KR20180082149A - A digital radar system having arpa function - Google Patents

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KR20180082149A KR1020170003476A KR20170003476A KR20180082149A KR 20180082149 A KR20180082149 A KR 20180082149A KR 1020170003476 A KR1020170003476 A KR 1020170003476A KR 20170003476 A KR20170003476 A KR 20170003476A KR 20180082149 A KR20180082149 A KR 20180082149A
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박장선
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금호마린테크 (주)
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Abstract

The present invention relates to a 3D electronic navigational chart display system capable of being used in all possible platforms by performing a method of texturing an electronic navigational chart drawn in 2D on a 3D surface. The 3D electronic navigational chart display system comprises: a storage unit composed of an electronic navigational chart component for sailing which is operable in a platform based on a PC or a mobile device and a platform based on an embedded system, and storing an electronic navigational chart composed of a surface coordinate system corresponding to a global latitude and longitude coordinate system; a drawing unit configured to perform drawing of the electronic navigational chart on a model structure, convert a polygon into a triangular mesh on a 2D surface, and draw a 3D electronic navigational chart object; a display unit configured to display the electronic navigational chart and the drawing 3D electronic navigational chart object; and a control unit configured to control display of the electronic navigational chart and the drawn 3D electronic navigational chart object on the display unit according to a result of the drawing of the drawing unit.

Description

ARPA 기능을 가지는 소형 디지털 레이더 시스템{A DIGITAL RADAR SYSTEM HAVING ARPA FUNCTION}[0001] The present invention relates to a compact digital radar system having an ARPA function,

본 발명은 소형 레이더 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펄스레이더와 FMCW 레이더의 레이더 데이터에서 ARPA 기능을 구현할 수 있는 저렴한 가격의 RSC 보드를 구비하여 펄스 레이더와 FMCW 레이더를 연동하는 디지털 레이더 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a small-sized radar system, and more particularly, to a digital radar system having a low-cost RSC board capable of implementing an ARPA function in radar data of a pulse radar and an FMCW radar, will be.

ARPA 레이더는 Auto Radar Plotting Aids의 약자로서, 자동 레이더 플로팅 장치라고 불린다. 레이더 플로팅은 레이더 물표의 상대침로와 상대방위로 구성된 운동벡터에 본선의 침로와 방위로 구성되는 본선 운동벡터를 가감 연산(벡터연산)하여, 물표의 진침로와 진방위를 계산하는 방법이다. ARPA radar stands for Auto Radar Plotting Aids and is called an automatic radar plotting device. The radar plotting is a method of calculating the true path and the true azimuth of the target by applying a subtraction operation (vector operation) to the main motion vector composed of the relative motion of the radar object and the motion vector constructed on the other side.

컴퓨터가 발달되기 전에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 물표의 위치를 일정시간(보통 6분) 간격으로 플로팅 용지에 표시하여 벡터연산을 수행하였으며, 항해중에는 레이더 화면(브라운관)에 색연필로 직접 작도하여 계산을 수행하기도 하였다. Prior to the development of the computer, as shown in Fig. 1, the vector operation was performed by displaying the position of the target table on the floating paper at intervals of a predetermined time (usually 6 minutes). During the voyage, To perform calculations.

한편 컴퓨터가 등장한 이후에는 이러한 벡터연산을 자동으로 수행할 수 있게 되었는데, 이러한 자동 플로팅 기능(벡터 연산)이 포함된 레이더를 “ARPA 레이더” 라고 부른다. On the other hand, after the computer has appeared, these vector operations can be performed automatically. The radar that includes this automatic floating function (vector operation) is called "ARPA radar".

일반적으로 대형선박은 대부분 ARPA 레이더가 장착되어 있으며, 이 장치를 이용하여 물표정보를 자동으로 실시간 확인할 수 있으며, 위험선박에 대한 예측이 가능하다. 구체적으로 ARPA 레이더는 해상의 모든 물표에 대하여 자동으로 플로팅 정보를 화면상에 숫자 및 그래픽으로 보여줌으로써 곧바로 상대 선박의 정확한 움직임을 파악할 수 있다. 따라서 충돌예측 및 위험선박에 대한 식별이 가능하고, 대형선박에서는 이러한 ARPA 레이더를 이용하여 자동조타가 가능한 것이다. Generally, most large ships are equipped with ARPA radar, which can be used to automatically and automatically check the information on the timetable and to predict danger vessels. Specifically, the ARPA radar automatically displays the floating information on the screen numerically and graphically for all the objects on the sea, so that the accurate movement of the opponent ship can be grasped immediately. Therefore, collision prediction and identification of dangerous vessels are possible, and large-sized vessels are capable of automatic steering using such ARPA radar.

즉, 대형 선박들은 이러한 ARPA 레이더가 제공하는 주변 선박에 대한 물표 포착기능, 물표 추적기능, 물표 움직임 예측기능, 과거 항적 표시 기능, 충돌위험 경고 기능을 통하여 해양에서 사고를 미연에 방지할 수 있는 것이다. In other words, large vessels can prevent accidents in the marine environment by using the ARPA radar 's ability to capture nearby vessels, track trail, track motion prediction, historical navigation, and collision risk warning .

그런데 해양사고의 80%는 대부분 소형선박 및 어선에서 발생하고 있으며 이러한 해양사고를 줄이기 위하여 근본적인 해결책이 필요한 상황이며, 사고 대부분은 대형선박이 운항되는 복잡한 교통량의 항구, 복잡한 협수로, 야간, 악천후(안개) 해상 등에 의해 외적 환경에 의한 요소가 대부분이다. However, 80% of marine accidents occur in small vessels and fishing vessels, and a fundamental solution is needed to reduce such marine accidents. Most of the accidents are caused by the complicated traffic volume port where large vessels are operated, complicated waterways, nighttime, ) Most of the factors due to external environment are due to sea.

전술한 바와 같이, 대형선박의 ARPA 레이더는 주변 40여개의 물표를 동시에 포착하여 충돌 예측을 분석할 수 있지만, 소형선박의 레이더의 경우에는 주변 물표에 대한 추적기능은 전혀 없으며 오로지 위험선박에 대한 항해사의 경험으로 판단하고 있는 실정이다. As described above, the ARPA radar of a large ship can capture collision predictions by simultaneously capturing about 40 marks on the periphery. However, in the case of a small-sized ship radar, there is no tracking function for surrounding objects, Of the respondents.

따라서, 소형선박에 장착되어진 레이더를 이용하여 ARPA 기능을 구현한다면 물표 포착기능, 물표 추적기능, 물표 움직임 예측기능, 과거 항적 표시 기능, 충돌위험 기능을 통하여 해양에서 사고를 미연에 방지할 수 있을 것이다. 이러한 배경에서, 소형 선박에서 용이하게 장착할 수 있으며 ARPA를 구현할 수 있는 디지털 레이더 시스템의 개발이 절실하게 필요한 실정이다. Therefore, if the ARPA function is implemented using a radar mounted on a small ship, it will be possible to prevent accidents in the marine environment through the function of catching the target, tracking the target, tracking the target motion, . In this background, it is urgently required to develop a digital radar system that can be easily mounted on a small ship and implement ARPA.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 펄스레이더에서 ARPA를 구현할 수 있는 저렴한 가격의 RSC 보드와 FMCW 레이더를 연동하는 디지털 레이더 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a digital radar system for linking an FMCW radar with an inexpensive RSC board capable of implementing ARPA in a pulse radar.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 소형 선박에 설치되는 펄스 레이더와 FMCW 레이더; 상기 펄스 레이더에저 스캔한 영상 데이터를 디지털 정보로 변환 및 저장하는 RSC(Radar Scan Converter) 보드; 선박내 네트워크 환경에서 동작하며, 상기 레이더 정보를 모바일 환경에서 표현하는 스마트 모바일 디바이스; 상기 FMCW 레이더에서 전달되는 스포크(Spoke) 정보 및 상기 RSC 보드에서 제공되는 디지털 정보를 처리하여 ARPA 기능을 수행하는 ARPA 기능 수행부; 상기 RSC 보드 및 ARPA 기능 수행부에서 제공되는 레이더 정보를 화면상에 표시하는 디스플레이 장치;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a pulse radar and an FMCW radar installed in a small ship according to the present invention. An RSC (Radar Scan Converter) board for converting and storing image data low-scanned in the pulse radar into digital information; A smart mobile device operating in a ship network environment and expressing the radar information in a mobile environment; An ARPA function performing unit for performing ARPA processing by processing spoke information transmitted from the FMCW radar and digital information provided from the RSC board; And a display device for displaying the radar information provided by the RSC board and the ARPA function performing unit on the screen.

그리고 본 발명에서 상기 RSC 보드는, 상기 펄스 레이더의 아날로그 영상 데이터(Raw Data)를 60MHz 이상으로 샘플링하여 방위각 데이터에 따라 영상을 디지털화하고, 디지털화된 데이터를 저장부에 저장하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the RSC board samples analog image data (Raw Data) of the pulse radar at 60 MHz or more, digitizes an image according to azimuth data, and stores the digitized data in a storage unit.

또한 본 발명에서 상기 ARPA 기능 수행부는, 상기 FMCW 레이더 데이터의 Trigger/Bearing/Heading/Video로 구성된 스포크 정보를 분석하여 레이더 영상 PPI(Plan Position Indicator)를 완성하는 스포크 정보 처리부를 구비하는 것이 바람직하다. Also, in the present invention, the ARPA function performing unit preferably includes a spoke information processing unit for analyzing spoke information composed of Trigger / Bearing / Heading / Video of the FMCW radar data to complete a radar image PPI (Plan Position Indicator).

또한 본 발명에서 상기 스마트 모바일 디바이스에는, 레이더 정보를 스마트 모바일 디바이스에서 표현하는 모바일 레이더 앱이 설치되는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the smart mobile device is provided with a mobile radar app for expressing radar information in a smart mobile device.

본 발명의 디지털 레이더 시스템에 의하면 소형 어선 및 레저보트에 저렴한 가격에 고성능 ARPA 기능을 갖는 레이다 보급이 가능하게 하며, 이에 의하여 선박 충돌 사고 등 해양 사고 방지 및 안전항해 지원이 이루어지는 장점이 있다. 또한 본 발명의 디지털 레이더 시스템은 전자해도 및 어군탐지기와 연동하여 MFD로 활용 가능하며, 모바일 앱으로 스마트폰이나 탭에서 운용가능하므로 개인용 안전 시스템을 활용 가능한 장점도 있다. According to the digital radar system of the present invention, it is possible to supply a radar having a high-performance ARPA function at a low cost to a small fishing boat and a leisure boat, thereby preventing marine accidents such as a ship collision and assisting safe navigation. In addition, the digital radar system of the present invention can be used as an MFD in conjunction with an electronic chart and a fish finder, and can be operated in a smartphone or a tab as a mobile app.

도 1은 종래의 레이더 플로팅 쉿트와 물표의 침로와 방위가 표시된 ARPA 레이더 화면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ARPA 기능을 가지는 소형 디지털 레이더 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RSC 보드의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RSC 보드의 신호 흐름을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 A/D Converter의 블록 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 Sync Burst SRAM의 Timing chart이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 Sync Burst SRAM의 로직 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCI9054의 로직 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 ARPA 기능 수행부의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 10은 일반적인 레이더 스포크의 구성을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 스포크의 조합으로 PPI를 완성하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 처리 단계들의 개념도이다.
Fig. 1 is an ARPA radar screen in which a conventional radar plotting shout and the orientation and orientation of a table are indicated.
2 is a block diagram of a compact digital radar system having an ARPA function according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a configuration of an RSC board according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a signal flow of an RSC board according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of an A / D converter according to an embodiment of the present invention.
6 is a timing chart of a Sync Burst SRAM according to an embodiment of the present invention.
7 is a logic diagram of a Sync Burst SRAM in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a logic diagram of a PCI 9054 in accordance with an embodiment of the invention.
9 is a block diagram showing a configuration of an ARPA function performing unit according to an embodiment of the present invention.
Fig. 10 is a view showing a configuration of a general radar spoke.
11 is a view of completing a PPI with a combination of radar spokes according to an embodiment of the present invention.
12 is a conceptual diagram of image processing steps according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예에 따른 ARPA 기능을 가지는 소형 디지털 레이더 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 펄스 레이더, FMCW 레이더, RSC 보드, ARPA 기능 수행부, 디스플레이 장치 및 스마트 모바일 디바이스를 포함하여 구성될 수 있다. The small digital radar system having the ARPA function according to the present embodiment may include a pulse radar, an FMCW radar, an RSC board, an ARPA function performing unit, a display device, and a smart mobile device, as shown in FIG. .

먼저 상기 펄스 레이더와 FMCW 레이더는 소형 선박에 설치되는 레이더로서, 일반적으로 시중에서 입수할 수 있는 제품을 채용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. First, the pulse radar and the FMCW radar are mounted on a small ship, and generally available products are commercially available, so a detailed description thereof will be omitted.

다음으로 상기 RSC 보드는 상기 펄스 레이더에저 스캔한 영상 데이터를 디지털 정보로 변환 및 저장하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 RSC(Radar Scan Converter) 보드는 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있다. 따라서 상기 RSC 보드는 상기 펄스 레이더의 아날로그 영상 데이터(Raw Data)를 60Mhz 이상으로 샘플링하여 방위각 데이터에 따라 영상을 디지털화하고 디지털화된 데이터를 저장부(메모리)에 저장한다. 그리고 상기 RSC(Radar Scan Converter) 보드에는, 레이더 데이터 프로세서 PCI보드를 사용하고 이동 물표 추출 및 관측 기능을 위한 개선된 Firmware와, Rain Noise, Sea Clutter, Gain등의 레이더 영상을 주변 환경에 맞게 조정하여 이동 물표를 정확히 검출할 수 있는 Firmware 가 설치될 수 있다. Next, the RSC board is a component for converting and storing image data low-scanned in the pulse radar into digital information. In this embodiment, the RSC (Radar Scan Converter) board may have a configuration as shown in FIG. Accordingly, the RSC board samples analog image data (Raw Data) of the pulse radar at 60 MHz or more, digitizes the image according to the azimuth angle data, and stores the digitized data in a memory. On the RSC (Radar Scan Converter) board, a radar data processor PCI board is used and radar images such as rain noise, sea clutter, and gain are adjusted to the surrounding environment by using an improved firmware for moving image extraction and observation functions Firmware can be installed which can accurately detect moving objects.

이러한 RSC 보드의 동작 과정은 도 4에 도시된 바와 같고, 이하에서 이를 상세하게 설명한다. The operation of the RSC board is as shown in FIG. 4 and will be described in detail below.

먼저 도 4에 도시된 바와 같이, Video 신호설정이 이루어진다. 레이더 데이터 프로세서로 비디오신호가 입력되면 신호레벨이 A/D 컨버터 입력 범위 안에 위치하도록 적절히 조정하며, 이때 이득은 레이더 데이터 프로세서 설정 프로그램에서 전송된 값을 적용한다. 이득 설정이 끝나면 비디오 신호의 Offset을 조정하며 최종적으로 A/D컨버터로 입력된다.First, as shown in FIG. 4, a video signal is set. When a video signal is input to the radar data processor, the signal level is appropriately adjusted to be within the A / D converter input range, where the gain applies the value transmitted from the radar data processor configuration program. When the gain setting is completed, the offset of the video signal is adjusted and finally input to the A / D converter.

다음으로 A/D Converter에서 비디오 신호를 25MHz에 동기화시켜 디지털 신호로 변환한다. 출력포트는 14bit 병렬처리가 지원되며 최대 65MHz까지 샘플링이 가능하다. Encoder 신호는 Transformer를 사용하여 노이즈를 차단한다. 본 실시예에서 상기 A/D Converter의 구성은 도 5에 도시된 바와 같다. Next, the A / D converter synchronizes the video signal to 25 MHz and converts it into a digital signal. The output port supports 14bit parallel processing and can sample up to 65MHz. The encoder signal uses a transformer to block noise. The configuration of the A / D converter in this embodiment is as shown in FIG.

다음으로 Sync Burst SRAM은 도 7에 도시된 바와 같은, 로직 다이어 그램을 가지며, Clock을 기준으로 데이터의 입출력이 일어나는 SRAM이다. 레이더 데이터 프로세서에 사용할 수 있는 Sync Burst SRAM 은 CYPRESS 및 MICRON의 몇 가지 종류가 있으며 32 Bit 단위로 데이터의 입출력이 이루어진다.Next, the Sync Burst SRAM has a logic diagram as shown in FIG. 7, and is an SRAM in which data input / output occurs based on Clock. Sync Burst SRAM for radar data processor There are several kinds of CYPRESS and MICRON SRAM, and data input / output is performed in 32 bit units.

연속적인 고속전송을 버스트 전송하는 경우, 한 번의 어드레스 출력 후 어드레스는 증가하지 않는 상태에서 데이터만 Clock에 동기가 되어 전송된다. Clock이 33MHz 인 경우 32비트 데이터가 각각의 클럭에 동기가 되어 전송되므로 최대 전송 속도는 132 MByte/sec가 된다. 도 6은 상기 Sync Burst SRAM의 Timing chart인데, 이 Timing Chart에서는 어드레스 출력 후 어드레스는 증가하지 않는 상태에서 데이터가 출력됨을 볼 수 있다.In burst transfer of continuous high-speed transmission, only the data is transmitted in synchronization with the clock in a state in which the address does not increase after one address output. When the clock is 33 MHz, the maximum transfer rate is 132 MByte / sec since 32-bit data is transmitted synchronized with each clock. FIG. 6 is a timing chart of the Sync Burst SRAM. In this Timing Chart, data is output in a state in which the address does not increase after address output.

또한 PCI 버스 규약을 만족하여 설계되는 PCI 디바이스는 반드시 필요한 핀들과 선택적으로 필요한 핀으로 나뉘게 되며 PCI 버스규약이 요구하는 사항이 모두 고려된 회로를 설계하기에는 고려되어야 할 사항이 많아 설계의 난이도가 매우 높다. 따라서 본 실시예에 따른 레이더 데이터 프로세서에서는 PLXTech 사 에서 ASIC화하여 제공하는 PCI9054 칩셋을 사용하며 이 칩셋은 DMA채널을 내장하고 있다. PCI9054는 도 8에 도시된 바와 같은 로직 다이어그램을 가지며, 자체 외부핀인 157번핀과 156번핀을 하드웨어적으로 조합하여 서로 다른 하드웨어 모드로 설정을 할 수 있다. PCI9054는 M 또는 J 또는 C 모드 3개의 모드로 설정이 가능하며 레이더 프로세서는 DMA 기능을 사용하기 위하여 C 모드로 구성하여 버스 제어신호로 제어한다.In addition, PCI devices that are designed to meet PCI bus specifications are divided into necessary pins and optional pins, and the complexity of the design is very high because there are many things to consider in designing the circuit considering all the requirements of the PCI bus specification . Therefore, in the radar data processor according to the present embodiment, the PCI9054 chipset provided by PLXTech as ASIC is used, and the chipset has a built-in DMA channel. The PCI 9054 has a logic diagram as shown in FIG. 8, and it is possible to set different hardware modes by combining the 157-pin and 156-pin, which are self-external pins, in hardware. The PCI9054 can be set to M, J, or C mode. The radar processor is configured in C mode to use the DMA function and controls it with the bus control signal.

다음으로 상기 ARPA 기능 수행부는 상기 FMCW 레이더에서 전달되는 스포크(Spoke) 정보 및 상기 RSC 보드에서 제공되는 디지털 정보를 처리하여 ARPA 기능을 수행하는 구성요소이다. 구체적으로 본 실시예에서 상기 ARPA 기능 수행부는 도 9에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있다. 상기 ARPA 기능 수행부의 기능설정용 소프트웨어는 크게 3가지 기능으로 구분되며 그 항목은 Data Recorder, Oscilloscope, Plan Position Indicator이다. 기능설정용 소프트웨어는 GUI 기반의 각 설정 값을 입력하고 읽을 수 있도록 구성되어 있으며 이 명령어 셋들은 사전에 정의된 프로토콜로 PCI 인터페이스를 통하여 전송된다. Next, the ARPA function performing unit processes spoke information transmitted from the FMCW radar and digital information provided from the RSC board to perform an ARPA function. Specifically, in the present embodiment, the ARPA function performing unit may have a configuration as shown in FIG. The function setting software of the ARPA function performing unit is largely divided into three functions, which are Data Recorder, Oscilloscope, and Plan Position Indicator. Function setting software is configured to input and read GUI-based setting values. These commands are transmitted through the PCI interface as a predefined protocol.

즉, 본 실시예에서 상기 ARPA 기능 수행부는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 FMCW 레이더 데이터의 Trigger/Bearing/Heading/Video로 구성된 스포크 정보를 분석하여 도 11에 도시된 바와 같이, 레이더 영상 PPI(Plan Position Indicator)를 완성하는 스포크 정보 처리부를 구비하는 것이다. That is, in the present embodiment, the ARPA function performing unit analyzes spoke information composed of Trigger / Bearing / Heading / Video of the FMCW radar data as shown in FIG. 10 and outputs the radar image PPI And a spoke information processor for completing the Plan Position Indicator.

여기에서 상기 Trigger Signal (or PRF : Pulse Repetition Frequency)은, 레이더 디스플레이 장치인 PPI CRT의 중심점을 시작으로 Sweep가 시계방향으로 돌아갈 때 각 순간을 보면 전시부의 중심에서 바깥쪽으로 하나의 선이 그어지며 이 선의 길이에 해당하는 지점이 바로 관측지점 위치에서의 거리가 되고, 전시부의 중심점이 Trigger의 시작점이며 보통 Trigger의 주파수를 PRF라고 한다.Here, the Trigger Signal (or PRF: Pulse Repetition Frequency) starts from the center point of the PPI CRT, which is a radar display device, and sweeps in a clockwise direction. At each moment, a line is drawn from the center of the display to the outside, The point corresponding to the length of the line is the distance from the position of the observation point, the center point of the display is the starting point of the trigger, and the frequency of the trigger is usually PRF.

다음으로 Bearing Signal (or ACP : Azimuth Change Pulse)는 실제 안테나의 방향에 해당되는 펄스를 말한다. 일반적으로 디스플레이 장치 상에 물표를 표시하는데 얼마 정도의 Resolution으로 할 것 인가가 여기에 해당된다. 0.1도 마다 물표를 표시하기 위해서는 3600개의 안테나 방향정보가 필요하며, 여기에 해당하는 위치펄스가 ACP이다. 주로 1024, 2048 개를 사용하며 단위 수량은 안테나 1회전에 대한 펄스수이다.Next, Bearing Signal (or ACP: Azimuth Change Pulse) refers to a pulse corresponding to the direction of the actual antenna. In general, this is how much Resolution is required to display a mark on the display device. In order to display a table at every 0.1 degree, 3600 pieces of antenna direction information are required, and the corresponding position pulse is ACP. 1024 and 2048 are mainly used, and the unit quantity is the number of pulses per one rotation of the antenna.

다음으로 Heading Signal (or ARP : Azimuth Reference(or Reset) Pulse)는 Ship heading mark라고도 하며 ACP의 시작점을 지칭한다. 안테나 1회전 당 한 번에 해당하는 신호이며 선박의 선수 방향과 일치한다.Next, the Heading Signal (or ARP: Azimuth Reference (or Reset) Pulse) is also referred to as the Ship Heading Mark and refers to the starting point of the ACP. It corresponds to one time per rotation of the antenna and coincides with the bow direction of the ship.

마지막으로 Video Signal은 레이더에서 가장 중요한 신호이며, 레이더 데이터 프로세서에서 고속 처리해야 하는 Analog 신호이다. 이 신호는 Trigger 신호(보통 8~12.5GHz)에 포함되어서 송신된다. 즉 Carrier 신호이다. 송신된 이 신호가 물체에 반사되어 안테나가 수신하게 되면 통상적인 항해 시에 필요 없는 Sea clutter와 같은 신호잡음이 포함되지만, 이득과 해상도를 조절하여 우리가 필요한 물표의 정보를 제공하는 레이더 영상 정보를 추출할 수 있다. 이 Video 신호는 레이더 제작사나 모델에 따라 다른 고유의 전압 범위를 가지고 있다. Finally, the video signal is the most important signal in the radar and is an analog signal that must be processed at high speed by the radar data processor. This signal is transmitted in the Trigger signal (usually 8 to 12.5 GHz). That is, it is a carrier signal. When the transmitted signal is reflected by the object and the antenna is received, it includes signal noise such as sea clutter which is not needed at the time of ordinary navigation. However, by adjusting the gain and resolution, we can obtain radar image information Can be extracted. This video signal has a different voltage range depending on the radar manufacturer and model.

그리고 상기 스포크 정보 처리부에서의 이미지 처리 단계는 도 12에 도시된 바와 같이, 그레이스케일 변환, 가우시안 필터, 이진화, 라벨링 등의 단계를 거친다. As shown in FIG. 12, the image processing step in the spoke information processing unit is subjected to steps such as grayscale conversion, Gaussian filter, binarization, labeling, and the like.

다음으로 본 실시예에서 상기 디스플레이 장치는 상기 RSC 보드 및 ARPA 기능 수행부에서 제공되는 레이더 정보를 화면상에 표시하는 구성요소이다. 상기 디스플레이 장치는 구체적으로 안드로이드 기반의 8 ~ 12인치급 LCD 디스플레이 장치로 구성될 수 있다. Next, in the present embodiment, the display device is a component for displaying the radar information provided by the RSC board and the ARPA function performing unit on the screen. The display device may be an Android-based 8-12 inch LCD display device.

그리고 상기 스마트 모바일 디바이스는 도 2에 도시된 바와 같이, 선박내 네트워크(SAN : Ship Area Network) 환경에서 동작하며, 상기 레이더 정보를 모바일 환경에서 표현하는 구성요소이다. 즉, 상기 스마트 모바일 디바이스에는 레이더 정보를 스마트 모바일 디바이스에서 표현하는 모바일 레이더 앱이 설치되어, 이동 중에도 레이더 영상 정보를 수신받아 레이더 데이터를 확인할 수 있도록 한다. As shown in FIG. 2, the smart mobile device operates in a shipboard network (SAN) environment and represents the radar information in a mobile environment. That is, the smart mobile device is provided with a mobile radar app for expressing radar information on a smart mobile device, so that radar image information can be received while the mobile device is on the move, so that radar data can be confirmed.

100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 ARPA 기능을 가지는 소형 디지털 레이더 시스템
110 : 펄스 레이더 120 : FMCW 레이더
130 : RSC 보드 140 : 디스플레이 장치
150 : 스마트 모바일 디바이스
100: A compact digital radar system having an ARPA function according to an embodiment of the present invention
110: Pulse radar 120: FMCW radar
130: RSC board 140: display device
150: Smart mobile device

Claims (4)

소형 선박에 설치되는 펄스 레이더와 FMCW 레이더;
상기 펄스 레이더에저 스캔한 영상 데이터를 디지털 정보로 변환 및 저장하는 RSC(Radar Scan Converter) 보드;
선박내 네트워크 환경에서 동작하며, 상기 레이더 정보를 모바일 환경에서 표현하는 스마트 모바일 디바이스;
상기 FMCW 레이더에서 전달되는 스포크(Spoke) 정보 및 상기 RSC 보드에서 제공되는 디지털 정보를 처리하여 ARPA 기능을 수행하는 ARPA 기능 수행부;
상기 RSC 보드 및 ARPA 기능 수행부에서 제공되는 레이더 정보를 화면상에 표시하는 디스플레이 장치;를 포함하는 ARPA 기능을 가지는 소형 레이더 시스템.
Pulse radar and FMCW radar installed on small ships;
An RSC (Radar Scan Converter) board for converting and storing image data low-scanned in the pulse radar into digital information;
A smart mobile device operating in a ship network environment and expressing the radar information in a mobile environment;
An ARPA function performing unit for performing ARPA processing by processing spoke information transmitted from the FMCW radar and digital information provided from the RSC board;
And a display device for displaying the radar information provided by the RSC board and the ARPA function performing part on a screen.
제1항에 있어서, 상기 RSC 보드는,
상기 펄스 레이더의 아날로그 영상 데이터(Raw Data)를 60MHz 이상으로 샘플링하여 방위각 데이터에 따라 영상을 디지털화하고, 디지털화된 데이터를 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 ARPA 기능을 가지는 소형 레이더 시스템.
The RSC board according to claim 1,
Sampling the analog image data (Raw Data) of the pulse radar at 60 MHz or more, digitizing the image according to the azimuth angle data, and storing the digitized data in a storage unit.
제2항에 있어서, 상기 ARPA 기능 수행부는,
상기 FMCW 레이더 데이터의 Trigger/Bearing/Heading/Video로 구성된 스포크 정보를 분석하여 레이더 영상 PPI(Plan Position Indicator)를 완성하는 스포크 정보 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 ARPA 기능을 가지는 소형 레이더 시스템.
3. The apparatus of claim 2, wherein the ARPA function performing unit comprises:
And a spoke information processor for analyzing spoke information composed of Trigger / Bearing / Heading / Video of the FMCW radar data to complete a radar image PPI (Plan Position Indicator).
제1항에 있어서, 상기 스마트 모바일 디바이스에는,
레이더 정보를 스마트 모바일 디바이스에서 표현하는 모바일 레이더 앱이 설치되는 것을 특징으로 하는 ARPA 기능을 가지는 소형 레이더 시스템.
The smart mobile device of claim 1,
A small radar system having an ARPA function, characterized in that a mobile radar app for representing radar information on a smart mobile device is installed.
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