KR101199884B1 - 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템(electro optical tracking system), EOTS 제어 유닛 및 그 방법에 관한 것으로서, 광학부를 포함하는 본체와, 표적을 추종, 탐색 및 자동 추적하기 위하여 상기 본체를 구동하여 상기 광학부의 시선 방향을 변경하고 변경된 시선 방향의 동영상을 생성하여 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치로 송신하되, 상기 생성된 동영상 내에서 표적을 포착하기 위하여 상기 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하도록 상기 본체를 제어하는 EOTS 제어 유닛을 포함하는 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템을 구성한다. 상기 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템, EOTS 제어 유닛 및 그 방법에 따르면, 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하여 표적을 탐색함으로써, 빠르고 정확하게 표적을 포착할 수 있는 효과가 있다. 이에, 무장 장비가 적의 표적에 빠르게 대응할 수 있다.

Description

표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템 및 방법{ELECTRO OPTICAL TRACKING SYSTEM FOR RANGE CONTROL AUTO-SCANNING MARK IN THE BATTLE SYSTEM OF NAVAL VESSEL AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전자 광학 추적 시스템, EOTS 제어 유닛 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 고속으로 표적을 획득하기 위한 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템 및 방법에 관한 것이다.
함정 전투 체계(시스템)에 장착되는 전자 광학 추적 시스템(electro optical tracking system)은 광역의 구간 탐색을 위한 저배율의 전자 광학 추적 시스템과 사격 통제를 위해 표적을 포착 및 자동 추적할 수 있는 고배율의 전자 광학 추적 시스템으로 나뉠 수 있다.
저배율의 전자 광학 추적 시스템은 방위각(azimuth) 0°~ 30° 정도의 광대역 구간을 천천히 탐색한다. 반면, 고배율의 전자 광학 추적 시스템은 레이더와 연동되어 동작하는 시스템으로서, 레이더의 좌표 정보를 이용하여 표적을 추종(follow)하고 탐색(scan)하며 탐색에 의해 포착된 표적을 자동으로 추적(track)함으로써, 무장 장비의 사격이 가능하도록 지원한다.
저배율의 전자 광학 추적 시스템은 천천히 방위각을 변경하면서 구간 탐색을 하는 용도로 이용되므로, 그 시계(視界)가 매우 넓은 편이다. 그러나, 고배율의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템은 특정 표적을 포착하여 추적하기 위한 것이므로, 그 시계가 매우 좁을 수밖에 없다. 즉, 배율의 증대로 인한 시계의 축소와 다른 여러 오차 요소로 인해 표적이 시계 내에 존재하는 확률은 낮아질 수밖에 없다. 그리하여, 시계 내에서 포착되지 않은 표적이나 시계에서 놓친 표적을 그 근처에서 다시 탐색함으로써 포착 확률을 높이고 있다.
이처럼 고배율의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템은 표적을 빠른 시간 내에 정확하게 포착하여 대응해야 하는데, 고배율에 따른 좁은 시계로 인해 한 번에 표적을 포착하는 것은 쉽지 않다는 문제점을 안고 있다. 더군다나 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템은 아함과 표적이 같이 움직이는 상황에서 시시각각 변동하는 레이더 위치 정보에 연동하여 동작하기 때문에, 신속하고 정확한 표적의 포착에 더더욱 어려움이 많다는 문제점을 갖는다.
본 발명의 목적은 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 EOTS 제어 유닛을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템은, 광학부를 포함하는 본체와, 표적을 추종, 탐색 및 자동 추적하기 위하여 상기 본체를 구동하여 상기 광학부의 시선 방향을 변경하고 변경된 시선 방향의 동영상을 생성하여 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치로 송신하되, 상기 생성된 동영상 내에서 표적을 포착할 수 있도록 상기 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하도록 상기 본체를 제어하는 EOTS(electro optical tracking system) 제어 유닛을 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 EOTS 제어 유닛은, 상기 광학부의 시선 방향에 대한 극좌표계 상의 고각을 현재 고각 0°에 대하여 -0.7°, 0°, +0.7°, 0°로 반복 변경하도록 상기 본체를 제어하는 것을 특징으로 하는 표적을 자동 탐색하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 EOTS 제어 유닛은, 상기 시선 방향을 1 초 간격으로 자동 변경하도록 상기 본체를 제어하는 것을 특징으로 하는 표적을 자동 탐색하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 EOTS 제어 유닛은, 상기 본체를 구동하여 상기 본체 내 광학부의 시선 방향을 변경하는 서보 제어부와, 표적을 추종, 탐색 및 자동 추적할 수 있도록 상기 서보 제어부에 의해 변경된 시선 방향의 동영상을 생성하여 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치로 송신하는 영상 추적부와, 상기 연동 제어 장치가 상기 영상 추적부로부터 상기 동영상을 수신하고 수신된 동영상 내에서 표적을 포착하기 위하여 상기 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하도록 서보 제어부를 제어하는 시스템 제어부를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 시스템 제어부는, 상기 광학부의 시선 방향에 대한 극좌표계 상의 고각을 현재 고각 0°에 대하여 -0.7°, 0°, +0.7°, 0°로 반복 변경하도록 상기 서보 제어부를 제어하는 것으로 구성될 수 있다. 그리고 상기 시스템 제어부는, 상기 시선 방향을 1 초 간격으로 자동 변경하도록 상기 서보 제어부를 제어하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 방법은, 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치로부터 추종 명령을 수신하는 단계와, 상기 수신된 추종 명령에 따라 표적을 탐색하는 단계와, 상기 본체 내 광학부의 시선 방향이 소정 시간 동안 유지되었는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 시선 방향이 소정 시간 동안 유지된 경우에는, 상기 광학부의 시선 방향을 소정 패턴에 따라 자동 변경하여 다시 표적을 탐색하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 수신된 추종 명령에 따라 표적을 탐색하는 단계는, 상기 광학부의 시선 방향에 대한 극좌표계 상의 고각을 현재 고각 0°에 대하여 -0.7°, 0°, +0.7°, 0°로 반복 변경하여 표적을 탐색하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 본체 내 광학부의 시선 방향이 소정 시간 동안 유지되었는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 시선 방향이 1 초 동안 유지되었는지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템, EOTS 제어 유닛 및 그 방법에 따르면, 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하여 표적을 탐색함으로써, 빠르고 정확하게 표적을 포착할 수 있는 효과가 있다. 이에, 무장 장비가 적의 표적에 빠르게 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템의 고각 탐색 방식의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 방법의 전체적인 상태 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 방법의 탐색 동작의 세부적인 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 방법의 포착 및 추적 동작의 세부적인 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템(100)(이하, '전자 광학 추적 시스템'이라 함)은 개략적으로 본체(110), EOTS 제어 유닛(120)을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 전자 광학 추적 시스템(100)은 광학부(111)의 시선 방향을 자동으로 변경하여 표적을 탐색함으로써, 표적의 포착에 걸리는 시간을 현저하게 줄일 수 있다. 이때, 시선 방향은 표적의 탐색을 위한 극좌표 중 고각(elevation)이 소정 각도만큼 자동 변경되도록 구성되고, 사용자가 표적의 포착을 인지할 수 있도록 소정 시간 동안 시선 방향이 유지되도록 구성된다. 이하, 세부 구성에 대하여 설명한다.
먼저, 본체(110)는, 광학부(111) 및 기타 구동부(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서 광학부(111)는 고배율의 망원 렌즈를 포함하도록 구성될 수 있다. 그리고 기타 구동부는 광학부(111)의 시선 방향을 변경 구동하도록 구성될 수 있다.
다음으로, EOTS 제어 유닛(120)은 세부적으로는 서보 제어부(121), 영상 추적부(120) 및 시스템 제어부(123)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이때, EOTS 제어 유닛(120)은 표적을 추종(follow), 탐색(scan) 및 자동 추적(track)하기 위하여 상기 본체(110)를 구동하여 상기 광학부(111)의 시선 방향(line of sight)을 변경하고 변경된 시선 방향의 동영상을 생성하여 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치(200)로 송신하되, 상기 생성된 동영상 내에서 표적을 포착하기 위하여 상기 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하도록 상기 본체(110)를 제어하도록 구성될 수 있다.
EOTS 제어 유닛(120)의 기능에 대하여는 본체(110), EOTS 제어 유닛(120) 및 연동 제어 장치(200)의 연동에 따른 동작 흐름에 따라 구체적으로 설명한다.
먼저, 연동 제어 장치(200)는 레이더(미도시)로부터 표적의 위치 정보 및 속도 정보를 수신하고, 수신된 위치 정보 및 속도 정보를 EOTS 제어 유닛(120)으로 제공한다. 이때, 레이더로부터 수신되는 표적의 위치 정보 및 속도 정보는 연동 제어 장치(200)에서 가공된 정보이다. 연동 제어 장치(200)는 레이더가 아닌 함정중심(미도시)의 실위치를 기준으로 하는 진북 기준의 직교 좌표계 상의 좌표 지점으로 계산하여 EOTS 제어 유닛(120)으로 제공한다.
EOTS 제어 유닛(120)은 상기 제공된 좌표 지점에 따라 본체(110)를 구동하여 광학부(111)의 시선 방향 및 배율을 변경하도록 제어한다. 이때, EOTS 제어 유닛(120)은 표적의 이동 위치를 예측하고, 예측된 좌표 지점으로 시선 방향을 변경하도록 제어한다. 한편, EOTS 제어 유닛(120)은 연동 제어 장치(200)로부터 제공받은 좌표 지점을 다시 EOTS 본체(110)의 실위치를 기준으로 하는 진북 기준의 직교 좌표계 상의 좌표 지점으로 다시 계산한다. 이때, 연동 제어 장치(200)의 실위치를 기준으로 계산된 좌표 지점(XLI, YLI, ZLI)은 다음 수학식 1에 따라 헤딩(heading), 피치(pitch), 롤(roll)의 순서로 본체(110)의 EOTS 제어 유닛(120)의 실위치를 기준으로 계산된 좌표 지점(XE, YE, ZE)으로 변환될 수 있다.
Figure 112010028709023-pat00001
한편, 광학부(111)는 EOTS 제어 유닛(120)의 제어에 따라 시선 방향을 변경하여 표적을 추종(follow)한다. 이때, 시선 방향의 동영상을 촬영하고 촬영된 동영상을 EOTS 제어 유닛(120)으로 제공한다. 이때, 본체(110)의 광학부(111)는 본체(110)의 실위치를 기준으로 계산된 좌표 지점(XE, YE, ZE)을 광학부(111)의 시선 방향 변경에 적합하도록 극좌표계의 좌표 지점으로 변환한다. 이러한 변환은 수학식 2와 같이 수행되며, 그 출력은 거리(range), 방위각(azimuth), 고각(elevation)으로 표현된다.
Figure 112010028709023-pat00002
그리고 본체(110)의 광학부(111)가 상기 좌표 지점에 대한 동영상을 촬영하고 촬영된 동영상을 EOTS 제어 유닛(120)으로 제공하면, EOTS 제어 유닛(120)은 동영상의 영상 처리를 수행하고, 동영상 내에서 표적을 포착하고, 포착된 표적의 자동 추적(track)을 수행한다. 여기에서, 자동 추적은 기존의 추적 알고리즘이 이용되는데, 표적의 예상 이동 경로에 대한 정보를 본체(110)로 피드백하여 표적을 계속 추적한다. 한편, EOTS 제어 유닛(120)은 처리된 동영상을 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치(200)로 송신한다.
연동 제어 장치(200)는 함정 지휘 노드에 구비되는 장치로서, 사용자가 EOTS 제어 유닛(120)으로부터 수신한 동영상을 볼 수 있도록 전시부(미도시)를 구비한다. 사용자는 동영상을 통해 표적을 직접 육안으로 확인할 수 있으며, 확인된 표적에 대해 대응 사격 등의 무장 조치 명령을 무장 장비(미도시)로 하달할 수 있다. 이때, 고배율로 인한 시계의 협소함으로 인해 동영상 내에 표적이 포착되지 않을 확률이 높다. 이에, 종래에는 표적이 육안으로 확인되지 않을 때마다 운용자는 EOTS 제어 유닛(120)이 광학부(111)의 시선 방향을 조금씩 변경하도록 근처에서 표적을 탐색(scan)하는 명령을 내리는 절차를 수행한다. 그러나, 본 발명에서는 표적의 탐색 절차에서 시선 방향이 자동으로 변경될 수 있도록 구성되어 있다. 긴급 상황에서는 자동으로 동작되지 않는 표적의 탐색 과정이 심각한 피해를 초래할 수 있기 때문이다. 이에, 연동 제어 장치(200)의 사용자가 동영상에서 표적을 육안으로 확인하지 못한 경우에는, EOTS 제어 유닛(120)은 상기 생성된 동영상 내에서 사용자가 표적을 확인 및 포착하기 위하여 상기 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하도록 구성된다. 좀 더 구체적으로는 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템의 고각 탐색 방식의 개념도이다.
도 2를 참조하면, 광학부(111)가 시선 방향 중 고각의 변경을 통하여 탐색하는 방식이 도식화되어 있음을 알 수 있다.
EOTS 제어 유닛(120)은, 상기 광학부(111)의 시선 방향에 대한 극좌표계 상의 고각(elevation)을 현재 고각 0°에 대하여 -0.7°, 0°, +0.7°, 0°로 이산적(discrete)으로 반복 변경하도록 상기 본체(110)를 제어하는 것으로 구성될 수 있다. 레이더에 의한 위치 정보는 방위각(azimuth)에 대해서는 오차가 거의 없으며, 주로 고각 방향의 오차에 따라 표적이 포착되지 않는 경우가 많다. 시험적으로도 2회 내지 3회의 고각 변경만으로 표적(300)이 쉽게 포착되었다.
한편, 상기 EOTS 제어 유닛(120)은, 상기 시선 방향을 1 초 간격으로 자동 변경하도록 상기 본체(110)를 제어하는 것으로 구성될 수 있다. EOTS 제어 유닛(120)은 연동 제어 장치(200)의 사용자가 동영상 내에서 표적(300)을 육안 확인하는데 걸리는 시간을 대략 1 초로 설정하여 시선 방향을 유지하도록 구성된다. 물론, 더 짧게도 더 길게도 설정할 수 있음은 물론이다. 실험적으로 2 회 내지 3회의 탐색으로 표적이 포착되므로, 시선 방향을 1 초가 유지하는 경우 대략 2 초 내지 3 초의 탐색에 의해 표적을 쉽게 포착할 수 있는 것이다. 종래에 사용자가 수동적으로 시선 방향을 변경하면서 표적을 탐색하는 경우에 비하면 훨씬 정교하고 신속하게 표적이 포착되는 셈이다. 특히나, 전시의 위급 상황에서는 더더욱 사람에 의한 오류를 줄이고 정확하게 표적(300)을 포착할 수 있다.
이하, EOTS 제어 유닛(120)의 세부 구성에 대하여 설명한다.
먼저, 서보 제어부(121)는 상기 본체(110)를 구동하여 상기 본체(110) 내 광학부(111)의 시선 방향을 변경하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 영상 추적부(122)는 표적을 추종(follow), 탐색(scan) 및 자동 추적(track)할 수 있도록 상기 서보 제어부(121)에 의해 변경된 시선 방향의 동영상을 생성하여 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치(200)로 송신하도록 구성될 수 있다. 영상 추적부(122)는 영상 처리를 수행하며, 표적의 추적 기능을 구비한다.
다음으로, 시스템 제어부(123)는 상기 연동 제어 장치(200)가 상기 영상 추적부(122)로부터 상기 동영상을 수신하고 수신된 동영상 내에서 표적을 포착하기 위하여 상기 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하도록 서보 제어부(121)를 제어하는 것으로 구성될 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 상기 광학부(111)의 시선 방향에 대한 극좌표계 상의 고각을 현재 고각 0°에 대하여 -0.7°, 0°, +0.7°, 0°로 이산적으로 반복 변경하도록 상기 서보 제어부(121)를 제어하는 것으로 구성될 수 있다. 그리고 상기 시선 방향을 1 초 간격으로 자동 변경하도록 상기 서보 제어부(121)를 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
이에, EOTS 제어 유닛(120)은 고배율에 따른 좁은 시계 내에서 신속하게 표적을 포착할 수 있다.
이하, 본체(110), EOTS 제어 유닛(120) 및 연동 제어 장치(200)의 연동 동작에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 방법의 전체적인 상태 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 대기 상태에서는 전자 광학 추적 시스템(100) 본체(110) 및 EOTS 제어 유닛(120)과 연동 제어 장치(200)가 연동된 상태에 있게 된다(S110). 연동 제어 장치(200)는 레이더로부터 표적의 위치 정보 및 속도 정보를 수신할 수 있다. 이때, 연동 제어 장치(200)가 상기 위치 정보 및 속도 정보를 함정중심의 실위치를 기준으로 하는 좌표 정보로 변환할 수 있으며, 변환된 좌표 정보와 함께 표적의 추종(follow) 명령을 EOTS 제어 유닛(120)으로 송신한다(S111).
다음으로, 지정 상태에서는 EOTS 제어 유닛(120)이 표적의 추종 명령에 따라 본체(110)의 시선 방향을 수신된 좌표 정보로 지정하게 된다(S120). 이때, EOTS 제어 유닛(120)은 수신된 좌표 정보를 본체(110)에서 운용 가능한 극좌표계의 좌표 정보로 변환하여 본체(110)로 제공할 수 있다.
다음으로, 탐색 상태에서는 EOTS 제어 유닛(120)이 소정 시간 간격으로 본체(110)의 시선 방향을 변경하도록 제어하여 표적을 탐색한다(S130). 이때, EOTS 제어 유닛(120)은 본체(110)로부터 제공받는 동영상을 연동 제어 장치(200)로 제공하며, 연동 제어 장치(200)의 사용자는 동영상 내에 표적이 존재하는지 여부를 육안으로 확인하여 탐색한다. 만약, 표적이 존재하는 경우, 사용자는 탐색 중지 명령을 EOTS 제어 유닛(120)으로 전달한다(S131).
다음으로, EOTS 제어 유닛(120)이 탐색 종료 명령을 수신하면, 표적 탐색은 종료되며, 포착 상태로 진입하게 된다(S140). 이때, 사용자는 추적 명령을 EOTS 제어 유닛(120)으로 전달한다(S141).
다음으로, EOTS 제어 유닛(120)은 추적 명령을 수신한 후, 표적을 자동 추적하여 추적 상태에 진입한다(S150). 이후, 사용자의 명령에 따라 추적된 표적에 대한 무장 공격이 가해질 수 있다.
이하, EOTS 제어 유닛(120)의 표적 탐색 동작 및 자동 추적 동작 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 방법의 탐색 동작의 세부적인 흐름도이다.
도 4를 참조하면 먼저, 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치(200)로부터 추종(follow) 명령을 수신한다(S210). 레이더에 의해 포착된 표적의 좌표 정보를 함께 수신한다.
다음으로, 상기 수신된 추종 명령에 따라 표적을 탐색(scan)한다(S220). 이때, 상기 연동 제어 장치(200)로부터 레이더의 탐지 위치를 수신하여 표적의 위치를 예측하고, 예측된 표적의 위치로 상기 광학부(111)의 시선 방향을 변경한다. 세부적인 단계는 다음과 같다.
먼저 추종 명령 수행 준비가 먼저 수행되는데(S221), 고각의 초기값을 - 0.7°만큼 변경하여 미리 설정한다. 그리고 내부의 각종 연산 동작에 따른 시간 지연을 보상한다. 그리고 추종 명령을 수행한다(S222). 레이더에 의해 포착된 표적의 좌표 정보를 극좌표계의 좌표 정보로 변환하고, 초기 표적 위치를 예측한다. 그리고 나서 서보 구동 명령에 따라 시선 방향을 변경한다(S223). 서보 구동 명령은 60 Hz로 전달되도록 구성될 수 있다. 한편, 연동 제어 장치(200)로부터 탐색 중지 명령이 수신되는지를 실시간으로 체크한다(S224). 탐색 중지 명령이 수신되면 포착 상태(S140) 및 추적 상태(S150)로 진입한다.
만약, 탐색 중지 명령이 수신되지 않은 상태라면, 상기 본체(110) 내 광학부(111)의 시선 방향이 소정 시간 동안 유지되었는지 여부를 판단한다(S230). 이때, 상기 시선 방향이 1 초 동안 유지되었는지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 1 초 간의 유지 상태가 아닌 경우에는 표적 위치를 16.7 msec 주기로 다시 예측하고(S231), 예측된 표적 위치에 따라 다시 추종 명령을 수행하고(S222), 이후 일련의 단계를 재수행한다.
그러나, 상기 시선 방향이 소정 시간 동안 유지된 경우에는, 상기 광학부(111)의 시선 방향 즉, 고각을 소정 패턴에 따라 자동 변경하여 설정한 후, 다시 표적을 탐색한다(S240). 이때, 고각의 변경에 관하여 0°, 0.7°, 0°, -0.7°, 0°, +0.7°의 반복 패턴으로 자동 변경하여 표적을 다시 탐색한다(S241).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적을 자동 탐색 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 방법의 포착 및 추적 동작의 세부적인 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 도 4의 단계 S224에서 탐색 중지 명령이 수신된 경우 표적의 포착을 수행한다(S310). 그리고 표적 위치를 예측하여(S320), 예측된 위치에 따라 서보 구동을 한다(S330). 한편, 사용자로부터 추적 명령이 수신되는지 판단하고(S340), 판단 결과 추적 명령이 수신되지 않았으면, 계속 표적 위치의 예측을 수행하여(S320) 서보 구동을 한다(S330). 그러나, 추적 명령이 수신되었으면, 표적의 추적을 수행한다(S350).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 전자 광학 추적 시스템 110: 본체
111: 광학부 120: EOTS 제어 유닛
121: 서보 제어부 122: 영상 추적부
123: 세스템 제어부 200: 연동 제어 장치

Claims (9)

  1. 광학부를 포함하는 본체와,
    표적을 추종(follow), 탐색(scan) 및 자동 추적(track)하기 위하여 상기 본체를 구동하여 상기 광학부의 시선 방향(line of sight)을 변경하고 변경된 시선 방향의 동영상을 생성하여 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치로 송신하되, 상기 생성된 동영상 내에서 표적을 포착하기 위하여 상기 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하도록 상기 본체를 제어하는 EOTS 제어 유닛을 포함하고,
    상기 EOTS 제어 유닛은, 상기 광학부의 시선 방향에 대한 극좌표계 상의 고각(elevation)을 현재 고각 0°에 대하여 -0.7°, 0°, +0.7°, 0°로 반복 변경하도록 상기 본체를 제어하며,
    상기 EOTS 제어 유닛은, 상기 시선 방향을 1 초 간격으로 자동 변경하도록 상기 본체를 제어하는 것을 특징으로 하는 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 전자 광학 추적 시스템(electro optical tracking system).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 본체를 구동하여 상기 본체 내 광학부의 시선 방향을 변경하는 서보 제어부와,
    표적을 추종(follow), 탐색(scan) 및 자동 추적(track)할 수 있도록 상기 서보 제어부에 의해 변경된 시선 방향의 동영상을 생성하여 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치로 송신하는 영상 추적부와,
    상기 연동 제어 장치가 상기 영상 추적부로부터 상기 동영상을 수신하고 수신된 동영상 내에서 표적을 포착하기 위하여 상기 시선 방향을 소정 시간 간격으로 자동 변경하도록 서보 제어부를 제어하는 시스템 제어부를 포함하고,
    상기 시스템 제어부는, 상기 광학부의 시선 방향에 대한 극좌표계 상의 고각을 현재 고각 0°에 대하여 -0.7°, 0°, +0.7°, 0°로 반복 변경하도록 상기 서보 제어부를 제어하며,
    상기 시스템 제어부는, 상기 시선 방향을 1 초 간격으로 자동 변경하도록 상기 서보 제어부를 제어하는 것을 특징으로 하는 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 사격 통제용 EOTS 제어 유닛.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 함정 지휘 노드의 연동 제어 장치로부터 추종(follow) 명령을 수신하는 단계와,
    상기 수신된 추종 명령에 따라 표적을 탐색(scan)하는 단계와,
    본체 내 광학부의 시선 방향(line of sight)이 소정 시간 동안 유지되었는지 여부를 판단하는 단계와,
    상기 시선 방향이 소정 시간 동안 유지된 경우에는, 상기 광학부의 시선 방향을 소정 패턴에 따라 자동 변경하여 다시 표적을 탐색(scan)하는 단계를 포함하고,
    상기 수신된 추종 명령에 따라 표적을 탐색하는 단계는,
    상기 광학부의 시선 방향에 대한 극좌표계 상의 고각을 현재 고각 0°에 대하여 -0.7°, 0°, +0.7°, 0°로 반복 변경하여 표적을 탐색하며,
    상기 본체 내 광학부의 시선 방향이 소정 시간 동안 유지되었는지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 시선 방향이 1 초 동안 유지되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 표적을 자동 탐색하는 함정 전투 체계의 전자 광학 추적 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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