KR20230083007A - Apparatus and method for receiving laser signals - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신호 수신 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 레이저 신호를 수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a signal receiving apparatus and method. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method for receiving a laser signal.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this part merely provide background information on the present embodiment and do not constitute prior art.
종래에는 수 nsec 펄스 폭을 가지고, 주기적으로 장입되는 레이저 신호를 디지털 신호 처리하기 위해 빠른 클럭으로 동작하는 ADC(Analog-digital converter)가 필요함에 따라, ADC의 출력을 입력 받아 신호 처리하는 로직 역시 빠른 클럭으로 동작된다. 고속 클럭으로 ADC의 출력을 이용하여 레이저 신호를 탐지하기 위해서는 신호 처리 타이밍 마진을 고려해야하고, 이에 따라 설계의 복잡도가 높아지고, 저속 클럭으로 동작하는 로직보다 전력 소모가 높다는 문제가 있다.Conventionally, as an ADC (Analog-digital converter) that has a pulse width of several nsec and operates at a fast clock to digitally process a laser signal that is periodically loaded is required, the logic for receiving the output of the ADC and processing the signal is also fast. It works as a clock. In order to detect a laser signal using the output of an ADC with a high-speed clock, a signal processing timing margin must be considered, which increases design complexity and consumes more power than logic operated with a low-speed clock.
기존의 레이저 신호 탐지 장치는 레이저 신호를 인지하는 아날로그 센서와 ADC를 통과하여 생성된 디지털 레이저 신호를 입력 받아 이미 알고 있는 레이저 코드와 비교 후 결과를 출력하며, 레이저 코드 주기를 고려하여 최소 분해능 넘버를 입력 받아 해당하는 클럭 주파수를 발생시킬 수 있다. 수신된 레이저 신호는 레이저 코드 샘플링 블록에서 임계치와 비교하여 연산량을 줄이며, 레이저 코드 정합을 위해 레이저 코드 넘버를 입력하여 레이저 코드 발생 블록에서 코드를 발생시키며, 레이저 코드 정합 블록에서 레이저 코드와 레이저 코드 샘플링 결과를 입력 받아 코드 정합 결과를 출력한다. 따라서, 기존의 레이저 신호 탐지 장치는 레이저 샘플링 블록에서 연산량을 줄이기 위해 모든 기능에 대해 고속 클럭을 사용하여 설계가 복잡해지고 전력이 많이 소모되는 문제가 있다.Existing laser signal detection devices receive digital laser signals generated by passing through analog sensors and ADCs that recognize laser signals, compare them with known laser codes, output results, and set the minimum resolution number in consideration of laser code cycles. It can receive input and generate the corresponding clock frequency. The received laser signal is compared with the threshold in the laser code sampling block to reduce the amount of calculation, inputs the laser code number for laser code matching, generates a code in the laser code generation block, and samples the laser code and laser code in the laser code matching block. It receives the result as input and outputs the code matching result. Therefore, conventional laser signal detection devices use high-speed clocks for all functions in order to reduce the amount of calculation in the laser sampling block, resulting in complicated designs and high power consumption.
또한, 일부 로직에 대해서는 클럭 속도를 낮출 수 있는 방안이 있으나, 모든 로직에 대해 클럭 속도를 낮출 수 있는 기술은 없다. 보다 상세하게는, 레이저 코드의 최소 분해능 넘버를 고려하여 연산량을 감소시키는 로직을 구현하는 방법은 레이저 코드 포착 로직의 클럭 속도는 낮출 수 있으나 레이저 코드 추적 로직의 클럭 속도를 낮출 수 없다는 문제점이 있다.In addition, there is a method for lowering the clock speed for some logic, but there is no technique for lowering the clock speed for all logic. More specifically, the method of implementing the logic for reducing the amount of calculation in consideration of the minimum resolution number of the laser code has a problem in that the clock speed of the laser code tracking logic cannot be lowered although the clock speed of the laser code acquisition logic can be lowered.
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 고속 클럭 기반의 레이저 신호 포착 및 추적 방식이 아닌 저속 클럭 기반의 연산을 수행함으로써 레이저 추적기 수신부의 설계 난이도, 비용 및 시간을 줄일 수 있는 레이저 신호 수신 장치 및 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a laser signal receiving device and method capable of reducing the design difficulty, cost, and time of a laser tracker receiver by performing a low-speed clock-based operation rather than a high-speed clock-based laser signal acquisition and tracking method. are doing
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other non-specified objects of the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 장치는 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 전처리부, 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하는 레이저 신호 포착부 및 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하는 레이저 신호 추적부를 포함한다.A laser signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object determines a sampling frequency by receiving filter information including a size and a pulse width of a laser signal, and receives an analog laser signal reflected from a target. A pre-processing unit for converting the converted digital laser signal into a digital laser signal using the determined sampling frequency, a laser signal capturing unit for capturing the converted digital laser signal and performing signal processing using the determined sampling frequency, and tracking the captured laser signal and a laser signal tracking unit for performing signal processing using the determined sampling frequency and outputting information of the captured laser signal.
여기서, 상기 전처리부는, 상기 필터 정보를 입력받아 상기 전처리부를 제어하는 제어부 및 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 필터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the pre-processing unit may include a control unit that controls the pre-processing unit by receiving the filter information, and a filtering unit that determines the magnitude and pulse width of the laser signal received by the pre-processing unit in response to the filter information.
여기서, 상기 전처리부는, 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 클럭 발생부, 상기 발생된 클럭 주파수를 상기 샘플링 주파수로 하여 아날로그 레이저 신호를 디지털 레이저 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호 변환부 및 상기 제어부와 연결되어 상기 필터링부와 상기 클럭 발생부의 동작 여부를 제어하는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the pre-processing unit includes a clock generation unit generating a clock frequency corresponding to the filter information, an analog-to-digital signal conversion unit converting an analog laser signal into a digital laser signal using the generated clock frequency as the sampling frequency, and the It is characterized in that it includes a first switch that is connected to the controller and controls whether the filtering unit and the clock generator operate.
여기서, 상기 클럭 발생부는, 다수의 주파수를 기록하는 간격 메모리, 상기 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 전달하는 제2 스위치 및 상기 제어부로부터 출력된 필터 정보를 입력받아 상기 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환하며, 상기 변환된 클럭 주파수를 상기 아날로그-디지털 신호 변환부로 송신하는 클럭 주파수 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the clock generation unit receives filter information output from an interval memory for recording a plurality of frequencies, a second switch that selects and transmits a specific frequency among the plurality of frequencies, and converts the specific frequency into a clock frequency. and a clock frequency generator for transmitting the converted clock frequency to the analog-to-digital signal converter.
여기서, 상기 필터링부는, 미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시키는 제1 필터, 미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시키는 제2 필터 및 상기 레이저 신호의 전력을 증폭시키는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the filtering unit includes a first filter that passes only frequency signals of a predetermined first reference frequency or less, a second filter that passes only frequency signals of a predetermined second reference frequency or more, and an amplifier that amplifies power of the laser signal. It is characterized by doing.
여기서, 상기 제1 필터는, 미리 결정된 N개(N=0, 1, 2 ...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정하고, 상기 제2 필터는, 미리 결정된 M개(M=0, 1, 2 ...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정하고, 상기 간격 메모리는, (N X M) 개의 주파수를 저장하는 것을 특징으로 한다.Here, the first filter determines the pulse width by a predetermined number of N (N = 0, 1, 2 ...), and the second filter determines the pulse width by a predetermined number of M (M = 0, 1, 2 ...), and the interval memory stores (N X M) frequencies.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 장치에 의해 수행되는 레이저 신호 수신 방법은 전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계, 레이저 신호 포착부가, 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하는 단계 및 레이저 신호 추적부가, 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하는 단계를 포함한다.In the laser signal receiving method performed by the laser signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the pre-processing unit receives filter information including the size and pulse width of the laser signal and determines the sampling frequency. And receiving the analog laser signal reflected from the target and converting it into a digital laser signal using the determined sampling frequency. A laser signal capture unit captures the converted digital laser signal and performs signal processing using the determined sampling frequency. and a laser signal tracking unit tracking the captured laser signal, performing signal processing using the determined sampling frequency, and outputting information of the captured laser signal.
여기서, 상기 전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계는, 상기 필터 정보를 입력받아 상기 전처리부를 제어하는 단계 및 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the pre-processing unit determines the sampling frequency by receiving filter information including the size and pulse width of the laser signal, receives the analog laser signal reflected from the target, and converts it into a digital laser signal using the determined sampling frequency The step may include controlling the pre-processing unit by receiving the filter information, and determining the magnitude and pulse width of the laser signal received by the pre-processing unit in response to the filter information.
여기서, 상기 전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계는, 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계, 상기 발생된 클럭 주파수를 상기 샘플링 주파수로 하여 아날로그 레이저 신호를 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계 및 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계와 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계의 수행 여부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the pre-processing unit determines the sampling frequency by receiving filter information including the size and pulse width of the laser signal, receives the analog laser signal reflected from the target, and converts it into a digital laser signal using the determined sampling frequency The steps include generating a clock frequency corresponding to the filter information, converting an analog laser signal into a digital laser signal using the generated clock frequency as the sampling frequency, and generating a clock frequency corresponding to the filter information and controlling whether or not to perform the step of determining the magnitude and pulse width of the laser signal received by the pre-processing unit in response to the step and the filter information.
여기서, 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계는, 다수의 주파수를 기록하는 단계, 상기 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 전달하는 단계 및 상기 필터 정보를 입력받아 상기 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환하며, 상기 변환된 클럭 주파수를 아날로그-디지털 신호 변환부로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the step of generating a clock frequency corresponding to the filter information includes recording a plurality of frequencies, selecting and transmitting a specific frequency among the plurality of frequencies, and receiving the filter information to determine the specific frequency as a clock frequency. and transmitting the converted clock frequency to an analog-to-digital signal conversion unit.
여기서, 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계는, 미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시키는 단계, 미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시키는 단계 및 상기 레이저 신호의 전력을 증폭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the step of determining the magnitude and pulse width of the laser signal received by the pre-processing unit in response to the filter information includes passing only frequency signals of a predetermined first reference frequency or less, and a frequency signal of a predetermined second reference frequency or higher. It is characterized in that it comprises the step of passing only and the step of amplifying the power of the laser signal.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 탐지 시스템은 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 전처리부, 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하는 레이저 신호 포착부 및 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하는 레이저 신호 추적부를 포함하는 레이저 신호 수신 장치; 및A laser signal detection system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object determines a sampling frequency by receiving filter information including the magnitude and pulse width of a laser signal, and receives an analog laser signal reflected from a target. A pre-processing unit for converting the converted digital laser signal into a digital laser signal using the determined sampling frequency, a laser signal capturing unit for capturing the converted digital laser signal and performing signal processing using the determined sampling frequency, and tracking the captured laser signal a laser signal receiving device including a laser signal tracking unit which performs signal processing using the determined sampling frequency and outputs information of the captured laser signal; and
상기 레이저 신호 수신 장치와 미리 정의한 레이저 코드를 기초로 표적을 향해 레이저 신호를 송신하는 레이저 신호 송신 장치;를 포함한다.and a laser signal transmitting device for transmitting a laser signal toward a target based on the laser signal receiving device and a predefined laser code.
여기서, 상기 레이저 신호 송신 장치는, 레이저 펄스 폭을 설정하는 레이저 펄스 설정부, 상기 레이저 신호 포착부에서 포착한 레이저 신호의 주기로 레이저의 주기를 설정하는 레이저 주기 설정부 및 상기 레이저 코드를 기초로 레이저 신호를 탐지하는 레이저 신호 탐지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the laser signal transmission device includes a laser pulse setting unit for setting a laser pulse width, a laser period setting unit for setting a laser cycle with a cycle of a laser signal captured by the laser signal capture unit, and a laser based on the laser code. Characterized in that it comprises a; laser signal detection unit for detecting the signal.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 레이저 신호 수신 장치 및 방법을 적용함으로써 고속 클럭 기반의 레이저 신호 포착 및 추적 방식이 아닌 저속 클럭 기반의 연산을 수행함에 따라 레이저 추적기 수신부의 설계 난이도, 비용 및 시간을 줄일 수 있다.As described above, according to various embodiments of the present invention, by applying the laser signal receiving device and method, the design difficulty of the laser tracker receiver is performed by performing a low-speed clock-based operation rather than a high-speed clock-based laser signal capture and tracking method. , cost and time can be reduced.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effects are not explicitly mentioned here, the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their provisional effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 종래 기술의 레이저 신호 수신 로직과 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 로직의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 탐지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전처리부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클럭 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 장치의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸 것이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a prior art laser signal reception logic and a laser signal reception logic according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing the configuration of a laser signal detection system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram schematically showing the configuration of a pre-processing unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a clock generator according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining a signal processing process of a laser signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a laser signal receiving method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함 하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined. Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention, and singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded. Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In this specification, identification codes (eg, a, b, c, etc.) for each step are used for convenience of explanation, and identification codes do not describe the order of each step, and each step is clearly Unless a specific order is specified, it may occur in a different order from the specified order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다"등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In this specification, expressions such as "has", "may have", "includes" or "may include" indicate the existence of a corresponding feature (eg, numerical value, function, operation, or component such as a part). indicated, and does not preclude the presence of additional features.
또한, 본 명세서에 기재된 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있으며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터 구조들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.In addition, the term '~unit' described in this specification may mean software or a hardware component such as a field-programmable gate array (FPGA) or ASIC, and '~unit' performs certain roles. However, '~ part' is not limited to software or hardware. '~bu' may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Therefore, as an example, '~unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data structures and variables. Functions provided within components and '~units' may be combined into smaller numbers of components and '~units' or further separated into additional components and '~units'.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 신호 수신 장치 및 방법의 다양한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of a laser signal receiving apparatus and method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에 기재된 실시 예들은 레이저 신호 추적기, 전자전 수신기, 레이다 경보 수신기, 전자 공격 신호 발생기 등 전자공격이 필요한 전자전분야의 송신기 및 수신기에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 레이저 탐색기에 탑재되어 레이저 신호를 탐지할 수 있는 레이저 신호 수신 장치에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명에서는 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드와 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드를 모두 탐지할 수 있는 레이저 신호 탐지 시스템에 대하여 설명한다.Embodiments described in this specification can be applied to transmitters and receivers in the field of electronic warfare requiring electronic attacks, such as laser signal trackers, electronic warfare receivers, radar warning receivers, and electronic attack signal generators. In particular, in the present invention, a laser signal receiving device mounted on a laser searcher and capable of detecting a laser signal will be described. In addition, the present invention describes a laser signal detection system capable of detecting both a Pulse Repetition Frequency (PRF) code and a Pulse Interval Modulation (PIM) code.
도 1은 종래 기술의 레이저 신호 수신 로직과 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 로직의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a prior art laser signal reception logic and a laser signal reception logic according to an embodiment of the present invention.
도 1의 (a) 내지 (b)는 종래 기술의 레이저 신호 수신 로직의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 1 (a) to (b) are block diagrams schematically showing the configuration of a prior art laser signal reception logic.
종래에는 수 nsec 펄스 폭을 가지고, 주기적으로 장입되는 레이저 신호를 디지털 신호 처리하기 위해 빠른 클럭으로 동작하는 ADC가 필요함에 따라, ADC의 출력을 입력 받아 신호 처리하는 로직 역시 빠른 클럭으로 동작된다. 고속 클럭으로 ADC의 출력을 이용하여 레이저 신호를 탐지하기 위해서는 신호 처리 타이밍 마진을 고려해야하고, 이에 따라 설계의 복잡도가 높아지고, 저속 클럭으로 동작하는 로직보다 전력 소모가 높다는 문제가 있다.Conventionally, as an ADC that has a pulse width of several nsec and operates at a fast clock to digitally process a laser signal that is periodically loaded is required, the logic for receiving the output of the ADC and processing the signal is also operated at a fast clock. In order to detect a laser signal using the output of an ADC with a high-speed clock, a signal processing timing margin must be considered, which increases design complexity and consumes more power than logic operated with a low-speed clock.
기존의 레이저 신호 탐지 장치는 레이저 신호를 인지하는 아날로그 센서와 ADC를 통과하여 생성된 디지털 레이저 신호를 입력 받아 이미 알고 있는 레이저 코드와 비교 후 결과를 출력하며, 레이저 코드 주기를 고려하여 최소 분해능 넘버를 입력 받아 해당하는 클럭 주파수를 발생시킬 수 있다. 수신된 레이저 신호는 레이저 코드 샘플링 블록에서 임계치와 비교하여 연산량을 줄이며, 레이저 코드 정합을 위해 레이저 코드 넘버를 입력하여 레이저 코드 발생 블록에서 코드를 발생시키며, 레이저 코드 정합 블록에서 레이저 코드와 레이저 코드 샘플링 결과를 입력 받아 코드 정합 결과를 출력한다. 따라서, 기존의 레이저 신호 탐지 장치는 레이저 샘플링 블록에서 연산량을 줄이기 위해 모든 기능에 대해 고속 클럭을 사용하여 설계가 복잡해지고 전력이 많이 소모되는 문제가 있다.Existing laser signal detection devices receive digital laser signals generated by passing through analog sensors and ADCs that recognize laser signals, compare them with known laser codes, output results, and set the minimum resolution number in consideration of laser code cycles. It can receive input and generate the corresponding clock frequency. The received laser signal is compared with the threshold in the laser code sampling block to reduce the amount of calculation, inputs the laser code number for laser code matching, generates a code in the laser code generation block, and samples the laser code and laser code in the laser code matching block. It receives the result as input and outputs the code matching result. Therefore, conventional laser signal detection devices use high-speed clocks for all functions in order to reduce the amount of calculation in the laser sampling block, resulting in complicated designs and high power consumption.
또한, 일부 로직에 대해서는 클럭 속도를 낮출 수 있는 방안이 있으나, 모든 로직에 대해 클럭 속도를 낮출 수 있는 기술은 없다. In addition, there is a method for lowering the clock speed for some logic, but there is no technique for lowering the clock speed for all logic.
클럭은 CPU를 비롯한 컴퓨터의 모든 부품들은 특정한 신호에 맞추어 동작을 하는데, 이 특정한 신호를 의미한다. 클럭은 클럭 발생기에서 만들어 내는데 클럭 수가 높을수록 처리 속도가 빠르다는 것을 의미한다.The clock means that all parts of a computer, including the CPU, operate in accordance with a specific signal, and this specific signal means. The clock is generated by a clock generator, and the higher the number of clocks, the faster the processing speed.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 모든 로직 블록이 고속 클럭을 사용하는 레이저 신호 수신 로직과 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 레이저 신호 포착 로직을 제외한 나머지 로직이 고속 클럭을 사용하는 레이저 신호 수신 로직은 제안된 바 있으나, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 모든 로직 블록이 저속 클럭을 사용하는 레이저 신호 수신 로직은 제안된 바 없다.As shown in (a) of FIG. 1, as shown in (b) of FIG. 1, all logic blocks except for the laser signal reception logic using the high-speed clock and the laser signal acquisition logic use the high-speed clock. Although a laser signal reception logic used has been proposed, as shown in FIG. 1(c), a laser signal reception logic in which all logic blocks use a low-speed clock has not been proposed.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 레이저 신호 수신 장치 및 방법을 적용함으로써 고속 클럭 기반의 레이저 신호 포착 및 추적 방식이 아닌 저속 클럭 기반의 연산을 수행함에 따라 레이저 추적기 수신부의 설계 난이도, 비용 및 시간을 줄일 수 있다.By applying the laser signal receiving apparatus and method according to various embodiments of the present invention, the design difficulty, cost, and time of the laser tracker receiver are reduced by performing low-speed clock-based calculations rather than high-speed clock-based laser signal capture and tracking methods. can be reduced
본 발명에서 저속은 1MHz 이상, 100MHz 이하인 것을 의미하는 것이 바람직하다.In the present invention, the low speed preferably means 1 MHz or more and 100 MHz or less.
100MHz 를 초과하는 클럭은 고속 클럭으로 간주할 수 있다.Clocks exceeding 100 MHz can be considered high-speed clocks.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 탐지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.2 is a block diagram schematically showing the configuration of a laser signal detection system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 레이저 신호 탐지 시스템(10)은 레이저 신호 수신 장치(100)와 레이저 신호 송신 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the laser
레이저 신호 수신 장치(100)는 전처리부(110), 레이저 신호 포착부(140) 및 레이저 신호 추적부(150)를 포함한다. 레이저 신호 수신 장치(100)는 표적(300)으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신할 수 있다.The laser
전처리부(110)는 샘플링 주파수를 결정하고, 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 표적(300)으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 디지털 레이저 신호로 변환할 수 있다. 보다 상세하게는, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적(300)으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환할 수 있다. 전처리부(110)는 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호를 입력 받아 레이저 신호 포착부(140) 및 레이저 신호 추적부(150)의 연산량을 줄일 수 있다.The pre-processor 110 may determine a sampling frequency, receive an analog laser signal reflected from the
전처리부(110)에 대해서는 도 3에서 보다 상세하게 설명한다.The
레이저 신호 포착부(140)는 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 변환된 디지털 레이저 신호를 포착할 수 있다. 보다 상세하게는, 레이저 신호 포착부(140)는 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고, 전처리부(110)에서 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.The laser
레이저 신호 추적부(150)는 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 포착된 레이저 신호를 추적하고, 포착된 레이저 신호의 정보를 디스플레이부(미도시)에 출력할 수 있다. 레이저 신호 추적부(150)는 포착된 레이저 신호의 주기를 추적하고, 추적한 레이저 신호의 주기를 레이저 신호 포착부(140)에 전달할 수 있다. 레이저 신호 추적부(150)는 포착된 레이저 신호를 추적하고, 전처리부(110)에서 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.The laser
레이저 신호 송신 장치(200)는 레이저 펄스 설정부(210), 레이저 주기 설정부(230) 및 레이저 신호 탐지부(250)를 포함한다. 레이저 신호 송신 장치(200)는 레이저 신호 수신 장치(100)와 미리 정의한 레이저 코드를 기초로 표적을 향해 레이저 신호를 송신할 수 있다.The laser
레이저 펄스 설정부(210)는 운용자에 의하여 입력되는 레이저 펄스 폭 길이를 기반으로 레이저 펄스 폭을 설정할 수 있다.The laser
레이저 주기 설정부(230)는 레이저 신호 포착부(140)에서 포착한 레이저 신호의 주기로 레이저의 주기를 설정할수 있다.The laser
레이저 신호 탐지부(250)는 레이저 펄스 및 레이저 주기로 형성된 정합 신호를 기초로 레이저 신호를 탐지할 수 있다. 구체적으로 레이저 신호 탐지부(250)는 PRF/PIM을 선택하여 표적(300)으로 송신할 수 있다. 레이저 신호 탐지부(250)는 정의된 레이저 코드를 기초로 레이저 신호를 탐지할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 레이저 신호 송신 장치(200)는 레이저 신호 수신 장치(100)와 미리 정의한 펄스 폭, 레이저 주기 및 PRF/PIM을 선택할 수 있다.The laser
레이저 신호 탐지부(250)는 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드와 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드를 모두 탐지할 수 있다. 여기서, PRF(Pulse Repetition Frequency)은 펄스 반복 주파수를 나타내며, PIM(Pulse Interval Modulation)은 펄스 간격 변조를 나타낸다.The
PRF(Pulse Repetition Frequency)는 초당 송신되는 펄스의 수를 의미하고 이를 통해 탐지 거리와 표적의 속도를 측정할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.PRF (Pulse Repetition Frequency) refers to the number of pulses transmitted per second, and through this, the detection distance and speed of the target can be measured, but is not necessarily limited thereto.
PIM(Pulse Interval Modulation)은 단위 시간 당 정보 전달 효율이 높다. 즉, 주파수 효율성이 높고, n개의 이진 신호군을 2n개의 광 펄스 위치 시간 간격으로 표현할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.PIM (Pulse Interval Modulation) has high information transfer efficiency per unit time. That is, although frequency efficiency is high and n binary signal groups can be expressed with 2n light pulse position time intervals, it is not necessarily limited thereto.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, PRF/PIM 코드 주기 정보는 레이저 신호 수신 장치 내부 또는 외부에 위치하는 레이저 코드 발생부(미도시)의 출력으로서, 코드 넘버에 따른 결과값일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the PRF/PIM code period information is an output of a laser code generator (not shown) located inside or outside the laser signal receiving device, and may be a result value according to a code number.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 레이저 신호 포착부(140)는 레이저 코드 발생부가 생성한 레이저 코드 주기 정보(예를 들어, PRF/PIM 코드 주기 정보)를 수신하여, 이를 기반으로 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고, 전처리부(110)에서 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the laser
도 2에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시 예에서 레이저 신호 탐지 시스템(10)과 연결된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.All blocks shown in FIG. 2 are not essential components, and in other embodiments, some blocks connected to the laser
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전처리부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.3 is a block diagram schematically showing the configuration of a pre-processing unit according to an embodiment of the present invention.
전처리부(110)는 제어부(111), 제1 스위치(112), 아날로그-디지털 신호 변환부(113), 필터링부(120) 및 클럭 발생부(130)를 포함한다.The
제어부(111)는 운용자에 의하여 입력되는 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 전처리부(110)를 제어할 수 있다.The
필터링부(120)는 제어부(111)가 입력 받은 필터 정보에 대응하여 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정할 수 있다. 필터링부(120)는 제1 필터(121), 제2 필터(122), 증폭기(123) 및 필터생성부(124)를 포함한다.The
제1 필터(121)는 미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 필터(121)는 LPF(Low pass filter)일 수 있다. 제1 필터(121)는 미리 결정된 N개(N=0,1,2??)의 수 만큼 펄스 폭을 결정할 수 있다.The
제2 필터(122)는 미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2 필터(122)는 HPF(High pass filter)일 수 있다. 제2 필터(122)는 미리 결정된 M개(M=0,1,2??)의 수 만큼 펄스 폭을 결정할 수 있다.The
증폭기(123)는 필터 정보에 대응하여 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호의 전력을 증폭시킬 수 있다. 증폭기(123)(AMP)는 미리 알려진 다양한 방법을 통하여 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호의 전력을 증폭시킬 수 있다.The
필터생성부(124)는 제어부(111)가 입력 받은 필터 정보에 대응하여 펄스 폭을 결정할 수 있도록 제1 필터(121)와 제2 필터(122)를 생성하거나 조절할 수 있다.The
클럭 발생부(130)는 제어부(111)가 입력 받은 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생시킬 수 있다.The
클럭 발생부(130)에 대해서는 도 4에서 보다 상세하게 설명한다.The
아날로그-디지털 신호 변환부(113)는 클럭 발생부(130)가 발생한 클럭 주파수를 샘플링 주파수로 결정하여 외부로부터 수신된 아날로그 무선 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 아날로그-디지털 신호 변환부(113)는 AD 컨버터(ADC)일 수 있다.The analog-to-
제1 스위치(112)는 제어부(111)와 연결되어 필터링부(120)와 클럭 발생부(130)의 동작 여부를 제어할 수 있다.The
도 3에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시 예에서 전처리부(110)와 연결된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.All blocks shown in FIG. 3 are not essential components, and some blocks connected to the
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클럭 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.4 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a clock generator according to an embodiment of the present invention.
클럭 발생부(130)는 간격 메모리(131), 제2 스위치(122) 및 클럭 주파수 생성부(123)를 포함한다.The
간격 메모리(131)는 다수의 주파수를 기록할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 간격 메모리(112)는 Interval Rom으로 형성될 수 있으며, 한번 기록한 데이터를 빠른 속도로 읽을 수 있지만, 다시 기록할 수 없는 메모리일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 간격 메모리(131)는 제1 필터(121)가 미리 결정된 N개(N=0,1,2...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정할 수 있고, 제2 필터(122)가 미리 결정된 M개(M=0,1,2...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정할 수 있는 경우, (N X M) 개의 주파수를 저장할 수 있다.
예를 들어, 제1 필터(121)가 3가지의 펄스 폭을 결정할 수 있고, 제2 필터(122)가 3가지의 펄스 폭을 결정할 수 있는 경우, 필터링부(120)는 총 9가지 펄스 폭을 결정할 수 있으며, 간격 메모리(131)는 총 9개의 주파수 값을 저장할 수 있다.For example, if the
간격 메모리(131)는 미리 정한 기준 주파수값(예를 들어, 100MHz) 이하의 값을 가지는 주파수만을 저장할 수 있도록 구현된 것이 바람직하다.The
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 간격 메모리(131)는 미리 정한 간격(예를 들어, 1MHz)만큼의 차이를 가지는 총 9개의 주파수 값을 저장할 수 있다. 예를 들어, 간격 메모리(131)는 92 MHz, 93 MHz, 94 MHz, 95 MHz, 96 MHz, 97 MHz, 98 MHz, 99 MHz, 100 MHz에 해당하는 주파수 값들을 저장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
제2 스위치(122)는 간격 메모리(131)에 저장된 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 클럭 주파수 생성부(123)로 전달할 수 있다.The
클럭 주파수 생성부(123)는 제어부(111)가 입력 받아 출력한 필터 정보를 입력 받아 제2 스위치(122)가 전달한 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환할 수 있으며, 변환된 클럭 주파수를 아날로그-디지털 신호 변환부(113)로 송신할 수 있다. 클럭 발생부(130)는 제2 스위치(122)를 통해 N개의 주파수 중에서 특정 주파수를 선택해서 아날로그-디지털 신호 변환부(113)로 전달할 수 있으며, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 상술한 바와 같이 스위치(114)를 통해 다수의 간격으로 나눈 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 클럭 주파수를 생성할 수 있다.The clock
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 장치의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.5 and 6 are diagrams for explaining a signal processing process of a laser signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 우선, 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 아날로그 레이저 신호의 펄스 폭을 15nsec로 가정한다. 제1 스위치(112)에 의해 제어되어 필터링부(120)가 동작하지 않은 경우, 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 그대로 레이저 신호의 펄스 폭은 15nsec로 유지될 수 있다.Referring to FIG. 5 , first, it is assumed that the pulse width of the analog laser signal received by the laser
운용자가 입력한 필터 정보에 대응하여 클럭 발생부(130)가 생성한 클럭 주파수가 200MHz인 경우, 아날로그-디지털 신호 변환부(113)는 200MHz를 샘플링 주파수로 하여 신호 변환을 수행할 수 있다. 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 아날로그 레이저 신호는 디지털 신호 5개로 샘플링되어 디지털 레이저 신호로 변환될 수 있다.When the clock frequency generated by the
레이저 신호 포착부(140) 및 레이저 신호 추적부(150)는 샘플링 주파수인 200MHz에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.The laser
도 6을 참조하면, 우선, 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 아날로그 레이저 신호의 펄스 폭을 15nsec로 가정한다. 제1 스위치(112)에 의해 제어되어 필터링부(120)가 동작하는 경우, 필터링부(120)는 운용자에 의하여 입력 받은 필터 정보에 대응하여 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호의 펄스 폭이 30nsec로 2배 늘어나도록 할 수 있다.Referring to FIG. 6 , first, it is assumed that the pulse width of the analog laser signal received by the laser
운용자가 입력한 필터 정보에 대응하여 클럭 발생부(130)가 생성한 클럭 주파수가 100MHz인 경우, 아날로그-디지털 신호 변환부(113)는 100MHz를 샘플링 주파수로 하여 신호 변환을 수행할 수 있다. 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 아날로그 레이저 신호는 디지털 신호 5개로 샘플링되어 디지털 레이저 신호로 변환될 수 있다.When the clock frequency generated by the
레이저 신호 포착부(140) 및 레이저 신호 추적부(150)는 샘플링 주파수인 100MHz에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.The laser
이하에서, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 표적 탐지 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a target detection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 .
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸 것이다.7 is a flowchart illustrating a laser signal receiving method according to an embodiment of the present invention.
S701 단계에서, 레이저 신호 수신 장치(100)는, 샘플링 주파수를 결정하고, 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 디지털 레이저 신호로 변환할 수 있다.In step S701 , the laser
S702 단계에서, 레이저 신호 수신 장치(100)는, 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행할 수 있다.In step S702, the laser
S703 단계에서, 레이저 신호 수신 장치(100)는, 포착된 레이저 신호를 추적하고 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력할 수 있다.In step S703, the laser
도 7에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시 예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 7에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.In FIG. 7, it is described that each process is sequentially executed, but this is merely an example, and a person skilled in the art changes and executes the sequence described in FIG. 7 within the range not departing from the essential characteristics of the embodiment of the present invention Alternatively, it will be possible to apply various modifications and variations by executing one or more processes in parallel or adding another process.
레이저 신호 수신 장치(100)와 레이저 신호 송신 장치(200)에 포함된 구성요소들이 도 2에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.Components included in the laser
레이저 신호 수신 장치(100)와 레이저 신호 송신 장치(200)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.The laser
레이저 신호 수신 장치(100)와 레이저 신호 송신 장치(200)는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.The laser
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록 매체로서는 자기기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.Even though all components constituting the embodiments of the present invention described above are described as being combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the object of the present invention, all of the components may be selectively combined with one or more to operate. In addition, although all of the components may be implemented as a single independent piece of hardware, some or all of the components are selectively combined to perform some or all of the combined functions in one or a plurality of pieces of hardware. It may be implemented as a computer program having. In addition, such a computer program may implement an embodiment of the present invention by being stored in a computer readable medium such as a USB memory, a CD disk, or a flash memory and read and executed by a computer. A recording medium of a computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, and the like.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art can make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 레이저 신호 탐지 시스템
100: 레이저 신호 수신 장치
110: 전처리부
111: 제어부
112: 제1 스위치
113: 아날로그-디지털 신호 변환부
120: 필터링부
130: 클럭 발생부
140: 레이저 신호 포착부
150: 레이저 신호 추적부
200: 레이저 신호 송신 장치
210: 레이저 펄스 설정부
230: 레이저 주기 설정부
250: 레이저 신호 탐지부10: laser signal detection system
100: laser signal receiving device
110: pre-processing unit
111: control unit
112: first switch
113: analog-digital signal conversion unit
120: filtering unit
130: clock generator
140: laser signal capture unit
150: laser signal tracking unit
200: laser signal transmission device
210: laser pulse setting unit
230: laser cycle setting unit
250: laser signal detection unit
Claims (13)
상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하는 레이저 신호 포착부; 및
상기 포착된 레이저 신호를 추적하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하는 레이저 신호 추적부를 포함하는 레이저 신호 수신 장치.a pre-processing unit that receives filter information including the magnitude and pulse width of the laser signal, determines a sampling frequency, receives an analog laser signal reflected from the target, and converts the analog laser signal into a digital laser signal using the determined sampling frequency;
a laser signal capture unit that captures the converted digital laser signal and performs signal processing using the determined sampling frequency; and
and a laser signal tracking unit that tracks the captured laser signal, performs signal processing using the determined sampling frequency, and outputs information on the captured laser signal.
상기 전처리부는,
상기 필터 정보를 입력받아 상기 전처리부를 제어하는 제어부; 및
상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 필터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 장치.According to claim 1,
The pre-processing unit,
a control unit for receiving the filter information and controlling the pre-processing unit; and
and a filtering unit configured to determine an amplitude and a pulse width of the laser signal received by the pre-processing unit in response to the filter information.
상기 전처리부는,
상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 클럭 발생부;
상기 발생된 클럭 주파수를 상기 샘플링 주파수로 하여 아날로그 레이저 신호를 디지털 레이저 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호 변환부; 및
상기 제어부와 연결되어 상기 필터링부와 상기 클럭 발생부의 동작 여부를 제어하는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 장치.According to claim 2,
The pre-processing unit,
a clock generator generating a clock frequency corresponding to the filter information;
an analog-to-digital signal converter for converting an analog laser signal into a digital laser signal by using the generated clock frequency as the sampling frequency; and
and a first switch connected to the control unit to control whether the filtering unit and the clock generator unit operate.
상기 클럭 발생부는,
다수의 주파수를 기록하는 간격 메모리;
상기 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 전달하는 제2 스위치; 및
상기 제어부로부터 출력된 필터 정보를 입력받아 상기 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환하며, 상기 변환된 클럭 주파수를 상기 아날로그-디지털 신호 변환부로 송신하는 클럭 주파수 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 장치.According to claim 3,
The clock generator,
an interval memory that records multiple frequencies;
a second switch that selects and transmits a specific frequency among the plurality of frequencies; and
and a clock frequency generation unit receiving the filter information output from the control unit, converting the specific frequency into a clock frequency, and transmitting the converted clock frequency to the analog-digital signal conversion unit.
상기 필터링부는,
미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시키는 제1 필터;
미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시키는 제2 필터; 및
상기 레이저 신호의 전력을 증폭시키는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 장치.According to claim 4,
The filtering unit,
a first filter for passing only signals with a frequency equal to or less than a predetermined first reference frequency;
a second filter for passing only signals having a frequency equal to or higher than a predetermined second reference frequency; and
A laser signal receiving device comprising an amplifier for amplifying power of the laser signal.
상기 제1 필터는,
미리 결정된 N개(N=0, 1, 2 ...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정하고,
상기 제2 필터는,
미리 결정된 M개(M=0, 1, 2 ...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정하고,
상기 간격 메모리는,
(N X M) 개의 주파수를 저장하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 장치.According to claim 5,
The first filter,
Determine the pulse width by a predetermined number of N (N = 0, 1, 2 ...),
The second filter,
Determine the pulse width by a predetermined number of M (M = 0, 1, 2 ...),
The interval memory,
A laser signal receiving device characterized in that for storing (NXM) number of frequencies.
전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계;
레이저 신호 포착부가, 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하는 단계; 및
레이저 신호 추적부가, 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하는 단계;를 포함하는 레이저 신호 수신 방법.A laser signal receiving method performed by a laser signal receiving device,
Step, by a pre-processing unit, receiving filter information including the magnitude and pulse width of the laser signal, determining a sampling frequency, receiving an analog laser signal reflected from the target, and converting the analog laser signal into a digital laser signal using the determined sampling frequency;
a laser signal capturing unit capturing the converted digital laser signal and performing signal processing using the determined sampling frequency; and
A laser signal receiving method comprising: tracking the captured laser signal, performing signal processing using the determined sampling frequency, and outputting information of the captured laser signal, by a laser signal tracking unit.
상기 전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계는,
상기 필터 정보를 입력받아 상기 전처리부를 제어하는 단계; 및
상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.According to claim 7,
The pre-processing unit receives filter information including the size and pulse width of the laser signal, determines a sampling frequency, receives the analog laser signal reflected from the target, and converts it into a digital laser signal using the determined sampling frequency. ,
receiving the filter information and controlling the pre-processing unit; and
and determining the magnitude and pulse width of the laser signal received by the pre-processing unit in response to the filter information.
상기 전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계는,
상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계;
상기 발생된 클럭 주파수를 상기 샘플링 주파수로 하여 아날로그 레이저 신호를 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계; 및
상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계와 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계의 수행 여부를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 방법.According to claim 8,
The pre-processing unit receives filter information including the size and pulse width of the laser signal, determines a sampling frequency, receives the analog laser signal reflected from the target, and converts it into a digital laser signal using the determined sampling frequency. ,
generating a clock frequency corresponding to the filter information;
converting an analog laser signal into a digital laser signal by using the generated clock frequency as the sampling frequency; and
Controlling whether the step of generating a clock frequency corresponding to the filter information and the step of determining the magnitude and pulse width of the laser signal received by the pre-processing unit in response to the filter information are performed; characterized in that it comprises a How to receive the laser signal.
상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계는,
다수의 주파수를 기록하는 단계;
상기 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 전달하는 단계; 및
상기 필터 정보를 입력받아 상기 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환하며, 상기 변환된 클럭 주파수를 아날로그-디지털 신호 변환부로 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 방법.According to claim 9,
Generating a clock frequency in response to the filter information includes:
recording multiple frequencies;
Selecting and transmitting a specific frequency among the plurality of frequencies; and
and receiving the filter information, converting the specific frequency into a clock frequency, and transmitting the converted clock frequency to an analog-to-digital signal converter.
상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계는,
미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시키는 단계;
미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시키는 단계; 및
상기 레이저 신호의 전력을 증폭시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 방법.According to claim 10,
The step of determining the magnitude and pulse width of the laser signal received by the pre-processing unit in response to the filter information,
Passing only signals with a frequency equal to or less than a predetermined first reference frequency;
Passing only signals with a frequency equal to or higher than a predetermined second reference frequency; and
A laser signal receiving method comprising a; step of amplifying the power of the laser signal.
상기 레이저 신호 수신 장치와 미리 정의한 레이저 코드를 기초로 표적을 향해 레이저 신호를 송신하는 레이저 신호 송신 장치;를 포함하는 레이저 신호 탐지 시스템.A pre-processing unit that receives filter information including the magnitude and pulse width of the laser signal, determines the sampling frequency, receives the analog laser signal reflected from the target, and converts it into a digital laser signal using the determined sampling frequency; A laser signal capturing unit that captures a digital laser signal and performs signal processing using the determined sampling frequency, and tracks the captured laser signal and performs signal processing using the determined sampling frequency, and information of the captured laser signal A laser signal receiving device including a laser signal tracking unit for outputting; and
A laser signal detection system comprising: the laser signal receiving device and a laser signal transmitting device for transmitting a laser signal toward a target based on a predefined laser code.
상기 레이저 신호 송신 장치는,
레이저 펄스 폭을 설정하는 레이저 펄스 설정부;
상기 레이저 신호 포착부에서 포착한 레이저 신호의 주기로 레이저의 주기를 설정하는 레이저 주기 설정부; 및
상기 레이저 코드를 기초로 레이저 신호를 탐지하는 레이저 신호 탐지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 탐지 시스템.According to claim 12,
The laser signal transmission device,
a laser pulse setting unit for setting a laser pulse width;
a laser cycle setting unit for setting a cycle of a laser based on a cycle of the laser signal captured by the laser signal capturing unit; and
A laser signal detection system comprising a; laser signal detector for detecting a laser signal based on the laser code.
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