KR20220166518A - 탐지 정보의 오차를 보정하여 항적을 추적하는 중앙 서버의 동작 방법 - Google Patents

탐지 정보의 오차를 보정하여 항적을 추적하는 중앙 서버의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

중앙 서버에서 복수의 방공 레이더로부터 수신한 탐지 정보의 오차를 보정하여 표적에 대한 항적을 추적하는 기술에 관한 것이다. 이때, 중앙 서버의 동작 방법은 복수의 방공 레이더로부터 표적에 대응하는 복수의 탐지 정보를 수신하는 단계; 상기 복수의 탐지 정보의 오차를 보정하는 단계; 및 상기 오차가 보정된 상기 복수의 탐지 정보에 기초하여 상기 표적에 대한 항적을 추적하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

탐지 정보의 오차를 보정하여 항적을 추적하는 중앙 서버의 동작 방법{THE OPERATION METHOD OF THE CENTRAL SERVER TO TRACK THE TARGET BY CORRECTING THE ERROR OF DETECTION INFORMATION}
본 명세서의 실시 예는 복수의 방공 레이더에서 감지한 탐지 정보의 오차를 보정하여 표적에 대한 항적을 추적하는 중앙 서버의 동작 방법과 관련된 기술에 관한 것이다.
복수의 방공 레이더에서 표적을 감지하여 관련 정보를 중앙 서버로 전송할 수 있고, 중앙 서버는 수신한 정보를 이용하여 표적에 대한 항적을 추적할 수 있다. 다만, 다양한 원인으로 인해 오차가 발생할 수 있고, 이로 인해 중앙 서버는 같은 위치의 표적에 대해 다수의 항적으로 인식하여 표적의 정확한 위치를 추적하지 못하는 문제점이 있었다. 이에, 복수의 방공 레이더에서 탐지 정보를 수신하는 중앙 서버에서 표적의 정확한 위치를 추적하고, 표적을 항적으로 유지 및 관리할 수 있는 기술이 필요하다.
본 명세서의 실시 예는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 예는 복수의 방공 레이더에서 감지한 탐지 정보의 오차를 보정하여 표적에 대한 항적을 추적하는 중앙 서버의 동작 방법과 관련된 기술에 관한 것이다. 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예 들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 중앙 서버의 동작 방법은, 복수의 방공 레이더로부터 표적에 대응하는 복수의 탐지 정보를 수신하는 단계; 상기 복수의 탐지 정보의 오차를 보정하는 단계; 및 상기 오차가 보정된 상기 복수의 탐지 정보에 기초하여 상기 표적에 대한 항적을 추적하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 오차를 보정하는 단계는, 상기 복수의 탐지 정보에 대한 좌표를 상기 중앙 서버 기준으로 변환하는 단계; 및 상기 복수의 방공 레이더 간의 오차를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 복수의 방공 레이더는, 복수의 제1 감시 레이더와 제2 감시 레이더를 포함하고, 상기 복수의 방공 레이더 간의 오차를 보정하는 단계는, 상기 제1 감시 레이더와 상기 제1 감시 레이더에 대응하는 상기 제2 감시 레이더로부터 수신되는 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 단계; 및 상기 복수의 제1 감시 레이더에 의한 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 좌표를 상기 중앙 서버 기준으로 변환하는 단계는, 상기 방공 레이더 기준 극 좌표에 대응하는 상기 탐지 정보에 대한 좌표를 상기 중앙 서버 기준 직교 좌표로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 제1 감시 레이더와 상기 제2 감시 레이더로부터 수신되는 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 단계는, 표적에 대한 상기 제1 감시 레이더의 탐지 정보 및 상기 제1 감시 레이더와 동일한 위치에서 상기 표적에 대한 상기 제2 감시 레이더의 탐지 정보 간의 거리 및 방위각 오차를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 복수의 제1 감시 레이더에 의한 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 단계는, 상기 표적에 대해 다른 위치에서 감지된 서로 다른 제1 감시 레이더의 탐지 정보 간의 거리 및 방위각 오차를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 항적을 추적하는 단계는, 동역학 모델링에 기초하여 상기 표적에 대한 예상 위치를 추정하는 단계; 상기 예상 위치와 상기 탐지 정보에 따른 유효 추정 영역을 고려하여 상기 표적에 대한 상기 항적을 추적하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 유효 추정 영역을 고려하여 상기 표적에 대한 상기 항적을 추적하는 단계는, 상기 유효 추정 영역에 대응하는 탐지 정보에 기초하여 상기 예상 위치를 수정하고, 상기 수정된 예상 위치를 항적으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 중앙 서버는, 복수의 방공 레이더로부터 표적에 대응하는 복수의 탐지 정보를 수신하는 통신부; 적어도 하나의 명령어(instruction)를 저장하는 메모리; 및 상기 복수의 탐지 정보의 오차를 보정하고, 상기 오차가 보정된 상기 복수의 탐지 정보에 기초하여 상기 표적에 대한 항적을 추적하는 제어부(controller)를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 컴퓨터 판독 가능 명령어들을 저장하도록 구성되는 매체를 포함하고, 상기 컴퓨터 판독 가능 명령어들은 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 프로세서가: 복수의 방공 레이더로부터 표적에 대응하는 복수의 탐지 정보를 수신하는 단계; 상기 복수의 탐지 정보의 오차를 보정하는 단계; 및 상기 오차가 보정된 상기 복수의 탐지 정보에 기초하여 상기 표적에 대한 항적을 추적하는 단계를 포함하는 동작 방법을 수행하도록 하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 개시에 따르면, 복수의 방공 레이더에서 수신한 탐지 정보의 오차를 보정하고 표적에 대한 항적을 추적함으로써 동일한 표적을 다수의 항적으로 인식할 수 있는 오류가 저감될 수 있다. 오차를 보정할 때, 복수의 방공 레이더에서 수신한 탐지 정보의 좌표를 중앙 서버 기준으로 변환함으로써 연산의 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 제1 감시 레이더의 탐지 정보와 제2 감시 레이더의 탐지 정보 간의 오차를 보정할 뿐만 아니라, 복수의 제1 감시 레이더의 탐지 정보 간의 오차를 보정함으로써 표적에 대한 위치 추적의 정확성이 향상될 수 있다. 또한, 유효 추정 영역을 고려하여 탐지 정보와 예상 위치를 결합하여 항적을 업데이트함으로써, 표적에 대한 항적을 정확히 추적하고 표적을 유지 및 관리하는 중앙 서버의 성능이 향상될 수 있다.
실시 예의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 표적을 탐지하는 복수의 방공 레이더로부터 탐지 정보를 수신하는 중앙 서버에서의 탐지 정보의 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 방공 레이더와 중앙 서버 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 중앙 서버 기준 좌표 변환을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 복수의 방공 레이더 간의 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 항적을 추적하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예예 따른 중앙 서버에서의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 중앙 서버의 블록도를 나타낸다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “~부”, “~모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서 기재된 “a, b, 및 c 중 적어도 하나”의 표현은, ‘a 단독’, ‘b 단독’, ‘c 단독’, ‘a 및 b’, ‘a 및 c’, ‘b 및 c’, 또는 ‘a,b,c 모두’를 포괄할 수 있다.
이하에서 언급되는 "단말"은 네트워크를 통해 서버나 타 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터나 휴대용 단말로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop) 등을 포함하고, 휴대용 단말은 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, IMT(International Mobile Telecommunication), CDMA(Code Division Multiple Access), W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등의 통신 기반 단말, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 표적을 탐지하는 복수의 방공 레이더로부터 탐지 정보를 수신하는 중앙 서버에서의 탐지 정보의 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 중앙 서버(110)는 복수의 방공 레이더(120, 130, 140)으로부터 탐지 정보(121, 131, 141)를 수신할 수 있다. 이때, 각각의 탐지 정보는 각 방공 레이더에서 감지한 표적(150)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 탐지 정보 1(121)은 방공 레이더 1(120)이 감지한 표적(150)에 대한 정보를 포함할 수 있고, 탐지 정보 2(131)는 방공 레이더 2(130)가 감지한 표적(150)에 대한 정보를 포함할 수 있고, 탐지 정보 3(141)은 방공 레이더 3(140)이 감지한 표적(150)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이때, 방공 레이더 1(120)이 감지한 표적(150), 방공 레이더 2(130)이 감지한 표적(150) 및 방공 레이더 3(140)이 감지한 표적(150)은 모두 동일한 표적임에도 각 방공 레이더에서의 오차로 인해 중앙 서버(110)는 서로 다른 표적으로 인식할 수 있다. 이로 인해, 동일한 표적을 서로 다르게 인식하는 오류가 발생될 수 있고, 중앙 서버(110)는 보정 처리를 통해 오류를 저감시킬 수 있다. 예를 들면, 중앙 서버(110)는 각 방공 레이더에서의 오차로 인해 동일한 표적(150)에 대한 탐지 정보를 서로 다르게 인식(111)할 수 있지만, 보정 처리를 통해 중앙 서버(110)는 각 방공 레이더에서의 오차를 보정하여 동일한 표적으로 인식(113)할 수 있다. 구체적으로, 중앙 서버(110)는 동일한 표적에 대해 서로 다른 3개의 표적으로 인식(111)할 수 있지만, 보정 처리를 통해 1개의 표적으로 인식(113)할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 방공 레이더와 중앙 서버 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 중앙 서버(210)은 방공 레이더 1로부터 탐지 정보 1(201)을 수신할 수 있고, 또한 중앙 서버(210)은 방공 레이더 2로부터 탐지 정보 2(203)을 수신할 수 있고, 또한 중앙 서버(210)은 방공 레이더 3로부터 탐지 정보 3(205)을 수신할 수 있고, 또한 중앙 서버(210)은 방공 레이더 4로부터 탐지 정보 4(207)을 수신할 수 있다.
이때, 탐지 정보 1(201) 내지 탐지 정보 4(207)는 각각의 방공 레이더에서 동일한 표적에 대해 탐지한 정보를 포함할 수 있다. 다만, 탐지 정보 1(201) 내지 탐지 정보 4(207)는 동일한 표적에 대한 정보이지만 다양한 오차를 포함할 수 있다. 예를 들면, 탐지 정보 1(201) 내지 탐지 정보 4(207)는 방공 레이더의 기계적인 정렬 오차, 대기 환경 변화 및 방공 레이더에 장착된 센서의 고유 오차, 처리 기준시간 오차, 처리 지연시간 오차, truncation과 같은 데이터 처리의 오차등과 같은 다양한 오차를 포함할 수 있다.
이로 인해, 각각의 방공 레이더로부터 탐지 정보를 수신한 중앙 서버(210)는 탐지 정보에 대한 오차 보정을 수행할 수 있고, 이에 기초하여 표적에 대한 항적을 추적할 수 있다. 여기서, 탐지 정보는 각각의 방공 레이더가 감지한 표적에 대한 위치 추정 정보를 포함할 수 있고, 항적은 탐지 정보에 기초하여 표적에 대해 확정된 위치 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 탐지 정보 1(201)은 방공 레이더 1이 감지한 표적에 대한 위치 추정 정보를 포함할 수 있고, 탐지 정보 2(203)는 방공 레이더 2가 감지한 표적에 대한 위치 추정 정보를 포함할 수 있고, 탐지 정보 3(205)은 방공 레이더 3이 감지한 표적에 대한 위치 추정 정보를 포함할 수 있고, 탐지 정보 4(207)는 방공 레이더 4가 감지한 표적에 대한 위치 추정 정보를 포함할 수 있다. 항적은 탐지 정보 1(201) 내지 탐지 정보 4(207)에 기초하여 중앙 서버(210)에서 확정된 표적에 대한 위치 정보를 포함할 수 있다. 즉, 중앙 서버(210)는 탐지 정보 1(201) 내지 탐지 정보 4(207)에 기초하여 표적에 대한 하나의 항적을 확정할 수 있다. 이때, 중앙 서버(210)는 표적에 대한 항적을 추적하는 과정에서 대조된(paired) 탐지 정보를 확인할 수 있고, 대조된 탐지 정보를 오차 보정할 때 이용함으로써 오차 보정의 정확성이 보다 향상될 수 있다.
중앙 서버(210)에서 수행하는 오차 보정 및 항적 추적과 관련된 구체적인 과정은 이하 자세히 기재한다.
도 3은 일 실시 예에 따른 중앙 서버 기준 좌표 변환을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 중앙 서버는 오차 보정을 위해 각각의 방공 레이더 기준 극좌표에 따른 표적에 대한 탐지 정보를 중앙 서버 기준 직교 좌표에 대한 정보로 좌표 변환할 수 있다. 이로 인해, 각각의 방공 레이더 기준의 좌표계가 아닌, 중앙 서버 기준 동일한 직교 좌표계를 이용함으로써 연산의 효율성이 향상될 수 있다.
중앙 서버는 방공 레이더와 표적 간의 slant range(301), 표적의 고도(303), 방공 레이더의 기지 고도(305), conformal sphere 반경(307) 및 방공 레이더 위치에서의 지구 반경(309)을 기 설정된 제1식(311)에 입력하여 방공 레이더와 표적 간의 지상 거리(313)를 결정할 수 있다. 여기서, 제1식(311)은 방공 레이더와 표적 간의 지상 거리를 계산하기 위해 사전에 설정된 수식일 수 있다.
중앙 서버는 방공 레이더와 표적 간의 지상 거리(313), 방공 레이더와 표적 간의 방위각(315) 및 방공 레이더 기지의 진자북 편차(317)를 기 설정된 제2식(319)에 입력하여 스테레오 좌표(U/V)(321)를 결정할 수 있다. 여기서, 제2식(319)은 스테레오 좌표(U/V)를 계산하기 위해 사전에 설정된 수식일 수 있다.
중앙 서버는 스테레오 좌표(U/V)(321), 방공 레이더의 직교 좌표(X/Y)(323) 및 transformation factor(325)를 기 설정된 제3식(327)에 입력하여 중앙 서버 기준의 직교 좌표(X/Y)(329)를 결정할 수 있다. 여기서, 제3식(327)은 직교좌표를 계산하기 위해 사전에 설정된 수식일 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 복수의 방공 레이더 간의 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 복수의 방공 레이더는 복수의 제1 감시 레이더와 복수의 제2 감시 레이더를 포함할 수 있다. 이때, 제1 감시 레이더는 360도를 일정 주기로 회전하면서 빔을 방사하는 파라볼라 안테나를 이용하여 탐지 거리권 내에 있는 표적에서 반사된 빔을 이용하여 표적에 대한 거리, 방위 및 고각 정보를 탐지할 수 있고, 이로부터 표적에 대한 위치 정보를 추정할 수 있다. 또한 제2 감시 레이더는 제1 감시 레이더의 상단에 설치될 수 있으며 interrogator을 이용하여 표적의 transponder로부터 응답 신호를 수신할 수 있으며 이를 분석하여 표적의 식별 정보 및 고도 정보를 탐지할 수 있고, 이로부터 표적에 대한 위치 정보를 추정할 수 있다.
실시 예에 따르면, 제2 감시 레이더는 제1 감시 레이더와 동일한 위치에서 동일한 표적을 감지하여 탐지 정보를 생성할 수 있다. 이때, 기계적인 오차, 처리 지연시간 오차 등에 따라 제1 감시 레이더의 탐지 정보와 제2 감시 레이더의 탐지 정보는 동일한 위치에서 동일한 표적을 감지하였음에도 오차가 발생할 수 있다. 예를 들면, 제2-1 감시 레이더는 제1-1 감시 레이더의 상단에 설치될 수 있고, 제1-1 감시 레이더와 제2-1 감시 레이더는 동일한 위치에서 동일한 표적을 탐지할 수 있지만 전술한 오차로 인해 탐지 정보 간의 오차가 발생될 수 있다. 또한, 제2-2 감시 레이더는 제1-2 감시 레이더의 상단에 설치될 수 있고, 제1-2 감시 레이더와 제2-2 감시 레이더는 동일한 위치에서 동일한 표적을 탐지할 수 있지만 전술한 오차로 인해 탐지 정보 간의 오차가 발생될 수 있다. 또한, 제2-3 감시 레이더는 제1-3 감시 레이더의 상단에 설치될 수 있고, 제1-3 감시 레이더와 제2-3 감시 레이더는 동일한 위치에서 동일한 표적을 탐지할 수 있지만 전술한 오차로 인해 탐지 정보 간의 오차가 발생될 수 있다.
이때, 중앙 서버(410)는 동일한 표적에 대한 제1 감시 레이더의 탐지 정보와 제2 감시 레이더의 탐지 정보 간의 거리 및 방위각 오차를 보정할 수 있다. 예컨대, 제1 감시 레이더의 탐지 정보 A(420)와 제2 감시 레이더의 탐지 정보 B(430)는 동일한 위치에서 동일한 표적에 대해 탐지된 정보이지만, 방위각 편차 θ 및 거리 편차 △d가 발생할 수 있다. 즉, 제1 감시 레이더의 탐지 정보 A(420)에 따른 표적의 추정 위치와 제2 감시 레이더의 탐지 정보 B(430)에 따른 표적의 추정 위치는 방위각 편차 θ 및 거리 편차 △d만큼의 오차가 발생할 수 있다. 이에, 중앙 서버는 제1 감시 레이더와 제2 감시 레이더가 감지한 탐지 정보가 동일한 표적을 나타낼 수 있도록 방위각 편차 θ 및 거리 편차 △d 만큼의 오차를 보정할 수 있다. 이와 같은 제1 감시 레이더의 탐지 정보와 제2 감시 레이더의 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 것을 collimation이라고 할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 복수의 제1 감시 레이더는 서로 다른 위치에서 표적을 감지하여 탐지 정보를 생성할 수 있다. 예를 들면, 제1-1 감시 레이더는 표적 1을 탐지하여 탐지 정보 1을 생성할 수 있고, 표적 2를 탐지하여 탐지 정보 2를 생성할 수 있고, 표적 3을 탐지하여 탐지 정보 3을 생성할 수 있다. 또한, 제1-1 감시 레이더와 다른 위치에 있는 제1-2 감시 레이더는 표적 1을 탐지하여 탐지 정보 4를 생성할 수 있고, 표적 2를 탐지하여 탐지 정보 5를 생성할 수 있고, 표적 3을 탐지하여 탐지 정보 6을 생성할 수 있다. 또한, 제1-1 감시 레이더 및 제1-2 감시 레이더와 다른 위치에 있는 제1-3 감시 레이더는 표적 1을 탐지하여 탐지 정보 7을 생성할 수 있고, 표적 2를 탐지하여 탐지 정보 8을 생성할 수 있고, 표적 3을 탐지하여 탐지 정보 9를 생성할 수 있다.
이때, 제1-1 감시 레이더, 제1-2 감시 레이더 및 제1-3 감시 레이더는 서로 다른 위치에서 표적을 감지하므로 표적의 위치 정보가 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1-1 감시 레이더가 감지한 표적 1에 대한 탐지 정보 1과 제1-2 감시 레이더가 감지한 표적 1에 대한 탐지 정보 4는 탐지 시간을 고려하여 위치 보정한 경우에도, 방위각 편차 θ 및 거리 편차 △d만큼의 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 중앙 서버는 방위각 편차 θ 및 거리 편차 △d만큼의 오차를 보정하여 제1-1 감시 레이더가 감지한 표적 1과 제1-2 감시 레이더가 감지한 표적 1을 동일한 표적으로 인식할 수 있다. 다른 예를 들면, 제1-1 감시 레이더가 감지한 표적 2에 대한 탐지 정보 2와 제1-2 감시 레이더가 감지한 표적 2에 대한 탐지 정보 5는 탐지 시간을 고려하여 위치 보정한 경우에도, 방위각 편차 θ 및 거리 편차 △d만큼의 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 중앙 서버는 방위각 편차 θ 및 거리 편차 △d만큼의 오차를 보정하여 제1-1 감시 레이더가 감지한 표적 2와 제1-2 감시 레이더가 감지한 표적 2를 동일한 표적으로 인식할 수 있다. 이와 같은 서로 다른 위치에서의 복수의 제1 감시 레이더의 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 것을 Radar registration이라고 할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 항적을 추적하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 중앙 서버는 그림 510 내지 그림 540의 4단계의 과정을 통해 항적을 업데이트할 수 있다. 구체적으로, 중앙 서버는 칼만 필터를 이용하여 탐지 정보와 항적의 예상 위치를 결합할 수 있고, 이에 항적을 업데이트할 수 있다. 여기서, 항적은 탐지 정보에 기초하여 표적에 대한 확정된 위치 정보를 포함할 수 있다.
그림 510을 참조하면, 확정위치(503)는 표적(501)에 대한 확정된 항적에 대응하는 위치를 나타내며, 예상위치(505)는 확정위치(503) 및 동역학 모델링에 기초하여 표적(501)에 대한 추정된 위치를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 확정위치(503)는 표적(501)의 비행경로와 관련하여 확정된 위치에 대응할 수 있으며, 예상위치(505)는 확정위치(503) 및 동역학 모델링에 기초하여 추정된 위치에 대응할 수 있다. 이때, 동역학 모델링을 사전에 설정될 수 있으며, 중앙 서버는 확정위치(503)와 표적(501)에 대한 속도 및 방향을 고려하는 동역학 모델링을 이용하여 예상위치(505)를 추정할 수 있다. 또한, 탐지 정보(507, 509, 511, 513)는 서로 다른 방공 레이더에서 감지된 표적(501)에 대한 탐지 정보로서, 전술한 좌표 변환, collimation 및 Radar registration 과정을 통해 오차가 보정된 탐지 정보에 대응할 수 있다.
그림 520을 참조하면, 중앙 서버는 기 설정된 방법에 기초하여 유효추정영역(515)를 결정할 수 있다. 유효추정영역(515) 내에 예상위치(505) 및 탐지 정보(511)가 위치할 수 있으며, 이로부터 대조된 탐지 정보(517)이 확인될 수 있다. 중앙 서버는 대조된 탐지 정보(517)를 오차 보정 과정에서 적용할 수 있고, 이로 인해 탐지 정보에 대한 오차 보정의 정확성이 보다 향상될 수 있다. 이때, 유효추정영역(515) 내에 있는 탐지 정보(511)만 이후 사용되며, 유효추정영역(515) 밖에 있는 탐지 정보(507, 509, 513)는 사용되지 않을 수 있다.
그림 530을 참조하면, 중앙 서버는 유효추정영역(515) 내에 위치한 예상위치(505)와 탐지 정보(511)를 결합시킬 수 있다. 구체적으로, 중앙 서버는 탐지 정보(511)을 기준으로 예상위치(505)를 결합시킬 수 있다. 만약, 유효추정영역(515) 내에 복수의 탐지 정보가 위치하는 경우, 중앙 서버는 각 탐지 정보에 서로 다른 가중치를 부여하여 예상위치(505)와 결합시킬 수 있다. 이와 같은 가중치를 적용한 결합 방법은 일례에 불과하고, 탐지 정보와 예상위치를 결합하는 방법은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
그림 540을 참조하면, 중앙 서버는 탐지 정보(511)를 기준으로 예상위치(505)를 이동시킬 수 있다. 즉, 중앙 서버는 동역학 모델링에 기초한 예상위치(505)를 탐지 정보(511)를 기준으로 수정할 수 있으며, 중앙 서버는 수정된 예상위치(505)를 확정된 항적위치로 결정할 수 있다. 따라서, 중앙 서버는 확정된 항적위치(503, 505)를 이용하여 표적(501)에 대한 비행 경로를 업데이트할 수 있으며, 중앙 서버는 이와 같은 과정을 반복하여 표적(501)의 위치를 보다 정확히 추적할 수 있다.
도 6은 일 실시 예예 따른 중앙 서버에서의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 단계 S610에서 중앙 서버는 복수의 방공 레이더로부터 표적에 대응하는 복수의 탐지 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로, 중앙 서버는 각각의 방공 레이더에서 감지한 표적에 대한 탐지 정보를 수신할 수 있고, 이에 기초하여 표적에 대한 항적을 추적할 수 있다. 이때, 복수의 방공 레이더는 복수의 제1 감시 레이더와 제2 감시 레이더를 포함할 수 있다. 제1 감시 레이더는 360도를 일정 주기로 회전하면서 빔을 방사하는 파라볼라 안테나를 이용하여 탐지 거리권 내에 있는 표적에서 반사된 빔을 이용하여 표적에 대한 거리, 방위 및 고각 정보를 탐지할 수 있고, 이로부터 표적에 대한 위치 정보를 추정할 수 있다. 또한 제2 감시 레이더는 제1 감시 레이더의 상단에 설치될 수 있으며 interrogator을 이용하여 표적의 transponder로부터 응답 신호를 수신할 수 있으며 이를 분석하여 표적의 식별 정보 및 고도 정보를 탐지할 수 있고, 이로부터 표적에 대한 위치 정보를 추정할 수 있다.
단계 S620에서 중앙 서버는 복수의 탐지 정보의 오차를 보정할 수 있다. 이때, 복수의 방공 레이더로부터 수신한 탐지 정보는 여러 오차가 반영되어 있으므로, 중앙 서버는 복수의 탐지 정보에 대한 오차를 보정할 수 있다.
중앙 서버는 먼저 방공 레이더 기준 극 좌표에 대응하는 탐지 정보에 대한 좌표를 중앙 서버 기준 직교 좌표로 변환할 수 있다. 구체적으로, 각 탐지 정보는 방공 레이더 기준 극 좌표로 표시될 수 있어, 연산의 효율성을 위해 중앙 서버는 도 3에 기재한 바와 같이 중앙 서버 기준 직교 좌표로 변환할 수 있다.
또한, 중앙 서버는 전술한 바와 같이 동일한 표적에 대한 제1 감시 레이더의 탐지 정보와 제2 감시 레이더의 탐지 정보 간의 방위각 편차 θ 및 거리 편차 △d를 보정할 수 있다. 이와 같은 제1 감시 레이더의 탐지 정보와 제2 감시 레이더의 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 것을 collimation이라고 할 수 있다.
또한, 중앙 서버는 전술한 바와 같이 서로 다른 위치에서 표적을 감지하는 복수의 제1 감시 레이더의 탐지 정보 간의 방위각 편차 θ 및 거리 편차 △d를 보정할 수 있다. 이와 같은 서로 다른 위치에서의 복수의 제1 감시 레이더의 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 것을 Radar registration이라고 할 수 있다.
단계 S630에서 중앙 서버는 오차가 보정된 복수의 탐지 정보에 기초하여 표적에 대한 항적을 추적할 수 있다. 중앙 서버는, 전술한 바와 같이 확정된 항적 위치 및 동역학 모델링에 기초하여 표적에 대한 예상 위치를 추정할 수 있다. 또한, 중앙 서버는 전술한 바와 같이 예상 위치와 탐지 정보에 따른 유효 추정 영역을 고려하여 표적에 대한 추적할 수 있다. 구체적으로, 중앙 서버는 유효 추정 영역에 대응하는 탐지 정보에 기초하여 예상 위치를 수정하고, 수정된 예상 위치를 항적으로 결정할 수 있다. 이와 같은 과정을 반복함으로써 중앙 서버는 표적에 대한 항적을 추적할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 중앙 서버의 블록도를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 중앙 서버(700)는 일 실시 예에 따라 통신부(710), 메모리(720) 및 제어부(controller)(730)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 중앙 서버(700)는 본 실시 예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 7에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 중앙 서버(700)는 전술한 내용을 포함할 수 있는 바, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
통신부(710)는 유/무선 통신을 수행하기 위한 장치로서, 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다. 외부의 전자 장치는 단말 또는 서버가 될 수 있다. 또한, 통신부(710)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있을 수 있다.
제어부(730)는 중앙 서버(700)의 전반의 동작을 제어하고 데이터 및 신호를 처리할 수 있다. 제어부(730)는 적어도 하나의 하드웨어 유닛으로 구성될 수 있다. 또한, 제어부(730)는 메모리(720)에 저장된 프로그램 코드를 실행하여 생성되는 하나 이상의 소프트웨어 모듈에 의해 동작할 수 있다. 제어부(730)는 메모리(720)에 저장된 프로그램 코드를 실행하여 중앙 서버(700)의 전반의 동작을 제어하고 데이터 및 신호를 처리할 수 있다.
제어부(730)는 복수의 방공 레이더가 표적을 감지하여 생성한 탐지 정보를 수신할 수 있다. 이때, 탐지 정보는 오차가 반영되어 있으므로, 제어부(730)는 전술한 좌표 변환, collimation 및 radar registration 과정을 통해 오차를 보정할 수 있다. 또한, 제어부(730)는 기 설정된 동역학 모델링 및 기 확정된 표적에 대한 항적을 이용하여 예상 항적 위치를 추정할 수 있고, 예상 항적 위치와 복수의 탐지 정보를 이용하여 유효 추정 영역을 결정할 수 있다. 이때, 제어부(730)는 유효 추정 영역 내부의 탐지 정보에 기초하여 예상 항적 위치를 수정할 수 있고, 수정된 예상 항적 위치를 항적으로 확정할 수 있다. 이와 같은 과정을 반복함으로써 제어부(730)는 표적에 대한 위치를 보다 정확히 추적할 수 있다.
전술한 실시예들에 따른 전자 장치 또는 단말은, 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-Access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.
본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단”, “구성”과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
전술한 실시예들은 일 예시일 뿐 후술하는 청구항들의 범위 내에서 다른 실시예들이 구현될 수 있다.

Claims (10)

  1. 중앙 서버의 동작 방법에 있어서,
    복수의 방공 레이더로부터 표적에 대응하는 복수의 탐지 정보를 수신하는 단계;
    상기 복수의 탐지 정보의 오차를 보정하는 단계; 및
    상기 오차가 보정된 상기 복수의 탐지 정보에 기초하여 상기 표적에 대한 항적을 추적하는 단계를 포함하는,
    동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오차를 보정하는 단계는,
    상기 복수의 탐지 정보에 대한 좌표를 상기 중앙 서버 기준으로 변환하는 단계; 및
    상기 복수의 방공 레이더 간의 오차를 보정하는 단계를 포함하는,
    동작 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 방공 레이더는, 복수의 제1 감시 레이더와 제2 감시 레이더를 포함하고,
    상기 복수의 방공 레이더 간의 오차를 보정하는 단계는,
    상기 제1 감시 레이더와 상기 제1 감시 레이더에 대응하는 상기 제2 감시 레이더로부터 수신되는 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 단계; 및
    상기 복수의 제1 감시 레이더에 의한 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 단계를 포함하는,
    동작 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 좌표를 상기 중앙 서버 기준으로 변환하는 단계는,
    상기 방공 레이더 기준 극 좌표에 대응하는 상기 탐지 정보에 대한 좌표를 상기 중앙 서버 기준 직교 좌표로 변환하는 단계를 포함하는,
    동작 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 감시 레이더와 상기 제2 감시 레이더로부터 수신되는 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 단계는,
    표적에 대한 상기 제1 감시 레이더의 탐지 정보 및 상기 제1 감시 레이더와 동일한 위치에서 상기 표적에 대한 상기 제2 감시 레이더의 탐지 정보 간의 거리 및 방위각 오차를 보정하는 단계를 포함하는,
    동작 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1 감시 레이더에 의한 탐지 정보 간의 오차를 보정하는 단계는,
    상기 표적에 대해 다른 위치에서 감지된 서로 다른 제1 감시 레이더의 탐지 정보 간의 거리 및 방위각 오차를 보정하는 단계를 포함하는,
    동작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 항적을 추적하는 단계는,
    동역학 모델링에 기초하여 상기 표적에 대한 예상 위치를 추정하는 단계;
    상기 예상 위치와 상기 탐지 정보에 따른 유효 추정 영역을 고려하여 상기 표적에 대한 상기 항적을 추적하는 단계를 포함하는,
    동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유효 추정 영역을 고려하여 상기 표적에 대한 상기 항적을 추적하는 단계는,
    상기 유효 추정 영역에 대응하는 탐지 정보에 기초하여 상기 예상 위치를 수정하고, 상기 수정된 예상 위치를 항적으로 결정하는 단계를 포함하는,
    동작 방법.
  9. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서,
    컴퓨터 판독 가능 명령어들을 저장하도록 구성되는 매체를 포함하고,
    상기 컴퓨터 판독 가능 명령어들은 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 프로세서가:
    복수의 방공 레이더로부터 표적에 대응하는 복수의 탐지 정보를 수신하는 단계;
    상기 복수의 탐지 정보의 오차를 보정하는 단계; 및
    상기 오차가 보정된 상기 복수의 탐지 정보에 기초하여 상기 표적에 대한 항적을 추적하는 단계
    를 포함하는 동작 방법을 수행하도록 하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  10. 복수의 방공 레이더로부터 표적에 대응하는 복수의 탐지 정보를 수신하는 통신부;
    적어도 하나의 명령어(instruction)를 저장하는 메모리; 및
    상기 복수의 탐지 정보의 오차를 보정하고, 상기 오차가 보정된 상기 복수의 탐지 정보에 기초하여 상기 표적에 대한 항적을 추적하는 제어부(controller)를 포함하는,
    중앙 서버.
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