도플러 레이더 방식을 이용한 골프공 탄도 분석용 레이더 센서 설계 (Development of Radar Sensor for Golf Ball Flight Trajectory Analyzer Using Doppler Radar Scheme)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보기술학회논문지 / 14권 / 10호 / 73 ~ 85페이지
· 저자명 : 이종필, 이일근, 조재욱

초록

본 논문에서는 골프공 탄도 분석을 위한 도플러 레이더 센서 개발에 대한 연구결과를 다루었다. 여기서는 레이더 센서의 주요 구성품인 10GHz 대역의 평면 위상배열 안테나, RF 송수신 모듈 및 신호처리 모듈을 설계 제작하였고, 이들 각 구성품의 성능 우수성을 확인하였다. 또한 설계된 센서의 주요 파라미터들인 골프공 비행속도, 탈출고각 및 탈출방위각의 측정정확도를 실제 값과의 비교를 통해 입증하였으며, 이들 설계된 센서로 부터의 파라미터 값과 탄도비행 방정식을 이용하여 얻어진 분석기에 의한 골프공 비행거리와 실제 값과의 통계적 오차 분석을 수행한 결과 rms 오차가 기 설정된 비행거리 오차 목표치인 5% 이내를 만족함을 확인하였다.
본 연구결과는 골프공 추적 시스템뿐만 아니라 야구같이 정해진 공간에서의 이동물체 분석 분야에서도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

영어초록

This paper deals with developing a doppler radar sensor for golf ball flight trajectory analyzer. To achieve our goal, first of all, we designed a 10GHz planar phased-array antenna, a RF transmitting/receiving module, and a signal processing module which are major components of the proposed radar sensor for our analyzer. And then, all of the components we designed in this paper were tested if they the meet objective criteria by checking operating parameters of each component. Furthermore, accuracy of the principle parameters such as ball speed, launch angles(azimuth and elevation) from our radar sensor was shown by comparing with real parameter values. Finally, we statistically qualified that the developed analyzer meets the objective criteria, which is set to 5% of rms error, for the flying distance obtained using particle trajectory equation and the parameter values of our radar sensor developed in this paper.
The results obtained from our research are expected to be used for not only golf ball flight trajectory analysis but also analaysis of moving objects for the sporting games like baseball performed in the limited area.

참고자료

· 없음