KR20230080027A - Direction calculation method of magnetic compass for interworking with ship radar - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a direction calculating method of a magnetic compass for ship radar linkage, which stabilizes an observed value measured from a magnetic compass installed in a small ship without a gyro compass through recursive calculation, and accurately calculates a direction to provide the same for equipment (e.g., radar and the like) which requires a precise direction. The direction calculating method of the present invention, comprises the steps of: obtaining an observed value measured from a magnetic compass; driving a direction (R) through calculation on the basis of the obtained observed value; confirming a location where the direction (R) derived in the previous step exists, and applying a direction-derived value as a direction value when the direction exists on a second or third quadrant; and compensating the observed value in accordance with the location where the direction (R) exists when the location where the direction (R) exists is not placed on the second or third quadrant, and deriving a precise direction through recursive calculation using the compensated observed value to provide the same for equipment requiring a precise direction, such as a ship radar and the like.

Description

선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴퍼스의 방위산출방법{Direction calculation method of magnetic compass for interworking with ship radar}Direction calculation method of magnetic compass for interworking with ship radar

본 발명은 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴퍼스의 방위산출에 관한 것으로, 특히 자이로 컴퍼스가 없는 소형 선박에 설치된 마그네틱 컴퍼스에서 측정된 관측 값을 재귀식 연산을 통해 안정화시키고, 안정화된 관측 값을 이용하여 정확하게 방위를 산출하여 정밀 방위가 필요한 장비(예를 들어, 레이더, 기타)에 제공해줄 수 있도록 한 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴파스의 방위산출방법에 관한 것이다.The present invention relates to azimuth calculation of a magnetic compass for interlocking a ship radar, and in particular, stabilizes an observed value measured by a magnetic compass installed on a small ship without a gyro compass through a recursive operation, and accurately uses the stabilized observation value. It relates to a method of calculating the bearing of a magnetic compass for interlocking with a ship radar so that the bearing can be calculated and provided to equipment (eg, radar, etc.) that requires precise bearing.

선박 레이더는 마이크로파(microwave)를 이용하여 전파를 송신하고 표적에서 반사된 반사(reflection) 신호를 수신하여 거리, 속도, 각도 정보를 측정하는 감지수단이다.Marine radar is a sensing means that transmits radio waves using microwaves and receives a reflection signal reflected from a target to measure distance, speed, and angle information.

이러한 선박 레이더는 펄스 도플러 레이더(Pulsed Doppler Radar), 주파수 변조 연속파(Frequency Modulated Continuous Wave), 계단형 주파수 연속파(Stepped-Frequency Continuos Wave), 주파수 편이 방식(Frequency Shift Keying) 레이더 등의 다양한 레이더 파형(Radar Waveform)을 사용하여 표적정보를 측정한다.These ship radars have various radar waveforms such as Pulsed Doppler Radar, Frequency Modulated Continuous Wave, Stepped-Frequency Continuos Wave, and Frequency Shift Keying radar. Radar Waveform) is used to measure target information.

레이더를 이용하여 물체를 감지할 때 중요한 기술 사항은 시간과 방위이다.When detecting an object using radar, important technical details are time and bearing.

시간의 측면에서 살펴보면, 레이더의 전파는 임의의 물체에 반사되어 되돌아 오는 그 반사파를 수신할 때까지의 시간을 관측한다. 이렇게 관측된 시간은, 전파가 빛의 속도로 이동한다는 것이 기정사실이므로, 임의의 물체가 관측자로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는가를 알 수 있는 척도가 된다.In terms of time, radar radio waves are reflected from an object and observe the time until the reflected wave is received. Since it is an established fact that radio waves travel at the speed of light, the observed time becomes a measure of how far away an object is from an observer.

한편, 시간은 레이더의 자체적인 기능으로 처리 가능하지만, 방위는 외부의 장치적 도움 없이는 불가능하다. 즉, 임의의 물체가 탐지되었을 때, 그 물체의 방위를 알기 위해, 선박의 정확한 헤딩을 알아야 하며, 선박에 설치된 레이더의 설치 정보를 활용하여 선박의 헤딩과 오프셋 정보를 조합하여 탐지된 물체의 방위를 알 수 있다.On the other hand, time can be processed by the radar's own function, but bearing is impossible without external device help. That is, when an object is detected, in order to know the bearing of the object, the accurate heading of the ship must be known, and the heading of the detected object is combined with the ship's heading and offset information using the installation information of the radar installed on the ship. can know

문제는 여기서 선박의 헤딩을 알기 위해 일반적으로 외부에서 방위 신호를 입력받는다. 대형 선박의 경우, 자이로 컴퍼스에서 입력을 받으면 되지만, 어선을 비롯한 작은 선박들은 자이로 컴퍼스가 선박에 설치되어 있지 않기 때문에 마땅한 방위의 입력 수단이 없는 실정이다. 물론 작은 어선에도 마그네틱 컴퍼스가 의무 장착되어 있으나, 이러한 마그네틱 컴퍼스는 헌팅(바다에서 좌우로 고정되지 못한 채 출렁거리는 현상) 때문에 안정된 방위의 공급이 불가능하다.The problem here is that in order to know the heading of a ship, a bearing signal is generally received from the outside. In the case of a large ship, it is sufficient to receive an input from a gyro compass, but since a gyro compass is not installed on a small ship, such as a fishing boat, there is no appropriate means for inputting a bearing. Of course, small fishing boats are also equipped with magnetic compasses, but these magnetic compasses cannot provide a stable bearing due to hunting (a phenomenon that is not fixed left and right in the sea).

고정되지 않은 관측 값을 안정화시키는 기술로, 칼만 필터를 비롯하여 많은 필터링 기술을 접목함으로써 이를 구현할 수 있는 것은 널리 알려진 사실이다. 이러한 필터의 종류로는 평균필터, 이동평균필터, 저주파 통과 필터, 고주파 통과 필터, 파티클 필터, 상보 필터, 칼만 필터 등 다양한 방법이 존재한다.As a technique for stabilizing non-fixed observation values, it is a widely known fact that this can be implemented by grafting many filtering techniques including the Kalman filter. There are various types of filters such as an average filter, a moving average filter, a low pass filter, a high pass filter, a particle filter, a complementary filter, a Kalman filter, and the like.

그러나 대부분의 필터는 평균을 구하기 위해 전체 값을 미리 알아야 하는 전제가 따르는 단점이 있다.However, most filters have the disadvantage of having to know the total value in advance to obtain the average.

대한민국 등록특허 10-0764320(2007.09.28. 등록)(GPS정보 및 지자기센서 병행식 최적 방위데이터의 취득 방법 및 그 장치)Republic of Korea Registered Patent No. 10-0764320 (registered on September 28, 2007) (GPS information and geomagnetic sensor simultaneous acquisition method and device for optimum azimuth data)

따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 소형 선박에서 마그네틱 컴퍼스를 이용한 방위 산출시 발생하는 오류 문제를 개선하여 자이로 컴퍼스가 없는 선박에서도 마그네틱 컴퍼스를 이용한 방위 정보를 정확하게 공급받을 수 있도록 제안된 것으로서, 자이로 컴퍼스가 없는 소형 선박에 설치된 마그네틱 컴퍼스에서 측정된 관측 값을 안정화시키고, 재귀식을 통해 정확하게 방위를 산출하여 정밀 방위가 필요한 장비(예를 들어, 레이더, 기타)에 제공해줄 수 있도록 한 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴파스의 방위산출방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed so that azimuth information using a magnetic compass can be accurately supplied even to a ship without a gyro compass by improving the error problem that occurs when calculating a direction using a magnetic compass in a general small ship as described above. For interlocking a ship radar to stabilize the observed value measured by a magnetic compass installed on a small ship without a ship, calculate a bearing accurately through a recursive formula, and provide it to equipment (e.g., radar, etc.) that requires precise bearing. Its purpose is to provide a method for calculating the direction of a magnetic compass.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴파스의 방위산출방법"은,In order to achieve the above object, the "method of calculating the bearing of a magnetic compass for linking a ship radar" according to the present invention,

마그네틱 컴퍼스에서 관측된 관측 값을 기초로 방위를 산출하여 제공하는 방위산출장치에서 마그네틱 컴파스의 방위를 산출하는 방법으로서,A method of calculating the orientation of a magnetic compass in an orientation calculation device that calculates and provides an orientation based on observation values observed in a magnetic compass,

(a) 마그네틱 컴퍼스에서 측정된 관측 값을 획득하는 단계;(a) obtaining an observation value measured by a magnetic compass;

(b) 상기 획득한 관측 값을 기초로 연산을 통해 방위(R)를 도출하는 단계;(b) deriving a direction (R) through calculation based on the obtained observation value;

(c) 상기 (b)단계에서 도출된 방위(R)가 존재하는 위치를 확인하여, 2/4분면 또는 3/4분면에 존재하면 상기 방위 도출치를 방위 값으로 적용하는 단계; 및(c) checking the location where the direction (R) derived in the step (b) exists, and if it exists in the 2/4 quadrant or 3/4 quadrant, applying the derived azimuth value as an azimuth value; and

(d) 상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치가 2/4분면 또는 3/4분면이 아니면, 상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치에 따라 관측 값을 보정하고 , 보정된 관측 값을 이용하여 재귀식 연산을 통해 정밀한 방위를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(d) If the position where the direction R exists in the step (b) is not in the 2/4 quadrant or the 3/4 quadrant, the observed value is corrected according to the position where the direction R exists in the step (b) and deriving a precise orientation through a recursive operation using the corrected observation values .

상기에서 (d)단계는,In the above step (d),

상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치가 1/4분면 또는 4/4분면에 존재하면, 관측 값을 보정하여 관측 값을 안정화하는 것을 특징으로 한다. In step (b), if the location where the direction R exists exists in the 1/4 quadrant or 4/4 quadrant, the observed value is stabilized by correcting the observed value.

상기에서 (d)단계는,In the above step (d),

상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치가 4/4분면이고, 관측 값(x)이 1/4분면에 나타나면, 아래와 같은 수식을 통해 관측 값을 보정하여 안정화한 후, 안정화된 관측 값(xn)을 이용하여 방위(Rn)를 다시 산출하는 것을 특징으로 한다. In the step (b), if the location where the direction R exists is in the 4/4 quadrant and the observed value (x) appears in the 1/4 quadrant, the observed value is corrected and stabilized through the following formula, and then the stabilized It is characterized in that the direction (R n ) is recalculated using the observed value (x n ).

Figure pat00001
Figure pat00001

상기에서 (d)단계는,In the above step (d),

상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치가 1/4분면이고, 관측 값(x)이 4/4분면에 나타나면, 아래와 같은 수식을 통해 관측 값을 보정하여 안정화한 후, 안정화된 관측 값(xn)을 이용하여 방위(Rn)를 다시 산출하는 것을 특징으로 한다. In the step (b), if the location where the direction R exists is in the 1/4 quadrant and the observed value (x) appears in the 4/4 quadrant, the observed value is corrected and stabilized through the following formula, and then the stabilized It is characterized in that the direction (R n ) is recalculated using the observed value (x n ).

Figure pat00002
Figure pat00002

본 발명에 따르면 자이로 컴퍼스가 없는 소형 선박에 설치된 마그네틱 컴퍼스에서 측정된 관측 값을 재귀식 연산을 통해 안정화시키고, 안정화된 관측 값을 이용하여 정확하게 방위를 산출하여 정밀 방위가 필요한 장비(예를 들어, 레이더, 기타)에 제공해줄 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, an observation value measured by a magnetic compass installed on a small ship without a gyro compass is stabilized through a recursive operation, and a bearing is accurately calculated using the stabilized observation value, so that equipment requiring precise orientation (for example, There is an effect that can be provided to radar, etc.).

특히, 소형 선박에 설치된 마그네틱 컴퍼스의 관측 값을 이용하여 정밀 방위를 산출함으로써, 정밀 방위 센서의 도움 없이도 일반적인 방위를 안정적으로 얻을 수 있는 이점이 있다.In particular, by calculating a precision bearing using observation values of a magnetic compass installed on a small ship, there is an advantage in that a general bearing can be stably obtained without the aid of a precision bearing sensor.

도 1은 본 발명에 따른 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴퍼스의 방위산출방법을 보인 흐름도이다.1 is a flowchart showing a direction calculation method of a magnetic compass for linking a ship radar according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴파스의 방위산출방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a direction calculation method of a magnetic compass for linking a ship radar according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present invention described below should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to explain his/her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention based on the principle that it can be.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents and equivalents that can replace them at the time of the present application It should be understood that variations may exist.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴퍼스의 방위산출방법을 보인 흐름도로서, (a) 마그네틱 컴퍼스에서 측정된 관측 값을 획득하는 단계(S11), (b) 상기 획득한 관측 값을 기초로 연산을 통해 방위(R)를 도출하는 단계(S12), (c) 상기 (b)단계에서 도출된 방위(R)가 존재하는 위치를 확인하여, 2/4분면 또는 3/4분면에 존재하면 상기 방위 도출치를 방위 값으로 적용하는 단계(S13 - S14), 및 (d) 상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치가 2/4분면 또는 3/4분면이 아니면, 상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치에 따라 관측 값을 보정하고, 보정된 관측 값을 이용하여 재귀식 연산을 통해 정밀한 방위를 도출하는 단계(S15 - S16)를 포함한다.1 is a flowchart showing a direction calculation method of a magnetic compass for interlocking with a ship radar according to a preferred embodiment of the present invention, (a) acquiring the observed values measured by the magnetic compass (S11), (b) obtaining the Deriving a direction (R) through calculation based on an observation value (S12), (c) confirming the location where the direction (R) derived in step (b) exists, If it exists in the / quadrant, applying the derived azimuth value as an azimuth value (S13-S14), and (d) the position where the azimuth (R) exists in the step (b) is in the 2/4 quadrant or 3/4 quadrant If not, correcting the observed value according to the location where the bearing R exists in step (b), and deriving a precise bearing through recursive calculation using the corrected observation value (S15 to S16). do.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴파스의 방위산출방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The detailed description of the direction calculation method of the magnetic compass for interlocking with the ship radar according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 본 발명은 도면에는 도시하지 않았지만, 방위 값 제공을 위한 마그네틱 컴퍼스, 마그네틱 컴퍼스에서 관측된 관측 값을 기초로 방위를 산출하여 제공하는 방위산출장치, 방위산출장치에서 산출한 방위 값을 방위가 필요한 장비(예를 들어, 레이더, 기타)에 연동시키기 위한 방위 제공모듈이 구비된 것으로 가정한다.First, although not shown in the drawing, the present invention is a magnetic compass for providing azimuth values, an azimuth calculation device that calculates and provides an azimuth based on observed values observed in the magnetic compass, and a direction value calculated by the azimuth calculation device. It is assumed that a direction providing module for interworking with necessary equipment (eg, radar, etc.) is provided.

먼저, 방위산출장치는 단계 S11에서 마그네틱 컴퍼스로부터 측정된 관측 값을 획득한다. First, the direction calculating device obtains an observation value measured from a magnetic compass in step S11.

여기서 마그네틱 컴퍼스로부터 측정된 관측 값은 헌팅(바다에서 좌우로 고정되지 못한 채 출렁거리는 현상) 현상에 의해 고정되지 않은 불안정한 값이다.Here, the observed value measured from the magnetic compass is an unstable value that is not fixed due to the phenomenon of hunting (a phenomenon that is not fixed left and right in the sea).

따라서 본 발명에서는 불안정한 관측 값을 안정화하기 위해서, 재귀식 연산 방식을 이용한다. 여기서 재귀식 연산 방식은 평균을 구하기 위해 전체 값을 미리 알아야 할 필요가 없으며, 앞선 필터들에 새로운 값을 연산하여 더욱 안정적인 관측 값을 유추하는 연산 방식이다.Therefore, in the present invention, a recursive calculation method is used to stabilize unstable observed values. Here, the recursive calculation method does not need to know the entire value in advance to obtain the average, and is an calculation method in which a more stable observed value is inferred by calculating a new value for the previous filters.

이러한 재귀식 연산 방식은 MEMS 등의 전자 센서를 사용하는 모든 분야에 적용되는 연산 방식이며, 범위를 정밀하게 처리할 경우 자이로 컴퍼스 등의 대부분의 모든 방위 산출에 적용되는 연산 방식이므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.This recursive calculation method is applied to all fields using electronic sensors such as MEMS, and when the range is precisely processed, it is applied to most of all bearing calculations such as gyro compass, so a detailed description thereof is given. will be omitted.

관측 값을 이용한 연산을 통해 방위(R)를 도출한다(S12).The direction (R) is derived through calculation using the observed value (S12).

예를 들어, 평균필터를 사용한다는 가정을 하면, For example, assuming an average filter is used, 재귀식은the recursive expression 다음과 같은 형태로 표현 가능하다. It can be expressed in the following form.

수학식 1Equation 1

Rn = (n-1)/n*Rn -1 + 1/n*xn R n = (n-1)/n*R n -1 + 1/n*x n

여기서, here, RR nn silver 현 단계에서 연산을 통해 도출된 결과이며, This is the result derived from the calculation at this stage, RR nn -1-One silver 현재 보다than the present 1 One 단계 앞선 결과를 의미한다. 또한, means the result of a step ahead. also, xx nn silver 현재 관측된 관측치를 의미한다. 한편, n은 데이터의 현재까지의 개수 혹은 현재 단계의 순번을 의미한다. 모든 데이터 변수에 n을 첨자로 사용함으로써 임의의 해당 값들이 어느 단계에서 값이 지정되었는지를 알 수 있다. Indicates the current observed value. On the other hand, n means the number of data up to now or the order of the current step. By using n as a subscript for all data variables, it is possible to know at what stage the values were assigned.

여기서 방위의 산출 값은 0°≤ R ≤ 360°이므로, 359°보다 1° 큰 것은 360°가 아니라 0°가 되어야 하는 순환 구조임을 알 수 있다. 따라서 발명의 배경기술에서 언급 한 필터들을 사용할 때, 359°와 0°를 평균하면 359.5°가 되어야 함에도 산술적으로 179.5°를 표시하는 오류를 발생한다. 이를 해결하기 위하여 본 발명에서는 (b)단계에서의 Here, since the calculated value of the orientation is 0° ≤ R ≤ 360°, it can be seen that it is a circular structure in which 1° greater than 359° should be 0°, not 360°. Therefore, when using the filters mentioned in the background of the invention, the average of 359 ° and 0 ° should be 359.5 °, but an error of arithmetically displaying 179.5 ° occurs. In order to solve this problem, in the present invention, in step (b) 결과 값이the resulting value is R의 위치에 따라 관측 값을 Observations according to the position of R 보정하여by correcting 안정화하고, 안정화된 관측 값을 기반으로 방위를 정확하게 산출한다. Stabilize and accurately calculate bearings based on stabilized observations.

연산을 통해 도출되는 결과치를 R, 측정 횟수를 n, 관측 값을 x라고 할 때, RIf R is the result derived from the operation, n is the number of measurements, and x is the observed value, R n-1n-1 this 2/4분면2/4 quadrant 혹은 or 3/4분면에in the 3/4 quadrant 존재할 때는 관측 값 observed value when present xx nn go 어느 곳에서 관측되더라도 R Wherever observed, R nn 값은 영향을 받지 않는다.Values are not affected.

그러나 however RR nn -1-One this 4/4분면에in the 4/4 quadrant 있을 때, when there is xx nn go 1/4분면에서in the 1/4 quadrant 나타나면(예를 들어, appear (e.g. RR nn -1-One = 359°인데, = 359°, xx nn = 1°가 관측되었다면, 이때, = 1° is observed, then xx nn = 361°로 인식되어야만 정확한 값의 계산이 이루어진다) x = 361° must be recognized to calculate the exact value) x nn 의 값에 360°를 더하여 연산하여야 한다.It must be calculated by adding 360° to the value of

같은 방법으로 in the same way RR nn -1-One this 1/4분면에in the 1/4 quadrant 있을 때, when there is xx nn this 4/4분면에서in the 4/4 quadrant 나타나면(예를 들어, appear (e.g. RR nn -1-One = 1°인데, = 1°, xx nn = 359°가 관측되었다면, 이때, = 359° was observed, then xx nn = -1°가 되어야 정확한 값의 계산이 이루어진다) x = -1° to calculate the correct value) x nn 의 값에 360°를 빼서 연산하여야 한다.It must be calculated by subtracting 360° from the value of

즉, 연산을 통해 도출된 방위 결과치인 R이 단계 S12에서 존재하는 위치를 확인하여(S13), 2/4분면 또는 3/4분면에 존재하면 상기 방위 도출치를 방위 값으로 그대로 적용한다(S14). That is, the location where R, the azimuth result value derived through the calculation, exists in step S12 is checked (S13), and if it exists in the 2/4 quadrant or 3/4 quadrant, the derived azimuth value is applied as the azimuth value (S14). ).

이와는 달리 상기 단계 S12에서 방위(R)가 존재하는 위치가 2/4분면 또는 3/4분면이 아니면, 단계 S12에서 방위(R)가 존재하는 위치에 따라 관측 값을 보정하고, 보정된 관측 값을 이용하여 재귀식 연산을 통해 정밀한 방위를 도출한다(S15 - S16).In contrast, if the location where the direction R exists in step S12 is not in the 2/4 quadrant or the 3/4 quadrant, the observed value is corrected according to the location where the direction R exists in step S12, and the corrected observation value A precise bearing is derived through a recursive operation using (S15 - S16).

즉, 단계 S12에서 방위(R)가 존재하는 위치가 1/4분면 또는 4/4분면에 존재하면, 관측 값을 보정하여 관측 값을 안정화한 후, 방위를 연산하여 산출한다.That is, if the position at which the direction R exists in step S12 exists in the 1/4 quadrant or 4/4 quadrant, the observed value is stabilized by correcting the observed value, and then the bearing is calculated and calculated.

다시 말해, 단계 S12에서 방위(R)가 존재하는 위치가 4/4분면이고, 관측 값(x)이 1/4분면에 나타나면, 아래와 같은 <수학식 2> 를 통해 관측 값을 보정하여 안정화한 후, 안정화된 관측 값(xn)을 이용하여 방위(Rn)를 다시 산출한다.In other words, if the position where the orientation R exists in step S12 is in the 4/4 quadrant and the observed value (x) appears in the 1/4 quadrant, the observed value is corrected and stabilized through Equation 2 below. Afterwards, the direction (R n ) is calculated again using the stabilized observation value (x n ).

Figure pat00003
Figure pat00003

만약, 단계 S12에서 방위(R)가 존재하는 위치가 1/4분면이고, 관측 값(x)이 4/4분면에 나타나면, 아래와 같은 <수학식 3> 을 통해 관측 값을 보정하여 안정화한 후, 안정화된 관측 값(xn)을 이용하여 방위(Rn)를 다시 산출한다.If, in step S12, the location where the direction R exists is in the 1/4 quadrant and the observed value (x) appears in the 4/4 quadrant, the observed value is corrected and stabilized through Equation 3 below , the bearing (R n ) is calculated again using the stabilized observation value (x n ).

Figure pat00004
Figure pat00004

이와 같이 본 발명은 선박에 설치되는 레이더를 비롯한 정밀 방위가 필요한 장치와의 연동을 위해, 마그네틱 컴퍼스의 방위 값을 정밀하게 산출하여 제공할 수 있으므로, 정밀 방위 센서의 도움 없이도 일반적인 방위를 안정적으로 얻을 수 있는 이점이 있다.In this way, the present invention can accurately calculate and provide the azimuth value of the magnetic compass for interworking with devices that require precise azimuth, including a radar installed on a ship, so that a general azimuth can be stably obtained without the help of a precision azimuth sensor. There are advantages that can be

특히, 소형 선박들이 ARPA Radar를 사용하려고 해도 방위 센서의 입력 값을 얻지 못해 사용할 수 없었던 부분을, 기존 선박에 배치되어 있는 마그네틱 컴퍼스를 활용하여 안정적인 방위를 제공할 수 있어, 소형 선박에서도 ARPA Radar를 쉽게 사용할 수 있도록 도모해준다.In particular, even if small ships try to use the ARPA Radar, it is possible to provide a stable bearing by utilizing the magnetic compass placed on the existing ship, which could not be used because the input value of the direction sensor was not obtained, so even small ships can use the ARPA Radar. It helps to make it easy to use.

국가차원에서 그동안 방위 제공 장치가 매우 고가여서, ARPA Radar 등을 어민들에게 지원하는 것에 한계가 있어 왔으나, 본 발명과 같이 마그네틱 컴퍼스의 관측 값을 안정화시킨 후 정밀하게 방위 값을 산출함으로써, 정부의 입장에서 ARPA Radar를 어민들에게 지원하는 것에 용이함을 도모해줄 수 있다.At the national level, the defense providing device has been very expensive, so there has been a limit to supporting ARPA Radar, etc. to fishermen. From this point of view, it can facilitate the support of ARPA Radar to fishermen.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventors has been specifically described according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is common knowledge in the art that various changes can be made without departing from the gist of the present invention. It is self-evident to those who have

Claims (4)

마그네틱 컴퍼스에서 관측된 관측 값을 기초로 방위를 산출하여 제공하는 방위산출장치에서 마그네틱 컴파스의 방위를 산출하는 방법으로서,
(a) 마그네틱 컴퍼스에서 측정된 관측 값을 획득하는 단계;
(b) 상기 획득한 관측 값을 기초로 연산을 통해 방위(R)를 도출하는 단계;
(c) 상기 (b)단계에서 도출된 방위(R)가 존재하는 위치를 확인하여, 2/4분면 또는 3/4분면에 존재하면 상기 방위 도출치를 방위 값으로 적용하는 단계; 및
(d) 상기 (b)단계에서 도출된 방위(R)가 존재하는 위치가 2/4분면 또는 3/4분면이 아니면, 상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치에 따라 관측 값을 보정하고, 보정된 관측 값을 이용하여 재귀식 연산을 통해 정밀한 방위를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴파스의 방위산출방법.
A method of calculating the orientation of a magnetic compass in an orientation calculation device that calculates and provides an orientation based on observation values observed in a magnetic compass,
(a) obtaining an observation value measured by a magnetic compass;
(b) deriving a direction (R) through calculation based on the obtained observation value;
(c) checking the location where the direction (R) derived in the step (b) exists, and if it exists in the 2/4 quadrant or 3/4 quadrant, applying the derived azimuth value as an azimuth value; and
(d) If the position where the direction R derived in the step (b) exists is not in the 2/4 quadrant or the 3/4 quadrant, the observed value according to the position where the direction R exists in the step (b) Correcting and deriving a precise bearing through a recursive operation using the corrected observation value.
청구항 1에서, 상기 (d)단계는,
상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치가 1/4분면 또는 4/4분면에 존재하면, 관측 값을 보정하여 관측 값을 안정화하는 것을 특징으로 하는 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴파스의 방위산출방법.
In claim 1, the (d) step,
If the position where the direction (R) exists in step (b) exists in the 1/4 quadrant or 4/4 quadrant, the magnetic compass for linking the ship radar, characterized in that the observed value is stabilized by correcting the observed value. Defense Calculation Method.
청구항 1에서, 상기 (d)단계는,
상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치가 4/4분면이고, 관측 값(x)이 1/4분면에 나타나면, 아래와 같은 수식을 통해 관측 값을 보정하여 안정화한 후, 안정화된 관측 값(xn)을 이용하여 방위(Rn)를 다시 산출하는 것을 특징으로 하는 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴파스의 방위산출방법.
Figure pat00005

In claim 1, the (d) step,
In the step (b), if the location where the direction R exists is in the 4/4 quadrant and the observed value (x) appears in the 1/4 quadrant, the observed value is corrected and stabilized through the following formula, and then the stabilized A direction calculation method of a magnetic compass for linking a ship radar, characterized in that the direction (R n ) is recalculated using the observed value (x n ).
Figure pat00005

청구항 1에서, 상기 (d)단계는,
상기 (b)단계에서 방위(R)가 존재하는 위치가 1/4분면이고, 관측 값(x)이 4/4분면에 나타나면, 아래와 같은 수식을 통해 관측 값을 보정하여 안정화한 후, 안정화된 관측 값(xn)을 이용하여 방위(Rn)를 다시 산출하는 것을 특징으로 하는 선박 레이더 연동을 위한 마그네틱 컴파스의 방위산출방법.
Figure pat00006

In claim 1, the (d) step,
In the step (b), if the location where the direction R exists is in the 1/4 quadrant and the observed value (x) appears in the 4/4 quadrant, the observed value is corrected and stabilized through the following formula, and then the stabilized A direction calculation method of a magnetic compass for linking a ship radar, characterized in that the direction (R n ) is recalculated using the observed value (x n ).
Figure pat00006

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100764320B1 (en) 2005-02-24 2007-10-05 최조천 A method and a device for taking of best suitable direction by mixing GPS data and MR data

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KR100764320B1 (en) 2005-02-24 2007-10-05 최조천 A method and a device for taking of best suitable direction by mixing GPS data and MR data

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