KR20230166406A - Method of tracking a moving target, apparatus for tracking a moving target, and computer program for the method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이다를 이용하여 이동하는 표적을 효과적으로 추적할 수 있는 이동 표적 추적 방법, 이동 표적 추적 장치 및 상기 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 위하여, 이동하는 표적을 추적하는 방법에 있어서, 제1 시점에 제1 위치에 위치하며 이동하는 레이다를 이용하여 상기 제1 시점에 제3 위치에 위치하는 표적의 위치와 속도를 획득하는 단계, 상기 제1 시점으로부터 미리 지정된 스캔 주기가 지난 제2 시점에 제2 위치에 위치하는 상기 레이다로부터 상기 제2 시점의 상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하는 단계, 및 상기 예상 거리 범위, 상기 예상 각도 범위, 및 상기 예상 속도 범위를 기초로 상기 표적을 추적하는 단계를 포함하는, 이동 표적 추적 방법, 이동 표적 추적 장치 및 상기 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.The present invention provides a moving target tracking method capable of effectively tracking a moving target using radar, a moving target tracking device, and a computer program stored in a recording medium for executing the method. , acquiring the position and speed of a target located at a third position at a first time point using a radar located at a first position at a first time point and moving, Calculating an expected distance range, an expected angle range, and an expected speed range of the target at the second time point from the radar located at a second location at a second time point, and the expected distance range, the expected angle range, and the A moving target tracking method including the step of tracking the target based on an expected speed range, a moving target tracking device, and a computer program stored in a recording medium for executing the method are provided.
Description
본 발명의 실시예들은 이동 표적 추적 방법, 이동 표적 추적 장치 및 상기 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 관한 것으로서, 더 상세하게는 레이다를 이용하여 이동하는 표적을 효과적으로 추적할 수 있는 이동 표적 추적 방법, 이동 표적 추적 장치 및 상기 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a moving target tracking method, a moving target tracking device, and a computer program stored in a recording medium for executing the method, and more specifically, to a moving target that can effectively track a moving target using radar. It relates to a target tracking method, a moving target tracking device, and a computer program stored in a recording medium for executing the method.
레이다에서 표적을 추적하기 위해서는 탐지된 정보(예컨대, 플롯)을 활용하여 트랙을 생성하여야 한다. 트랙을 생성하는 방법으로는 2개의 플롯을 활용하는 2-point 개시가 있다. 2-point 개시는 서로 다른 시간에 탐지된 두 플롯의 위치와 시간 차이를 활용하여 속도 성분을 추출하여 트랙의 위치와 속도 성분을 모두 얻을 수 있는 방법이다. 이러한 2-point 개시를 수행하기 위해서는 탐색 과정에서 탐지되는 수많은 플롯들 중에 서로 연관되는 플롯을 찾아야 한다.In order to track a target on radar, a track must be created using detected information (e.g., a plot). A method of creating a track is a 2-point initiation using two plots. 2-point initiation is a method that extracts velocity components using the position and time difference of two plots detected at different times to obtain both the position and velocity components of the track. In order to perform this 2-point initiation, it is necessary to find plots that are related to each other among the numerous plots detected during the search process.
종래의 레이다 시스템에서 플롯을 연관하는 방식은 특정 범위의 거리, 각도, 도플러 속도 차이 이내에 존재하는 플롯을 연관하는 방식이다. 스캔 1에서 탐지된 플롯 과 스캔 2에서 탐지된 플롯 의 연관 여부를 아래 [수학식 1 내지 4] 조건을 활용하여 구할 수 있다.In a conventional radar system, the method of associating plots is to associate plots that exist within a specific range of distance, angle, and Doppler velocity difference. Plot detected in
<수학식 1><
<수학식 2><
<수학식 3><Equation 3>
<수학식 4><Equation 4>
여기서, 은 거리(range)를, 는 고각을, 는 방위각을, 는 도플러 속도를 의미한다. [수학식 1 내지 4]의 4가지 조건이 동시에 만족할 때 과 가 연관된다. 이때 임계값 의 값의 범위를 적당히 지정하지 못하여 작게 설정되면 연관에 실패하여 트랙이 개시되지 못할 가능성이 커지며, 너무 크게 설정되면 다른 표적 또는 오경보와 연관되어 허위 트랙이 발생할 가능성이 커진다. 또한 고속으로 이동하는 표적의 경우 스캔 1과 스캔 2 사이에 위치 변화가 발생하여 임계값을 크게 하지 않으면 연관이 어려운 문제가 있다. here, is the distance, The elevation is is the azimuth, means Doppler speed. When the four conditions of [
스캔 2에서의 예상 위치와 오차 범위는 다양한 요소로 인해 달라진다. 레이다는 표적의 시선 방향 속도(도플러 속도)의 크기만 측정할 수 있으므로, 실제 표적의 속도(크기와 방향)는 알 수 없다. 시선 속도의 크기와 표적이 가질 수 있는 최대 속도에 따라 다음 스캔에서의 예상 위치의 오차 범위가 달라진다. 스캔과 스캔 간 시간차이(스캔 주기)가 커지면 불확실성이 증가하는 것이므로, 오차 범위가 더 커지게 된다. 또한 레이다 스스로의 움직임에 의해서 표적의 상대적인 위치, 도플러 속도 등의 특성이 달라질 수 있다. 종래의 기술은 경험적으로 설정한 임계값을 고정적으로 사용한다. 따라서 표적의 특성, 스캔 주기, 레이다의 이동에 따라 달라지는 오차 범위를 반영하지 못하는 한계가 있다. The expected position and error range in
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 레이다를 이용하여 이동하는 표적을 효과적으로 추적할 수 있는 이동 표적 추적 방법, 이동 표적 추적 장치 및 상기 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The problem to be solved by the present invention is to provide a moving target tracking method that can effectively track a moving target using radar, a moving target tracking device, and a computer program stored in a recording medium to execute the method. do. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.
본 발명의 일 관점에 따르면, 이동하는 표적을 추적하는 방법에 있어서, 제1 시점에 제1 위치에 위치하며 이동하는 레이다를 이용하여 상기 제1 시점에 제3 위치에 위치하는 표적의 위치와 속도를 획득하는 단계, 상기 제1 시점으로부터 미리 지정된 스캔 주기가 지난 제2 시점에 제2 위치에 위치하는 상기 레이다로부터 상기 제2 시점의 상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하는 단계, 및 상기 예상 거리 범위, 상기 예상 각도 범위, 및 상기 예상 속도 범위를 기초로 상기 표적을 추적하는 단계를 포함하는, 이동 표적 추적 방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention, in a method of tracking a moving target, the position and speed of the target located at a third position at the first time point using a radar located at a first position at a first time point and moving. Obtaining an expected distance range, expected angle range, and expected speed range of the target at the second time point from the radar located at a second position at a second time point after a predetermined scan period from the first time point. A moving target tracking method is provided, including calculating the target, and tracking the target based on the expected distance range, the expected angle range, and the expected speed range.
상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하는 단계는, 상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 거리와 상기 예상 거리의 오차 범위를 산출하는 단계, 및 상기 레이다의 상기 표적에 대한 거리 측정 오차에 의한 거리 오차, 속도 측정 오차에 의한 거리 오차, 및 상기 표적의 가속도에 의한 거리 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 거리 범위를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the expected distance range, expected angle range, and expected speed range of the target includes calculating an expected distance of the target at the second viewpoint and an error range of the expected distance from the radar, and It may include calculating the expected distance range of the target by considering the distance error due to the distance measurement error for the target, the distance error due to the speed measurement error, and the distance error due to the acceleration of the target.
상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하는 단계는, 상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 각도와 상기 예상 각도의 오차 범위를 산출하는 단계, 및 상기 레이다의 상기 표적에 대한 각도 측정 오차에 의한 각도 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 각도 범위를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the expected distance range, expected angle range, and expected speed range of the target includes calculating an expected angle of the second viewpoint of the target and an error range of the expected angle from the radar, and It may include calculating the expected angle range of the target by considering angle error due to angle measurement error for the target.
상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하는 단계는, 상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 속도와 상기 예상 속도의 오차 범위를 산출하는 단계, 및 상기 레이다의 상기 표적에 대한 속도 측정 오차에 의한 속도 오차, 및 상기 표적의 가속도에 의한 속도 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 속도 범위를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the expected distance range, expected angle range, and expected speed range of the target includes calculating an expected speed of the target at the second viewpoint and an error range of the expected speed from the radar, and It may include calculating an expected speed range of the target by considering a speed error due to a speed measurement error for the target and a speed error due to acceleration of the target.
상기 표적을 추적하는 단계는, 상기 예상 거리 범위, 상기 예상 각도 범위, 및 상기 예상 속도 범위를 모두 만족하는 상기 표적의 연관 범위를 설정하는 단계, 및 상기 연관 범위를 만족하는 상기 제2 시점의 상기 표적을 기초로 상기 제1 시점으로부터 상기 제2 시점까지의 상기 표적을 추적하는 단계를 포함할 수 있다.The tracking of the target includes setting an association range of the target that satisfies all of the expected distance range, the expected angle range, and the expected speed range, and the second time point that satisfies the association range. It may include tracking the target from the first time point to the second time point based on the target.
상기 표적을 추적하는 단계는, 상기 스캔 주기의 변경에 대응하여 상기 연관 범위를 재설정하는 단계를 포함할 수 있다.Tracking the target may include resetting the association range in response to a change in the scan period.
본 발명의 일 관점에 따르면, 컴퓨터를 이용하여 상술한 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 제공된다.According to one aspect of the present invention, a computer program stored in a recording medium is provided to execute the above-described method using a computer.
본 발명의 일 관점에 따르면, 이동하는 표적을 향해 전자기파를 방사하고, 상기 표적으로부터 반사된 신호를 수신하고, 제1 시점에 제1 위치에 위치하며 이동하는 레이다, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 레이다를 이용하여 상기 제1 시점에 제3 위치에 위치하는 표적의 위치와 속도를 획득하고, 상기 제1 시점으로부터 미리 지정된 스캔 주기가 지난 제2 시점에 제2 위치에 위치하는 상기 레이다로부터 상기 제2 시점의 상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하고, 상기 예상 거리 범위, 상기 예상 각도 범위, 및 상기 예상 속도 범위를 기초로 상기 표적을 추적하는, 이동 표적 추적 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a radar that radiates electromagnetic waves toward a moving target, receives a signal reflected from the target, is located in a first position at a first time and moves, and a processor, the processor The radar acquires the position and speed of a target located at a third position at the first time point using the radar, and is located at the second position at a second time point after a predetermined scan period has passed from the first time point. Calculating an expected distance range, an expected angle range, and an expected speed range of the target at the second time point from the target, and tracking the target based on the expected distance range, the expected angle range, and the expected speed range, A target tracking device is provided.
상기 프로세서는, 상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 거리와 상기 예상 거리의 오차 범위를 산출하고, 상기 레이다의 상기 표적에 대한 거리 측정 오차에 의한 거리 오차, 속도 측정 오차에 의한 거리 오차, 및 상기 표적의 가속도에 의한 거리 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 거리 범위를 산출할 수 있다.The processor calculates an expected distance of the target at the second viewpoint from the radar and an error range of the expected distance, a distance error due to a distance measurement error of the radar to the target, and a distance error due to a speed measurement error. , and the distance error due to the acceleration of the target can be taken into consideration to calculate the expected distance range of the target.
상기 프로세서는, 상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 각도와 상기 예상 각도의 오차 범위를 산출하고, 상기 레이다의 상기 표적에 대한 각도 측정 오차에 의한 각도 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 각도 범위를 산출할 수 있다.The processor calculates an expected angle of the second viewpoint of the target and an error range of the expected angle from the radar, and considers an angle error due to an angle measurement error of the radar for the target and an expected angle of the target. The range can be calculated.
상기 프로세서는, 상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 속도와 상기 예상 속도의 오차 범위를 산출하고, 상기 레이다의 상기 표적에 대한 속도 측정 오차에 의한 속도 오차, 및 상기 표적의 가속도에 의한 속도 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 속도 범위를 산출할 수 있다.The processor calculates an expected speed of the target at the second time point and an error range of the expected speed from the radar, a speed error due to a speed measurement error of the radar for the target, and an error range based on the acceleration of the target. Considering the speed error, the expected speed range of the target can be calculated.
상기 프로세서는, 상기 예상 거리 범위, 상기 예상 각도 범위, 및 상기 예상 속도 범위를 모두 만족하는 상기 표적의 연관 범위를 설정하고, 상기 연관 범위를 만족하는 상기 제2 시점의 상기 표적을 기초로 상기 제1 시점으로부터 상기 제2 시점까지의 상기 표적을 추적할 수 있다.The processor sets an association range of the target that satisfies all of the expected distance range, the expected angle range, and the expected speed range, and sets the first association range based on the target at the second time that satisfies the association range. The target may be tracked from a first time point to the second time point.
상기 프로세서는, 상기 스캔 주기의 변경에 대응하여 상기 연관 범위를 재설정할 수 있다.The processor may reset the associated range in response to a change in the scan period.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the detailed description, claims and drawings for carrying out the invention below.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이다를 이용하여 이동하는 표적을 효과적으로 추적할 수 있는 이동 표적 추적 방법, 이동 표적 추적 장치 및 상기 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention made as described above, a moving target tracking method capable of effectively tracking a moving target using radar, a moving target tracking device, and a computer program stored in a recording medium to execute the method are provided. It can be implemented. Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 장치의 프로세서 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 방법을 보여주는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 예상 거리 범위를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 예상 각도 범위를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 예상 속도 범위를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining the configuration and operation of a moving target tracking device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the processor configuration of a moving target tracking device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart showing a method for tracking a moving target according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining a method of calculating an expected distance range according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram for explaining a method of calculating an expected angle range according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram for explaining a method of calculating an expected speed range according to an embodiment of the present invention.
7 to 9 are diagrams for explaining a method for tracking a moving target according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. When describing with reference to the drawings, identical or corresponding components will be assigned the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. .
이하의 실시예에서, 제1 이나 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라, 일 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 그리고 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 배제하는 것은 아니다.In the following embodiments, terms such as first or second are used not in a limiting sense but for the purpose of distinguishing one component from another component. And singular expressions include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. Additionally, terms such as include or have mean that the features or components described in the specification exist, and do not exclude the possibility of adding one or more other features or components.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, the sizes of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are shown arbitrarily for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. 그리고 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 영역, 구성요소, 부, 블록 또는 모듈들 중간에 다른 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다.In the following embodiments, when a part such as a region, component, unit, block, or module is said to be on or on another part, it is not only the case that it is directly on top of the other part, but also the other area, component, or module in between. , also includes cases where blocks or modules are included. And when areas, components, parts, blocks, or modules are connected, not only are the areas, components, parts, blocks, or modules directly connected, but also other areas are in between the areas, components, parts, blocks, or modules. , also includes cases where components, parts, blocks, or modules are interposed and indirectly connected.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, several embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings in order to enable those skilled in the art to easily practice the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 장치의 프로세서 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration and operation of a moving target tracking device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the processor configuration of a moving target tracking device according to an embodiment of the present invention. .
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 장치(100)는 메모리(110), 프로세서(120), 통신 모듈(130) 및 레이다(140)를 포함할 수 있다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이동 표적 추적 장치(100)는 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있고 일부 구성요소가 생략될 수도 있다. 이동 표적 추적 장치(100)의 일부 구성요소는 복수의 장치로 분리될 수도 있고, 복수개의 구성요소들이 하나의 장치로 병합될 수도 있다.First, referring to FIG. 1, the moving
메모리(110)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(110)에는 이동 표적 추적 장치(100)를 제어하기 위한 프로그램 코드가 일시적 또는 영구적으로 저장될 수 있다.The
프로세서(120)는 레이다를 이용하여 제1 시점에 제3 위치에 위치하는 표적의 위치와 속도를 획득하고, 제1 시점으로부터 미리 지정된 스캔 시간이 지난 제2 시점에 제2 위치에 위치하는 레이다로부터 제2 시점의 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하고, 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 기초로 표적을 추적할 수 있다.The
통신 모듈(130)은 네트워크를 통해 외부 장치와 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 이동 표적 추적 장치(100)의 프로세서(120)가 메모리(110)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청이 통신 모듈(130)의 제어에 따라 네트워크를 통해 외부 장치로 전달될 수 있다. 역으로, 외부 장치의 프로세서의 제어에 따라 제공되는 제어 신호나 명령, 컨텐츠, 파일 등이 네트워크를 거쳐 통신 모듈(130)을 통해 이동 표적 추적 장치(100)로 수신될 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(130)을 통해 수신된 외부 장치의 제어 신호나 명령 등은 프로세서(120)나 메모리(110)로 전달될 수 있다.The
통신 방식은 제한되지 않으며, 네트워크가 포함할 수 있는 통신망(일례로, 이동통신망, 유선 인터넷, 무선 인터넷, 방송망)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 네트워크는, PAN(personal area network), LAN(local area network), CAN(campus area network), MAN(metropolitan area network), WAN(wide area network), BBN(broadband network), 인터넷 등의 네트워크 중 하나 이상의 임의의 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크는 버스 네트워크, 스타 네트워크, 링 네트워크, 메쉬 네트워크, 스타-버스 네트워크, 트리 또는 계층적(hierarchical) 네트워크 등을 포함하는 네트워크 토폴로지 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The communication method is not limited, and may include not only a communication method utilizing a communication network that the network may include (for example, a mobile communication network, wired Internet, wireless Internet, and a broadcasting network), but also short-range wireless communication between devices. For example, networks include personal area network (PAN), local area network (LAN), campus area network (CAN), metropolitan area network (MAN), wide area network (WAN), broadband network (BBN), Internet, etc. It may include one or more arbitrary networks among the networks. Additionally, the network may include, but is not limited to, any one or more of network topologies including a bus network, star network, ring network, mesh network, star-bus network, tree or hierarchical network, etc. .
또한, 통신 모듈(130)은 외부 장치와 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 통신 방식은 제한되지 않지만, 네트워크는 근거리 무선통신망일 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Wifi 통신망일 수 있다. Additionally, the
레이다(140)는 전자기파를 송수신하는 장치일 수 있다. 레이다(140)는 이동하는 표적을 향해 전자기파를 방사할 수 있다. 또한, 레이다(140)는 표적으로부터 반사된 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 표적으로부터 반사된 신호는 전자기파일 수 있다. 또한, 레이다(140)는 이동할 수 있다. 즉, 레이다(140)는 고정되어 있지 않고 이동하는 상태에서 이동하는 표적을 추적할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이동 표적 추적 장치(100)는 입출력 인터페이스를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스는 입출력 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 키보드 또는 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 어플리케이션의 통신 세션을 표시하기 위한 디스플레이와 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 보다 구체적인 예로, 이동 표적 추적 장치(100)의 프로세서(120)는 메모리(110)에 로딩된 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리함에 있어서 외부 서버가 제공하는 데이터를 이용하여 구성되는 서비스 화면이나 컨텐츠가 입출력 인터페이스를 통해 디스플레이에 표시될 수 있다.Additionally, the moving
또한, 다른 실시예들에서 이동 표적 추적 장치(100)는 도 1의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상술한 입출력 장치 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 내부 구성요소들에 전력을 공급하는 배터리 및 충전 장치, 각종 센서, 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다.Additionally, in other embodiments, the moving
이하 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 장치(100)의 프로세서(120)의 내부 구성에 대하여 상세히 검토한다. 후술되는 프로세서(120)는 이해의 용이를 위하여 도 1에 도시된 이동 표적 추적 장치(100)의 프로세서(120)임을 가정하고 설명한다.Hereinafter, the internal configuration of the
본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 장치(100)의 프로세서(120)는 위치 속도 획득부(121), 예상 범위 산출부(122), 표적 추적부(123)를 포함한다. 몇몇 실시예에 따라 프로세서(120)의 구성요소들은 선택적으로 프로세서(120)에 포함되거나 제외될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 따라 프로세서(120)의 구성요소들은 프로세서(120)의 기능의 표현을 위해 분리 또는 병합될 수도 있다.The
이러한 프로세서(120) 및 프로세서(120)의 구성요소들은 도 3의 이동 표적 추적 방법이 포함하는 단계들(S110 내지 S130)을 수행하도록 이동 표적 추적 장치(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120) 및 프로세서(120)의 구성요소들은 메모리(110)가 포함하는 운영체제의 코드와 적어도 하나의 프로그램의 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 여기서, 프로세서(120)의 구성요소들은 이동 표적 추적 장치(100)에 저장된 프로그램 코드가 제공하는 명령에 따라 프로세서(120)에 의해 수행되는 프로세서(120)의 서로 다른 기능들(different functions)의 표현들일 수 있다. 프로세서(120)의 내부 구성 및 구체적인 동작에 대해서는 도 3의 이동 표적 추적 방법의 순서도를 참조하여 설명하기로 한다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 방법을 보여주는 순서도이다.Figure 3 is a flowchart showing a method for tracking a moving target according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 단계 S110에서, 프로세서(120)는 제1 시점에 제1 위치에 위치하며 이동하는 레이다를 이용하여 제1 시점에 제3 위치에 위치하는 표적의 위치와 속도를 획득할 수 있다. 이때, 표적은 이동하는 표적일 수 있다. 예컨대, 표적은 제3 위치에서 다른 위치로 이동하는 표적일 수 있다. 예를 들어, 레이다는 표적을 추적하기 위하여 미리 지정된 스캔 주기 마다 표적의 위치와 속도 정보를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 3, in step S110, the
단계 S120에서, 프로세서(120)는 제1 시점으로부터 미리 지정된 스캔 주기가 지난 제2 시점에 제2 위치에 위치하는 레이다로부터 제2 시점의 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출할 수 있다. 예컨대, 레이다는 제1 시점으로부터 제2 시점까지의 시간 동안 제1 위치에서 제2 위치로 이동할 수 있다. 또한, 표적은 제1 시점으로부터 제2 시점까지의 시간 동안 제3 위치에서 다른 위치로 이동할 수 있다. In step S120, the
예를 들어, 프로세서(120)는 제2 시점에 레이다를 기준으로 표적이 가질 수 있는 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출할 수 있다. 예컨대, 예상 거리 범위는 레이다를 기준으로 표적이 위치할 수 있는 최소 거리와 최대 거리를 포함하는 거리 범위를 나타낼 수 있다. 예상 각도 범위는 레이다를 기준으로 표적이 가질 수 있는 최소 각도와 최대 각도를 포함하는 각도 범위를 나타낼 수 있다. 예상 속도 범위는 레이다를 기준으로 표적이 가질 수 있는 최소 속도와 최대 속도를 포함하는 속도 범위를 나타낼 수 있다.For example, the
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(120)는 레이다로부터 표적의 제2 시점의 예상 거리와 예상 거리의 오차 범위를 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 레이다의 표적에 대한 거리 측정 오차에 의한 거리 오차, 속도 측정 오차에 의한 거리 오차, 및 표적의 가속도에 의한 거리 오차를 고려하여 표적의 예상 거리 범위를 산출할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(120)는 레이다로부터 표적의 제2 시점의 예상 각도와 예상 각도의 오차 범위를 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 레이다의 표적에 대한 각도 측정 오차에 의한 각도 오차를 고려하여 표적의 예상 각도 범위를 산출할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(120)는 레이다로부터 표적의 제2 시점의 예상 속도와 예상 속도의 오차 범위를 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 레이다의 표적에 대한 속도 측정 오차에 의한 속도 오차, 및 표적의 가속도에 의한 속도 오차를 고려하여 표적의 예상 속도 범위를 산출할 수 있다.The
단계 S130에서, 프로세서(120)는 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 기초로 표적을 추적할 수 있다. 프로세서(120)는 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 기초로 제2 시점의 표적의 연관 범위를 설정하여 표적을 추적할 수 있다. In step S130,
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(120)는 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 모두 만족하는 표적의 연관 범위를 설정할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 연관 범위를 만족하는 제2 시점의 표적을 기초로 제1 시점으로부터 제2 시점까지의 표적을 추적할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(120)는 스캔 주기의 변경에 대응하여 연관 범위를 재설정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 표적의 스캔 주기의 변경에 따라 연관 범위를 재설정할 수 있다. 예컨대, 스캔 주기가 길어지면 표적 측정에 대한 불확실성이 늘어나 연관 범위가 넓어질 수 있고, 스캔 주기가 짧아지면 표적 측정에 대한 불확실성이 줄어들어 연관 범위가 좁아질 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 예상 거리 범위를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 4 is a diagram for explaining a method of calculating an expected distance range according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적의 예상 거리 범위를 산출할 수 있다. 여기서 과 는 각각 과 를 획득한 시간에 레이다의 위치를 의미한다. 스캔 주기(과 탐지 시간 차이)가 T일 때 T만큼 시간이 흐르고 난 후에 등속도로 이동하는 표적이 가질 수 있는 위치는 거리 방향에 수직된 직선상의 점들(예컨대, 도 4의 으로부터 까지의 직선상의 점들)이다. 표적이 정확히 레이다(원점)로 향하여 올 경우에 표적의 속도는 이며, 표적의 이동 방향이 다른 경우 보다 큰 속도를 가진다.Referring to FIG. 4, the expected distance range of the target according to an embodiment of the present invention can be calculated. here class are respectively class It means the position of the radar at the time it was acquired. Scan cycle ( class When the detection time difference (detection time difference) is T, the positions that a target moving at a constant speed can have after time has passed by T are points on a straight line perpendicular to the distance direction (e.g., in Figure 4). from points on a straight line up to . The target is exactly on the radar (origin) ), the target's speed is and if the target's direction of movement is different It has greater speed.
표적이 가질 수 있는 최대 속도를 라고 하면 표적의 가질 수 있는 위치 범위 에서 로 제한된다. 표적이 속도를 가지고 을 향해 이동할 경우 다음 스캔(예컨대, 제2 시점)에서 표적의 예상 거리는 이며, 이는 에서 의 오차 범위를 가진다. 경우에 따라 가 보다 작은 경우가 있으며, 이러한 경우 에서 의 오차범위를 가진다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이,는 , , 를 꼭지점으로 하는 삼각형에서 제2코사인 법칙을 적용하여 <수학식 5>와 같이 산출된다.The maximum speed a target can have This is the possible position range of the target. at is limited to target with speed The expected distance of the target in the next scan (e.g., second view) is and this is at has an error range of In some cases go There are cases where it is smaller than at has a margin of error. For example, as shown in Figure 4, Is , , It is calculated as <Equation 5> by applying the second cosine law to a triangle with as the vertex.
<수학식 5><Equation 5>
는 도 4에서 , , 를 꼭지점으로 하는 삼각형으로부터 제2코사인 법칙을 적용하여 <수학식 6>과 같이 산출된다. In Figure 4 , , It is calculated as <Equation 6> by applying the second cosine law from a triangle with as the vertex.
<수학식 6><Equation 6>
이동 방향 불확실성에 의한 거리 오차는 의 범위를 가진다. 여기서 를 적용한 것은 앞서 기술 한대로 가 보다 작은 경우 에서 의 오차 범위를 가지는 것을 반영하기 위함이다. 는 다음과 같이 구한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 벡터 와 로부터 내적 공식을 활용하여 <수학식 7>과 같이 산출된다.Distance error due to movement direction uncertainty is has a range of here was applied as previously described. go If less than at This is to reflect that it has an error range of . is obtained as follows: For example, as shown in Figure 4, the vector and It is calculated as <Equation 7> using the inner product formula.
<수학식 7><Equation 7>
거리 측정 정확도가 (1-sigma 기준)일 때, 2번의 측정에 대해 3-sigma 기준 거리 측정 오차의 범위는 로 정의할 수 있다. 도플러 속도 측정 정확도가 (1-sigma 기준)일 때, 도플러 속도 오차에 의한 거리 오차는 3-sigma 기준으로 로 정의할 수 있다. 표적의 최대 가속도에 의한 오차는 으로 정의된다(여기서 는 표적이 가질 수 있는 최대 가속도). 따라서 표적의 이동 방향 불확실성에 의한 거리 오차, 거리 측정 오차에 의한 거리 오차, 도플러 속도 측정 오차에 의한 거리 오차, 표적의 가속도에 의한 거리 오차를 모두 고려하면 의 거리 는 다음 <수학식 8>과 같이 산출된다.Distance measurement accuracy (based on 1-sigma), the range of distance measurement error based on 3-sigma for two measurements is It can be defined as: Doppler velocity measurement accuracy (based on 1-sigma), the distance error due to Doppler velocity error is based on 3-sigma. It can be defined as: The error due to the maximum acceleration of the target is (where is the maximum acceleration that the target can have). Therefore, considering all of the distance error due to uncertainty in the target's moving direction, distance error due to distance measurement error, distance error due to Doppler velocity measurement error, and distance error due to the target's acceleration, distance of is calculated as shown in Equation 8 below.
<수학식 8><Equation 8>
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 예상 각도 범위를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 5 is a diagram for explaining a method of calculating an expected angle range according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적의 예상 각도 범위를 산출할 수 있다. 여기서 표적 이동 방향 불확실성에 의한 각도 오차 범위는 이다. 여기서 는 방향의 각도를 의미한다. 와 는 제2 코사인법칙을 활용하여 각각 <수학식 9>, <수학식 10>과 같이 산출된다.Referring to FIG. 5, the expected angle range of the target according to an embodiment of the present invention can be calculated. Here, the angular error range due to target movement direction uncertainty is am. here Is It means the angle of direction. and is calculated as <Equation 9> and <Equation 10>, respectively, using the second cosine law.
<수학식 9><Equation 9>
<수학식 10><Equation 10>
각도 측정 정확도가 (1-sigma 기준)일 때, 2번의 측정에 대해 3-sigma 기준 각도 측정 오차범위는 로 정의할 수 있다. 따라서 표적의 이동 방향 불확실성에 의한 각도 오차와 표적의 각도 측정 오차에 의한 각도 오차를 모두 고려하면 의 각도 의 범위는 <수학식 11>와 같이 산출된다. 방위각과 고각에 대해서 각각 동일하게 적용된다.Angle measurement accuracy (based on 1-sigma), the angle measurement error range based on 3-sigma for two measurements is It can be defined as: Therefore, considering both the angular error due to the uncertainty in the target's moving direction and the angular error due to the target's angle measurement error, angle of The range is calculated as <Equation 11>. The same applies to azimuth and elevation angles.
<수학식 11><Equation 11>
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 예상 속도 범위를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 6 is a diagram for explaining a method of calculating an expected speed range according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적의 예상 속도 범위를 산출할 수 있다. 여기서, 도플러 속도는 시선 방향 속도를 의미하므로 레이다 위치가 일 때 방향 표적 속도이다. 표적의 의 속도로 방향으로 움직일 때 최대 도플러 속도를 가지며, 표적의 의 속도로 방향으로 움직일 때 최소 도플러 속도를 가진다. 따라서 표적의 이동 방향 불확실성에 의해 위치에서의 도플러속도의 차이가 발생한다. 표적이 에서 방향으로 속도로 이동할 때 표적 방향과 이동 방향의 각도 차이는 이다. 이때 도플러 속도는 <수학식 12>와 같이 계산된다. Referring to FIG. 6, the expected speed range of the target according to an embodiment of the present invention can be calculated. Here, Doppler speed refers to the speed in the line-of-sight direction, so the radar position is when Directional target speed. target at the speed of It has a maximum Doppler velocity when moving in the direction of the target. at the speed of It has a minimum Doppler velocity when moving in that direction. Therefore, due to uncertainty in the direction of movement of the target, There is a difference in Doppler velocity depending on the location. target at direction When moving at speed, the angle difference between the target direction and the moving direction is am. At this time, the Doppler velocity is calculated as <Equation 12>.
<수학식 12><Equation 12>
동일한 방법으로 반대쪽 방향(에서)으로 속도로 이동할 때 도플러 속도는 <수학식 13>과 같이 계산된다.In the same way, in the opposite direction ( at )by When moving at speed, the Doppler speed is calculated as <Equation 13>.
<수학식 13><Equation 13>
도플러 속도 측정 정확도가 (1-sigma 기준)일 때, 2번의 측정에 대해 3-sigma 기준 각도 측정 오차범위는 로 정의할 수 있다. 표적의 최대 가속도에 의해 발생될 수 있는 속도 오차는 로 정의된다. 따라서 표적의 이동 방향 불확실성에 의한 도플러 속도 오차와 도플러 속도 측정 오차에 의한 속도 오차, 표적의 가속도에 의한 속도 오차를 모두 고려하면 의 도플러 속도 는 <수학식 14>의 조건을 만족한다.Doppler velocity measurement accuracy (based on 1-sigma), the angle measurement error range based on 3-sigma for two measurements is It can be defined as: The speed error that can be caused by the maximum acceleration of the target is It is defined as Therefore, considering all the Doppler velocity error due to uncertainty in the target's moving direction, velocity error due to Doppler velocity measurement error, and velocity error due to the target's acceleration, Doppler velocity of satisfies the conditions of <Equation 14>.
<수학식 14><Equation 14>
플롯 과 가 서로 연관되는지 여부를 최종적으로 결정하기 위해서 거리, 각도, 속도 조건이 동시에 만족하는지를 확인한다. 즉, <수학식 8>, <수학식 11>, <수학식 14>의 조건을 동시에 만족할 경우 과 가 서로 연관되며 한 조건이라도 만족되지 않으면 연관되지 않는다.plot class To finally determine whether the are related to each other, check whether the distance, angle, and speed conditions are satisfied simultaneously. In other words, if the conditions of <Equation 8>, <Equation 11>, and <Equation 14> are satisfied simultaneously, class are related to each other and are not related if even one condition is not satisfied.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 표적 추적 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 to 9 are diagrams for explaining a method for tracking a moving target according to an embodiment of the present invention.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 이동 표적 추적 방법에 따른 연관 범위 설정의 시뮬레이션 결과가 도시되어 있다. 먼저 표적의 도플러 속도에 따른 영향을 보기 위해 시나리오를 다음과 같이 설정하였다. 의 거리는 50km, 도플러 속도는 -300m/s, 각도는 0도(정면 방향)를 가진다. 레이다는 300m/s의 속도로 정면 방향으로 이동하고 있다. 파라미터는 로 설정하였다.7 to 9, simulation results of association range setting according to the moving target tracking method of the present invention are shown. First, to see the effect of the target's Doppler speed, the scenario was set as follows. The distance is 50 km, the Doppler speed is -300 m/s, and the angle is 0 degrees (frontal direction). The radar is moving forward at a speed of 300 m/s. The parameters are It was set to .
시뮬레이션 방법은 다음과 같다. 먼저 을 획득할 수 있도록 하는 N(=10,000)개의 표적의 경우의 수를 생성한다. 설정된 표적의 도플러 속도(-300m/s)를 가지도록 표적의 속도의 방향과 크기를 바꾸어 임의로 N개를 생성한다. 마찬가지로 표적이 가질 수 있는 가속도() 내에서 임의의 가속도를 생성한다. 또한 거리, 각도 오차를 측정 오차만큼 추가하여 임의의 위치를 생성한다. 이렇게 생성된 N개의 표적의 특성은 모두 다르나, 으로 측정될 수 있다. 설정된 표적 정보를 활용하여 T초 이후의 위치를 계산한다. 여기에 측정 오차를 가우시안 잡음 형태로 더해주어 측정치 의 분포를 생성한다. The simulation method is as follows. first Generate the number of N (=10,000) target cases that allow you to obtain. N targets are randomly generated by changing the direction and size of the target's speed to have the set Doppler speed (-300m/s). Similarly, the acceleration that the target may have ( ) Generates random acceleration within. Additionally, a random position is created by adding distance and angle errors as much as the measurement error. The characteristics of the N targets created in this way are all different, It can be measured as The location after T seconds is calculated using the set target information. Here, the measurement error is added in the form of Gaussian noise to obtain the measured value. Generates a distribution of
도 7을 참조하면, 시뮬레이션을 수행한 결과를 보여준다. 계산된 연관 범위(71) 내에 가 위치함을 알 수 있다. 이때 연관 범위(71)의 크기는 거리(), 방위각(), 고각(), 속도()에 대해서 각각 127.57m, 5.16도, 5.16도, 124m/s로 나타난다. Referring to Figure 7, the results of the simulation are shown. within the calculated association range (71) It can be seen that is located. At this time, the size of the associated range (71) is the distance ( ), azimuth ( ), elevation ( ), speed( ) are shown as 127.57m, 5.16 degrees, 5.16 degrees, and 124m/s, respectively.
표적의 도플러 속도를 -600m/s로 바꾼 뒤 동일한 시뮬레이션을 수행한 결과는 도 8과 같다. 도 8을 참조하면, 연관 범위(81)는 이다. 표적의 속도의 불확실성이 줄어듦으로 인해 거리와 각도 방향으로 연관 범위(81)가 작아진 것을 확인할 수 있다.The results of performing the same simulation after changing the target's Doppler speed to -600 m/s are shown in Figure 8. Referring to Figure 8, the
다음으로 시간 차이에 의한 영향을 확인하기 위해 처음 시나리오에서 T=5로 변경한 결과는 도 9와 같다. 도 9를 참조하면, 연관 범위(91)는 이다. 시간이 증가하면서 불확실성이 늘어난 영향으로 연관 범위(91) 크기가 크게 증가한 것을 확인할 수 있다.Next, in order to check the effect of the time difference, the results of changing the first scenario to T = 5 are shown in Figure 9. Referring to Figure 9, the
종래에는 연관 범위가 고정되어 있었으나, 본 발명에서는 연관 범위를 적응적으로 조절할 수 있다. 즉, 종래의 연관 범위를 고정적으로 사용하는 방법으로는 표적의 특성과 스캔 주기가 달라지는 것에 따라 연관 범위를 적응적으로 바꿀 수 없다. 따라서 표적의 특성과 스캔 주기에 따라서 연관 범위가 분포보다 너무 작거나 클 수 있다. 연관 범위가 너무 작은 경우 가 연관 범위 바깥까지 분포하게 되어 추적 개시에 실패할 가능성이 커지며, 연관 범위가 너무 큰 경우 오탐지 등에 의해 오추적이 개시될 확률이 커지게 된다. 반면, 본 발명에서 제안하는 이동 표적 추적 방법은 상황에 따라 적응적으로 연관 범위를 조절하므로 적합한 연관 범위를 설정하여 추적 개시에 실패하거나 오추적을 개시할 확률이 작다.Conventionally, the association range was fixed, but in the present invention, the association range can be adjusted adaptively. In other words, the conventional method of using a fixed association range cannot adaptively change the association range according to changes in target characteristics and scan cycles. Therefore, the correlation range varies depending on the characteristics of the target and the scan cycle. It may be too small or too large than the distribution. When the association scope is too small is distributed outside the association range, increasing the likelihood of failure to initiate tracking, and if the association range is too large, the likelihood of mistracking being initiated due to false positives, etc. increases. On the other hand, the moving target tracking method proposed in the present invention adjusts the association range adaptively according to the situation, so the probability of failing to initiate tracking or initiating erroneous tracking by setting an appropriate association range is low.
본 발명은 레이다와 표적이 모두 이동하는 환경에서 플롯을 연관하여 추적을 개시하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 이동하는 표적의 특성을 고려하여 가변적으로 거리, 각도, 속도 임계값을 계산하여 이를 활용한 플롯 연관 방법을 제안한다. 본 발명에 따르면, 표적의 위치, 속도 특성과, 스캔 주기, 레이다 이동 보상을 복합적으로 고려하여 적응적으로 연관 범위를 설정하여 효율적인 연관을 수행할 수 있다.The present invention relates to a method for initiating tracking by associating plots in an environment where both the radar and the target are moving. According to the present invention, a plot correlation method is proposed by variably calculating distance, angle, and speed thresholds by considering the characteristics of a moving target. According to the present invention, efficient association can be performed by adaptively setting the association range by complexly considering the target's location, speed characteristics, scan cycle, and radar movement compensation.
본 발명은 레이다와 표적이 모두 이동하는 환경에서 추적 개시를 위한 정확한 연관 범위를 설정하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 표적의 특성 (예컨대, 위치, 속도 등)에 따라 적절한 연관 범위를 수식을 활용하여 가변적으로 설정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 레이다의 이동에 대한 보상이 이루어지며 스캔 주기의 시간 차이에 따라서도 연관 범위를 적응적으로 조절 할 수 있다.The present invention relates to a method for setting an accurate correlation range for tracking initiation in an environment where both the radar and the target are moving. According to the present invention, an appropriate association range can be variably set using a formula depending on the characteristics of the target (eg, location, speed, etc.). In addition, according to the present invention, compensation is made for the movement of the radar, and the correlation range can be adaptively adjusted depending on the time difference in the scan cycle.
이상에서 설명된 장치 및/또는 시스템은, 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device and/or system described above may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. Devices and components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), and a programmable logic unit (PLU). It may be implemented using one or more general-purpose or special-purpose computers, such as a logic unit, microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications that run on the operating system. Additionally, a processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For ease of understanding, a single processing device may be described as being used; however, those skilled in the art will understand that a processing device includes multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, a processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Additionally, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction) 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, and may configure a processing unit to operate as desired, or may operate independently or collectively on a processing unit. can be commanded. Software and/or data may be used on any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. Computer-readable media may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, various modifications and variations can be made by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the claims described below.
100: 이동 표적 추적 장치
110: 메모리
120: 프로세서
130: 통신 모듈
140: 레이다100: moving target tracking device
110: memory
120: processor
130: Communication module
140: Radar
Claims (13)
제1 시점에 제1 위치에 위치하며 이동하는 레이다를 이용하여 상기 제1 시점에 제3 위치에 위치하는 표적의 위치와 속도를 획득하는 단계;
상기 제1 시점으로부터 미리 지정된 스캔 주기가 지난 제2 시점에 제2 위치에 위치하는 상기 레이다로부터 상기 제2 시점의 상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하는 단계; 및
상기 예상 거리 범위, 상기 예상 각도 범위, 및 상기 예상 속도 범위를 기초로 상기 표적을 추적하는 단계;
를 포함하는, 이동 표적 추적 방법.In a method of tracking a moving target,
Acquiring the position and speed of a target located at a third position at a first time point using a moving radar located at a first position at a first time point;
Calculating an expected distance range, expected angle range, and expected speed range of the target at the second time point from the radar located at a second location at a second time point after a predetermined scan period from the first time point; and
tracking the target based on the expected distance range, the expected angle range, and the expected speed range;
A moving target tracking method comprising:
상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하는 단계는,
상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 거리와 상기 예상 거리의 오차 범위를 산출하는 단계; 및
상기 레이다의 상기 표적에 대한 거리 측정 오차에 의한 거리 오차, 속도 측정 오차에 의한 거리 오차, 및 상기 표적의 가속도에 의한 거리 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 거리 범위를 산출하는 단계를 포함하는, 이동 표적 추적 방법.According to claim 1,
The step of calculating the expected distance range, expected angle range, and expected speed range of the target is,
calculating an expected distance of the target at the second viewpoint and an error range of the expected distance from the radar; and
Comprising the step of calculating the expected distance range of the target by considering the distance error due to the distance measurement error of the radar, the distance error due to the speed measurement error, and the distance error due to the acceleration of the target, movement, including calculating the expected distance range of the target. Target tracking method.
상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하는 단계는,
상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 각도와 상기 예상 각도의 오차 범위를 산출하는 단계; 및
상기 레이다의 상기 표적에 대한 각도 측정 오차에 의한 각도 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 각도 범위를 산출하는 단계를 포함하는, 이동 표적 추적 방법.According to claim 1,
The step of calculating the expected distance range, expected angle range, and expected speed range of the target is,
calculating an expected angle of the second viewpoint of the target and an error range of the expected angle from the radar; and
A moving target tracking method comprising calculating an expected angle range of the target by considering an angle error caused by an angle measurement error of the radar with respect to the target.
상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하는 단계는,
상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 속도와 상기 예상 속도의 오차 범위를 산출하는 단계; 및
상기 레이다의 상기 표적에 대한 속도 측정 오차에 의한 속도 오차, 및 상기 표적의 가속도에 의한 속도 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 속도 범위를 산출하는 단계를 포함하는, 이동 표적 추적 방법.According to claim 1,
The step of calculating the expected distance range, expected angle range, and expected speed range of the target is,
calculating an expected speed of the target at the second time point and an error range of the expected speed from the radar; and
A moving target tracking method comprising calculating an expected speed range of the target by considering a speed error due to a speed measurement error of the radar and a speed error due to acceleration of the target.
상기 표적을 추적하는 단계는,
상기 예상 거리 범위, 상기 예상 각도 범위, 및 상기 예상 속도 범위를 모두 만족하는 상기 표적의 연관 범위를 설정하는 단계; 및
상기 연관 범위를 만족하는 상기 제2 시점의 상기 표적을 기초로 상기 제1 시점으로부터 상기 제2 시점까지의 상기 표적을 추적하는 단계를 포함하는, 이동 표적 추적 방법.According to claim 1,
The step of tracking the target is,
setting an associated range of the target that satisfies all of the expected distance range, the expected angle range, and the expected speed range; and
A moving target tracking method comprising tracking the target from the first time point to the second time point based on the target at the second time point satisfying the association range.
상기 표적을 추적하는 단계는, 상기 스캔 주기의 변경에 대응하여 상기 연관 범위를 재설정하는 단계를 포함하는, 이동 표적 추적 방법.According to clause 5,
The tracking of the target includes resetting the association range in response to a change in the scan period.
프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 레이다를 이용하여 상기 제1 시점에 제3 위치에 위치하는 표적의 위치와 속도를 획득하고, 상기 제1 시점으로부터 미리 지정된 스캔 주기가 지난 제2 시점에 제2 위치에 위치하는 상기 레이다로부터 상기 제2 시점의 상기 표적의 예상 거리 범위, 예상 각도 범위, 및 예상 속도 범위를 산출하고, 상기 예상 거리 범위, 상기 예상 각도 범위, 및 상기 예상 속도 범위를 기초로 상기 표적을 추적하는, 이동 표적 추적 장치.A radar that radiates electromagnetic waves toward a moving target, receives a signal reflected from the target, and moves and is located in a first position at a first time; and
Including a processor;
The processor acquires the position and speed of a target located in a third position at the first time point using the radar, and locates the target in the second position at a second time point after a predetermined scan period from the first time point. Calculating an expected distance range, an expected angle range, and an expected speed range of the target at the second time point from the radar, and tracking the target based on the expected distance range, the expected angle range, and the expected speed range. , moving target tracking device.
상기 프로세서는, 상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 거리와 상기 예상 거리의 오차 범위를 산출하고, 상기 레이다의 상기 표적에 대한 거리 측정 오차에 의한 거리 오차, 속도 측정 오차에 의한 거리 오차, 및 상기 표적의 가속도에 의한 거리 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 거리 범위를 산출하는, 이동 표적 추적 장치.According to clause 8,
The processor calculates an expected distance of the target at the second viewpoint from the radar and an error range of the expected distance, a distance error due to a distance measurement error of the radar to the target, and a distance error due to a speed measurement error. , and a moving target tracking device that calculates the expected distance range of the target by considering the distance error caused by the acceleration of the target.
상기 프로세서는, 상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 각도와 상기 예상 각도의 오차 범위를 산출하고, 상기 레이다의 상기 표적에 대한 각도 측정 오차에 의한 각도 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 각도 범위를 산출하는, 이동 표적 추적 장치.According to clause 8,
The processor calculates an expected angle of the second viewpoint of the target and an error range of the expected angle from the radar, and considers an angle error due to an angle measurement error of the radar for the target and an expected angle of the target. Range-calculating, moving target tracking device.
상기 프로세서는, 상기 레이다로부터 상기 표적의 상기 제2 시점의 예상 속도와 상기 예상 속도의 오차 범위를 산출하고, 상기 레이다의 상기 표적에 대한 속도 측정 오차에 의한 속도 오차, 및 상기 표적의 가속도에 의한 속도 오차를 고려하여 상기 표적의 예상 속도 범위를 산출하는, 이동 표적 추적 장치.According to clause 8,
The processor calculates an expected speed of the target at the second time point and an error range of the expected speed from the radar, a speed error due to a speed measurement error of the radar for the target, and an error range based on the acceleration of the target. A moving target tracking device that calculates the expected speed range of the target by considering speed error.
상기 프로세서는, 상기 예상 거리 범위, 상기 예상 각도 범위, 및 상기 예상 속도 범위를 모두 만족하는 상기 표적의 연관 범위를 설정하고, 상기 연관 범위를 만족하는 상기 제2 시점의 상기 표적을 기초로 상기 제1 시점으로부터 상기 제2 시점까지의 상기 표적을 추적하는, 이동 표적 추적 장치.According to clause 8,
The processor sets an association range of the target that satisfies all of the expected distance range, the expected angle range, and the expected speed range, and sets the first association range based on the target at the second time that satisfies the association range. A moving target tracking device that tracks the target from a first point in time to the second point in time.
상기 프로세서는, 상기 스캔 주기의 변경에 대응하여 상기 연관 범위를 재설정하는, 이동 표적 추적 장치.
According to claim 12,
The processor is configured to reset the associated range in response to a change in the scan period.
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KR1020220066353A KR20230166406A (en) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | Method of tracking a moving target, apparatus for tracking a moving target, and computer program for the method |
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