KR20150053605A - Ownship motion control method for enhancement of target motion analysis performance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자함 권고 기동에 관한 것으로, 특히 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시켜 표적 추적의 정확성을 향상시킬 수 있는 자함 권고 기동 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a maneuvering maneuvering maneuver, and more particularly, to a maneuvering maneuvering control method capable of improving the accuracy of target tracking by maximizing the maneuverability of a target.
표적의 방위각 정보나 도플러 편이된 주파수 측정값을 기반으로 표적의 위치를 추정하는 표적 기동 표적 기동분석(Target Motion Analysis)은 다양한 분야, 예를들어 센서를 기반으로 한 공중 또는 수중 감시에서 오랫동안 연구되어 왔다. Target motion analysis, which estimates the position of a target based on azimuthal information or Doppler-shifted frequency measurement of a target, has been studied for a long time in various fields, such as sensor-based public or underwater surveillance come.
따라서, 방위각 정보로써 표적을 추적하는 표적기동분석의 성능을 향상시키기 위해서는 자함(Ownship)을 변침할 필요가 있다. 자함이 변침을 하면 방위각 변화율이 증가하며 가관측성이 증가하고 결과적으로 표적의 추적이 정확해진다. Therefore, it is necessary to change ownership in order to improve the performance of target maneuver analysis that tracks the target with azimuth information. If the ambiguity changes, the rate of change of the azimuth angle increases and the visibility increases, resulting in accurate tracking of the target.
그런데, 운용수가 경험적으로 가관측성이 증가하는 방향을 판단하고 자함을 기동할 수도 있으나 이러한 판단은 부정확할 가능성이 크다. 자함 기동 과정을 자동화하면 운용수의 부담을 많이 줄일 수 있으므로 가관측성을 증가시키는 자함 권고 기동에 대한 연구가 많이 진행되어왔다.However, although the number of operations can empirically be used to judge the direction in which the observability increases, it is possible that such judgment is inaccurate. There are many researches on the self - recommendation maneuver which increases the maneuverability because it can reduce the burden of the operation number by automating the self - maneuvering process.
일반적으로 자함에 탑재된 센서는 방위별 센서 표준편차가 틀리므로 자함 기동 시 이러한 방위별 표준편차를 고려할 필요가 있다. 즉, 자함 기동 시 표적의 위치는 작은 센서 표준편차를 갖는 방위에 존재하는 것이 유리하다. 자함의 센서가 설치된 위치에 따라서 센서가 도달 가능한 영역이 존재하는데 이러한 영역을 센서 커버리지(coverage) 영역이라고 한다. Generally, since the sensor standard deviation of each sensor mounted on the robot is different, it is necessary to take into account the standard deviation of each orientation when the robot manages the robot. That is, it is advantageous for the position of the target to be in the bearing with a small sensor standard deviation during self-starting. There is an area where the sensor can reach according to the position where the sensor of the human body is installed. This area is called the sensor coverage area.
기존의 자함 권고 기동에서는 센서 커버리지 영역을 고려하지 않았다. 그렇지만, 자함이 변침을 할 때 표적이 이러한 센서 커버리지 영역을 벗어나게 되면 오히려 표적을 놓치는 문제가 발생한다. 게다가 자함이 변침할 시 지형지물에 부딪히는 방향은 피해야 한다. We did not consider the sensor coverage area in the existing self - test. However, if the target deviates from this sensor coverage area when the ambiguity changes, the problem of missing the target occurs. In addition, the direction in which you hit the feature should be avoided.
따라서, 본 발명의 목적은 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시켜 표적기동분석 성능을 향상시킬 수 있는 자함 권고 기동 제어방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a self-recommendation start-up control method capable of improving the target maneuvering performance by maximizing the visibility of the target.
본 발명의 다른 목적은 센서 커버리지 영역, 센서 방위별 표준편차, 지형지물을 고려하며 동시에 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시킬 수 있는 자함 권고 기동 제어방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a self-recommendation start-up control method capable of maximizing the visibility of the target while considering the sensor coverage area, the standard deviation of the sensor orientation, and the feature.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자함 권고 기동 제어방법은, 표적 정보 및 자함 정보를 검출하는 단계; 자함의 현 위치에서부터 변침 가능한 여러 진행 방향중에서 지형지물을 피하고 자함의 센서 커버리지내에 추정 표적이 위치하는 방향들을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 방향들 중에서 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a self-recommendation start-up, the method comprising: detecting target information and user identification information; Selecting directions in which the estimated target is located within the sensor coverage of the feature to avoid among the various directions of travel from the current position of the subject; And activating the target in a direction that maximally increases the spectral response to the target among the selected directions.
상기 추정 표적이 위치하는 방향을 선택하는 단계는, 현 자함의 위치에서부터 변침 가능한 방향으로 소정 시간 동안 움직인 각 자함의 예측 위치에서 센서가 도달 가능한 센서 커버리지를 구하는 단계; 상기 각 자함의 예측 위치에서 표적의 추정위치를 구하는 단계; 및 상기 자함의 예측위치 중에서 상기 센서 커버리지가 추정 표적 위치를 포함하고 지형지물을 피하는 예측 위치를 선택하는 단계;를 포함한다.Wherein the step of selecting the direction in which the estimated target is located comprises the steps of: obtaining sensor coverage reachable by the sensor at a predicted position of each object moving for a predetermined period of time from a position of the current object to a direction in which the object is displaceable; Obtaining estimated positions of the targets at the predicted positions of the respective objects; And selecting a predicted position in which the sensor coverage includes an estimated target position among the predicted positions of the target and avoids the feature.
상기 자함을 기동하는 단계는, 각 진행 가능 방향으로 소정 시간 동안 움직인 자함의 예측 위치에서, 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원에 접하는 두 접선이 이루는 각과 각 자함의 예측 위치에서 표적 추정 위치에 대한 방위각별 센서 표준편차를 구하는 단계; 및 구해진 각이 최대가 되고 센서 표준편차가 최소화되는 자함의 예측 위치를 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 결정하는 단계; 및 결정된 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 포함한다.The step of activating the autonomy may include calculating an azimuth angle with respect to the target estimated position at an angle formed by two tangents tangent to the distance and azimuth reliability ellipse of the target and a predicted position of each box at a predicted position of the subject moving for a predetermined time in each progressive direction, Obtaining a star sensor standard deviation; And determining a predicted position of the object to be maximized and the sensor standard deviation to be minimized in a direction that maximally increases the objectivity; And activating the engagement in the determined direction.
상기 자함 권고 기동 제어방법은, 표적이 소정시간 움직인 후 미래 표적 위치와 예측되는 미래 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원을 이용하여 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 더 포함한다.The method of claim 1, wherein, after the target has been moved for a predetermined period of time, the target is moved in the direction that maximizes the latency to the target using the distance between the future target and the future target and the bearing reliability ellipse .
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 자함 권고 기동 제어방법은, 현 자함의 위치에서부터 변침 가능한 방향으로 소정 시간 동안 움직인 각각의 예측 위치에서 센서가 도달 가능한 센서 커버리지를 구하는 단계; 상기 각 예측 위치에서 표적의 추정위치를 구하는 단계; 상기 구해진 센서 커버리지가 추정 표적 위치를 포함하며 지형지물을 피하는 예측 위치들을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 예측 위치에서 방위별 센서 표준편차와 지형지물을 고려하여 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a self-recommendation start-up control method for obtaining a sensor coverage reachable by a sensor at each predicted position moved for a predetermined time from a position of a current owner step; Obtaining an estimated position of the target at each of the predicted positions; Selecting the prediction locations in which the obtained sensor coverage includes an estimated target location and avoids the feature; And activating the robot in a direction that maximally increases the sensibility of the target in consideration of the standard deviation of the sensor and the feature at the selected predicted position.
상기 자함을 기동하는 단계는, 각 자함의 예측 위치에서 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원에 접하는 두 접선을 긋는 단계; 각 자함의 예측 위치에서 표적 추정 위치에 대한 방위를 구하여 방위별 센서 표준 편차를 구하는 단계; 및 상기 자함의 예측 위치중에서 두 접선이 이루는 각이 최대가 되고 동시에 센서 표준 편차가 최소화되는 위치를 결정한 후 결정 위치의 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 포함한다.Wherein the step of activating the autonomy comprises: drawing two tangents in contact with the distance and the bearing confidence ellipse of the target at the predicted position of each autonomy; Obtaining a bearing standard deviation of each bearing by obtaining a bearing with respect to the target bearing position at a predicted position of each bearing; And determining a position where the angle formed by the two tangential lines is maximized and the sensor standard deviation is minimized at the predicted position of the character, and activating the ruler in the direction of the determined position.
상기 자함 권고 기동 제어방법은, 표적이 소정시간 움직인 후 미래 표적 위치와 예측되는 미래 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원을 이용하여 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 더 포함할 수 있다. The method of claim 1, wherein, after the target has been moved for a predetermined period of time, the target is moved in the direction that maximizes the latency to the target using the distance between the future target and the future target and the bearing reliability ellipse .
본 발명에 따른 자함 권고 기동 제어방법은 센서 커버리지, 방위별 센서 표준편차와 지형지물을 고려하여 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 자함을 기동함으로써 간단하고 적은 연산량으로도 보다 정확하게 표적을 추적할 수 있는 효과가 있다. The self-recommendation start-up control method according to the present invention manages the target in the direction of maximizing the probabilistic response to the target in consideration of the sensor coverage, the standard deviation of the sensor according to the orientation, and the feature, There is an effect that can be done.
또한, 본 발명에 따른 자함 권고 기동 제어 방법은 표적에 대한 가관측성을 확보하기 위해서 어뢰를 자동으로 제어하는 알고리즘으로도 쓰일 수 있다.In addition, the self-recommendation start-up control method according to the present invention can also be used as an algorithm for automatically controlling a torpedo in order to secure visibility of a target.
도 1은 자함 권고 기동 구성도.
도 2는 본 잠수함의 전형적인 센서 커버리지 영역을 나타낸 도면.
도 3은 표적의 추정위치와 자함의 기하학적 관계를 나타낸 도면.
도 4는 표적의 추정위치와 자함의 기하학적 관계를 나타낸 도면.
도 5는 미래 표적의 예측 추정위치와 자함의 기하학적 관계를 나타낸 도면.1 is a block diagram showing a self-test start-up configuration;
Figure 2 shows a typical sensor coverage area of the present submarine.
Fig. 3 is a diagram showing a geometrical relationship between an estimated position of a target and a character; Fig.
4 is a diagram showing a geometrical relationship between an estimated position of a target and a character;
FIG. 5 is a diagram showing a geometric relationship between a predicted estimated position of a future target and a character; FIG.
도 1은 본 발명에서 제안한 자함 권고 기동 제어를 위한 동작 구성도이다. FIG. 1 is a block diagram illustrating an operation of the self-recommendation start control proposed in the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 연산부는 표적 정보 검출부에서 매 타임 스텝마다 입력되는 표적의 방위각과 자함 정보 검출부로부터 입력되는 자함정보(위치, 속도)를 근거로 표적 기동 표적 기동분석(TMA) 필터의 파티클을 초기화한 후 표적의 추정 정보(위치, 속도, 거리 불확실성, 방위 불확실성)를 출력한다. As shown in FIG. 1, the arithmetic operation unit calculates the target maneuver target (TMA) filter based on the azimuth angle of the target input at every time step and the charter information (position, speed) After initializing the particle, it outputs the estimation information (position, velocity, distance uncertainty, bearing uncertainty) of the target.
거리 및 방위 신뢰도 타원 형성부는 표적 추정정보를 근거로 표적을 중심으로 하는 거리 및 방위 신뢰도 타원(error ellipse)을 형성하고, 센서 정보 검출부는 자함의 센서 커버리지(coverage) 영역과 지형지물 정보를 검출하여 출력한다. Distance and Bearing Reliability The ellipse forming part forms a distance and bearing reliability ellipse centered on the target based on the target estimation information and the sensor information detection part detects the sensor coverage area and the feature information of the subject Output.
상기 표적 추정정보를 근거로 거리 및 방위 신뢰도 타원 형성은 다음과 같이실시한다. TMA결과 표적에 대한 상대 추정거리(R), 방위 불확실성(STD_B), 거리 불확실성(STD_R)을 얻을 수 있다. 거리 및 방위 신뢰도 타원은 표적이 일정 확률 이상으로 존재할 수 있는 영역을 나타낸다. 이 타원에서 장축의 길이는 STD_R이며, 단축의 길이는 R*tan(STD_B)이다. 도 4나 도 5에 도시된 바와같이, 거리 및 방위 신뢰도 타원의 장축은 추정 표적위치에서 현재 자함 위치를 향하는 방향이며, 단축은 장축에 수직인 방향이다. 타원의 중심은 표적의 추정위치이다. 일단 장축과 단축의 길이를 얻은 후 각 축의 꼭지점들을 이어주면 타원이 형성된다. Based on the target estimation information, distance and azimuth reliability ellipses are formed as follows. The relative estimated distance (R), bearing uncertainty (STD_B), and distance uncertainty (STD_R) for the TMA result target can be obtained. Distance and bearing reliability ellipses indicate areas where the target may exist above a certain probability. The length of the major axis in this ellipse is STD_R, and the length of the minor axis is R * tan (STD_B). As shown in Fig. 4 and Fig. 5, the long axis of the distance and azimuth reliability ellipse is the direction from the estimated target position toward the current position, and the short axis is the direction perpendicular to the long axis. The center of the ellipse is the estimated position of the target. Once the lengths of the long and short axes are obtained, the vertices of each axis are connected to form an ellipse.
자함 권고 기동 제어부(또는 제어부)는 자함의 현 위치에서부터 변침 가능한 여러 진행 방향중에서 지형지물을 피하고 자함의 센서 커버리지내에 추정 표적이 위치하는 방향들을 선택한 후 상기 선택된 방향들 중에서 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 자함을 기동한다. The control unit (or control unit) selects the directions in which the estimated target is located in the sensor coverage of the object to avoid the object among the various directions of travel that can be changed from the current position of the object, and then, The maneuvering is started in the direction of increasing.
상기 각 검출부의 동작은 구분하여 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 자함 정보 검출부와 센서 정보 검출부는 하나로 통합될 수 있다. 또한, 거리 및 방위 신뢰도 타원 형성부 및 센서 정보 검출부의 동작은 자함 권고 기동 제어부에서 모두 수행할 수도 있다.Although the operation of each of the above-described detecting units has been described separately, the present invention is not limited to this, and the user information detecting unit and the sensor information detecting unit can be integrated into one. Also, the operation of the distance and azimuth reliability ellipsoid forming unit and the sensor information detecting unit may be performed in the self-recommendation start-up control unit.
자함 권고 기동 제어부(또는 제어부)는 자함의 현 위치에서 변침 가능한 여러 진행 방향()을 설정한다. 각 진행 방향으로 일정 시간(tp)동안 움직인 후 예상되는 n개 자함의 위치를 찾는다. 상기 tp는 표적까지 추정되는 거리에 비례하고 자함의 속도에 반비례하도록 설정한다. 모든 i≤n에 대하여 vi방향으로 tp시간 동안 이동 후 자함의 예상위치를 pi라고 한다. The control unit (or control unit) can control the direction of movement ). Find the position of the expected n characters after moving for a certain time (t p ) in each direction of travel. T p is proportional to the estimated distance to the target and is set to be inversely proportional to the speed of the object. For every i ≤ n, the expected position of the movement after the movement in the direction v i is t p , is called p i .
자함의 센서가 설치된 위치에 따라서 센서가 도달 가능한 영역이 존재하는데 이러한 영역을 센서 커버리지(coverage) 영역이라고 한다. There is an area where the sensor can reach according to the position where the sensor of the human body is installed. This area is called the sensor coverage area.
도 2는 위에서 본 잠수함의 전형적인 센서 커버리지 영역이다. Figure 2 is a typical sensor coverage area of a submarine viewed from above.
표적이 자함의 센서 커버리지 영역을 벗어나면 표적에 대한 추적을 놓치게 된다. 따라서, 자함이 tp시간 동안 움직인 각각의 위치 pi(i≤n) 중에서 센서 커버리지가 추정 표적 위치를 포함하는 위치들만을 가려낸다. If the target is out of the sensor's coverage area of the subject, tracking of the target is missed. Thus, out of each position p i ( i ≤ n), where the robot moves for t p , only the positions where the sensor coverage includes the estimated target position are searched.
도 3은 표적의 추정위치와 자함의 기하학적 관계를 보여준다. Fig. 3 shows the geometrical relationship between the estimated position of the target and the target.
도 3에 도시된 바와 같이, 현재 자함의 위치는 녹색 점으로 표시되었고 표적의 추정위치는 적색 점으로 표시되었다. 현 자함의 위치에서부터 변침 가능한 방향은 8개의 방향이므로 자함을 기준으로 8개의 화살표를 표시한다. As shown in FIG. 3, the position of the current frame is indicated by a green dot and the estimated position of the target is indicated by a red dot. Since the direction that can be changed from the position of the current box is eight directions, eight arrows are displayed based on the box.
tp시간 이후 자함의 예측 위치 pi(i≤n)는 각 화살표의 끝점으로 표시될 수 있으며, 임의의 예측 위치에 도달하였을 때 센서 커버리지 영역은 두 개의 부채꼴로 나타났다. 특히 도 3에는 자함의 예측 위치 pi(i≤n)중에서 센서 커버리지가 추정 표적을 포함하지 않는 위치가 묘사되어 있다. The predicted position p i ( i ≤ n) of the subpixel after t p time can be represented by the end point of each arrow, and when reaching any predicted position, the sensor coverage area appears as two sectors. In particular, FIG. 3 depicts locations where the sensor coverage does not include the estimated target among the predicted positions p i ( i ? N) of the target.
따라서, 자함이 도 3에 묘사된 방향으로 이동하면 추정 표적(녹색점)이 부채꼴 형상의 센서 커버리지를 벗어나므로 자함 권고 기동 방향 선택시 도 3에 묘사된 방향은 제외해야 한다. Therefore, if the target moves in the direction depicted in FIG. 3, the estimated target (green point) deviates from the sensor coverage of the fan-shaped sensor. Therefore, the direction depicted in FIG.
또한, 자함은 지형지물에 대한 충돌을 회피하는 방향으로 기동해야 한다. 따라서, 현재 자함의 위치에서 각각의 위치 pi(i≤n)를 연결하는 직선이 지형지물을 피하는 위치들을 가려내야 한다. Also, the maneuver must be maneuvered in a direction to avoid collision with the feature. Therefore, we need to identify locations where a straight line connecting each location p i ( i ≤ n) avoids features at the current location of the resource.
따라서, 본 발명은 일차적으로 자함이 tp시간 동안 움직인 각각의 위치 pi(i≤n)에서 센서 커버리지가 추정 표적 위치를 포함하며 지형지물을 피하는 위치들을 가려낸다(선택한다). 이렇게 가려낸 위치들을 로 나타내면 중에서 최적의 자함 기동 방향은 다음 방법으로 찾을 수 있다. Accordingly, the invention is primarily jaham yi p t time sensor coverage at each location p i (i≤n) moving the target position includes an estimation filter out during the position avoiding the feature (select). These locations As shown in FIG. The optimal maneuver direction can be found in the following way.
최적 optimal 자함Self 기동 방향 찾는 방법 How to find the start direction
센서 커버리지가 추정 표적 위치를 포함하고 지형지물을 피하는 위치들이 가려지면, 각 위치 에서 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원 (error ellipse)에 두 접선을 긋는다. 두 접선 사이의 이루는 각이 클수록 해당 위치로 자함이 이동했을 때 가관측성이 증가함을 의미한다. When the sensor coverage contains the estimated target location and the locations avoiding the feature are obscured, , Draw two tangents to the distance and bearing confidence ellipse of the target. The larger the angle between the two tangents, the greater the visibility of the robot when the robot moves to that position.
각 예측 위치 에서 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원에 접하는 두 접선이 이루는 각을 로 표현한다. 각 예측 위치 에서 표적 추정 위치에 대한 방위각을 구한 후 이 방위에 대한 센서 표준편차를 로 나타낸다. 자함은 를 최대화시키며 동시에 를 최소화하는 방향으로 기동해야 한다. 이를 위하여 다음 수학식 1과 같은 비용함수(cost function : )을 정의한다. Each predicted position The distance of the target and the azimuth of the target. . Each predicted position And the sensor standard deviation for this orientation Respectively. The At the same time Should be minimized. To this end, a cost function (cost function: ).
[수학식 1][Equation 1]
상기 식에서 는 0보다 크거나 같은 변경 인자(tunning factor)이다. 를 0으로 설정하면 방위별 센서 표준 편차를 고려하지 않은 경우이며, 가 커질수록 방위별 센서 표준편차를 고려한 함수가 된다. 각각의 위치 에 대하여 해당하는 를 찾고 가 최대가 되는 방향으로 자함을 기동한다. 물론, 수학식 1이 아니어도 를 최대화시키며 동시에 를 최소화하는 비용함수가 존재한다면 사용 가능하다(예: ). In the above formula Is a tuning factor greater than or equal to zero. Is set to 0, the standard deviation of the sensor is not taken into consideration, Is a function that takes into account the standard deviation of the sensor by bearing. Each location Against Looking for In the direction of the maximum. Of course, At the same time Lt; RTI ID = 0.0 > (e. G., ≪ / RTI & ).
도 4는 표적의 추정위치와 자함의 기하학적 관계로서, 추정 표적에 대한 최적 자함 기동 방향을 나타낸다. Fig. 4 shows the geometric relationship between the estimated position of the target and the target, and shows the optimum firing direction for the estimated target.
현 자함의 위치는 녹색 점으로 표시되었고 표적의 추정위치는 붉은 색 점으로 표시 되었다. 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원(error ellipse)은 표적을 중심으로 한 타원으로 묘사되었다. 현 자함의 위치에서부터 변침 가능한 방향은 여덟 방향이므로 자함 기준으로 여덟 개의 화살표가 나오고 있다. tp시간 이후 자함의 예측 위치 는 각 화살표의 끝점으로 표시되었다. 자함의 예측 위치 중에서 가 가장 큰 위치는 도 4에 묘사되었다. 추정 표적의 위치(붉은 점)가 도 4에 묘사된 자함의 예측 위치에서 센서 커버리지(두 개의 파선 부채꼴)안에 존재하므로, 도 4에 나타난 방향으로 자함 권고 기동이 이루어진다.The position of the subject box is indicated by a green dot and the target position is indicated by a red dot. The distance and bearing confidence ellipse of the target is depicted as an ellipse centered on the target. Since the directions that can be changed from the position of the present box are eight directions, eight arrows are displayed on the basis of the box. Predicted location of character after t p time Is indicated by the end of each arrow. Among the predicted positions The largest position is depicted in FIG. Since the position (red dot) of the estimated target exists in the sensor coverage (two dashed sectors) at the predicted position of the character depicted in FIG. 4, the self-recommendation maneuver is performed in the direction shown in FIG.
본 발명은 센서 커버리지, 방위별 센서 표준편차와 지형지물을 고려하며, 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키기 위한 자함 권고 기동을 제시하였다. 본 발명에서 제안된 자함 권고 기동 방안은 간단하고 부가적인 연산량이 적으므로 실시간 자함 권고 기동에 적합하므로 표적에 대한 가관측성을 확보하기 위해서 어뢰를 자동으로 제어하는 알고리즘으로도 쓰일 수 있다.The present invention considers the sensor coverage, the standard deviation of the sensor per orientation, and the topographic features, and suggests a self - recommendation maneuver to maximize the visibility of the target. Since the self-recommendation method proposed in the present invention is simple and requires only a small amount of additional computation, it is suitable for real-time self-recommendation maneuvering, and thus can be used as an automatic control system of a torpedo in order to secure the visibility of the target.
또한, 본 발명은 표적의 미래 위치/속력을 고려하여 자함 권고 기동을 산출하는 방법으로도 확장 가능하다. 즉, 현재까지 얻어진 표적 기동 분석 결과를 토대로, 표적이 tp시간 동안 움직인 이후 미래 표적 위치와 예측되는 미래 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원(predicted error ellipse)에 대해서 수학식 1의 비용함수 (cost function)를 최대화하는 방향으로 자함을 이동시킨다.In addition, the present invention can be extended to a method of calculating the self-recommendation maneuver in consideration of the future position / speed of the target. That is, on the basis of the target start-up results obtained so far, the target is with respect to t p time is after the future target position and a future target distance and orientation confidence ellipse (predicted error ellipse) of the predicted movement for the cost function of Equation 1 (cost function is moved in the direction of maximizing the movement.
도 5는 미래 표적의 예측 추정위치와 자함의 기하학적 관계도로서, 예측 추정 표적에 대한 최적 자함 기동 방향을 나타낸다. FIG. 5 is a geometric relationship diagram of the predicted estimated position of the future target and the target, and shows the optimal maneuver direction for the predicted target.
도 5를 참조하면, 현 자함의 위치는 녹색 점으로 표시되었고 현재 표적의 추정위치는 적색 점으로 표시되었다. 표적이 tp시간 동안 움직인 이후 미래 표적 위치는 점선으로 되어있는 적색 점(50)으로 표시되었다. 그리고, 예측되는 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원(predicted error ellipse)은 미래 표적 위치를 중심으로 한 타원으로 묘사되었다. 따라서, 자함의 예측 위치 중에서 미래 표적 위치와 예측되는 미래 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원(predicted error ellipse)에 대하여 수학식 1의 비용함수()가 가장 큰 위치가 도 5에 묘사되어 있다. Referring to FIG. 5, the position of the subject box is indicated by a green dot and the estimated position of the current target is indicated by a red dot. Since the target is moved for time t p future target position has been displayed in red dots (50), which is a broken line. And the predicted distance of the target and the predicted error ellipse are described as ellipses centering on the future target position. Therefore, the cost function (1) of Equation (1) with respect to the future target position, the distance between the predicted future target and the predicted error ellipse, ) Are shown in Fig.
상술한 바와 같이 본 발명은 센서 커버리지, 방위별 센서 표준편차와 지형지물을 고려하여 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 자함을 기동함으로써 간단하고 적은 연산량으로도 보다 정확하게 표적을 추적할 수 있는 장점이 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to track a target more accurately with a simple and small amount of computation by activating the robot in the direction of maximizing the probabilistic response to the target in consideration of the sensor coverage, the standard deviation of the sensor according to the orientation, There are advantages.
상기와 같이 설명된 본 발명에 따른 자함 권고 기동 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. The above-described self-recommendation start-up method according to the present invention described above is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be embodied in other specific forms without changing their technical ideas or essential features It will be understood that the invention may be practiced. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.
50 : 미래의 표적 위치50: Future target location
Claims (7)
자함의 현 위치에서부터 변침 가능한 여러 진행 방향 중에서 지형지물을 피하고 자함의 센서 커버리지내에 추정 표적이 위치하는 방향들을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 방향들 중에서 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 포함하는 자함 권고 기동 제어방법.Detecting target information and user information;
Selecting directions in which the estimated target is located within the sensor coverage of the feature to avoid among the various directions of travel from the current position of the subject; And
And activating the target in a direction that maximally increases the spectral response to the target among the selected directions.
현 자함의 위치에서부터 변침 가능한 방향으로 소정 시간 동안 움직인 각 자함의 예측 위치에서 센서가 도달 가능한 센서 커버리지를 구하는 단계;
상기 각 자함의 예측 위치에서 표적의 추정위치를 구하는 단계; 및
상기 자함의 예측위치 중에서 상기 센서 커버리지가 추정 표적 위치를 포함하고 지형지물을 피하는 예측 위치를 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자함 권고 기동 제어방법. 2. The method of claim 1, wherein selecting a direction in which the estimated target is located
Obtaining a sensor coverage reachable by the sensor at a predicted position of each of the compartments moving for a predetermined time in a measurable direction from the position of theidentity;
Obtaining estimated positions of the targets at the predicted positions of the respective objects; And
And selecting a predicted position where the sensor coverage includes an estimated target position among the predicted positions of the target and avoids the feature.
각 진행 가능 방향으로 소정 시간 동안 움직인 자함의 예측 위치에서 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원에 접하는 두 접선이 이루는 각과 각 자함의 예측 위치에서 표적 추정 위치에 대한 방위각별 센서 표준편차를 구하는 단계; 및
구해진 각이 최대가 되고 센서 표준편차가 최소화되는 자함의 예측 위치를 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 결정하는 단계; 및
상기 결정된 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 포함하는 자함 권고 기동 제어방법.2. The method of claim 1, further comprising: activating the charter;
Obtaining a sensor standard deviation of the azimuth angle with respect to the target estimated position at an angle formed by two tangents tangent to the distance and azimuth reliability ellipse of the target at a predicted position of the object moving in each advanceable direction for a predetermined time; And
Determining a predicted position of a person whose standard deviation is minimized and a calculated angle to be the maximum, in a direction that maximally increases the observability; And
And activating the self-driving in the determined direction.
상기 각 예측 위치에서 표적의 추정위치를 구하는 단계;
상기 구해진 센서 커버리지가 추정 표적 위치를 포함하며 지형지물을 피하는 예측 위치들을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 예측 위치에서 방위별 센서 표준편차와 지형지물을 고려하여 표적에 대한 가관측성을 최대한 증가시키는 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 포함하는 자함 권고 기동 제어방법. Obtaining a sensor coverage reachable by the sensor at each predicted position that has been moved for a predetermined time in a direction in which the sensor can be turned from the position of the current compartment;
Obtaining an estimated position of the target at each of the predicted positions;
Selecting the prediction locations in which the obtained sensor coverage includes an estimated target location and avoids the feature; And
And activating the robot in a direction that maximally increases the spectral response to the target in consideration of the standard deviation of the sensor and the feature at the selected predicted position.
각 자함의 예측 위치에서 표적의 거리 및 방위 신뢰도 타원에 접하는 두 접선을 긋는 단계;
각 자함의 예측 위치에서 표적 추정 위치에 대한 방위를 구하여 방위별 센서 표준 편차를 구하는 단계; 및
상기 자함의 예측 위치중에서 두 접선이 이루는 각이 최대가 되고 동시에 센서 표준 편차가 최소화되는 위치를 결정한 후 결정 위치의 방향으로 자함을 기동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자함 권고 기동 제어방법. 6. The method of claim 5, wherein activating the self-
Drawing two tangents in contact with the distance and azimuth reliability ellipse of the target at the predicted position of each jaw;
Obtaining a bearing standard deviation of each bearing by obtaining a bearing with respect to the target bearing position at a predicted position of each bearing; And
And determining a position at which the angle formed by the two tangential lines is maximized and the standard deviation of the sensor is minimized at the predicted position of the magnetic field, and activating the magnetometer in the direction of the determined position.
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