KR102523092B1 - Method for decisioning line of sight on 3d map - Google Patents

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KR102523092B1
KR102523092B1 KR1020210058117A KR20210058117A KR102523092B1 KR 102523092 B1 KR102523092 B1 KR 102523092B1 KR 1020210058117 A KR1020210058117 A KR 1020210058117A KR 20210058117 A KR20210058117 A KR 20210058117A KR 102523092 B1 KR102523092 B1 KR 102523092B1
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Abstract

본 발명은 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법에 관한 것으로, 경계 박스를 형성하는 단계; 상기 경계 박스의 테스트 포인트가 삼각형 평면의 내부에 위치하는지 여부에 대한 테스트를 수행하는 단계; 상기 테스트 포인트가 상기 삼각형 평면의 내부에 있을 시, 상기 테스트 포인트에 대응하는 DTED(Digital Terrain Elevation Data) 높이 포인트 정보를 취득하는 단계; 상기 DTED 높이 포인트로부터 가시선 삼각형 평면까지의 거리 참조값를 계산하는 단계; 및 상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 작으면 가시선으로 판단하고, 상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 크면 가시선이 차단되었다고 판단되는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for determining a line of sight in a 3D map, comprising the steps of forming a bounding box; performing a test whether the test point of the bounding box is located inside the triangular plane; Acquiring DTED (Digital Terrain Elevation Data) height point information corresponding to the test point when the test point is inside the triangular plane; calculating a distance reference value from the DTED height point to a line-of-sight triangle plane; and determining that the line of sight is blocked when the maximum value of the distance reference value is greater than 0.

Figure R1020210058117
Figure R1020210058117

Description

3차원 지도에서의 가시선 결정 방법 및 그 시스템{METHOD FOR DECISIONING LINE OF SIGHT ON 3D MAP}Method and system for determining line of sight in 3D map {METHOD FOR DECISIONING LINE OF SIGHT ON 3D MAP}

본 발명은 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자전 전파 환경 모델링을 위한 3D DTEC를 반영한 새로운 가시선 결정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for determining a line of sight in a 3D map, and more particularly, to a new method and system for determining a line of sight reflecting 3D DTEC for modeling an electromagnetic warfare propagation environment.

전자기 스펙트럼을 이용하여 물체를 감지하는 레이더가 전장에 등장한 이후, 레이더가 장착된 항공기의 탐지 및 정찰을 통해 얻은 정보는 전쟁에서 아군에게 우위를 제공할 수 있다. 전자기(EM) 스펙트럼을 통한 정보 수집의 중요성은 날이 갈수록 점점 증가하고 있다. 이와 함께, 전자기 스펙트럼을 통해 정보를 수집하려는 적의 시도를 방해할 수 있는 기술 또한 점차적으로 중요해지고 있다. 상기 정보 수집 및 정보 수집 방해의 두가지 타입의 기술은 상호 경쟁을 통해 서로 지속적인 발전을 이루고 있다.Since radar, which detects objects using the electromagnetic spectrum, has appeared on the battlefield, information obtained through detection and reconnaissance of radar-equipped aircraft can give allies an advantage in war. The importance of gathering information through the electromagnetic (EM) spectrum is increasing day by day. Along with this, technologies that can thwart adversary attempts to gather information across the electromagnetic spectrum are also becoming increasingly important. The above two types of technologies of information collection and information collection obstruction are continuously evolving with each other through mutual competition.

모델링 및 시뮬레이션(M&S) 기술은 현실에서 재현하기 어렵거나 불가능한 상황을 예측하고 확인할 수 있는 가상 공간의 실험 환경을 제공할 수 있다. 모델링 및 시뮬레이션 기술은 시스템에 대한 평가가 위험성이 있으며 상당한 비용이 필요한 방위 부문에서 특히 유용할 수 있다. 그러한 예시들 중 하나는 대륙 크기의 필드, 유해한 전자기 방사 등을 포함할 수 있는 전자전(EW) 환경의 모델링이 될 수 있다. 따라서 모델링 및 시뮬레이션의 장점을 전자전에 통합하기 위해 전자전 시뮬레이터를 개발하기 위한 상당한 노력들이 진행중이다.Modeling and simulation (M&S) technology can provide an experimental environment in virtual space that can predict and confirm situations that are difficult or impossible to reproduce in reality. Modeling and simulation techniques can be particularly useful in the defense sector where evaluation of systems can be risky and costly. One such example could be the modeling of an electronic warfare (EW) environment that may contain continent-sized fields, harmful electromagnetic radiation, and the like. Therefore, significant efforts are underway to develop electronic warfare simulators to incorporate the advantages of modeling and simulation.

상기 모델링 및 시뮬레이션 기술이 유용하기 위해서는 정확한 환경 모델링과 신속한 계산이 필요할 수 있다. 따라서 계산 시간을 줄이는 문제는 전자전 시뮬레이션에서 중요한 문제 중 하나가 될 수 있다. Accurate environmental modeling and rapid calculations may be required for the modeling and simulation techniques to be useful. Therefore, the problem of reducing the calculation time can be one of the important problems in electronic warfare simulation.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전자전 환경에서 보다 더 빠른 계산 알고리즘을 가질 수 있는 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.A technical problem to be solved by the present invention is to provide a method and system for determining a line of sight in a 3D map that can have a faster calculation algorithm than in an electronic warfare environment.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법은, 경계 박스를 형성하는 단계; 상기 경계 박스의 테스트 포인트가 삼각형 평면의 내부에 위치하는지 여부에 대한 테스트를 수행하는 단계; 상기 테스트 포인트가 상기 삼각형 평면의 내부에 있을 시, 상기 테스트 포인트에 대응하는 DTED(Digital Terrain Elevation Data) 높이 포인트 정보를 취득하는 단계; 상기 DTED 높이 포인트로부터 가시선 삼각형 평면까지의 거리 참조값를 계산하는 단계; 및 상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 작으면 가시선으로 판단하고, 상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 크면 가시선이 차단되었다고 판단되는 단계를 포함한다.A method for determining a line of sight in a 3D map according to an embodiment of the present invention includes forming a bounding box; performing a test whether the test point of the bounding box is located inside the triangular plane; Acquiring DTED (Digital Terrain Elevation Data) height point information corresponding to the test point when the test point is inside the triangular plane; calculating a distance reference value from the DTED height point to a line-of-sight triangle plane; and determining that the line of sight is blocked when the maximum value of the distance reference value is greater than 0.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법에서, 상기 경계 박스의 테스트 포인트가 삼각형 평면의 내부에 위치하는지 여부에 대한 테스트를 수행하는 단계는, 테스트 포인트를 원점으로 두고 삼각형 꼭지점의 부호를 확인하는 단계; 상기 삼각형 꼭지점의 부호 변화 범위를 계산하는 단계; 및 상기 부호 변화 범위에 따라 상기 테스트 포인트가 상기 삼각형 내부에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In the line-of-sight determination method in a 3D map according to an embodiment of the present invention, the step of testing whether the test point of the bounding box is located inside the triangular plane is the triangle vertex with the test point as the origin. Checking the sign of; calculating a sign change range of the vertex of the triangle; and determining that the test point is inside the triangle according to the sign change range.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법에서, 상기 부호 변화 범위에 따라 상기 테스트 포인트가 상기 삼각형 내부에 있는 것으로 판단하는 단계는, 상기 부호 변화 범위가 2를 초과하는 경우, 상기 테스트 포인트에서 정점까지의 벡터의 외적을 계산하는 단계; 상기 벡터의 외적 값이 양수인 경우, 상기 테스트 포인트는 상기 삼각형 내부에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In the method for determining the line of sight in a 3D map according to an embodiment of the present invention, in the step of determining that the test point is inside the triangle according to the sign change range, if the sign change range exceeds 2, calculating a cross product of vectors from the test point to the vertex; The method may include determining that the test point is inside the triangle when the cross product value of the vector is a positive number.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법에서, 상기 부호 변화 범위는, 상기 삼각형의 꼭지점들을 이동할 때의 부호 변화를 합산한 값이고, 상기 부호 변화 값은, 같은 사분면에서 이동할 시에는 0, 인접한 사분면으로 이동할 시에는 1, 대각선 사분면으로 이동할 시에는 2일 수 있다.In the method for determining the line of sight in a 3D map according to an embodiment of the present invention, the sign change range is a value obtained by summing the sign changes when moving the vertices of the triangle, and the sign change value is a value obtained by moving in the same quadrant. It can be 0 when moving to an adjacent quadrant, 1 when moving to an adjacent quadrant, or 2 when moving to a diagonal quadrant.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법에서, 상기 삼각형 평면의 세 꼭지점은 3차원 공간의 재머 포인트와 DTED 정보를 반영하는 물체 근처의 두 가상 포인트일 수 있다.In the method for determining the line of sight in a 3D map according to an embodiment of the present invention, the three vertexes of the triangular plane may be a jammer point in a 3D space and two virtual points near an object reflecting DTED information.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법에서, 상기 두 가상 포인트는 가시선 경로에 수직인 방향으로 물체로부터 미리 설정된 거리(δ)에 생성될 수 있다.In the method for determining the line of sight in a 3D map according to an embodiment of the present invention, the two virtual points may be generated at a predetermined distance δ from an object in a direction perpendicular to a line of sight path.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법에서, 상기 DTED(Digital Terrain Elevation Data) 높이 포인트 정보는 해발 고도를 나타내는 표준 디지털 데이터일 수 있다.In the method for determining a line of sight in a 3D map according to an embodiment of the present invention, the DTED (Digital Terrain Elevation Data) height point information may be standard digital data representing an altitude above sea level.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법에서, 상기 테스트 포인트가 상기 삼각형 평면의 내부에 있을 경우, 해수면으로부터 상기 테스트 포인트의 점의 높이는 하기 수학식 1로 결정되고, In the method for determining the line of sight in a 3D map according to an embodiment of the present invention, when the test point is inside the triangular plane, the height of the test point from the sea level is determined by Equation 1 below,

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112021052148030-pat00001
Figure 112021052148030-pat00001

여기서,

Figure 112021052148030-pat00002
Figure 112021052148030-pat00003
는 가시선 결정 삼각형 내의 포인트일 수 있다.here,
Figure 112021052148030-pat00002
class
Figure 112021052148030-pat00003
may be a point within the line-of-sight determination triangle.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법에서, 상기 테스트 포인트가 상기 삼각형 평면의 내부에 있을 경우, 상기 테스트 포인트와 상기 삼각형 평면과의 거리 참조값는 하기 수학식 2로 결정되고,In the line-of-sight determination method in a 3D map according to an embodiment of the present invention, when the test point is inside the triangular plane, the distance reference value between the test point and the triangular plane is determined by Equation 2 below,

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112021052148030-pat00004
Figure 112021052148030-pat00004

여기서

Figure 112021052148030-pat00005
는 DTED에서 (
Figure 112021052148030-pat00006
,
Figure 112021052148030-pat00007
)에 해당하는 고도 데이터일 수 있다.here
Figure 112021052148030-pat00005
in DTED (
Figure 112021052148030-pat00006
,
Figure 112021052148030-pat00007
) may be altitude data corresponding to

본 발명의 일 실시예에 따르면, 컴퓨터 장치를 이용하여 제1 항 내지 제 9항 중 어느 한 한의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 포함한다.According to one embodiment of the present invention, a computer program stored in a medium is included to execute the method of any one of claims 1 to 9 using a computer device.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 장치는, DTED 데이터, UTM 좌표, 삼각형 평면 데이터, 부호 변화 값를 저장하는 메모리; 및 상기 삼각형 평면 데이터에 대한 경계 박스를 형성하고, 상기 경계 박스의 테스트 포인트가 삼각형 평면의 내부에 위치하는지 여부에 대한 테스트를 수행하고, 상기 테스트 포인트가 상기 삼각형 평면의 내부에 있을 시, 상기 테스트 포인트에 대응하는 DTED(Digital Terrain Elevation Data) 높이 포인트 정보를 취득하고, 상기 DTED 높이 포인트로부터 가시선 삼각형 평면까지의 거리 참조값를 계산하고, 상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 작으면 가시선으로 판단하고, 상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 크면 가시선이 차단되었다고 판단하는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.An apparatus for determining a line of sight in a 3D map according to an embodiment of the present invention includes a memory for storing DTED data, UTM coordinates, triangle plane data, and sign change values; and forming a bounding box for the triangular plane data, performing a test whether a test point of the bounding box is located inside the triangular plane, and if the test point is inside the triangular plane, the test point is located inside the triangular plane. DTED (Digital Terrain Elevation Data) height point information corresponding to the point is acquired, a distance reference value from the DTED height point to the visible line triangular plane is calculated, and if the maximum value of the distance reference value is less than 0, it is determined as a visible line, and the and at least one processor determining that the line of sight is blocked when the maximum value of the distance reference value is greater than zero.

본 발명은 변화하는 환경에서도 적절하고 정확한 판단이 가능하도록 실시간 시뮬레이션을 수행함에 있어서 빠른 계산 알고리즘을 가질 수 있는 가시선 결정 방법을 통하여, 레이더가 장착된 항공기가 특정 시나리오에서 이동하는 상황에 대해 실시간으로 원하는 지역에 대한 가시선 판단을 수행할 수 있다.The present invention provides a line-of-sight determination method that can have a fast calculation algorithm in performing real-time simulation so that appropriate and accurate judgment can be made even in a changing environment. It is possible to perform a line-of-sight judgment for an area.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other technical effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 전자전 시나리오에서 재머(Jammer)가 장착된 항공기가 적 물체를 향해 재밍 신호를 방출하는 모습을 나타낸 모습이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DTED의 그리드-포스트 지형 형식을 예시적으로 나타낸 모습이다.
도 3은 DTED에서 각 레벨에 따른 데이터 정보를 나타낸 표이다.
도 4(a)는 UTM 좌표계에서의 한반도의 모습을 나타낸 도면이다. 도 4(b)는 DTED 레벨 0을 사용한 고도 표현을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시선을 결정하기 위한 결정 삼각형과 경계 박스를 나타낸 도면이다.
도 6은 테스트 포인트들에 대한 판단을 위해 6개의 케이스를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 알고리즘에 대한 순서도이다.
도 8은 종래 기술과 비교하기 위하여 재머와 물체의 위치가 무작위로 선택된 모습을 나타낸 표이다.
도 9는 부호 카운팅과 기존 보간 방법으로 계산했을 시의 계산에 걸린 시간을 나타낸 표이다.
1 is a view showing how an aircraft equipped with a jammer emits a jamming signal toward an enemy object in an electronic warfare scenario.
2 is a view showing an example of a grid-post terrain format of DTED according to an embodiment of the present invention.
3 is a table showing data information according to each level in DTED.
Figure 4 (a) is a diagram showing the appearance of the Korean Peninsula in the UTM coordinate system. 4(b) is a diagram showing an elevation representation using DTED level 0.
5 is a diagram illustrating a decision triangle and a bounding box for determining a line of sight according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing six cases for determining test points.
7 is a flow chart for an algorithm according to one embodiment of the present invention.
8 is a table showing randomly selected positions of jammers and objects for comparison with the prior art.
9 is a table showing the time taken for calculation when calculated by sign counting and conventional interpolation methods.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the present invention is susceptible to various modifications and variations, specific embodiments thereof are shown by way of illustration in the drawings and will be described in detail below. However, it is not intended to limit the present invention to the particular form disclosed, but rather the present invention includes all modifications, equivalents and substitutions consistent with the spirit of the present invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being “on” another element, it may be directly on the other element or intervening elements may exist. .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and/or regions, these elements, components, regions, layers and/or regions It will be understood that one should not be limited by these terms.

"부", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 본 발명의 구성요소들이 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.Terms such as "part", "element", "means", and "component" may be used broadly, and the components of the present invention are not limited to mechanical and physical components. The term may include a meaning of a series of software routines in association with a processor or the like.

이하 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하 도면상의 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하고, 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail. Hereinafter, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant descriptions of the same components are omitted.

도 1은 전자전 시나리오에서 재머(Jammer)가 장착된 항공기가 적 물체를 향해 재밍 신호를 방출하는 모습을 나타내고 있다.1 shows a state in which an aircraft equipped with a jammer emits a jamming signal toward an enemy object in an electronic warfare scenario.

도 1을 참조하면, 재밍 신호의 강도와 지연 정도는 가시선 경로에서 쉽게 계산할 수 있다. 그러나 방해 신호가 산과 같은 장애물에 의해 가려지면 회절, 반사 등과 같은 복잡한 물리적인 현상이 발생할 수 있다. 비가시선(NLOS, Non Line of Sight) 계산은 별도의 서브 루틴에서 수행되며, 모델링의 깊이와 복잡성은 모델링 목적에 따라 정해질 수 있다. 따라서 전자전 시나리오에서 우선 순위로 확인해야할 부분은 재밍 신호의 가시선 경로에 장애물이 존재하는지 여부를 파악하는 것이 될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the strength and delay of a jamming signal can be easily calculated in a line-of-sight path. However, complex physical phenomena such as diffraction and reflection may occur if the interfering signal is blocked by an obstacle such as a mountain. NLOS (Non Line of Sight) calculation is performed in a separate subroutine, and the depth and complexity of modeling can be determined according to the modeling purpose. Therefore, in an electronic warfare scenario, the priority part to check may be to determine whether an obstacle exists in the line-of-sight path of the jamming signal.

신호가 가시선 경로에 있는지 여부를 결정하기 위해서는 실제 3차원 지형 데이터가 필요할 수 있다. 모든 가시선 결정 알고리즘은 특정 지형 데이터를 기반으로 판단할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, DTED(Digital Terrain Elevation Data) 지형 데이터를 기반으로 가시선을 결정할 수 있다.Actual three-dimensional terrain data may be required to determine whether a signal is on the line-of-sight path. All line-of-sight decision algorithms can make decisions based on specific terrain data. According to an embodiment of the present invention, a line of sight may be determined based on Digital Terrain Elevation Data (DTED) terrain data.

DTED는 그리드-포스트 지형 데이터 형식을 사용할 수 있다. DTED can use a grid-post terrain data format.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DTED의 그리드-포스트 지형 형식을 예시적으로 나타낸 모습이다.2 is a view showing an example of a grid-post terrain format of DTED according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 각 2차원 좌표 평면은 그리드에 해당하는 높이 정보를 가질 수 있다. DTED 데이터는 해발 고도를 나타내는 표준 디지털 데이터일 수 있다.As shown in FIG. 2 , each 2D coordinate plane may have height information corresponding to a grid. DTED data may be standard digital data representing altitude above sea level.

데이터 세트는 지형 고도 정보를 필요로 하는 많은 군사 시스템 어플리케이션에서 사용될 수 있다. DTED에는 해상도에 따라 지정된 레벨이 존재할 수 있다. 레벨은 레벨 0,1,2로 나뉠 수 있으며, 숫자가 높을수록 해상도가 높을 수 있다. 수평 및 수직 해상도는 각각 레벨 0, 1 및 2에서 약 900미터, 90미터 및 30미터가 될 수 있다. 또한 HRTI(High-Resolution Terrain Information) 데이터에서 더 높은 해상도의 데이터를 이용할 수도 있으며, HRTI 데이터는 도 3에서의 레벨 3 내지 5로 지정될 수 있다.The data set can be used in many military system applications that require terrain elevation information. In DTED, a specified level may exist according to resolution. Levels can be divided into levels 0, 1, and 2, and the higher the number, the higher the resolution. Horizontal and vertical resolutions can be about 900 meters, 90 meters and 30 meters at levels 0, 1 and 2, respectively. In addition, higher-resolution data may be used in High-Resolution Terrain Information (HRTI) data, and the HRTI data may be designated as levels 3 to 5 in FIG. 3 .

도 3은 DTED에서 각 레벨에 따른 데이터 정보를 나타낸 표이다. 도 3을 참조하면, 레벨 3의 해상도는 10미터, 레벨 4의 해상도는 3미터, 레벨 5의 해상도는 1미터까지 가능할 수 있다.3 is a table showing data information according to each level in DTED. Referring to FIG. 3 , the resolution of level 3 may be up to 10 meters, the resolution of level 4 up to 3 meters, and the resolution of level 5 up to 1 meter.

본 발명의 실시예에 따른 알고리즘은 모든 그리드-포스트 지형 유형에 적용 가능할 수 있으며, 정확한 결과를 얻으려면 높은 수준의 데이터 세트가 필요할 수 있다. 그러나 이러한 데이터는 국가 안보에 중요한 데이터를 포함하고 있기 때문에 대부분의 경우 대중에게 공개되지 않는다. 따라서 후술할 본 발명의 일 실시예에 따른 알고리즘은 글로벌 단계에서 확인할 수 있는 레벨 0에서 얻은 실제 지형 정보를 사용하여 확인될 수 있다.Algorithms according to embodiments of the present invention may be applicable to all grid-post terrain types, and high-level data sets may be required to obtain accurate results. However, in most cases, these data are not available to the public because they contain data critical to national security. Therefore, an algorithm according to an embodiment of the present invention, which will be described later, can be confirmed using actual terrain information obtained at level 0 that can be checked in the global step.

도 4(a)는 UTM 좌표계에서의 한반도의 모습을 나타낸 도면이다. 도 4(b)는 DTED 레벨 0을 사용한 고도 표현을 나타낸 도면이다. 여기서 Latitude는 위도, Longitude는 경도, Elevation은 고도이다.Figure 4 (a) is a diagram showing the appearance of the Korean Peninsula in the UTM coordinate system. 4(b) is a diagram showing an elevation representation using DTED level 0. Where Latitude is latitude, Longitude is longitude, and Elevation is altitude.

신호 경로가 가시선인지를 결정하는 직관적인 방법은 재머와 물체를 연결하여 선을 형성하고 DTED 데이터를 확인하여 생성된 선을 따라 더 높은 점이 있는지 여부를 확인하는 것이 될 수 있다. 그리드-포스트 지형 데이터는 도 2에 도시된 바와 같이 원하는 해성도로 교차점의 높이 정보만 저장될 수 있다. 따라서, 재머와 물체를 연결하는 선은 그리드 교체점들을 통과하지 않을 수 있다.An intuitive way to determine if a signal path is a line-of-sight might be to connect the jammer and the object to form a line and check the DTED data to see if there are higher points along the line created. As shown in FIG. 2 , the grid-post terrain data may store only height information of intersections with a desired resolution. Thus, the line connecting the jammer and the object may not pass through the grid replacement points.

이 경우 가시선 결정은 가장 가까운 포인트, 이중 선형 또는 쌍 선형 보간과 같은 보간 기법을 사용하여 새 포인트를 생성하는 포인트 재구성 기법을 사용하여 수행될 수 있다.In this case, line-of-sight determination may be performed using point reconstruction techniques that generate new points using nearest point, interpolation techniques such as bilinear or bilinear interpolation.

이 방법은 직관적이지만 직선 신호 경로만 계산하기 때문에 빔 폭이 있는 레이더 신호에 적용하기에는 적합하지 않을 수 있다. 또한 해상도가 높으면 경로를 계산하는 데 상당한 시간이 걸릴 수 있다.Although this method is intuitive, it may not be suitable for application to radar signals with beam widths because it only calculates straight-line signal paths. Also, if the resolution is high, calculating the path can take a significant amount of time.

예를 들어, 도 4(a)의 UTM 좌표계에서 51T, 52T, 51S 및 52S 영역은 124-132도 사이의 961 데이터 포인트들과 위도 31 내지 47도 사이의 1921 데이터 포인트들로 표현될 수 있다. 해상도가 가장 낮은 DTED 레벨 0 데이터 세트에서도 각 재머-객체 가시선 결정에 대해 총 1,846,081 개의 데이터 포인트들을 처리해야 할 수 있다. 따라서 실시간 시뮬레이션을 계산하기 위해서는 약 2백만개의 데이터 포인트를 즉시 처리할 수 있는 알고리즘이 필요할 수 있다.For example, regions 51T, 52T, 51S, and 52S in the UTM coordinate system of FIG. 4(a) may be represented by 961 data points between 124 and 132 degrees and 1921 data points between latitudes 31 and 47 degrees. Even in the lowest resolution DTED level 0 data set, a total of 1,846,081 data points may need to be processed for each jammer-object line-of-sight determination. Therefore, an algorithm that can immediately process about 2 million data points may be needed to compute a real-time simulation.

따라서 주어진 재머-물체 위치에 대해, 데이터 세트의 모든 포인트들을 사용할 필요가 없다. 가시선 결정에 사용할 수 있는 포인트를 줄이기 위해, 가시선 경로를 포함하는 삼각형 평면을 형성할 수 있다. 삼각형 영역 내의 데이터 포인트 중 하나가 삼각형 평면보다 높은 경우, 재머-물체 경로를 비가시선(NLOS)로 간주될 수 있다.Thus, for a given jammer-object location, it is not necessary to use all points in the data set. To reduce the number of points available for line-of-sight determination, a triangular plane containing the line-of-sight path can be formed. If one of the data points within the triangular area is higher than the triangular plane, the jammer-to-object path may be considered non-line-of-sight (NLOS).

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시선을 결정하기 위한 결정 삼각형과 경계 박스를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a decision triangle and a bounding box for determining a line of sight according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 삼각형 평면의 세 꼭지점은 3차원 공간의 재머 포인트와 DTED 정보를 반영하는 물체 근처의 두 가상 포인트들이 될 수 있다. 두 포인트들은 가시선 경로에 수직인 방향으로 물체로부터 미리 설정된 거리(δ)에 생성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the three vertexes of the triangular plane may be a jammer point in a 3D space and two virtual points near an object reflecting DTED information. The two points may be created at a preset distance δ from the object in a direction perpendicular to the line-of-sight path.

미리 설정된 거리(δ)는 재머 안테나의 빔 폭을 고려하여 설정될 수 있다. 삼각형을 포함하는 평면의 방정식은 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The preset distance δ may be set in consideration of the beam width of the jammer antenna. The equation of the plane including the triangle can be expressed as Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112021052148030-pat00008
Figure 112021052148030-pat00008

세 포인트들 (

Figure 112021052148030-pat00009
)에 대해, 수학식 1의 4개의 계수는 하기 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.three points (
Figure 112021052148030-pat00009
), the four coefficients of Equation 1 can be determined by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112022136786111-pat00034
Figure 112022136786111-pat00034

세개의 꼭지점은, 측변이 UTM 축에 평행한 경계 박스를 제공할 수 있다. 이 경계 박스 외부에 있는 포인트들은 가시선 결정 계산에서 제외될 수 있다. 포인트들이 가시선 결정 삼각형으로 지칭되는 삼각형 영역 내에 있는 경우 포인트들이 경계 박스 내에 있다고 결정될 수 있다. 포인트들이 삼각형 내에 있는지 확인하기 위해서는, 후술할 부호 카운팅 방법이 사용될 수 있다.Three vertices can give a bounding box whose sides are parallel to the UTM axes. Points outside this bounding box may be excluded from the line-of-sight determination calculation. Points may be determined to be within a bounding box if the points are within a triangular region, referred to as the line of sight decision triangle. To determine if points are within a triangle, a sign counting method described below may be used.

도 6은 테스트 포인트들에 대한 판단을 위해 6개의 케이스를 도시한 도면이다.6 is a diagram showing six cases for determining test points.

도 6을 참조하여 부호 카운팅 방법에 대해 설명하면, 먼저 경계 박스 내에 있는 포인트를 가정한다. 이때 상기 포인트는 일시적으로 원점으로 설정될 수 있다. 상기 원점을 기준으로 4개의 사분면을 정의할 수 있다. 이때 각 사분면에는 도 6에 도시된 바와 같이 두 개의 부호 쌍이 제공될 수 있다. 세 개의 꼭지점의 위치는 네 사분면 공간에서 결정될 수 있다. 세 개의 꼭지점 중 한 꼭지점에서 시작하여 두 번째 꼭지점으로 이동하며 부호 변화를 계산할 수 있다. 부호 변경은, 두 번째 꼭지점에서 세 번째 꼭지점으로, 세 번째 꼭지점에서 첫 번째 꼭지점으로 이동하며 계산될 수 있다. 부호의 변경 범위는 0에서 2까지가 될 수 있다.Referring to the code counting method with reference to FIG. 6, it is first assumed that a point is within a bounding box. At this time, the point may be temporarily set as the origin. Four quadrants may be defined based on the origin. In this case, each quadrant may be provided with two code pairs as shown in FIG. 6 . The positions of the three vertices can be determined in a four-quadrant space. It is possible to calculate the sign change starting from one of the three vertices and moving to the second vertex. The sign change may be calculated while moving from the second vertex to the third vertex and from the third vertex to the first vertex. The change range of the sign can be from 0 to 2.

이때, 사분면에서 부호가 바뀔 때, 같은 사분면 내에서 이동할 때는 부호 변경 범위가 0, 인접한 사분면으로 이동할 때에는 1, 대각선 사분면으로 이동할 때에는 2가 될 수 있다. 가정된 포인트가 경계 박스 내에 포함되려면, 최소한 2 초과의 부호 변경이 필요할 수 있다. 가정된 포인트가 경계 박스 내에 포함되는 경우들은 도 6의 (c) 내지 (f)에 도시되고 있다. 부호 변경 범위가 0, 1, 2일 경우에는 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 포인트가 경계 박스 밖에 배치되므로 가시선 결정 계산에서 제외될 수 있다.At this time, when the sign changes in a quadrant, the sign change range can be 0 when moving within the same quadrant, 1 when moving to an adjacent quadrant, and 2 when moving to a diagonal quadrant. For a hypothesized point to be included within the bounding box, at least two sign changes may be required. Cases in which the hypothesized point is included in the bounding box are shown in (c) to (f) of FIG. 6 . When the sign change range is 0, 1, or 2, as shown in (a) and (b) of FIG. 6 , the point is disposed outside the bounding box and thus can be excluded from the line-of-sight determination calculation.

부호 변화 범위가 2를 초과하는 경우, 테스트 포인트에서 정점까지 벡터의 외적을 계산할 수 있다. 이때 벡터의 외적 값이 양수인 경우, 테스트 포인트는 삼각형 내에 있는 것으로 판단될 수 있다.If the sign change range exceeds 2, the cross product of the vectors from the test point to the vertex can be calculated. In this case, when the cross product value of the vector is a positive number, the test point may be determined to be within the triangle.

포인트가 삼각형 내에 있는 것으로 결정되면, 해수면에서의 점의 높이는 하기 수학식 3으로 결정될 수 있다.If the point is determined to be within the triangle, the height of the point at sea level can be determined by Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112021052148030-pat00011
Figure 112021052148030-pat00011

여기서,

Figure 112022136786111-pat00012
Figure 112022136786111-pat00013
는 가시선 결정 삼각형 내의 포인트 들이 될 수 있다. 삼각형 평면으로부터의 거리 참조값은 하기 수학식 4에서 구할 수 있다.here,
Figure 112022136786111-pat00012
class
Figure 112022136786111-pat00013
can be points in the line-of-sight decision triangle. A distance reference value from the triangular plane can be obtained from Equation 4 below.

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112021052148030-pat00014
Figure 112021052148030-pat00014

여기서

Figure 112021052148030-pat00015
는 DTED에서 (
Figure 112021052148030-pat00016
,
Figure 112021052148030-pat00017
)에 해당하는 고도 데이터가 될 수 있다.here
Figure 112021052148030-pat00015
in DTED (
Figure 112021052148030-pat00016
,
Figure 112021052148030-pat00017
) may be altitude data corresponding to

이 거리 참조값(D)이 양수이면, 가시선을 방해할 수 있다. 이는 삼각형 평면 내의 모든 점에 대해 반복될 수 있다. 모든 포인트들의 최대값 max(D(x, y))이 0보다 작으면, 경로는 가시선이다. 최대값 max(D(x,y))를 생성하는 x, y 포인트들은 비가시선을 생성하는 최고(most)의 차단 포인트들이 될 수 있다.
임의의 평면식은 (ax + by+ cz + d = 0)로 나타낼 수 있다. 따라서 가시선 삼각형 평면을 정의하는 세 꼭지점((x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3))의 좌표를 이용해서 a, b, c, d 값을 결정할 수 있다. 즉, 변수 a, b, c, d는 가시선 삼각형 평면을 정의하는 평면 방정식에서 x, y, z에 대한 계수라고 볼 수 있다. 거리 참조값(D)는 평면과 테스트 포인트(xin, yin, zin)로부터 상기와 같이 정의된 수식이며, 거리 참조값(D)에 절대값을 취하면 평면과 점의 양수 거리 값이 될 수 있다.
가시선 삼각형 평면은 평면이므로, 전체 3차원 공간을 2개로 분리할 수 있다. 따라서 테스트 포인트가 가시선 삼각형 평면으로 분리된 두 개의 공간 중 어디에 위치하느냐에 따라 거리 참조값(D)의 부호가 결정될 수 있다. 본 실시예의 경우, 테스트 포인트가 양수라면, 테스트 포인트가 가시선 삼각형 평면보다 위 쪽에 있고, 테스트 포인트가 음수라면 테스트 포인트가 가시선 삼각형 평면보다 아래 쪽에 있게 된다.
If this distance reference value D is a positive number, the line of sight can be obstructed. This can be repeated for every point in the triangular plane. If the max(D(x, y)) of all points is less than 0 then the path is a line of sight. The x, y points that produce the maximum value max(D(x,y)) can be the most cut-off points that create the invisible line.
Any planar expression can be expressed as (ax + by + cz + d = 0). Therefore, the values of a, b, c, and d can be determined using the coordinates of the three vertices ((x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3)) that define the line-of-sight triangle plane. there is. That is, the variables a, b, c, and d can be seen as coefficients for x, y, and z in the plane equation defining the line-of-sight triangular plane. The distance reference value (D) is the formula defined above from the plane and the test point (x in , y in , z in ), and the absolute value of the distance reference value (D) can be a positive distance value between the plane and the point there is.
Since the line of sight triangular plane is a plane, the entire three-dimensional space can be divided into two. Therefore, the sign of the distance reference value D may be determined depending on where the test point is located in the two spaces separated by the triangular plane of the line of sight. In this embodiment, if the test point is positive, the test point is above the visible triangle plane, and if the test point is negative, the test point is below the visible triangle plane.

상술한 바와 같은 부호 카운팅 알고리즘을 적용하여, 추출된 영역에서만 DTED 데이터를 비교함으로써 가시선 여부를 판단하면 전체 영역을 비교하는 것보다 훨씬 빠르게 가시선을 판단할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가시선을 결정하기 위한 알고리즘은 도 7에 정리되어 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 알고리즘에 대한 순서도이다.By applying the above-described code counting algorithm and comparing DTED data only in the extracted region to determine whether the line of sight exists, the line of sight can be determined much faster than comparing the entire region. An algorithm for determining a line of sight according to an embodiment of the present invention is summarized in FIG. 7 . 7 is a flow chart for an algorithm according to one embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법은, 경계 박스를 형성하는 단계(S100), 경계 박스의 포인트가 삼각형 평면의 내부에 위치하는지 여부에 대한 테스트를 수행하는 단계(S200), 확인된 내부에 포인트에 대응하는 DTED 높이 정보를 취득하는 단계(S300), DTED 높이 포인트로부터 가시선 삼각형 평면까지의 거리 참조값을 계산하는 단게(S400), 거리 참조값의 최대값이 0보다 작으면 가시선으로 판단하고, 거리 참조값의 최대값이 0보다 크면 가시선이 차단되었다고 판단하는 단계(S500)를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 7 , a method for determining a line of sight in a 3D map according to an embodiment of the present invention includes forming a bounding box (S100), and testing whether a point of the bounding box is located inside a triangular plane. Step of performing (S200), step of acquiring DTED height information corresponding to the confirmed interior point (S300), step of calculating a distance reference value from the DTED height point to the line of sight triangular plane (S400), maximum of the distance reference value If the value is less than 0, it is determined as a line of sight, and if the maximum value of the distance reference value is greater than 0, it is determined that the line of sight is blocked (S500).

이때, 경계 박스의 포인트가 삼각형 평면의 내부에 위치하는지 여부에 대한 테스트를 수행하는 단계(S200)는, 테스트 포인트를 원점으로부터 삼각형 꼭지점의 부호를 확인하는 단계(S210), 삼각형 꼭지점들의 이동에 따른 부호 변화 범위를 계산하는 단계(S220), 부호 변화 범위가 2를 초과하는 경우, 테스트 포인트에서 정점까지의 벡터의 외적을 계산하는 단계(S230) 및 벡터의 외적 값이 양수인 경우, 테스트 포인트는 삼각형 내에 있는 것으로 판단되는 단계(S240)를 포함할 수 있다.At this time, the step of performing a test on whether the point of the bounding box is located inside the triangle plane (S200) is the step of checking the sign of the triangle vertex from the origin of the test point (S210), according to the movement of the triangle vertex Calculating the sign change range (S220), if the sign change range exceeds 2, calculating the cross product of the vector from the test point to the vertex (S230), and if the cross product value of the vector is positive, the test point is a triangle It may include a step (S240) determined to be within.

본 발명의 실시예와 같이, UTM 좌표계에서 51T, 52T, 51S, 52S 영역의 DTED 레벨 0 데이터 세트에 부호 카운팅 방법을 적용할 경우, 직접 계산된 종래 기술인 보간법과 비교될 수 있다. 도 8은 종래 기술과 비교하기 위하여 재머와 물체의 위치가 무작위로 선택된 모습을 나타낸 표이다.As in the embodiment of the present invention, when the sign counting method is applied to the DTED level 0 data set in the 51T, 52T, 51S, and 52S regions in the UTM coordinate system, it can be compared with the conventional interpolation method calculated directly. 8 is a table showing randomly selected positions of jammers and objects for comparison with the prior art.

재머와 물체의 위치를 UTM-k 좌표계로 변환되었다. UTM-k 좌표는 기존 UTM 좌표와 비슷하나 한반도가 위치한 곳에서 지구의 곡률에 따라 거짓 북향과 거짓 동향이 약간 다른 좌표이다. 무작위로 확보된 재머와 물체의 위치는 가시선이 확보되지 않은 위치이다.The positions of jammers and objects were converted to UTM-k coordinates. The UTM-k coordinates are similar to the existing UTM coordinates, but the false north and false trends are slightly different depending on the curvature of the earth where the Korean peninsula is located. The positions of the randomly secured jammers and objects are positions where the line of sight is not secured.

도 9는 부호 카운팅과 기존 보간 방법으로 계산했을 시의 계산에 걸린 시간을 나타낸 표이다.9 is a table showing the time taken for calculation when calculated by sign counting and conventional interpolation methods.

도 9를 참조하면, 가시선 결정은 본 실시예에 따른 알고리즘에 따라 수행되었으며, 가시선을 방해하는 지점의 위치를 계산하였다. 위치 계산은 총 10회의 시뮬레이션을 통해 계산되었으며, 도 9는 10회 시뮬레이션을 수행하는 동안 소요된 시간과 평균 시간을 개시한다.Referring to FIG. 9 , line-of-sight determination was performed according to an algorithm according to the present embodiment, and positions of points obstructing line-of-sight were calculated. The position calculation was calculated through a total of 10 simulations, and FIG. 9 discloses the time and average time taken during the 10 simulations.

도 9에 개시된 내용과 같이, 본 실시예에 따른 알고리즘을 통해서는, 가시선은 180만 데이터에 대해 평균 0.026초로 정확하게 결정될 수 있으며, 이는 종래 기술인 보간 방법보다 약 1.5배의 효율을 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 알고리즘을 적용한 계산 방법은 주어진 데이터를 벡터화하고 계산하기 때문에 데이터가 증가하더라도 데이터의 배수만큼 시간이 선형적으로 증가하지 않을 수 있다. 따라서 전자전 상황에서 더 높은 수준의 DTED를 사용하더라도 실시간으로 가시선을 결정할 수 있다.As shown in FIG. 9 , through the algorithm according to the present embodiment, the line of sight can be accurately determined with an average of 0.026 seconds for 1.8 million data, which is about 1.5 times more efficient than the prior art interpolation method. Since the calculation method using the algorithm according to the present embodiment vectorizes and calculates given data, even if the data increases, time may not increase linearly by a multiple of the data. Therefore, in an electronic warfare situation, it is possible to determine line-of-sight in real time even with higher levels of DTED.

전자전 환경을 시뮬레이션하여 특정 판단을 내리기 위해서는 변화하는 환경에서도 적절하고 정확한 판단이 가능하도록 실시간 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 따라서 정확한 판단을 위해서는 지형 데이터와 물체 모델링이 반영될 수 있으며, 실시간 시뮬레이션을 위해서는 본 실시예와 같은 빠른 계산 알고리즘이 필요할 수 있다.In order to make a specific decision by simulating the electronic warfare environment, real-time simulation may be performed so that an appropriate and accurate decision can be made even in a changing environment. Therefore, terrain data and object modeling may be reflected for accurate determination, and a fast calculation algorithm as in the present embodiment may be required for real-time simulation.

본 실시예에 따르면 DTED가 반영된 전자전 환경에서 약 200만 데이터 세트에 대해 0.03초 이내에 계산할 수 있는 알고리즘을 가질 수 있다. 알고리즘 검증에 사용되는 지형 데이터는 한반도 전체를 포괄하는 UTM 좌표계 데이터 세트로, 기존 보간 방식 대비 50프로 향상된 효율을 보여줄 수 있다. 본 실시예에 따른 알고리즘은 가시선 삼각형 영역에 포함된 점을 테스트하여 부호 또는 비트 단위 연산만 판단하므로 다른 기법보다 속도가 빠르다는 장점을 가질 수 있다.According to this embodiment, it is possible to have an algorithm capable of calculating within 0.03 seconds for about 2 million data sets in an electronic warfare environment in which DTED is reflected. The terrain data used for algorithm verification is a UTM coordinate system data set covering the entire Korean peninsula, and can show 50% improved efficiency compared to the existing interpolation method. The algorithm according to the present embodiment may have an advantage in that it is faster than other techniques because it tests points included in the line-of-sight triangle area to determine only sign or bit unit operations.

본 실시예에 따른 가시선 결정 기법을 활용할 경우, 레이더가 장착된 항공기가 특정 시나리오에서 이동하는 상황에 대해 실시간으로 원하는 지역에 대한 가시선 판단을 수행할 수 있다. 이 부호 카운팅 방법을 사용하면, 재머에서 물체까지의 경로를 정확하게 식별할 수 있으며, 그 방법을 기반으로 손실 계수 및 J/S(Jammer to signal ratio)를 계산할 수 있다.When the line-of-sight determination technique according to the present embodiment is used, it is possible to determine the line-of-sight of a desired area in real time for a situation in which an aircraft equipped with a radar moves in a specific scenario. Using this sign counting method, a path from a jammer to an object can be accurately identified, and a loss factor and jammer to signal ratio (J/S) can be calculated based on the method.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예들을 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다.In the above, the configuration and characteristics of the present invention have been described based on the embodiments according to the present invention, but the present invention is not limited thereto. Various changes or modifications can be made by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention, and thus such changes or modifications fall within the scope of the appended claims.

Claims (11)

경계 박스를 형성하는 단계;
상기 경계 박스의 테스트 포인트가 가시선 삼각형 평면의 내부에 위치하는지 여부에 대한 테스트를 수행하는 단계;
상기 테스트 포인트가 상기 가시선 삼각형 평면의 내부에 있을 시, 상기 테스트 포인트에 대응하는 DTED(Digital Terrain Elevation Data) 높이 포인트 정보를 취득하는 단계;
상기 DTED 높이 포인트로부터 가시선 삼각형 평면까지의 거리 참조값을 계산하는 단계; 및
상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 작으면 가시선으로 판단하고, 상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 크면 가시선이 차단되었다고 판단되는 단계를 포함하는 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법.
forming a bounding box;
performing a test as to whether the test point of the bounding box is located inside the visible triangular plane;
acquiring DTED (Digital Terrain Elevation Data) height point information corresponding to the test point when the test point is inside the line of sight triangular plane;
calculating a distance reference value from the DTED height point to a line-of-sight triangle plane; and
and determining that the line of sight is blocked when the maximum value of the distance reference value is greater than 0.
제1 항에 있어서,
상기 경계 박스의 테스트 포인트가 가시선 삼각형 평면의 내부에 위치하는지 여부에 대한 테스트를 수행하는 단계는,
테스트 포인트를 원점으로 두고 삼각형 꼭지점의 부호를 확인하는 단계;
상기 삼각형 꼭지점의 부호 변화 범위를 계산하는 단계; 및
상기 부호 변화 범위에 따라 상기 테스트 포인트가 상기 삼각형 내부에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법.
According to claim 1,
The step of testing whether the test point of the bounding box is located inside the visible triangle plane,
Checking the sign of the triangle vertex with the test point as the origin;
calculating a sign change range of the vertex of the triangle; and
and determining that the test point is inside the triangle according to the sign change range.
제2 항에 있어서,
상기 부호 변화 범위에 따라 상기 테스트 포인트가 상기 삼각형 내부에 있는 것으로 판단하는 단계는,
상기 부호 변화 범위가 2를 초과하는 경우, 상기 테스트 포인트에서 정점까지의 벡터의 외적을 계산하는 단계;
상기 벡터의 외적 값이 양수인 경우, 상기 테스트 포인트는 상기 삼각형 내부에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법.
According to claim 2,
The step of determining that the test point is inside the triangle according to the sign change range,
calculating a cross product of vectors from the test point to a vertex when the sign change range exceeds 2;
and determining that the test point is inside the triangle when the extrinsic value of the vector is a positive number.
제3 항에 있어서,
상기 부호 변화 범위는, 상기 삼각형의 꼭지점들을 이동할 때의 부호 변화를 합산한 값이고,
상기 부호 변화 값은, 같은 사분면에서 이동할 시에는 0, 인접한 사분면으로 이동할 시에는 1, 대각선 사분면으로 이동할 시에는 2인 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법.
According to claim 3,
The sign change range is a sum of sign changes when moving the vertices of the triangle,
The sign change value is 0 when moving in the same quadrant, 1 when moving in an adjacent quadrant, and 2 when moving in a diagonal quadrant.
제1 항에 있어서,
상기 가시선 삼각형 평면의 세 꼭지점은 3차원 공간의 재머 포인트와 DTED 정보를 반영하는 물체 근처의 두 가상 포인트인 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법.
According to claim 1,
The method of determining the line of sight in a 3D map, wherein the three vertices of the line of sight triangular plane are a jammer point in a 3D space and two virtual points near an object reflecting DTED information.
제5 항에 있어서,
상기 두 가상 포인트는 가시선 경로에 수직인 방향으로 물체로부터 미리 설정된 거리(δ)에 생성되는 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법.
According to claim 5,
The method of determining the line of sight in a 3D map in which the two virtual points are generated at a preset distance (δ) from an object in a direction perpendicular to a line of sight path.
제1 항에 있어서,
상기 DTED(Digital Terrain Elevation Data) 높이 포인트 정보는 해발 고도를 나타내는 표준 디지털 데이터인 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법.
According to claim 1,
The DTED (Digital Terrain Elevation Data) height point information is a method of determining a line of sight in a 3D map, which is standard digital data representing an altitude above sea level.
제1 항에 있어서,
상기 테스트 포인트가 상기 가시선 삼각형 평면의 내부에 있을 경우, 해수면으로부터 상기 테스트 포인트의 점의 높이는 하기 수학식 1로 결정되고,
[수학식 1]
Figure 112022136786111-pat00018

여기서,
Figure 112022136786111-pat00019
Figure 112022136786111-pat00020
는 가시선 삼각형 평면 내의 포인트인 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법.
According to claim 1,
When the test point is inside the line of sight triangular plane, the height of the test point from the sea level is determined by Equation 1 below,
[Equation 1]
Figure 112022136786111-pat00018

here,
Figure 112022136786111-pat00019
class
Figure 112022136786111-pat00020
A method for determining the line of sight in a 3D map where is a point in the line of sight triangular plane.
제1 항에 있어서,
상기 테스트 포인트가 상기 가시선 삼각형 평면의 내부에 있을 경우, 상기 테스트 포인트와 상기 가시선 삼각형 평면과의 거리는 하기 수학식 2로 결정되고,
[수학식 2]
Figure 112022136786111-pat00021

여기서
Figure 112022136786111-pat00022
는 DTED에서 (
Figure 112022136786111-pat00023
,
Figure 112022136786111-pat00024
)에 해당하는 고도 데이터인 3차원 지도에서의 가시선 결정 방법.
According to claim 1,
When the test point is inside the line of sight triangle plane, the distance between the test point and the line of sight triangle plane is determined by Equation 2 below,
[Equation 2]
Figure 112022136786111-pat00021

here
Figure 112022136786111-pat00022
in DTED (
Figure 112022136786111-pat00023
,
Figure 112022136786111-pat00024
), a method for determining the line of sight in a 3D map, which is the altitude data corresponding to
컴퓨터 장치를 이용하여 제1 항 내지 제 9항 중 어느 한 한의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a medium to execute the method of any one of claims 1 to 9 using a computer device. DTED 데이터, UTM 좌표, 가시선 삼각형 평면 데이터, 부호 변화 값을 저장하는 메모리; 및
상기 가시선 삼각형 평면 데이터에 대한 경계 박스를 형성하고,
상기 경계 박스의 테스트 포인트가 가시선 삼각형 평면의 내부에 위치하는지 여부에 대한 테스트를 수행하고,
상기 테스트 포인트가 상기 가시선 삼각형 평면의 내부에 있을 시, 상기 테스트 포인트에 대응하는 DTED(Digital Terrain Elevation Data) 높이 포인트 정보를 취득하고,
상기 DTED 높이 포인트로부터 가시선 삼각형 평면까지의 거리 참조값을 계산하고,
상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 작으면 가시선으로 판단하고, 상기 거리 참조값의 최대 값이 0보다 크면 가시선이 차단되었다고 판단하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 3차원 지도에서의 가시선 결정 장치.
memory for storing DTED data, UTM coordinates, visible triangle plane data, and sign change values; and
forming a bounding box for the line of sight triangle plane data;
Perform a test whether the test point of the bounding box is located inside the line of sight triangular plane;
When the test point is inside the line of sight triangular plane, obtain DTED (Digital Terrain Elevation Data) height point information corresponding to the test point,
Calculate a distance reference value from the DTED height point to the line of sight triangular plane;
and at least one processor determining that the line of sight is blocked if the maximum value of the distance reference value is less than 0 and determining that the line of sight is blocked if the maximum value of the distance reference value is greater than 0.
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