KR101770742B1 - 클러터를 억제하는 표적 탐지 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 빔의 특성에 따라 상이한 타입의 Plot MAP을 생성함으로써 표적 검출을 수행하는, 표적 탐지 장치에 있어서, 상기 Plot MAP을 구성하는 복수개의 셀(Cell)에 대하여, 물체에 의해 수신된 신호에 대한 Plot(플롯)을 생성하는, Plot 생성부; 상기 표적 검출을 위한 스캔 동작에 사용된 빔의 특성에 따른 빔 타입을 판단하고, 상기 빔 타입에 대응하는 Plot MAP 타입을 판단하는, Plot 특성 분류부; 상기 복수개의 셀 각각에 대해, Plot 데이터를 수치적으로 나타내는 값으로서, 상기 스캔 동작 이전의 스캔 동작들에 대한 Plot 데이터의 누적값을 반영하는 Plot MAP 값을 산출하는, Plot MAP 값 산출부; 및 상기 산출된 Plot MAP 값이 기 설정된 임계값 이상의 값을 갖는 셀을 클러터 성분으로 판단하는, 클러터 제거부를 포함하는, 표적 탐지 장치가 제공된다.

Description

클러터를 억제하는 표적 탐지 장치 및 그 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING TARGET WITH SUPPRESSING CLUTTER FALSE TARGET}
본 발명은 클러터를 제거한 표적 탐지 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 연속적인 표적 탐지 과정에서 처리된 Plot의 지역별 발생횟수 데이터를 누적하여 고정된 클러터의 존재 및 위치를 정확하게 탐지할 수 있도록 하는 표적 탐지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 레이더 시스템은 표적을 탐지하기 위한 신호를 송신하고, 송신된 신호가 표적물에 반사되는 신호를 수신하여 표적물을 탐지한다.
그러나 레이더 시스템에 수신되는 신호에는 그 표적물에 의해 반사된 표적신호 이외에도 불필요한 요소(예를 들어, 잡음, 클러터 간섭신호 등)를 포함한다.
이러한 표적신호 이외의 불필요한 요소들을 일반적으로 클러터(clutter)라 한다.
종래 레이더 시스템에서는 한국공개특허 제10-2007-0016392호(선행문헌 1)와 같이 클러터맵 기법을 사용하여 허위 표적 신호를 제거하였는데, 이러한 클러터 맵 기법은, 레이더의 신호 처리에 있어서, 신호 크기를 이용하여 클러터맵을 생성하며, 신호 크기 비교를 통해 클러터 신호를 억제하는 기법이다.
그러나, 이 경우, 신호 처리 모듈에서 신호 크기에 따라 탐지된 신호를 삭제하기 때문에 표적과 클러터가 섞인 경우 실제 표적이 삭제될 수 있고, 레이더의 허위억제 필터를 통해 억제가 가능한 클러터의 경우에도 수신감도를 낮추기 때문에 이에 의한 표적 삭제가 발생할 수 있다. 또한, 클러터의 신호 크기는 클러터 종류, 시간에 따라 변할 수 있기 때문에 작은 클러터 신호에 의한 허위 신호의 판단이 어려워 다양한 클러터에 대한 관리가 어렵다는 문제가 존재한다.
선행문헌 1: 한국공개특허 제10-2007-0016392호 (2007.02.08.)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 수신 신호 데이터들에 대한 Plot 데이터의 셀(cell)별 발생 횟수를 누적하여 반영한 값을 통해 클러터를 판단함으로써, 지속적으로 허위 신호가 발생하는 고정 클러터의 정보를 신호 크기와 관계 없이 제공할 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적으로는, 빔의 특성에 따라 방위, 거리셀로 관리되는 Plot MAP을 적용하고, 각 Plot MAP 타입별로 Plot 데이터를 누적하여 적용함으로써, 빔별 클러터 정보 제공을 통한 허위 억제 및 표적 탐지 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 빔의 특성에 따라 빔종류별, 거리별, 방위각별 Plot MAP을 생성하기 위하여 표적 검출을 수행하는, 표적 탐지 장치에 있어서, 상기 Plot MAP을 구성하는 복수개의 셀(Cell)에 대하여, 물체에 의해 수신된 신호에 대한 Plot(플롯)을 생성하는, Plot 생성부; 상기 표적 검출을 위한 스캔 동작에 사용된 빔의 특성에 따른 빔 타입을 판단하고, 상기 빔 타입에 대응하는 Plot MAP 타입을 판단하는, Plot 특성 분류부; 복수개의 셀 각각에 대해, Plot 데이터를 숫자로 환산하고, 상기 스캔 동작 이전의 스캔 동작들에 대한 Plot 데이터의 누적값을 반영하여 Plot MAP 값을 산출하는, Plot MAP 값 산출부; 및 상기 산출된 Plot MAP 값이 기 설정된 임계값 이상의 값을 갖는 셀을 클러터 성분으로 판단하는, 클러터 제거부를 포함하는, 표적 탐지 장치가 제공된다.
상기 Plot MAP 값 산출부는, 상기 스캔 동작(n번째 스캔)에 의해 생성된 Plot의 개수(Plot(n)), 및 상기 스캔 동작 이전의 스캔 동작(n-1번째 스캔)에서 산출된 Plot MAP 값(V(n-1))을 통해, 상기 Plot MAP 값(V(n))을 산출하는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 장치가 제공된다.
상기 Plot MAP 값 산출부는, [수학식1]을 통해 상기 Plot MAP 값(V(n))을 산출하는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 장치가 제공된다.
[수학식1]
V(n)=V(n-1)Ⅹ0.2+Plot(n)X0.8
여기서,
V(n) : 현재 스캔 동작(n번째 스캔 동작)에 대한 Plot MAP 값
n : 스캔 횟수
V(n-1) : 이전 스캔 동작(n-1번째 스캔 동작)에 대한 Plot MAP 값
Plot(n) : 현재 스캔 동작(n번째 스캔 동작)에 대한 Plot 개수
상기 복수개의 셀은, 각 Plot MAP에 있어서, 방위, 및 원점으로부터 거리에 대해 일정 간격을 기준으로 나누어지며, 상이한 타입에 대해서는, 상이한 Plot MPA에서 셀로 구성되어 개별 관리되는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 표적 탐지 장치가 빔의 특성에 따라 상이한 타입의 Plot MAP을 생성하여 표적 검출을 수행하는 방법으로서, (a) 상기 Plot MAP을 구성하는 복수개의 셀(Cell)에 대하여, 물체에 의해 수신된 신호에 대한 Plot 데이터를 생성하는 단계; (b)상기 표적 검출을 위한 스캔 동작에 사용된 빔의 특성에 따른 빔 타입을 판단하고, 상기 빔 타입에 대응하는 Plot MAP 타입을 판단하는 단계; (c) 상기 복수개의 셀 각각에 대해, Plot 데이터를 수치적으로 나타내는 값으로서, 상기 스캔 동작 이전의 스캔 동작들에 대한 Plot 데이터의 누적값을 반영하는 Plot MAP 값을 산출 하는 단계; 및 (d) 상기 산출된 Plot MAP 값이 기 설정된 임계값 이상의 값을 갖는 셀을 클러터 성분으로 판단하는 단계를 포함하는, 표적 탐지 방법이 제공된다.
상기 (c) 단계의 Plot MAP 값은,[수학식1]을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는,표적 탐지 방법이 제공된다.
[수학식1]
V(n)=V(n-1)Ⅹ0.2+Plot(n)X0.8
여기서,
V(n) : 현재 스캔 동작(n번째 스캔 동작)에 대한 Plot MAP 값
n : 스캔 횟수
V(n-1) : 이전 스캔 동작(n-1번째 스캔 동작)에 대한 Plot MAP 값
Plot(n) : 현재 스캔 동작(n번째 스캔 동작)에 대한 Plot 개수
상기 (b) 단계 이전에, 상기 빔 타입 분류 및 상기 Plot MAP 타입 분류 기준에 관한 데이터가 저장되는 단계를 포함하는, 표적 탐지 방법이 제공된다.
상기 (c) 단계 이전에, 기 저장된 이전 스캔 동작에 대한 Plot MAP데이터 중에서, 상기 스캔 동작의 Plot MAP과 동일한 Plot MAP 타입의 Plot MAP 데이터를 추출하는 단계를 포함하고, 상기 (c) 단계는, 상기 수신된 Plot MAP 데이터를 기반으로 상기 Plot MAP 값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 방법이 제공된다.
상기 (c) 단계 이후에, 상기 Plot 데이터 및 상기 산출된 Plot MAP 값을 기반으로, 상기 스캔 동작에 대한 Plot MAP을 생성하고, Plot MAP 타입에 따라 분류하여 저장하는 단계를 포함하는, 표적 탐지 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 수신 신호 데이터들에 대한 Plot 개수 데이터들을 누적하여 반영한 값을 통해 클러터를 판단함으로써, 지속적으로 허위 신호가 발생하는 고정 클러터의 정보를 신호 크기와 관계 없이 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 빔의 특성에 따라 상이한 타입의 Plot MAP을 적용하고, 각 Plot MAP 타입별로 Plot 데이터를 누적하여 적용함으로써, 클러터 정보 제공 및 이를 이용한 클러터 허위 제거로 표적 탐지 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른표적 탐지 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치를 구성하는 데이터 처리부의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 클러터를 제거한 표적 탐지 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 Plot MAP의 공간 구성 방법을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 빔 타입별 Plot 특성표의 일례를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치(100)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 표적 탐지 장치(100)는 신호 송수신부(110), 신호 처리부(120), 데이터 처리부(130) 및 통신 제어 처리부(140)를 포함할 수 있다.
신호 송수신부(110)는 표적탐지를 위한 송신신호를 송신하고, 상기 송신신호에 대응되는 신호로서, 객체로부터 반사되는 신호를 수신한다.
본 발명의 실시예에 따른 신호 처리부(120)는 신호 송수신부(110)에서 수신된 객체로부터의 반사 신호를 미리 지정된 신호 처리 프로세스에 따라 신호 처리를 수행한다.
구체적으로, 신호 처리부(120)는 수신된 신호의 아날로그/디지털 변환, 주파수 동조,주파수 필터링 등과 같은 신호 처리를 신호 처리 알고리즘에 따라 수행할 수 있다.
데이터 처리부(130)는 신호 처리부(120)에서 신호 처리가 수행된 신호 데이터를 근거로 Plot MAP을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Plot MAP은 탐지 영역을 수개의 섹터로 나누어 물체에 의해 반사되는 신호를 플로팅(plotting)한 맵을 의미한다.
Plot MAP의 섹터 구성은 거리 및 방위를 기준으로 나누어질 수 있으며, 이하, 구획된 하나의 섹터는 셀(Cell)이라 하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 레이더에 사용되는 빔(beam)의 종류에 따라 상이한 Plot MAP 타입(Type)을 적용 및 생성할 수 있다. 이때, 상기 빔의 종류는 각각의 빔의 특성을 기준으로 빔 타입을 분류하고, 동종의 빔 타입에 대해서는 동일한 Plot MAP 타입을 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 장치(100)는 표적 탐지 장치(100)의 동작시, 빔 조사시마다 각각의 빔에 대한 수신 신호의 Plot MAP을 생성함으로써, Plot을 누적하게 된다.
뿐만 아니라, 표적 탐지 장치(100)는 탐지 영역의 각 셀(Cell)들에 대한 Plot MAP 값(V(n))을 산출할 수 있는데, 누적된 Plot데이터에 대한 Plot MAP 값(V(n))을 통해 지속적으로 허위 신호가 발생하는 영역, 즉, 고정된 클러터의 위치를 파악할 수 있다. 상술한 바와 같이 Plot 데이터의 누적을 통해 지속적인 허위 신호 발생을 감지하고, 이를 통해 클러터를 제거함에 따라, 신호 크기와 관계없이 클러터 신호를 검출할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 장치(100)는 빔의 특성에 따라 빔 타입을 분류하여 별개의 Plot MAP타입을 적용하고, 각 Plot MAP타입 별로 Plot데이터를 누적함으로써, 고정 클러터의 보다 정확한 탐지를 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통신 제어 처리부(140)는 빔의 특성에 따라 빔 타입(Beam Type)을 분류하여 빔 타입별 Plot 특성표를 생성 및 저장할 수 있으며, 데이터 처리부(130)에서 생성된 Plot MAP을 수신하여 각 빔 타입에 따라 상기 수신된 Plot MAP을 분류 및 저장할 수 있다.
또한,통신 제어 처리부(140)는 데이터 처리부(130)에서 신호 데이터가 수신되어 Plot MAP을 생성할 때,상기 기 저장된 Plot MAP 데이터를 데이터 처리부(130)에 전송할 수도 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 장치(100)의 클러터 탐지 원리를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치(100)를 구성하는 데이터 처리부(130)의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 데이터 처리부(130)는Plot 생성부(131), Plot 특성 분류부(132), Plot MAP 값산출부(133), Plot MAP 생성부(134) 및 클러터 제거부(135)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 Plot 생성부(131)는 신호 처리부(120)로부터 신호 처리가 수행된 신호 데이터를 수신하여,상기 신호 데이터에 대한 Plot을 생성한다.
Plot 생성부(131)는 탐지 영역을 다수개의 섹터로 분할한 각 셀에 대하여, 물체로부터의 반사 신호가 수신되는 경우, 해당 신호 데이터에 대한 Plot을 추출한다.
이때, 상기 섹터 분할은 좌표계에서 원점으로부터의 거리와, 방위각에 의해 나누어질 수 있다.
예를 들어, 표적 탐지 장치(100)의 평면 좌표계에서 탐지 영역 중심을 기준으로, 거리에 따라 300개의 구획으로 분할 하고, 방위각에 따라 48개의 구획으로 분할하는 경우, 동일 평면 상에서 300 X 48=14400개의 셀이 생성된다. 즉, 하나의 빔을 조사하여 생성되는 하나의 Plot MAP에는, 14400개의 셀이 구획되게 된다.
요약하면, Plot 생성부(131)는 각각의 빔의 수신 신호 데이터를 위치 값에 따라 각 셀에 플로팅하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Plot 특성 분류부(132)는 Plot 생성부(131)에서 플로팅한 Plot의 특성, 즉, 상기 Plot에 사용된 빔의 특성을 추출하여, 빔 타입을 판단한다.
본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 장치(100)는 각각의 빔의 특성, 예를 들면, 빔의 탐지 거리 또는 빔의 신호 처리 특성 등에 따라, 상이한 Plot MAP 타입을 적용하여 별개의 Plot MAP을 생성한다.
여기서, 빔 타입이란, 빔 템플릿(Beam Template), 빔 번호 또는 빔 ID에 따라 구분되는 것이 아니라, 각각의 빔의 특성에 따라 분류되므로, 빔 템플릿, 빔 번호 또는 빔 ID가 다른 상이한 빔의 종류에 해당하더라도, 동일한 특성을 나타내는 경우에는 동일 빔 타입으로 분류될 수 있다.
Plot 특성 분류부(132)는 이와 같이 빔 특성에 따라 구분된 빔 타입 데이터를 통신 제어 처리부(140)로부터 수신하여, 상기 Plot데이터에 사용된 빔 타입을 판단한다.
Plot 특성 분류부(132)는 통신 제어 처리부(140)로부터 빔 타입별 Plot 특성표를 수신하여 저장할 수 있다. 빔 타입별 Plot 특성표는 빔의 특성에 따른 빔 타입 분류 및 빔 타입별 Plot MAP 타입을 분류한 데이터를 의미한다.
Plot 특성 분류부(132)는 Plot 생성에 사용된 빔의 빔 템플릿, 빔 번호 또는 빔 ID를 통해, 빔 특성과 빔 타입을 분류한 후, 해당 빔 타입에 대한 Plot MAP 타입을 추출한다. 뿐만 아니라, 각 빔에 대한 Plot MAP 타입이 추출되면, 해당 Plot MAP 타입 데이터를 통신 제어 처리부(140)로부터 수신할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 동일한 위치의 셀에 대해 신호가 수신되더라도, 서로 다른 빔 타입이 사용된 경우, 상이한 Plot MAP이 작성되므로, 서로 다른 셀에 플로팅(Plotting)을 수행하게 된다.
따라서, 표적 탐지 장치(100)의 빔 특성을 7개의 타입으로 구분하는 경우, 7개의 Plot MAP 타입이 생성되는 바, 동일 평면 상에서 거리에 따라 300개, 및 방위각에 따라 48개의 구획으로 탐지 영역이 분할된 표적 탐지 장치(100)의 플로팅(Plotting) 가능한 셀의 전체 개수는300 X 48X 7=100800개로 구획될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 장치(100)는 섹터 분할 및 빔 타입 구분을 통해 다수개의 영역으로 분할된 각 셀에 대하여, Plot 데이터를 누적함으로써, 고정된 클러터의 존재 및 위치 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 명세서에서는 상기 섹터 분할 방법으로, 거리, 방위각 및 빔 타입에 의한 분류를 설명하고, 상기 빔 타입 분류 특성으로 빔의 탐지 거리 및 신호 처리 특성을 설명하고 있으나, 이 외에도 다양한 섹터 분할 기준 또는 빔 특성이 적용될 수 있으며, 상기 셀의 개수 또는 빔 타입의 개수는 표적 탐지 장치(100)의 사용 목적에 따라 다르게 설정될 수도 있다.
또한, Plot 특성 분류부(132)는 수신된 빔 타입별 Plot 특성표에 따라, 현재 스캔 동작에 의한 Plot 데이터의 빔 타입 및 Plot MAP 타입을 판단하여, 통신 제어 처리부(140)로부터 동일한 Plot MAP 타입에 대한 이전 스캔 Plot MAP 데이터를 수신 및 저장할 수도 있다.
Plot MAP 값산출부(133)는 Plot생성부(131)에서 플로팅됨에 따라 탐지된 데이터를 수치적인 값으로 도출한, 각 셀들의 Plot MAP 값(V(n))을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 Plot MAP 값(V(n))은, 표적 탐지 장치(100) 스캔 동작시 수신된 신호 데이터에 대하여 플로팅된 Plot 개수에 비례하여 증가하며, 현재 스캔에 대한 Plot 데이터뿐만 아니라, 이전 스캔 동작시의 Plot 데이터 값도 반영된다.
즉, Plot MAP 값(V(n))은 현재 스캔에 대한 Plot 개수, 및 해당 셀의 이전 스캔에 대한 Plot 개수 각각에 비례한다. 이때, 상기 이전 스캔 데이터는, 현재 스캔 데이터와 동일한 타입의 Plot MAP에 대해 적용된다.
환언하면, 본 발명의 실시예에 따른 Plot MAP 값(V(n))은 동일 타입의 빔을 통한 Plot 데이터에 있어서, 현재 스캔 동작에 대한 Plot의 개수와, 직전 스캔에 의해 산출된 Plot MAP 값(V(n-1))에 의해 산출된다.
예를 들어, 표적 탐지 장치(100)의 현재 스캔 동작에 Type3의 빔이 사용된 경우, Plot MAP 값산출부(133)는, Plot 생성부(131)에서 플로팅된 데이터로부터 현재 스캔 동작에 의해 플로팅된 각 셀의 Plot 개수(Plot(n))를 도출하고, Plot특성 분류부(132)에서 수신된Type3빔의 이전 스캔 Plot MAP 데이터로부터 이전 스캔 동작에 대한 Plot MAP 값(V(n-1))을 도출함으로써, 각 셀의 Plot MAP 값(V(n))을 산출할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 장치(100)는 Plot MAP 값(V(n)) 산출에 있어, 동일 타입의 빔을 통한 스캔 동작들의 누적값을 반영하므로,신호 크기 또는 기타 각 스캔 동작시의 변수에 구애 받지 않고, 고정된 클러터 성분을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, Plot MAP 값산출부(133)는 [수학식1]에 의해, 각 셀들의 Plot MAP 값(V(n))을 산출할 수 있다.
Figure 112016128604170-pat00001
[수학식1]을 참고하면, V(n)은 현재 스캔 동작, 즉, n번째 스캔 동작에 대한 Plot MAP 값에 해당하며, V(n-1)은 이전 스캔 동작, 즉, n-1번째 스캔 동작에 대한 Plot MAP 값을 의미한다. V(n-1)은 1회 스캔 데이터부터 n-1번째 스캔 데이터까지의 Plot 개수를 누적하여 반영된 값에 해당할 것이다. 또한, Plot(n)은 현재 스캔 동작(n번째 스캔 동작)에서 각 셀의 Plot 개수가 된다.
[수학식1]에 따르면, Plot MAP 값(V(n))은 과거 스캔 데이터 값과, 현재 스캔 데이터 값이 2:8의 비율로 반영되어 현재 표적 탐지 동작을 통한 데이터의 가중치가 높음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Plot MAP 생성부(134)는 Plot 생성부(131), Plot 특성 분류부(132), 및 Plot MAP 값 산출부(133)의 Plot 데이터, Plot MAP 타입, 및 Plot MAP값(V(n))을 토대로 표적 탐지 장치(100)의 각 스캔 동작에 대한 Plot MAP 데이터를 생성하여 통신 제어 처리부(140) 및 클러터제거부(135)에 전송할 수 있다.
즉, Plot MAP 생성부(134)는 각 스캔시마다 탐지 영역에 대한 Plot MAP을 생성하는데, 상기 Plot MAP에는 해당 스캔 동작의 Plot 데이터와 각 셀 별로 산출된 Plot MAP 값(V(n))이 반영된다.
이와 같이 생성된 Plot MAP은 통신 제어 처리부(140)로 전송되어, Plot MAP 타입에 따라 분류 및 저장될 수 있을 뿐만 아니라, 클러터제거부(135)에 전송됨으로써, 표적 탐지 장치(100)의 클러터 제거 및 표적 검출 단계의 기반이 되는 데이터로 사용될 수 있다.
클러터제거부(135)는 표적 탐지 장치(100)의 스캔 동작을 통한 수신 신호 데이터를 바탕으로 표적을 검출하며, 상기 표적 검출시, 허위 억제 로직을 통해 노이즈 성분, 또는 클러터 성분을 제거할 수 있다.
일 실시예에 따른 클러터제거부(135)는 Plot MAP 생성부(134)에서 생성된 Plot MAP을 수신하여, 각 셀의 Plot MAP 값(V(n))을 해석함으로써, 표적을 검출할 수 있는데, 산출된 Plot MAP 값(V(n))이 기 설정된 임계치 이상의 값을 나타내는 경우, 해당 셀 또는 해당 영역을 클러터 성분으로 구분할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 Plot MAP 값(V(n))은 다수의 스캔 동작에 대한 Plot 데이터들이 누적하여 반영된 값이므로, 고정된 클러터 성분이 존재하는 영역의 경우, 스캔 동작이 반복될수록 Plot MAP 값(V(n))이 증가하게 될 것인 바, 이와 같은 원리에 따라 임계값 이상의 Plot MAP 값(V(n))이 산출된 영역은 항적으로 생성하지 않음으로써, 클러터 성분을 제거할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 클러터를 제거한 표적 탐지 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
먼저, 표적 탐지 장치의 송신 신호에 대하여 물체로부터의 반사 신호가 수신되면, 이에 대한 신호 데이터를 수신하고(S310), 수신된 신호 데이터에 대한 Plot을 생성한다(S320).
이때, 표적 탐지 장치는 상기 신호 데이터에 대한 스캔 동작에 사용된 빔의 특성에 따라, 빔 타입을 판단하고, 기 저장된 빔 타입별 Plot 특성표를 통해 Plot MAP 타입 또한 결정한다(S330).
해당 스캔의 Plot MAP 타입이 결정되면,동일 Plot MAP 타입의 이전 스캔 동작에 대한 Plot MAP 데이터를 반영하여 탐지 영역의 각 셀들에 대한 Plot MAP 값(V(n))을 산출한다(S340).
표적 탐지 장치는 단계 S320 내지 단계 S340을 통해 생성된 데이터들을 통해 상기 스캔 동작에 대한 Plot MAP을 생성하고, 상기 생성된 Plot MAP을 저장한다(S350).
이후, 표적 탐지 장치는 상기 단계 S350에서 생성된 Plot MAP을 해석함으로써 표적을 검출하게 되는데, 허위 억제 로직을 이용해 클러터 성분을 제거하고, 정확한 표적 검출을 할 수 있다(S360). 상기 허위 억제 로직은 각 스캔 동작에 대해 생성된 Plot MAP의 Plot MAP 값(V(n))이 기 설정된 임계값 이상의 값을 나타내는 경우, 그 Plot MAP 값(V(n))을 나타내는 셀을 클러터 성분으로 구분하여 해당 값을 항적으로 생성하지 않음으로써 수행될 수 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른Plot MAP의 공간 구성 방법을 도시한 도면이다.
도 4의 (a)는 탐지 영역을 한 번 스캔할 때, 생성되는 Plot MAP의 공간 구성 방법을 도시하고 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 Plot MAP을 다수개의 셀(Cell)로 나누어 구성할 수 있는데, 탐지 영역을 방위 및 원점으로부터 떨어진 거리에 따라 섹션을 나누어 상기 셀들을 구획할 수 있다.
구체적으로, 일정한 각도에 따라 방위에 대한 공간을 나누고, 일정한 거리에 따라 원점으로부터 반지름 방향으로 공간을 나눌 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (a)를 참고하면, 방위에 대하여 7.5도 간격으로 공간을 나누는 경우, 360도/7.5도=48 개의 공간으로 나누어지며, 반지름이 300NM를 나타내는 원에 대하여 거리 간격을 1NM으로 나누는 경우, 300NM/1NM=300 개의 공간으로 나누어지게 되므로, 탐지 영역은 총 48X300=14400 개의 섹션으로 구획된다. 따라서, 생성되는 Plot MAP은 14400개의 셀로 구성된다.
도 4의 (b)를 참고하면, Plot MAP 타입이 Type 0 부터 Type 6 까지 7가지 타입으로 분류되는 것을 알 수 있다. 이와 같은 경우, 표적 탐지 장치에 사용되는 빔의 종류를 특성에 따라 7가지의 빔 타입으로 분류하고, 각각의 빔 타입에 대한 Plot MAP 타입을 구분하여 생성 및 적용하게 되므로, 동일한 위치의 셀이라 하더라도, 상이한 Plot MAP 데이터를 사용하게 된다.
각각의 Plot MAP타입에서 14400개의 셀로 구성되는 경우, 7개의 Plot MAP 타입으로부터 생성되는 셀의 개수는 14400X 7=100800 개가 되어, 표적 탐지 장치는 100800 개의 셀에 대한 Plot 데이터를 생성하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 표적 탐지 장치는 하나의 Plot MAP에 대한 셀 구성 및 빔의 특성에 따른 Plot MAP 타입 적용에 따라, 표적 탐지의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 빔 타입별 Plot 특성표의 일례를 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 표적 탐지 장치에 사용되는 빔을 그 특성에 따라 7가지로 구분하고 있다. 이 때, 빔을 구분하는 특성으로서, 빔의 탐지 거리 및 빔의 신호 처리 특성을 기준으로 빔 타입을 구분함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 7가지로 분류된 빔 타입을 Type 0 부터 Type 6 의 Plot MAP 타입으로 정의하고, 표적 탐지 장치의 각각의 스캔 동작에 사용된 빔의 특성에 따라대응되는 Plot MAP 타입을 결정할 수 있다.
이때, 빔 타입의 결정은 각각의 빔 정보를 해석함으로써 판단될 수 있는데, 빔 템플릿, 빔 번호 또는 빔 ID가 다른 별개의 빔이라 하더라도 동일 특성을 나타내는 경우, 동일한 빔 타입으로 분류될 수 있고, 이에 따라, 동일한 Plot MAP 타입이 적용될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어 지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 표적 탐지 장치
110 : 신호 송수신부
120 : 신호 처리부
130 : 데이터 처리부
131 : Plot 생성부
132 : Plot 특성 분류부
133 : Plot MAP 위치값 산출부
134 : Plot MAP 생성부
135 : 클러터제거부
140 : 통신 제어 처리부

Claims (13)

  1. 빔의 특성에 따라 상이한 타입의 Plot MAP을 생성함으로써 표적 검출을 수행하는, 표적 탐지 장치에 있어서,
    상기 Plot MAP을 구성하는 복수개의 셀(Cell)에 대하여, 물체에 의해 수신된 신호에 대한 Plot(플롯)을 생성하는, Plot 생성부;
    상기 표적 검출을 위한 스캔 동작에 사용된 빔의 특성에 따른 빔 타입을 판단하고, 상기 빔 타입에 대응하는 Plot MAP 타입을 판단하는, Plot 특성 분류부;
    상기 복수개의 셀 각각에 대해, Plot 데이터를 수치적으로 나타내는 값으로서, 상기 스캔 동작 이전의 스캔 동작들에 대한 Plot 데이터의 누적값을 반영하는 Plot MAP 값을 산출하는, Plot MAP 값 산출부; 및
    상기 산출된 Plot MAP 값이 기 설정된 임계값 이상의 값을 갖는 셀을 클러터 성분으로 판단하는, 클러터 제거부를 포함하는, 표적 탐지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Plot MAP 값 산출부는,
    상기 스캔 동작(n번째 스캔)에 의해 생성된Plot의 개수(Plot(n)), 및 상기 스캔 동작 이전의 스캔 동작(n-1번째 스캔)에서 산출된 Plot MAP 값(V(n-1))을 통해, 상기 Plot MAP 값(V(n))을 산출하는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 Plot MAP 값 산출부는,
    하기의 [수학식1]을 통해 상기 Plot MAP 값(V(n))을 산출하는 것을 특징으로 하는,표적 탐지 장치.
    [수학식1]
    V(n)=V(n-1)Ⅹ0.2+Plot(n)X0.8
    여기서,
    V(n) : 현재 스캔 동작(n번째 스캔 동작)에 대한 Plot MAP 값
    n : 스캔 횟수
    V(n-1) : 이전 스캔 동작(n-1번째 스캔 동작)에 대한 Plot MAP 값
    Plot(n) : 현재 스캔 동작(n번째 스캔 동작)에 대한 Plot 개수
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Plot 특성 분류부는,
    상기 빔의 특성으로서, 빔의 탐지 거리 또는 빔의 신호 처리 특성 중 일 이상을 기준으로 상기 빔 타입을 판단하는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신 신호에 대한 Plot 데이터 및 상기 산출된 Plot MAP 값을 기반으로, 상기 스캔 동작에 대한 Plot MAP을 생성하고, 상기 생성된 Plot MAP을 상기 클러터 제거부로 전송하는, Plot MAP 생성부를 포함하는, 표적 탐지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 빔 타입 분류 및 상기 Plot MAP 타입 분류 기준에 관한 데이터를 저장하고, 상기 Plot MAP 생성부로부터 상기 Plot MAP을 수신하여, 상기 Plot MAP의 Plot MAP 타입에 따라 분류하여 데이터로 저장하는 통신 제어 처리부를 포함하는, 표적 탐지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 Plot 특성 분류부는,
    상기 통신 제어 처리부로부터 상기 빔 타입분류 및 상기 Plot MAP 타입 분류 기준에 관한 데이터를 수신하여, 상기 데이터를 기준으로 상기 빔 타입 및 상기 Plot MAP 타입을 판단하고,
    상기 Plot MAP 값 산출부는,
    상기 통신 제어 처리부로부터 상기 스캔 동작의 Plot MAP과 동일한 Plot MAP 타입의 이전 스캔 동작에 대한 Plot MAP 데이터를 수신하여, 상기 수신된 Plot MAP 데이터를 기반으로 상기 Plot MAP 값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 셀은,
    각 Plot MAP에 있어서, 방위, 및 원점으로부터 거리에 대해 일정 간격을 기준으로 나누어지며,
    상이한 Plot MAP 타입에 대해서는, 상이한 셀로 구성되는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 장치.
  9. 표적 탐지 장치가 빔의 특성에 따라 상이한 타입의 Plot MAP을 생성함으로써 표적 검출을 수행하는 방법으로서,
    (a) 상기 Plot MAP을 구성하는 복수개의 셀(Cell)에 대하여, 물체에 의해 수신된 신호에 대한 Plot데이터를 생성하는 단계;
    (b)상기 표적 검출을 위한 스캔 동작에 사용된 빔의 특성에 따른 빔 타입을 판단하고, 상기 빔 타입에 대응하는 Plot MAP 타입을 판단하는 단계;
    (c) 상기 복수개의 셀 각각에 대해, Plot 데이터를 수치적으로 나타내는 값으로서, 상기 스캔 동작 이전의 스캔 동작들에 대한 Plot 데이터의 누적값을 반영하는 Plot MAP 값을 산출하는 단계; 및
    (d) 상기 산출된 Plot MAP 값이 기 설정된 임계값 이상의 값을 갖는 셀을 클러터 성분으로 판단하는 단계를 포함하는, 표적 탐지 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 Plot MAP 값은,
    하기의 [수학식1]을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 방법.
    [수학식1]
    V(n)=V(n-1)Ⅹ0.2+Plot(n)X0.8
    여기서,
    V(n) : 현재 스캔 동작(n번째 스캔 동작)에 대한 Plot MAP 값
    n : 스캔 횟수
    V(n-1) : 이전 스캔 동작(n-1번째 스캔 동작)에 대한 Plot MAP 값
    Plot(n) : 현재 스캔 동작(n번째 스캔 동작)에 대한 Plot 개수
  11. 제9항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이전에,
    상기 빔 타입 분류 및 상기 Plot MAP 타입 분류 기준에 관한 데이터가 저장되는 단계를 포함하는, 표적 탐지 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이전에,
    기 저장된 이전 스캔 동작에 대한 Plot MAP데이터 중에서, 상기 스캔 동작의 Plot MAP과 동일한 Plot MAP 타입의 Plot MAP 데이터를 추출하는 단계를 포함하고,
    상기 (c) 단계는,
    상기 수신된 Plot MAP 데이터를 기반으로 상기 Plot MAP 값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 표적 탐지 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에,
    상기 Plot 데이터 및 상기 산출된 Plot MAP 값을 기반으로, 상기 스캔 동작에 대한 Plot MAP을 생성하고, Plot MAP 타입에 따라 분류하여 저장하는 단계를 포함하는, 표적 탐지 방법.
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