들을 통합적으로 관리하는 DB에 등록되어 관리될 수 있게 된다.
[2] 복수 레이다 추적 알고리즘 적용 제1실시예 : 타겟의 DB 등록 관리
먼저 [1]에서 설명한 단일 레이다 추적 알고리즘만을 적용할 때 미탐지 시간 발생 시 추적 타겟 정보의 연속성 보장이 어려운 이유를 구체적으로 설명하자면 다음과 같다.
[1]에서 설명한 단일 레이다 추적 알고리즘은, 이상적으로는 매 스캔마다(즉 레이다 안테나 매회전 시마다) 연속적으로 정보가 입수된다는 것을 전제로 하고 있다. 이러한 전제가 만족되기만 한다면 추정되는 타겟의 예상위치가 실제에서 크게 벗어나지 않으므로 연속 추적에 문제가 없다.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명에서는, 복수의 무인기를 이용하여 선행 무인기가 후행 무인기로 타겟의 탐지 및 추적정보를 전달하여 공유해 주고, 후행 무인기는 새롭게 탐지 및 추적을 하는 대신 공유된 타겟 정보를 이용하도록 되어 있다. 그런데 이 때, 역시 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 무인기가 장주비행을 하면서 탐지를 수행하는 과정에서 불가피하게 미탐지 시간이 발생하게 된다. 이처럼 복수의 무인기에 장착된 레이다가 시간차를 가지고 동일 영역에서 타겟을 추적함으로써 미탐지 시간이 발생할 경우, 선행 무인기에서 탐지 및 추적된 정보는 후행 무인기가 동일 영역에 진입할 때까지의 시간차로 인해 유효하지 않을 수 있다.
본 발명에서는, 이러한 문제를 해소하기 위한 일차적인 방안으로, 후행 무인기는 선행 무인기에서 등록된 타겟 DB를 받아 새로 게이트를 설정하고 포착을 진행하도록 한다. 이 때 새롭게 설정되는 게이트는 시간차에 의해 타겟이 벗어나는 것을 고려하여 시간에 연동된 함수를 이용하여 반경을 키운다(즉 시간차가 커질수록 게이트 반경도 커짐). 게이트 반경이 상당히 커진다 할지라도, [1]에서 설명한 단일 레이다 추적 알고리즘의 추적단계에서 게이트 반경을 줄이는 단계들이 들어가 있으므로 게이트가 지나치게 커짐으로 인해서 발생되는 오인 가능성 및 추적 연산량 문제를 빠르게 해소할 수 있다.
도 4는 복수 레이다 장비에서 타겟 탐지 및 추적 흐름도를 도시하고 있다. 도 4에는 이후 설명될 타겟 크기를 이용하는 단계까지 상세히 도시되어 있으나, 이에 대한 설명은 이후에 하기로 하고, 여기에서는 타겟을 DB에 등록하여 관리함으로써 선행~후행 무인기 간에 타겟의 정보 공유가 이루어지는 과정을 중심으로 설명한다.
도 4에서 점선으로 단계들을 묶어 표시한 것을 기준으로, 본 발명의 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법을 큰 틀로 나누자면, 본 발명의 위치 추적 방법은, 선행타겟추적단계 / 선행타겟이탈단계 / 선행정보전달단계를 포함하는 선행무인기동작단계 및 후행정보전달단계 / 후행타겟변별단계 / 후행타겟추적단계를 포함하는 후행무인기동작단계로 이루어질 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 복수의 무인기가 장주비행하되 각각의 무인기에 구비된 자동 레이다 플로팅 장치(ARPA, Auto Radar Plotting Aids)를 이용하여 타겟을 탐지 및 추적하는 것을 전제하고 있으며, 이 때 복수의 무인기 중 특정 위치를 선행하는 무인기를 선행 무인기라 하고, 상기 특정 위치를 후행하는 무인기를 후행 무인기라 한다.
먼저 선행 무인기에서 수행되는 동작들(선행타겟추적단계 / 선행타겟이탈단계 / 선행정보전달단계)을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 선행타겟추적단계에서는, 상기 선행 무인기에 의하여 단일 레이다 추적 알고리즘을 통해 적어도 하나의 타겟이 포착 및 추적되며 DB에 등록된다. 선행타겟이탈단계에서는, 상기 선행 무인기에 의하여 상기 선행 무인기의 이동에 따라 상기 타겟이 유효탐지거리를 벗어남이 탐지된다. 선행정보전달단계에서는, 상기 선행 무인기에 의하여 상기 타겟의 추적정보가 상기 후행 무인기로 전달된다. 여기에서 상기 추적정보는, 일단은 기본적으로 단일 레이다 추적 알고리즘에서 사용되는 추적정보 즉 상기 선행 무인기에 의해 상기 타겟이 최종적으로 포착된 시간, 상기 시간에서의 위치, 속도, 방향 등이 포함된다.
쉽게 생각하자면 선행무인기동작단계는, 단일의 무인기가 단일의 레이다 시스템을 가지고 타겟을 탐지 및 추적하는 과정이라 볼 수 있으며, 따라서 앞서의 단일 레이다 추적 알고리즘과 크게 다르지 않다. 다만 이 경우 단일의 무인기가 기결정된 궤도를 따라 빠르게 이동하면서 탐지를 수행하므로, 무인기 자신이 타겟으로 빠르게 접근했다가 멀어지기 때문에 무인기 자체의 이동에 의하여 불가피하게 타겟이 유효탐지거리를 벗어나게 되며, 이에 따라 단일 무인기만 사용한다면 당연히 타겟을 상실하게 된다. 그러나 본 발명에서는, 복수의 무인기를 사용하여 탐지 및 추적을 수행하되, 선행 무인기가 발견한 타겟을 DB에 등록해 두었다가 이 정보를 후행 무인기에게 넘겨줌으로써 불필요한 연산량 및 시간 등을 크게 절약하면서도 타겟을 효과적으로 연속 추적할 수 있게 한다.
다음으로 후행 무인기에서 수행되는 동작들(후행정보전달단계 / 후행타겟변별단계 / 후행타겟추적단계)을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
후행정보전달단계에서는, 상기 후행 무인기에 의하여 상기 선행 무인기가 전달한 상기 타겟의 추적정보가 입수되며 연속 추적을 위한 정보처리가 수행된다. 여기에서 연속 추적을 위한 정보처리에 대하여 보다 구체적으로 설명하자면 다음과 같다. 먼저 상기 선행 무인기가 전송한 상기 타겟의 추적정보가 입수되는 추적정보입수단계가 수행된다. 이 때 입수된 추적정보에는, 앞서 설명한 바와 같이 상기 타겟이 최종적으로 포착된 시간, 상기 시간에서의 위치, 속도, 방향 등이 포함된다. 따라서 상기 후행 무인기 자신의 위치, 속도, 방향 등의 정보를 이용하면, 상기 타겟을 얼마동안 탐지하지 못하게 될지를 예상할 수 있다. 즉 상기 선행 무인기로부터 넘겨받은 추적정보를 이용하여, 상기 타겟에 대한 미탐지 시간이 산출되는 미탐지시간산출단계, 산출된 미탐지 시간에 따른 상기 타겟에 대한 예상위치가 추정되는 예상위치추정단계가 순차적으로 수행될 수 있는 것이다. 이렇게 상기 타겟에 대한 예상위치가 추정되면, 산출된 예상위치를 기준으로 가변 게이트가 생성되는 가변게이트생성단계가 수행된다. 이와 같이 생성된 상기 가변 게이트 내 레이다 신호로부터 타겟이 추출되는 신규타겟추출단계가 수행됨으로써, 상기 후행 무인기는 앞서 상기 선행 무인기에 의해 탐지 및 추적되던 타겟과 상기 후행 무인기 자신에 의해 새롭게 탐지된 타겟을 비교할 수 있는 기반을 마련할 수 있게 된다.
후행타겟변별단계에서는, 상술한 바와 같이 연속 추적을 위한 정보처리가 수행되어 선행~후행 무인기 각각에서 탐지된 타겟들을 비교할 기반이 마련된 후, 상기 후행 무인기에 의하여 상기 타겟이 변별되어 DB에 등록된다. 보다 구체적으로 설명하자면, 상기 신규타겟추출단계에서 추출된 타겟에 대하여, 상기 가변 게이트 내 타겟 개수가 0이면 타겟이 상실된 것으로 처리하며, 상기 가변 게이트 내 타겟 개수가 1이면 상기 선행 무인기에서 추적하던 상기 타겟과 상기 후행 무인기에서 포착한 타겟이 동일 타겟인 것으로 간주하게 된다. 즉 이 경우 상기 후행 무인기에서는, 자신이 발견한 타겟이 상기 선행 무인기가 앞서 추적해왔던 타겟과 같은 것이라고 판단하는 것이다. 그러면 상기 후행 무인기는, 이 타겟을 상기 DB 상에서 동일 타겟으로 넘버링 처리하게 되며, 이에 따라 원활한 연속 추적이 가능하게 된다.
후행타겟추적단계에서는, 상기 후행 무인기에 의하여 상기 타겟이 변별되거나 새로운 타겟이 설정됨에 따라 단일 레이다 추적 알고리즘을 통해 상기 타겟 또는 새로운 타겟이 포착 및 추적된다. 상술한 바와 같이 선행~후행 무인기가 발견한 타겟들이 동일 타겟으로 확인되어 상기 후행 무인기가 그 타겟을 추적한다면, 선행~후행 무인기 간에 타겟 연속 추적이 원활하게 성공적으로 이루어지게 된 것이다. 또는 상기 선행 무인기에서 추적하던 타겟이 상실되고 상기 후행 무인기에서 새로운 타겟을 발견해 낼 수도 있는데, 이 경우에는 이 새로운 타겟을 새롭게 추적하기 시작하게 된다.
상기 후행 무인기가 이러한 단계들을 거쳐 상기 타겟을 추적하게 됐다면, 이제 상기 후행 무인기는 이후에 오게 될 무인기에 대해서 '선행 무인기'로서의 역할을 하게 된다. 즉 상기 후행 무인기가 상기 타겟을 추적하다 보면 상기 후행 무인기 역시 그 자신이 빠르게 이동하고 있기 때문에 불가피하게 상기 타겟을 상실하게 될 것이므로, 지금까지 추적하고 있던 정보를 이후에 오게 될 무인기에게 넘겨주는 것이다. 상기 무인기들은 (선행~후행이 있어야 하기 때문에) 반드시 2개 이상이기는 해야 하겠지만, 무인기들 간 정보 전달은 '앞서 가는지(선행)' 또는 '뒤에 오는지(후행)'의 관계에 따라서 이루어지기만 하면 되므로 무인기 대수가 더 늘어나도 무방하다. 특히 타겟의 정보는 DB에 등록되어 관리되기 때문에, 복수의 무인기들 간에 정보가 공유되는 것에 아무런 문제가 없다.
이처럼 타겟이 DB에 등록되어 관리되면서 선행~후행 무인기 간에 정보가 공유되면서 타겟을 연속 추적하는 과정이 계속 반복되게 함으로써, 복수의 무인기들이 서로 정보를 공유하면서 특정한 타겟을 성공적으로 연속 추적할 수 있게 된다.
[3] 복수 레이다 추적 알고리즘 적용 제2실시예 : 타겟의 크기 이용
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 일차적으로 타겟을 DB에 등록하여 관리함으로써 선행~후행 무인기 간에 정보가 원활하게 전달되면서 특정 타겟을 연속 추적할 수 있게 하고 있다. 타겟이 1개인 경우라면 이러한 연속 추적이 매우 원활하게 이루어지겠으나, 타겟이 복수 개인 경우에는 여러 타겟들 중 어떤 것이 선행 무인기가 추적하고 있던 타겟인지 판단할 수 없어 연속 추적이 원활하게 이루어지지 못할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해소하기 위해, 타겟의 크기 정보를 더 획득하여 사용한다. 먼저 도 5 및 도 6을 통해 타겟 크기정보 획득 원리에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 5는 타겟의 크기가 산출되는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 레이다에서는 미리 결정된 주기로 안테나가 회전하면서 RF 송신빔을 쏘게 된다. 만일 RF 송신빔이 쏘아진 방향에 아무것도 없다면 신호는 그대로 진행되어 나아가지만, 그 방향에 타겟이 존재한다면 RF신호가 타겟에 부딪혀 반사신호가 발생하게 된다. 바로 이 반사신호를 감지함으로써 레이다에서 타겟의 존재 유무를 감지하게 되는 것이다. 일반적 선박 레이다 기준 안테나의 회전속도는 30RPM이며, 반경 12Nm 탐지 시 RF 송신주기는 초당 약 1800Hz 정도이다. 안테나의 회전 및 전파 송신주기를 고려하면 레이다의 방위 정도는 0.08deg 정도의 해상도(resolution)을 가진다고 볼 수 있다. 이처럼 레이다에서 안테나의 회전속도, 전파 송신주기 등을 모두 알고 있으므로, 타겟이 특정 거리에 있다고 할 때 레이다 신호(즉 RF 송신빔)가 타겟에 몇 번 부딪혔는지(즉 반사신호가 몇 번 연속해서 들어왔는지)의 개수를 세어서 타겟의 크기를 산출할 수 있다. 이후 레이다 신호가 타겟에 몇 번 부딪혔는지의 개수를 이하에서 '히트(hit)수'라 칭한다. 이 때 도 5에 도시된 바와 같이, 동일한 크기를 가진 타겟이라 할지라도, 레이다를 장착한 무인기 비행체에 가까이 있을수록 히트수가 많이 발생하고, 멀리 있을수록 히트수가 적게 발생하게 될 것은 자명하다. 따라서 타겟 크기를 산출할 때에는 히트수 뿐 아니라 거리정보도 필요하다.
도 6은 타겟 히트수를 계산하는 원리를 설명하기 위한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 어떤 타겟에 대한 히트수는, 각각의 방사(sweep)된 레이다 신호(즉 RF 빔)에서 반사되어 온 반사신호를 이용하여, 타겟에 대한 히트수(도 6의 경우 히트수 = 9), 반사신호 세기의 최소값, 최대값, 더불어 필요하다면 중간값을 저장한다. 레이다 안테나의 매 회전마다 이러한 탐색을 동일하게 수행하되, 히트수, 최대/최소값을 비교함으로써 타겟의 거리별 크기정보, 즉 절대적인 타겟 크기 정보를 획득할 수 있게 된다.
앞서, 본 발명에서는 DB를 이용하여 타겟을 등록 관리함으로써 복수의 무인기 간에 특정 타겟을 연속 추적할 수 있게 한다고 설명하였다. 그런데 이 때 단일 레이다 추적 알고리즘에서 하는 식으로 타겟의 위치, 속도, 방향만을 사용한다면, 예를 들어 선행 무인기에서는 타겟을 1개만 발견하여 등록하였는데 후행 무인기에서 타겟이 복수 개가 발견되는 경우, 이 복수 개의 타겟들 중 어떤 것이 선행 무인기에서 발견되었던 타겟인지 판별하기 어렵다. 그러나 상술한 바와 같이 타겟 크기를 DB에 함께 더 등록해서 사용한다면, 복수 개의 타겟들 중 선행 무인기에서 발견했던 타겟과 크기가 유사한 타겟을 찾아냄으로써 변별이 가능하게 된다. 더불어 선행 무인기에서 최종적으로 사용하였던 게이트 크기를 더 사용한다면 추적정보의 충실도가 더 향상될 수 있다.
즉 본 실시예에서는, 상기 추적정보는, 상기 선행 무인기에 의해 상기 타겟이 최종적으로 포착된 시간, 상기 시간에서의 위치, 속도, 방향에 더하여, 상기 선행 무인기에 의해 상기 타겟이 최종적으로 포착된 시간에서의 게이트 크기 및 타겟 크기를 더 포함한다.
보다 구체적으로 설명하자면, 먼저 상기 선행무인기동작단계 중 상기 선행타겟추적단계에서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 선행 무인기에 의하여 상기 타겟이 포착 및 추적되면서 상기 타겟의 거리별 크기정보가 함께 획득되어 상기 DB에 기록되도록 한다. 이에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 상기 선행정보전달단계에서 상기 후행 무인기로 전달되는 추적정보에, 최종 포착시간/추적위치/추적방향/추적속도에 더하여, 게이트 크기/타겟 크기가 더 포함되게 된다.
[2]에서 설명한 바와 같이 타겟 크기를 모른다 하더라도, 상기 후행무인기동작단계 중 상기 후행타겟변별단계에서, 상기 가변 게이트 내 타겟이 0인 경우 상실 처리 / 1인 경우 동일 타겟으로 간주하고 연속 추적이 가능하였다. 그러나 상기 가변 게이트 내 타겟이 복수 개인 경우, 타겟 크기를 모른다면 타겟의 변별이 불가능하였다. 그러나 이처럼 타겟 크기가 함께 DB에 기록될 경우, 상기 가변 게이트 내 타겟 개수가 복수 개이면, 새롭게 포착된 타겟 각각의 크기를 획득하여 상기 DB에 등록된 타겟의 크기와 비교함으로써 타겟을 변별할 수 있게 된다.
만일 크기가 유사한 타겟이 존재할 경우, 상기 선행 무인기에서 추적하던 상기 타겟과 상기 후행 무인기에서 포착한 타겟이 동일 타겟인 것으로 간주하여 상기 DB 상에서 동일 타겟으로 넘버링 처리하여 연속 추적이 이루어지게 된다. 도 7은 복수 레이다 장비에서 타겟 탐지 및 추적 과정을 간략히 도시한 것인데, 좌측으로부터 1~5번째 그림은 선행 무인기 동작 과정으로서 앞서 단일 레이다 추적 알고리즘 과정과 동일하다. 한편 좌측으로부터 6번째 그림, 즉 후행 무인기 동작 과정에서, 가변 게이트에 복수 개의 타겟들이 발견된 것이 도시되어 있다. 이 6번째 그림으로부터, 새롭게 발견된 타겟들 중 선행 무인기에서 추적하고 있던 타겟의 크기와 동일 내지 유사 크기인 것을 찾는다면 그것이 바로 선행 무인기에서 추적하고 있던 타겟이 맞다는 것을 직관적으로 쉽게 이해할 수 있다.
만일 크기가 유사한 타겟이 존재하지 않을 경우, 상기 선행 무인기에서 추적하고 있던 타겟은 불가피하게 상실 처리된다. 대신 상기 후행 무인기에서 포착한 타겟을 신규 타겟인 것으로 간주하여 상기 DB 상에서 신규 타겟으로 넘버링 처리하여 신규 추적하게 되는데, 이 때 앞서 설명한 바와 같이 이 시점에서는 상기 후행 무인기는 이후에 오게 될 다른 무인기에 대하여 '선행 무인기'로서 동작하게 되며, 새롭게 등록된 신규 타겟은 이후에 오게 될 무인기에 의하여 연속 추적이 이루어질 수 있게 된다.
도 8은 복수의 게이트가 생성된 예시를 도시한 것이다. 많은 선박이 오가는 좁은 수역을 탐지하는 경우, DB에는 이미 많은 타겟이 등록되어 있을 것이다. 이 때 타겟마다 게이트가 생성될 경우 게이트 간에 중첩이 발생하며, 특정 타겟을 추적하기 위한 게이트 내에 다른 타겟이 혼재되어 버리는 문제가 생길 수 있다. 이러한 경우에도 상술한 바와 같이 DB에 저장되어 있는 타겟 크기 정보를 이용하면, 각각의 타겟을 용이하게 구별해 낼 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (12)

  1. 복수의 무인기가 장주비행하되 각각의 무인기에 구비된 자동 레이다 플로팅 장치(ARPA, Auto Radar Plotting Aids)를 이용하여 타겟을 탐지 및 추적하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법에 있어서,
    복수의 무인기 중 특정 위치를 선행하는 무인기를 선행 무인기라 하고, 상기 특정 위치를 후행하는 무인기를 후행 무인기라 할 때,
    상기 선행 무인기에 의하여 단일 레이다 추적 알고리즘을 통해 적어도 하나의 타겟이 포착 및 추적되며 DB에 등록되는 선행타겟추적단계,
    상기 선행 무인기에 의하여 상기 선행 무인기의 이동에 따라 상기 타겟이 유효탐지거리를 벗어남이 탐지되는 선행타겟이탈단계,
    상기 선행 무인기에 의하여 상기 타겟의 추적정보가 상기 후행 무인기로 전달되는 선행정보전달단계
    를 포함하는 선행무인기동작단계;
    상기 후행 무인기에 의하여 상기 선행 무인기가 전달한 상기 타겟의 추적정보가 입수되며 연속 추적을 위한 정보처리가 수행되는 후행정보전달단계,
    상기 후행 무인기에 의하여 상기 타겟이 변별되어 DB에 등록되는 후행타겟변별단계,
    상기 후행 무인기에 의하여 상기 타겟이 변별되거나 새로운 타겟이 설정됨에 따라 단일 레이다 추적 알고리즘을 통해 상기 타겟 또는 새로운 타겟이 포착 및 추적되는 후행타겟추적단계
    를 포함하는 후행무인기동작단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 추적정보는,
    상기 선행 무인기에 의해 상기 타겟이 최종적으로 포착된 시간, 상기 시간에서의 위치, 속도, 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 후행정보전달단계는,
    상기 선행 무인기가 전송한 상기 타겟의 추적정보가 입수되는 추적정보입수단계,
    상기 타겟에 대한 미탐지 시간이 산출되는 미탐지시간산출단계,
    산출된 미탐지 시간에 따른 상기 타겟에 대한 예상위치가 추정되는 예상위치추정단계,
    산출된 예상위치를 기준으로 가변 게이트가 생성되는 가변게이트생성단계,
    생성된 상기 가변 게이트 내 레이다 신호로부터 타겟이 추출되는 신규타겟추출단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 후행타겟변별단계는,
    상기 신규타겟추출단계에서 추출된 타겟에 대하여,
    상기 가변 게이트 내 타겟 개수가 0이면 타겟이 상실된 것으로 처리하고,
    상기 가변 게이트 내 타겟 개수가 1이면 상기 선행 무인기에서 추적하던 상기 타겟과 상기 후행 무인기에서 포착한 타겟이 동일 타겟인 것으로 간주하여 상기 DB 상에서 동일 타겟으로 넘버링 처리하여 연속 추적하는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 선행타겟추적단계는,
    상기 선행 무인기에 의하여 상기 타겟이 포착 및 추적되면서 상기 타겟의 거리별 크기정보가 함께 획득되어 상기 DB에 기록되는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 추적정보는,
    상기 선행 무인기에 의해 상기 타겟이 최종적으로 포착된 시간에서의 게이트 크기 및 타겟 크기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 후행타겟변별단계는,
    상기 가변 게이트 내 타겟 개수가 복수 개이면,
    새롭게 포착된 타겟 각각의 크기를 획득하여 상기 DB에 등록된 타겟의 크기와 비교하여,
    크기가 유사한 타겟이 존재할 경우 상기 선행 무인기에서 추적하던 상기 타겟과 상기 후행 무인기에서 포착한 타겟이 동일 타겟인 것으로 간주하여 상기 DB 상에서 동일 타겟으로 넘버링 처리하여 연속 추적하는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 후행타겟변별단계는,
    크기가 유사한 타겟이 존재하지 않을 경우 상기 후행 무인기에서 포착한 타겟을 신규 타겟인 것으로 간주하여 상기 DB 상에서 신규 타겟으로 넘버링 처리하여 신규 추적하는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 단일 레이다 추적 알고리즘은,
    레이다에 포착된 타겟들 중 하나가 선택되는 단계,
    선택된 상기 타겟의 위치를 기준으로 탐지를 위한 고정 게이트가 생성되는 단계,
    상기 고정 게이트 내에서 상기 타겟이 포착되는 단계,
    상기 고정 게이트 내에서 레이다를 통해 상기 타겟의 위치변화가 인식됨으로써 상기 타겟의 위치변화 벡터가 도출되는 단계
    를 포함하는 탐지단계;
    도출된 상기 타겟의 위치변화 벡터를 이용하여 다음 스캔에서의 상기 타겟의 예상위치가 추정되는 단계,
    상기 예상위치에 상기 고정 게이트보다 기결정된 제1기준만큼 반경을 줄인 탐지 게이트가 생성되는 단계,
    상기 탐지 게이트 내에서 상기 타겟이 포착되는 단계,
    상기 탐지 게이트 내에 상기 타겟이 존재하면 상기 고정 게이트보다 기결정된 제2기준만큼 상기 탐지 게이트의 반경이 줄여지는 단계,
    줄여진 상기 탐지 게이트의 반경이 기결정된 한계기준 미만인지 판단되는 단계
    를 포함하는 추적단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 추적단계는,
    줄여진 상기 탐지 게이트의 반경이 기결정된 한계기준 미만이 아니면 상기 타겟의 예상위치가 추정되는 단계로 되돌아가며,
    줄여진 상기 탐지 게이트의 반경이 기결정된 한계기준 미만이면 탐지 게이트의 반경이 변경되지 않고 안정화되어 상기 타겟이 추적되는 단계 및 상기 타겟이 상기 DB에 등록되는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법.
  11. 제 1항 내지 10항 중 선택되는 어느 하나에 의한 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 방법을 사용하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 시스템에 있어서,
    기결정된 궤도를 따라 시간차를 두고 순차적으로 장주비행하는 복수의 무인기;
    각각의 상기 무인기에 각각 구비되어 단일 레이다 추적 알고리즘을 사용하여 타겟의 탐지 및 추적을 수행하는 자동 레이다 플로팅 장치(ARPA, Auto Radar Plotting Aids);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 시스템은,
    각각의 상기 무인기의 동작을 통합적으로 제어하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 DB는 상기 제어부에 구비되는 것을 특징으로 하는 복수의 무인기 레이다를 이용한 동시적 위치 추적 시스템.
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