KR100950537B1 - 수상표적에 대한 위협 평가 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전투체계를 구성하는 모듈이 표적에 대하여 위협평가를 수행하는 위협순위 평가방법에 관한 것이다. 자함에서 적어도 하나 이상의 수상표적에 대하여 위협평가를 구하는 위협순위 평가방법은 상기 자함의 무장의 최대 사거리값을 저장하는 단계; 상기 자함과 표적과의 거리값을 구하는 단계; 및 상기 저장된 최대 사거리값으로부터 거리값을 감하여 위협값을 구하는 단계를 포함하며, 본 발명은 상기 적어도 하나 이상의 표적에 대한 위협값을 비교하여 위협순위를 결정할 수 있다. 이로써 자함에 대한 수 많은 표적들 사이에 위협을 평가하고 위협순위를 결정하는 데 있어서 좀 더 객관적이고 논리적인 방법으로 교전에 사용될 수 있다.

Description

수상표적에 대한 위협 평가 방법{Method for evaluating threat of surface tracks}

도 1은 어떠한 가중치도 부여되기 전의 위협 순위를 나타내는 화면이다.

도 2는 속도에 대하여 가중치 9를 부여한 후의 위협 순위를 나타내는 화면이다.

도 3은 자함과 표적과의 최단거리 근접점 도달시간(Tcpa)에 대하여 가중치 9를 부여한 후의 위협 순위를 나타내는 화면이다.

도 4는 자함과 표적과의 최단거리 근접점까지의 거리(Rcpa)에 대하여 가중치 9를 부여한 후의 위협 순위를 나타내는 화면이다.

도 5는 매개변수에 복합적으로 가중치를 부여한 후의 위협 순위를 나타내는 화면이다.

도 6은 본 발명에 의한 수상 표적의 위협 순위를 결정하는 순서도이다.

도 7은 본 발명에 의한 수상 표적의 위협 순위를 결정하는 통합 순서도이다.

도 8은 본 발명에 의한 수상표적의 위협 정도를 계산하는 시스템의 개략적인 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...입력부 20...위협 계산 모듈

30...거리측정부 40...속도측정부

50...표시부

본 발명은 전투체계를 구성하는 모듈이 표적에 대하여 위협평가를 수행하는 방법에 관한 것이다.

해상의 교전은 자함에게 위협이 되는 표적을 판별하여, 그 중 위협순위가 더 높은 표적에 대해서 우선적으로 실제 교전이 이루어져야 한다. 그러나, 지금까지 수상표적에 대하여 위협평가를 수행하는 종래기술은 없었으며, 이에 따라서 수상표적에 대한 위협순위 결정 방법에 대한 알고리즘도 없었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전투체계를 구성하는 모듈이 수상표적에 대하여 위협에 영향을 미치는 매개변수를 식별하여 매개변수에 따른 적당한 가중치를 부여하여 각 수상표적의 위협을 평가하는 방법을 제공한다

본 발명은 상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 자함에서 적어도 하나 이상의 수상표적에 대하여 위협평가를 수행하는 방법에 있어서, 상기 자함이 보유한 무장의 최대 사거리값을 저장하는 단계; 상기 자함과 표적과의 거리값을 구하는 단계; 상기 저장된 최대 사거리값으로부터 거리값을 감하여 기본 위협값을 구하는 단 계를 포함하는 수상표적의 위협평가방법을 제공한다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 자함에서 적어도 하나 이상의 수상표적에 대하여 위협평가를 수행하여 위협순위를 결정하는 방법에 있어서, 위협평가 단계에서 구해진 기본 위협값과 또 다른 중요한 매개변수에 적당한 가중치를 부여함으로써 가중치 반영 위협값을 산출하는 단계 및 그 결과를 통합 위협값에 반영하고 그 값을 비교하여 위협순위를 결정하는 단계를 포함하는 수상표적의 위협순위 결정방법을 제공한다.

이하 본 발명에 의한 자함에서 적어도 하나 이상의 수상표적에 대하여 위협평가를 수행하는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서는 수상 표적에 대하여 위협평가를 수행하는 기본 규칙을 제공하고 그에 덧붙여 몇 개의 식별된 매개변수에 운용자가 가중치 및 옵셋 값을 부여하여 최종적인 위협평가 및 위협순위 결과를 얻어낼 수 있다. 위협평가를 수행하기 위한 기본 규칙은 자함이 보유한 무장의 최대사거리를 기준으로 결정될 수 있다. 기본 위협값을 구하는 기본 규칙은 다음의 수학식 1과 같다.

기본 위협 값 = 무장의 최대 사거리값 - 자함과 표적과의 거리값

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 위협평가 방법 및 그를 이용한 위협순위 결정방법은 자함에 설치된 위협계산모듈(20)에서 계산된다. 위협계산모듈(20)은 표적과의 거리측정부(30)로부터 보내온 거리값과 표적과의 상대속도 측정부(40)로 부터 보내온 속도값을 받아서, 입력부(10)에서 입력된 무장의 최대 사거리값에 따라서 상기 수학식 1에 의하여 기본 위협값을 구하고 특정 매개변수의 가중치 값에 따라서 수학식 2, 수학식 3, 수학식 4 및 수학식 5를 기반으로 하여 수학식 6에 의해 통합 위협값을 계산하여 표시부(50)에 출력한다.

여기서 얻어진 각 표적들의 기본 위협값이 클수록 자함에게 더 위협이 된다고 판단한다. 이때, 무장의 최대 사거리 및 관리할 표적의 수는 사용자가 임의로 설정할 수 있다. 또한 속도 값은 클수록 가중치가 커진다. 또한, 최단거리 근접 점까지 도달시간 및 최단 근접 점까지의 거리는 작을수록 가중치가 커진다.

물론 상술한 기본 위협값은 위협계산모듈(20)에서 자동으로 계산되지만 다음과 같은 수순으로 계산되어 표시될 것이다.

1) 각 표적의 기본 위협값에 대하여 내림차순으로 정렬한다.

2) 상위 00개의 표적만 목록으로 전시한다.

3) 속도에 대한 가중치를 부여한다.

4) 속도에 대하여 내림차순 정렬하고 가중치 반영 분을 기본 위협 값에 더하여 속도 가중치 반영 위협값을 구한다.

5) 기본 위협 값에 대하여 내림차순으로 정렬한다.

6) 자함과 최단 근접 점까지 도달시간(Rcpa)에 대한 가중치를 부여한다.

7) 자함과 최단 근접 점까지 도달시간에 대하여 오름차순 정렬하고 가중치 반영 분을 기본 위협 값에 더하여 자함과 최단 근접점 도달시간(Tcpa) 가중치 반영 위협값을 구한다.

8) 기본 위협 값에 대하여 내림차순으로 정렬한다.

9) 자함과 최단 근접 점까지 거리(Rcpa)에 대한 가중치를 부여한다.

10) 자함과 최단 근접 점까지 거리에 대하여 오름차순 정렬하고 가중치 반영 분을 기본 위협값에 더하여 Rcpa 가중치 반영 위협값을 구한다.

11) 기본 위협 값에 대하여 내림차순으로 정렬한다.

12) 운용자 옵셋 값을 위협 값에 더한다.

13) 위협 값에 대하여 내림차순으로 정렬한다.

본 발명에 의한 동작 설명을 쉽게하기 위하여 다음의 표 1과 같이 가정하여 설명하기로 한다.

가정 1. 표적 20개 설정한다. 설정방법은 무작위로 한다. 표 1에서, 단위는 좌표/거리는 미터(m)이고, 속도는 m/s이다.

가정 2. 무장의 최대 사거리 설정은 10000으로 한다.

가정 3. 초기 운용자 옵셋은 0 이다.

가정 4. 각 매개변수에 대한 가중치 초기 값 및 가중치에 의한 위협 값은 0이다.

가정 5. 위협 목록에 10개의 위협표적만 관리한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 상기 표 1 및 가정하에 설정된 값으로 프로토타입(원형설계)한 화면을 통하여 본 발명의 동작으로 설명한다.

도 1에 의하면, 가중치를 부여한 상태를 표시하는 가중치표시부(100)에서 속도에 대한 가중치는 0, 자함과 최단 근접점 도달시간(Tcpa)에 대한 가중치도 0, 자함과 최단 근접점 도달거리(Rcpa)에 대한 가중치도 0으로 하면 위협목록표시부(200)에서는 위협값에 따른 위협순위를 표시하게 되고, 위협값표시부(300)에서는 상기 수학식 1에서 기본 규칙만 적용하여 위협값을 표시한다.

도 2에 의하면, 가중치를 부여한 상태를 표시하는 가중치표시부(100)에서 속도에 대한 가중치는 9, 자함과 최단 근접점 도달시간(Tcpa)에 대한 가중치는 0, 자함과 최단 근접점 도달거리(Rcpa)에 대한 가중치도 0으로 하면 위협목록표시부(200)에서는 속도에 대한 가중치를 고려한 위협값에 따른 위협순위를 표시하게 되고, 위협값표시부(300)에서는 상기 수학식 1의 기본 규칙에 속도 가중치를 추가 적용하여 위협값을 표시한다. 도 2에서와 같이, 속도에 대한 가중치가 부여되는 경우 속도에 대한 가중치를 변경함으로써 위협 값이 변경될 수 있도록 내부적으로 상수값을 곱하는 방법을 취하였다. 표적들을 속도에 대하여 내림차순으로 정리하고, 각 표적에 대하여 (표적의 수 - 순위)*속도 가중치를 계산하고 기본 규칙에서 얻어진 위협 값에 더함으로써 다음의 수학식 2와 같이 위협 값을 변경시켰다.

속도 가중치 반영 위협 값 = 기본 위협 값 + (표적의 수 - 순위) * 속도 가중치

도 3에 의하면, 가중치를 부여한 상태를 표시하는 가중치표시부(100)에서 속도에 대한 가중치는 0, 자함과 최단 근접점 도달시간(Tcpa)에 대한 가중치는 9, 자함과 최단 근접점 도달거리(Rcpa)에 대한 가중치는 0으로 하면 위협목록표시부(200)에서는 상기 Tcpa에 대한 가중치를 고려한 위협값에 따른 위협순위를 표시하게 되고, 위협값표시부(300)에서는 상기 수학식 1의 기본 규칙에 Tcpa 가중치를 추가 적용하여 위협값을 표시한다. 도 3에서와 같이, Tcpa에 대한 가중치가 부여되는 경우 자함과 표적과의 최단거리 근접점 도달시간(Tcpa)에 대한 가중치를 변경함으로써 위협 값이 변경될 수 있도록 내부적으로 상수값을 곱하는 방법을 취하였다. 표적들을 Tcpa에 대하여 오름차순으로 정리하고, 각 표적에 대하여 (표적의 수 - 순위)*Tcpa 가중치를 계산하고 앞서 얻어진 위협 값에 더함으로써 다음의 수학식 3에서와 같이 위협 값을 변경시켰다.

Tcpa 가중치 반영 위협 값 = 위협 값 + (표적의 수 - 순위) * Tcpa 가중치

도 4에 의하면, 가중치를 부여한 상태를 표시하는 가중치표시부(100)에서 속도에 대한 가중치는 0, 자함과 최단 근접점 도달시간(Tcpa)에 대한 가중치는 0, 자함과 최단 근접점 도달거리(Rcpa)에 대한 가중치는 9로 하면 위협목록표시부(200)에서는 상기 Rcpa에 대한 가중치를 고려한 위협값에 따른 위협순위를 표시하게 되고, 위협값표시부(300)에서는 상기 수학식 1의 기본 규칙에 Rcpa 가중치를 추가 적용하여 위협값을 표시한다. 도 4에서와 같이, Rcpa에 대한 가중치가 부여되는 경우

자함과 표적과의 최단거리 근접점까지의 거리(Rcpa)에 대한 가중치를 변경함으로써 위협 값이 변경될 수 있도록 내부적으로 상수값을 곱하는 방법을 취하였다. 표적들을 Rcpa에 대하여 오름차순으로 정리하고, 각 표적에 대하여 (표적의 수 - 순위)*Rcpa 가중치를 계산하고 앞서 얻어진 위협 값에 더함으로써 다음의 수학식 4와 같이 위협 값을 변경시켰다.

Rcpa 가중치 반영 위협 값 = 위협 값 + (표적의 수 - 순위) * Rcpa 가중치

운용자 옵셋값에 의한 위협 값은 상기 수학식 1에서 구해진 기본 위협값에 운용자의 의도를 반영하는 운용자 옵셋 값을 더하는 방법을 취하였다.

운용자 옵셋값에 의한 위협 값 = 기본 위협값 + 운용자 옵셋값

매개변수의 변경이 복합적으로 설정되는 경우, 도 5에 의하면, 가중치를 부여한 상태를 표시하는 가중치표시부(100)에서 속도에 대한 가중치는 1, 자함과 최단 근접점 도달시간(Tcpa)에 대한 가중치는 5, 자함과 최단 근접점 도달거리(Rcpa)에 대한 가중치는 9로 하면 위협목록표시부(200)에서는 상기 속도, Tcpa, Rcpa에 대한 가중치를 고려한 위협값에 따른 위협순위를 표시하게 되고, 위협값표시부(300)에서는 상기 수학식 1의 기본 규칙에 속도, Tcpa, Rcpa 가중치를 추가 적용하여 위협값을 표시한다. 도 5에서와 같이, 속도, Tcpa, Rcpa에 대한 가중치가 부여되는 경우 속도, 자함과 표적과의 최단거리 근접점까지의 도달시간(Tcpa),자함과 표적과의 최단거리 근접점까지의 거리(Rcpa)에 대한 가중치를 변경함으로써 위협 값이 변경될 수 있도록 내부적으로 상수값을 곱하는 방법을 취하였다. 표적들을 속도, Tcpa, Rcpa중의 어느 하나에 대하여 오름차순으로 정리하고, 각 표적에 대하여 ( (표적의 수 속도에 대한 순위)*속도가중치 +(표적의 수-Tcpa에 대한 순위)* Tcpa가중치 + (표적의 수-Rcpa에 대한 순위)*Rcpa가중치) 를 계산하고 앞서 얻어진 위협 값에 더함으로써 다음의 수학식 6과 같이 위협 값을 변경시켰다. 즉, 위협 목록의 위협 순위를 설정하는 데 있어서 상황에 따라 매개변수(속도, Tcpa, Rcpa)에 대하여 가중치를 복합적으로 반영할 수 있다.

통합 위협값 = 기본 위협값 + ( (표적의 수 속도에 대한 순위)*속도가중치 +(표적의 수-Tcpa에 대한 순위)* Tcpa가중치 + (표적의 수-Rcpa에 대한 순위)*Rcpa가중치)) +운용자 옵셋값

이하, 수상표적의 기본 위협값을 결정한 후 각 매개변수의 변경에 따른 위협순위를 결정하는 과정을 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6에 의하면, 단계 600에서 기본 위협값이 결정되면, 단계 602에서 속도에 대한 가중치가 있는지를 판단한다. 단계 602에서 속도에 대한 가중치가 있다고 판단되면, 단계 604에서 속도값에 대하여 내림차순으로 정렬하고, 단계 606에서 위협값에 속도에 대한 가중치를 반영한다. 단계 602에서 속도에 대한 가중치가 없다고 판단되면, 단계 608로 진행하여 자함과 최단 근접점 도달시간(Tcpa)에 대한 가중치가 있는지를 판단한다. 단계 608에서 Tcpa에 대한 가중치가 있다고 판단되면 단계 610에서 Tcpa값에 대하여 오름차순으로 정렬하고 단계 612에서 위협값에 Tcpa에 대한 가중치를 반영한다. 단계 608에서 Tcpa에 대한 가중치가 없다고 판단되면 단계 614로 진행하여, 자함과 최단 근접점까지의 거리(Rcpa)에 대한 가중치가 있는지를 판단한다. 단계 614에서 Rcpa에 대한 가중치가 있다고 판단되면 단계 616에서 Rcpa값에 대하여 오름차순으로 정렬하고 단계 618에서 위협값에 Rcpa에 대한 가중치를 반영한다. 단계 614에서 Rcpa에 대한 가중치가 없다고 판단되면 단계 620으로 진행하여, 운용자 옵셋값이 있는지를 판단한다. 단계 620에서 운용자 옵셋값이 있다고 판단되면 단계 622에서 위협값에 운용자 옵셋값을 반영하고, 단계 624에서 위협값에 대하여 내림차순으로 정렬한다. 단계 620에서 운용자 옵셋값이 없다고 판단되면 단계 624로 진행하여 위협값에 대하여 내림차순으로 정렬하고, 단계 626에서 위협값의 결과값을 전시화면에 도시하고 종료한다.

도 7은 지금까지 설명한 위협값의 평가와 위협순위 결정의 통합 흐름도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 자함에서 표적관리(72)를 위하여 표적의 거리에 대한 표적 정보를 받으면 기본적인 규칙을 적용하여(700) 표적과의 거리에 따른 위협순위를 결정하고, 도 1에 도시한 운용자가 설정한 관리 표적수(80)에 따라서 위협순위 상위 목록을 추출 표시하여(710) 그를 교전(74)에 이용한다.

여기서, 자함이 보유한 무장 최대 사거리값으로부터 표적까지의 거리값을 감하여 위협값을 구한다.

그 다음 운용자의 옵셋값 및 각종 매개변수의 가중치가 입력되어 기본 위협값을 보정하게 되는데, 상기 기본 위협값에 운용자 옵셋값을 추가 보정하여 제1 보정위협값을 구한다.

또한, 상기 기본 위협값에 가중치에 대한 위협값을 추가 보정하여 제2 보정위협값을 구하는데 이에 대하여 이하 설명하기로 한다.

도 2에 도시한 속도에 따른 가중치가 전술화면(75)으로부터 입력되는 되는 경우 속도에 따른 가중치를 반영하여 표적 위협 순위를 결정하고 위협순위 상위 목록을 추출 표시하여(720) 그를 교전(74)에 이용한다.

또한, 도 3에 도시한 Tcpa에 따른 가중치가 전술화면(75)으로부터 입력되는 되는 경우 Tcpa에 따른 가중치를 반영하여 표적 위협 순위를 결정하여 위협순위 상위 목록을 추출 표시하여(730) 그를 교전(74)에 이용한다.

또한, 도 4에 도시한 Rcpa에 따른 가중치가 전술화면(75)으로부터 입력되는 되는 경우 Rcpa에 따른 가중치를 반영하여 표적 위협 순위를 결정하여 위협순위 상 위 목록을 추출하여 표시하여(740) 교전(74)에 이용한다.

마찬가지로 운용자 옵셋값이 전술화면(75)으로부터 입력되는 되는 경우 운용자 옵셋값을 반영하여 표적 위협 순위를 결정하여 위협순위 상위 목록을 추출하여 표시하여(750) 그를 교전(74)에 이용한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 자함에서 표적의 위협값을 평가하고 그를 이용하여 위협순위를 신속하고 정확하게 결정할 수 있게 된다.

본 발명은 자함에 대한 수 많은 표적들 사이에 위협을 평가하고 위협순위를 결정하는 데 있어서 좀 더 객관적이고 논리적인 방법으로 사용될 수 있다.

Claims (1)

1. 자함에서 적어도 하나 이상의 수상표적에 대하여 위협평가를 수행하는 방법에 있어서, 상기 자함의 무장의 최대 사거리값을 저장하는 단계;

   상기 자함과 표적과의 거리값을 구하는 단계;

   상기 저장된 최대 사거리값으로부터 거리값을 감하여 기본 위협값을 구하는 단계;

   상기 기본 위협값에 운용자 옵셋값을 추가 보정하여 제1 보정위협값을 구하는 단계;

   상기 제1 보정위협값에 표적의 속도 가중치에 대한 위협값을 추가 보정하여 속도 가중치 반영 위협값을 구하는 단계;

   상기 제1 보정위협값에 자함과 최단 근접점 도달시간(Tcpa) 가중치에 대한 위협값을 추가 보정하여 Tcpa 가중치 반영 위협값을 구하는 단계;

   상기 제1 보정위협값에 자함과 표적과의 최단거리 근접점까지의 거리(Rcpa) 가중치에 대한 위협값을 추가 보정하여 Rcpa 가중치 반영 위협값을 구하는 단계를 포함하는 수상표적의 통합 위협평가 방법.

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