KR101200913B1 - Portable land control apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명이 해결하려는 과제는 무인항공기로부터 수집된 정보를 전송받고 상기 정보를 출력하는 지상통제장비를 소형, 경량화하여 휴대하기 위한 휴대형 지상통제장치를 제공하는 것이다. 본 발명 휴대형 지상통제장치는 무인항공기로부터 수집된 정보를 직접 전송 받기 위한 컨트롤러와; 상기 컨트롤러로부터 수집된 정보를 기반으로 표적좌표(X0, Z0), 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R'), 보정된 표적좌표(X0', Z0')를 계산하기 위한 단말기로 구성되며, 상기 컨트롤러와 단말기는 사용자가 휴대할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 한다.The problem to be solved by the present invention is to provide a portable ground control device for carrying a small and light weight of the ground control equipment to receive the information collected from the unmanned aerial vehicle and output the information. The portable ground control device of the present invention includes a controller for directly receiving information collected from an unmanned aerial vehicle; Based on the information collected from the controller consists of a terminal for calculating the target coordinates (X0, Z0), the distance between the portable ground control device and the target (R '), the corrected target coordinates (X0', Z0 ') The controller and the terminal are characterized in that the user is provided to be portable.

Description

휴대형 지상통제장치 { PORTABLE LAND CONTROL APPARATUS }Portable Ground Control System {PORTABLE LAND CONTROL APPARATUS}

본 발명은 휴대형 지상통제장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인항공기로부터 수집된 정보를 직접 전송받고 상기 정보를 출력하는 지상통제장비를 소형, 경량화하여 휴대하기 위한 휴대형 지상통제장치에 관한 것이다.The present invention relates to a portable ground control device, and more particularly, to a portable ground control device for carrying a small, lightweight portable ground control equipment directly receiving the information collected from the unmanned aerial vehicle and outputting the information.

도 6은 종래 지상통제장비가 사용되는 개념도로서, 상기 도 6을 참조하여 설명한다.6 is a conceptual diagram in which the conventional ground control equipment is used, and will be described with reference to FIG. 6.

지상통제장비란 무인항공기로부터 수집된 표적정보를 전송받아 LCD 디스플레이 장치등에 정보를 출력하는 장치를 말하며, 표적에 타격을 가하기 위해 지상통제장비는 무인항공기로부터 표적정보를 전송 받고 상기 정보를 유선 또는 무선으로 통제소로 전송한다. 통제소는 상기 표적정보를 분석하여 표적좌표를 구하고, 상기 표적좌표와 작전명령을 포병부대에 하달하여 작전을 수행 하도록 한다.
The ground control equipment refers to a device that receives target information collected from an unmanned aerial vehicle and outputs the information to an LCD display device.In order to strike a target, the ground control equipment receives the target information from an unmanned aerial vehicle and transmits the information to the landline or wirelessly. To the control station. The control station analyzes the target information to obtain target coordinates, and delivers the target coordinates and operational instructions to the artillery unit to perform operations.

종래 지상통제장비는 다수의 컴퓨터와 통신장비로 구성되어 부피가 크고 무거워서 운반이 용이하지 않으며, 상기 컴퓨터와 통신장비에 전원을 공급하기 위해 별도의 외부전원장치가 필요하므로 휴대성이 저하되는 단점이 있다. Conventional ground control equipment is composed of a large number of computers and communication equipment is bulky and heavy, not easy to carry, and the need for a separate external power supply to supply power to the computer and communication equipment has the disadvantage of deterioration in portability have.

또한, 표적정보가 지상통제장비와 통제소를 경유하여 포병부대로 전송되므로, 포병부대는 표적좌표를 전송받기 위해 상당한 시간이 필요하므로 상기 시간 동안 표적이 이동하면 타격의 정확도가 저하되는 문제점이 있다.In addition, since the target information is transmitted to the artillery unit via the ground control equipment and the control station, the artillery unit needs a considerable time to receive the target coordinates, so if the target moves during the time, the accuracy of the hit decreases.

아울러, 지상통제장비를 운용하기 위해서 다수의 운용요원을 필요로 하며(지상통제장비 운용요원 2명, 표적정보 분석을 위한 운용요원 1명), 지상통제장비는 전자지도를 사용하므로 사실감이 저하되는 문제점이 있다.In addition, a large number of operating personnel are required to operate the ground control equipment (two ground control equipment operating personnel, one operating agent for target information analysis), and ground control equipment uses electronic maps, which reduces the realism. There is a problem.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로,The present invention was made to solve the above problems,

본 발명이 해결하려는 과제는 무인항공기로부터 수집된 정보를 직접 전송받고 상기 정보를 출력하는 지상통제장비를 소형, 경량화하여 휴대하기 위한 휴대형 지상통제장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a portable ground control device for carrying a small and light weight of the ground control equipment directly receiving the information collected from the unmanned aerial vehicle and outputs the information.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 표적좌표가 전송되는 시간을 단축시키기 위한 휴대형 지상통제장치를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a portable ground control device for reducing the time that the target coordinates are transmitted.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 위상영상 기반의 사실적인 지형을 화면에 출력하기 위한 휴대형 지상통제장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a portable ground control device for outputting a phase-based realistic terrain on the screen.

휴대형 지상통제장치는 무인항공기로부터 수집된 정보를 직접 전송 받기 위한 컨트롤러와; 상기 컨트롤러로부터 수집된 정보를 기반으로 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리, 해발고도를 기준으로한 표적좌표를 계산하기 위한 단말기로 구성되며, 상기 컨트롤러와 단말기는 사용자가 휴대할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 한다.The portable ground control device includes a controller for directly receiving information collected from an unmanned aerial vehicle; It is composed of a terminal for calculating a target coordinates based on the distance between the portable ground control device and the target, the altitude above sea level based on the information collected from the controller, the controller and the terminal is provided so that the user can carry It features.

상기 컨트롤러는, 무인항공기로부터 영상신호를 전송 받기 위한 제 1모뎀과; 상기 제 1모뎀으로부터 영상신호를 전송 받고, 상기 영상신호를 디지털 데이터로 변환하기 위한 영상변환부와; 무인항공기로부터 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 전송 받기 위한 제 2모뎀과; 컨트롤러에 전원을 공급하기 위한 전원공급부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The controller includes a first modem for receiving a video signal from an unmanned aerial vehicle; An image converter for receiving an image signal from the first modem and converting the image signal into digital data; A second modem for receiving coordinates, altitudes (H), camera azimuth (A), and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle from the unmanned aerial vehicle; It is characterized by consisting of a power supply for supplying power to the controller.

상기 컨트롤러는, 영상신호, 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 단말기로 전송하기 위한 USB 허브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The controller is characterized in that it further comprises a USB hub for transmitting the image signal, the coordinates and altitude (H), camera azimuth (A) and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle to the terminal.

상기 컨트롤러는 사용자가 휴대할 수 있도록 어깨에 멜 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The controller is characterized in that it is formed to be carried on the shoulder so that the user can carry.

상기 단말기는, 휴대형 지상통제장치의 좌표(X1, Z1)를 계산하기 위한 GPS부와; 상기 GPS부로부터 전송 받은 휴대형 지상통제장치의 좌표(X1, Z1)와 상기 컨트롤러로부터 전송 받은 정보를 기반으로 표적좌표(X0, Z0), 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R'), 보정된 표적좌표(X0', Z0')를 계산하기 위한 계산부와; 상기 계산부에서 계산된 결과와 상기 컨트롤러로부터 전송받은 영상신호를 출력하기 위한 디스플레이부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The terminal includes a GPS unit for calculating the coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device; Target coordinates (X0, Z0), distance (R ') between the portable ground control device and the target based on the coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device received from the GPS unit and the information received from the controller A calculation unit for calculating the target coordinates (X0 ', Z0'); And a display unit for outputting a result calculated by the calculator and an image signal received from the controller.

상기 단말기는 디스플레이부에서 전자지도 기반의 화면과 위성영상 기반의 화면을 출력할 수 있도록 마련되어, 사용자의 선택에 따라 전자지도 기반의 화면 또는 위성영상 기반의 화면을 출력하는 것을 특징으로 한다.The terminal may be configured to output an electronic map based screen and a satellite image based screen from a display unit, and output an electronic map based screen or a satellite image based screen according to a user's selection.

상기 단말기는 디스플레이부에 출력되는 지도의 축적을 조절할 수 있도록 마련되어, 지도의 축적이 큰 경우에는 전자지도 기반의 화면이 출력되고 지도의 축적이 작은 경우에는 위성영상 기반의 화면이 출력되는 것을 특징으로 한다.The terminal is provided to adjust the accumulation of the map output on the display unit, the electronic map based screen is output when the map accumulation is large, the satellite image based screen is output when the map accumulation is small do.

상기 단말기는 사용자의 손목에 착용할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The terminal is characterized in that it is formed to be worn on the user's wrist.

상기 계산부는 제 2모뎀으로부터 수신 받은 무인항공기의 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 기반으로,The calculator is based on the altitude (H), camera azimuth (A) and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle received from the second modem,

Figure 112010031791871-pat00001
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Figure 112010031791871-pat00002
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Figure 112010031791871-pat00003
Figure 112010031791871-pat00003

을 이용하여 표적좌표(X0, Z0)를 계산하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by calculating the target coordinates (X0, Z0) using.

상기 계산부는 계산된 표적좌표(X0, Z0)와 상기 GPS부로부터 전송 받은 휴대형 지상통제장치의 좌표(X1, Z1)를 기반으로,The calculation unit based on the calculated target coordinates (X0, Z0) and the coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device received from the GPS unit,

Figure 112010031791871-pat00004
Figure 112010031791871-pat00004

을 이용하여 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R')를 계산하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that for calculating the distance (R ') between the portable ground control device and the target.

상기 계산부는 계산된 표적좌표(X0, Z0)의 오차를 보정하기 위하여, 무인항공기의 좌표와 해발고도가 0m인 위치를 기반으로 계산한 고도(H1)와 수치지형고도데이터(Digital Terrain Elevaton Data)의 고도데이터(H2)를 비교하여, 계산한 고도(H1)와 고도데이터(H2)가 동일한 위치의 좌표를 보정된 표적좌표(X0', Z0')로 하는 것을 특징으로 한다. In order to correct the error of the calculated target coordinates (X0, Z0), the calculation unit calculates the altitude (H1) and the digital terrain altitude data (Digital Terrain Elevaton Data) calculated based on the coordinates of the unmanned aerial vehicle and a position of 0m above sea level. Is compared with the altitude data H2, characterized in that the coordinates of the position where the calculated altitude H1 and the altitude data H2 are the same as the corrected target coordinates X0 ', Z0'.

본 발명에 의하면, 지상통제장비를 소형, 경량화하여 휴대할 수 있으므로 운반 및 사용이 용이하고, 전원공급부를 내부에 구비하여 별도의 외부 전원공급장치가 필요 없어 기동성을 향상시킬 수 있다. 또한, 지상통제장비로부터 표적정보를 전송받지 않고 휴대형 지상통제장치로부터 직접 계산할 수 있으므로, 표적정보를 전송받는 시간이 단축되어 표적의 타격정확도가 향상되며, 수치지형고도데이터(Digital Terrain Elevaton Data)를 이용하여 표적좌표의 오차를 줄여 정확한 표적좌표를 구할 수 있다. 아울러, 장비 운용요원을 최소화할 수 있으며, 위성영상을 기반으로 하여 사실적인 지형을 화면에 출력할 수 있다. According to the present invention, since the ground control equipment can be compactly and lightly carried, it is easy to carry and use, and there is no need for a separate external power supply device to improve mobility. In addition, since the target information can be calculated directly from the portable ground control device without receiving the target information from the ground control equipment, the time for receiving the target information is shortened, thereby improving the accuracy of the hitting of the target, and providing the digital terrain elevation data (Digital Terrain Elevaton Data). By reducing the error of the target coordinates can be obtained accurate target coordinates. In addition, equipment operation personnel can be minimized and realistic terrain can be output to the screen based on satellite images.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 지상통제장치의 구성을 도시한 블럭도.
도 2는 본 발명 휴대형 지상통제장치의 사용상태도.
도 3은 표적정보를 계산하기 위한 그래프.
도 4는 보정된 표적좌표를 계산하기 위한 그래프.
도 5a는 전자지도 기반의 화면.
도 5b는 위성영상 기반의 화면.
도 6은 종래 지상통제장비가 사용되는 개념도.
1 is a block diagram showing the configuration of a portable ground control device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a state of use of the present invention portable ground control device.
3 is a graph for calculating target information.
4 is a graph for calculating a corrected target coordinate.
5A is an electronic map based screen.
5b is a satellite image-based screen.
6 is a conceptual view of the conventional ground control equipment used.

이하, 본 발명 휴대형 지상통제장치의 바람직한 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음와 같다.
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention portable ground control device will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에 의하면 휴대형 지상통제장치(1)는 무인항공기로부터 수집된 정보를 직접 전송 받기 위한 컨트롤러(10)와 상기 컨트롤러로부터 수집된 정보를 기반으로 표적좌표(X0, Z0), 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R'), 보정된 표적좌표(X0', Z0')를 계산하기 위한 단말기(20)로 구성되며, 컨트롤러(10)는 제 1모뎀(11a), 제 2모뎀(11b), 영상변환부(12), USB 허브(13), 전원공급부(14), serial to USB(15)로 구성되고 단말기(20)는 계산부(21), 디스플레이부(22), GPS부(23)로 구성된다.
According to FIG. 1, the portable ground control device 1 includes a controller 10 for directly receiving information collected from an unmanned aerial vehicle, and target coordinates X0 and Z0 and a portable ground control device based on the information collected from the controller. It consists of a terminal 20 for calculating the distance (R ') to the target, the corrected target coordinates (X0', Z0 '), the controller 10 is the first modem (11a), the second modem (11b) , An image converter 12, a USB hub 13, a power supply 14, and a serial to USB 15, and the terminal 20 includes a calculator 21, a display 22, and a GPS 23. It is composed of

컨트롤러(10)와 단말기(20)는 사용자가 휴대할 수 있도록 형성된다. 즉, 도 2에 도시된 것과 동일하게 컨트롤러(10)는 사용자의 등에 멜 수 있도록 마련되고 단말기(20)는 사용자의 손목에 착용할 수 있도록 마련된다.
The controller 10 and the terminal 20 are formed to be portable by the user. That is, as shown in FIG. 2, the controller 10 is provided to be worn on the back of the user and the terminal 20 is provided to be worn on the user's wrist.

컨트롤러(10)는 무인항공기로부터 수집된 정보를 전송 받고, 상기 정보를 단말기(20)로 전송한다. 제 1모뎀(11a)은 제 1안테나(16a)를 이용하여 무인항공기로부터 영상정보를 전송받고, 상기 영상정보를 NTSC 영상신호로 변환하여 영상변환부(12)로 전송한다. 영상변환부(12)는 영상정보를 단말기(20)로 전송하기 위해 NTSC 영상신호를 디지털 데이터로 변환하고, 상기 디지털 데이터를 USB 허브(13)로 전송한다.The controller 10 receives the information collected from the unmanned aerial vehicle, and transmits the information to the terminal 20. The first modem 11a receives image information from an unmanned aerial vehicle using the first antenna 16a, converts the image information into an NTSC image signal, and transmits the image information to the image converter 12. The image converting unit 12 converts the NTSC image signal into digital data to transmit the image information to the terminal 20, and transmits the digital data to the USB hub 13.

제 2모뎀(11b)은 제 2안테나(16b)를 이용하여 무인항공기로부터 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 전송받고, 상기 정보를 RS232 신호로 변환하여 serial to USB(15)로 전송한다. serial to USB(15)는 RS232 신호를 디지털 데이터로 변환하고, 상기 디지털 데이터를 USB 허브(13)로 전송한다.The second modem 11b receives the coordinates and the altitude (H), the camera azimuth (A) and the elevation (E) of the unmanned aerial vehicle from the unmanned aerial vehicle using the second antenna 16b, and converts the information into an RS232 signal. Convert it and send it to serial to USB (15). The serial to USB 15 converts the RS232 signal into digital data and transmits the digital data to the USB hub 13.

제 2모뎀(11b)은 무인항공기로부터 초당 17번 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 실시간으로 전송받는다.
The second modem 11b receives real-time coordinate and altitude (H), camera azimuth (A) and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle 17 times per second from the unmanned aerial vehicle.

USB 허브(13)는 영상변환부(12)와 serial to USB(15)로부터 전송받은 상기 디지털 데이터를 단말기(20)로 전송한다. USB 허브(13)는 송신기의 기능을 하며 단말기(20)에는 USB 수신기(미도시)가 구비되어, 단말기(20)는 컨트롤러(10)로부터 디지털 데이터를 전송받는다. The USB hub 13 transmits the digital data received from the image converter 12 and serial to USB 15 to the terminal 20. The USB hub 13 functions as a transmitter and the terminal 20 is provided with a USB receiver (not shown), and the terminal 20 receives digital data from the controller 10.

단말기(20)와 컨트롤러(10)간의 통신은 USB 2.0을 사용하며 전송속도를 향상시키기 위하여 USB 3.0을 사용할 수 있다. USB 2.0의 전송속도는 480Mbps이고 USB 3.0의 전송속도는 4.8Gbps 이므로, USB 3.0를 사용하는 경우 전송속도를 10배정도 향상시킬 수 있다. 컨트롤러(10)와 단말기(20)간의 정보 전송은 유선 또는 무선을 통하여 할 수 있으며, 무선을 이용하는 경우 WIVRO, 블루투스, 적외선통신등을 이용할 수 있다.
The communication between the terminal 20 and the controller 10 uses USB 2.0 and may use USB 3.0 to improve the transmission speed. The transfer speed of USB 2.0 is 480Mbps and the USB 3.0 transfer speed is 4.8Gbps, so when using USB 3.0, the transfer speed can be improved by 10 times. Information transmission between the controller 10 and the terminal 20 may be performed via wired or wireless, and when using wireless, WIVRO, Bluetooth, infrared communication, etc. may be used.

전원공급부(14)는 컨트롤러(10)의 내부에 구비되어, 제 1모뎀(11a), 제 2모뎀(11b), 영상변환부(12)에 전원을 공급한다. 전원공급부(14)는 리튬이온 배터리를 사용할 수 있으며, 컨트롤러(10)에 전원을 6시간 이상 공급할 수 있는 용량의 배터리를 사용하는 것이 바람직하다. 아울러, 전원공급부(14)를 착탈식으로 구성하여 사용 및 충전이 용이하도록 할 수 있다. 전원공급부(14)가 컨트롤러(10)의 내부에 구비되므로 휴대성이 향상된다.
The power supply unit 14 is provided inside the controller 10 to supply power to the first modem 11a, the second modem 11b, and the image converter 12. The power supply unit 14 may use a lithium-ion battery, it is preferable to use a battery of a capacity capable of supplying power to the controller 10 for 6 hours or more. In addition, the power supply 14 may be detachably configured to facilitate use and charging. Since the power supply unit 14 is provided inside the controller 10, portability is improved.

단말기(20)는 GPS부(23), 계산부(21), 디스플레이부(23)로 구성되며, GPS부(23)는 적어도 3개 이상의 위성으로부터 정확한 거리와 시간을 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각측량 방법에 의하여 휴대형 지상통제장치(1)의 좌표(X1, Z1)를 계산하고, 계산된 휴대형 지상통제장치(1)의 좌표(X1, Z1)를 계산부에 전송한다.The terminal 20 includes a GPS unit 23, a calculation unit 21, and a display unit 23. The GPS unit 23 measures three different distances by measuring an accurate distance and time from at least three satellites. Calculate the coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device 1 by the triangulation method, and transmits the calculated coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device (1) to the calculation unit.

단말기(20)는 USB 수신부(미도시)를 통해 컨트롤러(10)로부터 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 전송받고, 상기 정보를 계산부(21)에 전송한다.The terminal 20 receives coordinates, altitudes (H), camera azimuth (A), and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle from the controller 10 through a USB receiver (not shown), and calculates the information. To be sent).

계산부(21)는 GPS부(23)로부터 전송받은 휴대형 지상통제장치(1)의 좌표(X1, Z1)와 컨트롤러(10)로부터 전송받은 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 기반으로 표적좌표(X0, Z0), 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R'), 보정된 표적좌표(X0', Z0')를 계산한다.The calculation unit 21 coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device 1 received from the GPS unit 23, the coordinates and altitude (H) of the unmanned aerial vehicle received from the controller 10, the camera azimuth (A). The target coordinates (X0, Z0), the distance between the portable ground control system and the target (R '), and the corrected target coordinates (X0', Z0 ') are calculated based on the information of the angle and the elevation angle (E).

디스플레이부(22)는 계산부(21)에서 계산된 표적좌표(X0, Z0), 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R'), 보정된 표적좌표(X0', Z0')와 컨트롤러(10)로부터 전송받은 영상을 출력한다. 또한, 휴대형 지상통제장치(1)의 좌표(X1, Z1)와 컨트롤러(10)로부터 전송받은 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 출력할 수도 있다.
The display unit 22 includes the target coordinates (X0, Z0) calculated by the calculation unit 21, the distance (R ') between the portable ground control device and the target, the corrected target coordinates (X0', Z0 ') and the controller ( 10) Output the image received from. In addition, the coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device 1 and the coordinates and altitude (H), camera azimuth (A) and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle transmitted from the controller 10 may be output. .

이하, 도 3을 참조하여 계산부(21)에서 표적좌표(X0, Z0), 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R')를 계산하는 방법을 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of calculating the target coordinates (X0, Z0), the distance between the portable ground control device and the target (R ') by the calculation unit 21 will be described in detail with reference to FIG.

표적좌표(X0, Z0)를 계산하기 위해 제 2모뎀(11b)으로부터 전송받은 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E)을 이용한다. 도 3에서 무인항공기가 Y축상에 위치하고 표적이 X-Z평면상에 위치한다고 가정하면, 무인항공기와 표적을 잇는 선분과 Y축이 형성하는 각이 카메라의 고각(E)이 되며 표적과 원점을 잇는 선분과 Z축이 형성하는 각이 카메라 방위각(A)이 된다.In order to calculate target coordinates (X0, Z0), the coordinates and altitude (H), camera azimuth (A) and elevation (E) of the unmanned aerial vehicle received from the second modem 11b are used. In FIG. 3, assuming that the unmanned aerial vehicle is located on the Y axis and the target is located on the XZ plane, the line segment connecting the unmanned aerial vehicle and the target and the angle formed by the Y axis are the elevation angles (E) of the camera, and the line segment connecting the target and the origin point. And the angle formed by the Z axis become the camera azimuth angle A. FIG.

무인항공기의 좌표를 (X1, Z1)이라 하고 표적좌표를 (X0, Z0)이라고 하면, 무인항공기와 표적과의 거리(R)는
If the coordinate of the unmanned aerial vehicle is (X1, Z1) and the target coordinate is (X0, Z0), the distance (R) between the unmanned aerial vehicle and the target is

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112010031791871-pat00005

Figure 112010031791871-pat00005

을 이용하여 계산할 수 있으며, 표적좌표(X0, Z0)는
Can be calculated using the target coordinate (X0, Z0)

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112010031791871-pat00006
Figure 112010031791871-pat00006

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112010031791871-pat00007

Figure 112010031791871-pat00007

을 이용하여 계산할 수 있다.
Can be calculated using.

휴대형 지상통제장치(1)와 표적과의 거리(R')는 휴대형 지상통제장치(1)의 좌표(X2, Z2)와 표적좌표(X0, Z0)을 이용하여 계산한다. 즉,
The distance R 'between the portable ground control device 1 and the target is calculated using the coordinates X2 and Z2 and the target coordinates X0 and Z0 of the portable ground control device 1. In other words,

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112010031791871-pat00008

Figure 112010031791871-pat00008

을 이용하여 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R')를 계산할 수 있다.
The distance R 'between the portable ground control device and the target can be calculated using.

상술한 방법에 의하여 계산한 표적좌표(X0, Z0), 휴대형 지상통제장치(1)와 표적과의 거리(R')를 이용하여 표적에 타격을 하는 경우 정확도가 저하될 수 있다. 즉, 상술한 방법은 표적이 해발고도 0m인 경우를 가정하였기 때문에 표적의 위치가 해발고도 0m가 아닌 경우, 목표 타격 지점과 실제 표적 지점과의 오차가 발생하여 정확도가 저하되는 문제점이 발생한다.When the target is hit by using the target coordinates (X0, Z0), the portable ground control device 1 and the distance (R ') between the target calculated by the above-described method, the accuracy may be reduced. That is, since the above-described method assumes that the target is at an altitude of 0m above sea level, when the target position is not at 0m above sea level, an error between the target hitting point and the actual target point occurs, which causes a problem of deterioration of accuracy.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해 단말기(20)에 수치지형고도데이터(Digital Terrain Elevaton Data)를 탑재하여 오차를 보정한다.
Therefore, in order to solve the problem, the digital terrain altitude data (Digital Terrain Elevaton Data) is mounted on the terminal 20 to correct the error.

이하, 도 4를 참조하여 계산부(21)에서 보정된 표적좌표(X0', Z0')를 계산하는 방법을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a method of calculating the target coordinates X0 'and Z0' corrected by the calculator 21 will be described in detail with reference to FIG. 4.

먼저 무인항공기의 좌표에서 카메라가 바라보는 시선벡터와 해발고도가 0m인 위치를 계산하고 상기 무인항공기의 좌표와 해발고도가 0m인 위치를 잇는 선분(L)을 구한다. 상기 선분(L)의 선상의 소정 위치에서 삼각함수를 이용하여 계산한 고도(H1)와 수치지형고도데이터(Digital Terrain Elevaton Data)의 고도데이터(H2)를 비교하여, 고도(H1)와 고도데이터(H2)가 동일하거나 고도(H1)가 고도데이터(H2)보다 작은 위치의 좌표를 보정된 표적좌표(X0', Z0')라고 한다.First, the gaze vector viewed by the camera from the coordinates of the unmanned aerial vehicle and the position where the elevation is 0m is calculated, and the line segment L connecting the coordinates of the unmanned aerial vehicle and the position where the elevation is 0m is obtained. Comparing the altitude H1 calculated using the trigonometric function at a predetermined position on the line segment L with the altitude data H2 of the digital terrain elevation data, the altitude H1 and the altitude data are compared. The coordinates of the position where H2 is the same or the altitude H1 is smaller than the altitude data H2 are referred to as corrected target coordinates X0 ', Z0'.

만일, 고도(H1)가 고도데이터(H2)보다 큰 경우 상기 소정의 위치에서 수평방향으로 일정한 간격 이격된 위치에서 삼각함수를 이용하여 고도(H1)를 반복하여 계산하고, 고도(H1)와 고도데이터(H2)가 동일하거나 고도(H1)가 고도데이터(H2)보다 작아지는 경우가 될때까지 계산한다.
If the altitude H1 is larger than the altitude data H2, the altitude H1 is repeatedly calculated by using a trigonometric function at a position spaced at a predetermined interval in the horizontal direction from the predetermined position, and the altitude H1 and the altitude are high. The calculation is performed until the data H2 is the same or when the altitude H1 becomes smaller than the altitude data H2.

보정된 표적좌표(X0', Z0')를 구하기 위하여 수평방향으로 10m~30m정도의 길이로 샘플링하여 반복적으로 계산한다. 샘플링한 길이를 적게 하는 경우 더 정확한 표적좌표(X0', Z0')를 구할 수 있으나 계산에 소요되는 시간이 증가되며, 샘플링한 길이를 길게 하는 경우 계산에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으나 계산된 표적좌표(X0', Z0')의 정확성이 저하된다. 따라서, 샘플링 길이를 10m~30m정도로 하는 것이 바람직하다.
In order to obtain the corrected target coordinates (X0 ', Z0'), the sample is repeatedly calculated by sampling the length of 10m ~ 30m in the horizontal direction. If the sampled length is reduced, more accurate target coordinates (X0 ', Z0') can be obtained, but the calculation time is increased. If the sampled length is longer, the calculation time can be shortened, but the calculated The accuracy of the target coordinates X0 ', Z0' is degraded. Therefore, it is preferable to make sampling length into about 10m-30m.

상기 보정된 표적좌표(X0', Z0')는 표적이 위치한 해발고도의 정보를 반영하였으므로 표적의 좌표를 정확하게 계산할 수 있다.
Since the corrected target coordinates (X0 ', Z0') reflect the information of the altitude above sea level, the target coordinates can be accurately calculated.

디스플레이부(22)는 컨트롤러(10)로부터 전송받은 영상, 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보와 계산부(21)에서 계산된 표적좌표(X0, Z0), 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R'), 보정된 표적좌표(X0', Z0')를 출력한다.The display unit 22 receives the image transmitted from the controller 10, coordinates and altitudes (H), camera azimuth (A) and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle, and target coordinates X0, which are calculated by the calculation unit 21. Z0), the distance between the portable ground control device and the target (R '), and the corrected target coordinates (X0', Z0 ') are output.

또한, 디스플레이부(22)는 전자지도 기반의 화면과 위성영상 기반의 화면을 출력할 수 있도록 마련되어, 사용자의 선택에 따라 전자지도 기반의 화면 또는 위성영상 기반의 화면을 출력할 수 있다. 아울러, 디스플레이부(22)는 출력되는 지도의 축적을 조절할 수 있도록 마련되어, 지도의 축적이 큰 경우에는 전자지도 기반의 화면이 출력되고 지도의 축적이 작은 경우에는 위성영상 기반의 화면이 출력된다.
In addition, the display unit 22 may output an electronic map based screen and a satellite image based screen, and may output an electronic map based screen or a satellite image based screen according to a user's selection. In addition, the display unit 22 is provided to adjust the accumulation of the output map, the electronic map based screen is output when the map accumulation is large, and the satellite image based screen is output when the map accumulation is small.

본 발명 휴대형 지상통제장치에 사용되는 지도 소프트웨어는 GeoTiff 포맷과 NITF2.0 포맷의 위성영상을 지원하며, 상기 지도 소프트웨어는 1:100만, 1:50만, 1:25만, 1:10만, 1:5만, 1:1.25만, 1:0.625만 축적을 지원한다. 1:100만, 1:50만, 1:25만, 1:10만 축적에서는 전자지도 기반의 화면이 출력되고, 지도를 확대하여 1:5만, 1:1.25만, 1:0.625만 축적에서는 자동으로 위성영상 기반의 화면이 출력된다.The map software used in the portable ground control device of the present invention supports satellite images of GeoTiff format and NITF2.0 format, and the map software is 1 million, 1:50 million, 1:25 million, 1:10 million, 1: 50,000, 1: 1.25 million, 1: 0.625 million support accumulation. At 1 million, 1:50 million, 1:25 million, and 1:10 million accumulations, an electronic map-based screen is output, and when the map is enlarged, at 1: 50,000, 1: 1.25 million, and 1: 0.625 million accumulations, The satellite image based screen is automatically displayed.

도 5a는 축적이 1:10만인 경우 전자지도 기반의 화면이 출력되는 것을 나타내고, 도 5b는 축적이 1:5만인 경우 위성지도 기반의 화면이 출력되는 것을 나타낸다. 출력되는 화면의 좌측 상단에 표적의 좌표가 출력되고, 우측에 축적을 조절할 수 있도록 구성된다.
FIG. 5A illustrates that an electronic map-based screen is output when the accumulation is 1: 100,000, and FIG. 5B illustrates that a satellite map-based screen is output when the accumulation is 1: 50,000. The coordinates of the target are output on the upper left of the screen to be output, and configured to adjust the accumulation on the right.

단말기(20)는 입력부(미도시)를 더 포함하여 구성되어, 출력되는 화면의 모드를 선택할 수 있다. 즉, 정보(컨트롤러로부터 전송받은 영상, 무인항공기의 좌표 및 고도, 카메라 방위각 및 고각 정보와 계산부에서 계산된 표적좌표, 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리, 보정된 표적좌표)를 선택하여 출력할 수 있고, 출력되는 영상을 전자지도 또는 위성지도로 선택하여 출력할 수 있다. 또한, 출력되는 영상의 축적을 선택할 수 있다.The terminal 20 may further include an input unit (not shown) to select a mode of an output screen. That is, it selects and outputs information (images received from the controller, coordinates and altitude of the unmanned aerial vehicle, camera azimuth and elevation information, target coordinates calculated by the calculator, distance from the portable ground control device to the target, and corrected target coordinates). In addition, the output image may be output by selecting an electronic map or a satellite map. In addition, the accumulation of the output image can be selected.

디스플레이부(22)를 터치패널로 구성하여 사용자가 출력되는 화면의 모드를 용이하게 선택하도록 할 수 있고, 디스플레이부(22)를 LCD, LED, OLED등으로 구성할 수 있다.
The display unit 22 may be configured as a touch panel to allow a user to easily select a mode of an output screen, and the display unit 22 may be configured as LCD, LED, OLED, or the like.

단말기(20)는 저장부(미도시)를 더 포함하여 구성되어, 컨트롤러로부터 전송받은 영상을 디지털화하여 저장하고, 사용자는 저장된 영상을 분석하여 작전의 효율성을 향상시킬 수 있다. 또한, 영상을 캡쳐하여 저장할 수도 있다.
The terminal 20 may further include a storage unit (not shown) to digitize and store the image received from the controller, and the user may analyze the stored image to improve operational efficiency. In addition, an image may be captured and stored.

이상, 본 발명 휴대형 지상통제장치의 구성과 각 구성의 기능에 대하여 상세하게 설명하였다. 이하, 본 발명 휴대형 지상통제장치의 사용상태에 대하여 상세하게 설명한다.
In the above, the structure of the portable ground control apparatus of this invention and the function of each structure were demonstrated in detail. Hereinafter, the state of use of the portable ground control device of the present invention will be described in detail.

무인항공기가 수집한 표적정보를 이용하여 표적에 타격을 가하는 경우, 휴대형 지상통제장치(1)를 이용하여 무인항공기로부터 표적정보를 전송받는다. 즉, 휴대형 지상통제장치(1)의 사용자는 컨트롤러(10)를 등에 메거나 소정의 장소에 설치하고 단말기(20)를 손목에 착용하여, 무인항공기로부터 전송된 표적정보(컨트롤러로부터 전송받은 영상, 무인항공기의 좌표 및 고도, 카메라 방위각 및 고각 정보와 계산부에서 계산된 표적좌표, 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리, 보정된 표적좌표)를 단말기(10)의 디스플레이부(22)를 통해 확인한다.When the target is hit by using the target information collected by the unmanned aerial vehicle, the target information is transmitted from the unmanned aerial vehicle using the portable ground control device 1. That is, the user of the portable ground control apparatus 1 carries the controller 10 on his back or installs it at a predetermined place and wears the terminal 20 on his wrist, and target information transmitted from the unmanned aerial vehicle (image received from the controller, Check the coordinates and altitude of the unmanned aerial vehicle, camera azimuth and elevation information and target coordinates calculated by the calculation unit, the distance between the portable ground control device and the target, and corrected target coordinates through the display unit 22 of the terminal 10. do.

사용자는 입력부(미도시)를 조작하여 디스플레이부(22)를 통해 출력되는 표적정보를 선택할 수 있고, 상기 표적정보를 저장하거나 영상을 캡쳐할 수 있다. 또한, 저장부(미도시)에 저장된 표적정보도 출력할 수 있다.The user may select target information output through the display unit 22 by manipulating an input unit (not shown), and store the target information or capture an image. In addition, target information stored in a storage unit (not shown) may be output.

사용자는 실시간으로 얻은 표적정보를 기반으로 포병부대에 작전명령을 하달하여 표적에 정확한 타격을 가할 수 있다.
Based on the target information obtained in real time, the user can command the artillery unit to strike the target precisely.

1...휴대형 지상통제장치 10...컨트롤러
11a...제 1모뎀 11b...제 2모뎀
12...영상변환부 13...USB 허브
14...전원공급부 15...serial to USB
16a...제 1안테나 16b...제 2안테나
20...단말기 21...계산부
22...디스플레이부 23...GPS부
1 ... portable ground controls 10 ... controller
11a ... Modem 1 11b ... Modem 2
12.Video Converter 13 ... USB Hub
14 ... Power Supply 15 ... serial to USB
16a ... the first antenna 16b ... the second antenna
20.Terminal 21 ... Calculation Department
22 ... Display part 23 ... GPS part

Claims (11)

무인항공기로부터 수집된 정보를 직접 전송 받기 위한 컨트롤러와;
상기 컨트롤러로부터 수집된 정보를 기반으로 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리, 해발고도를 기준으로 한 표적좌표를 계산하는 단말기를 포함하고,
상기 컨트롤러와 단말기는 사용자가 휴대할 수 있도록 마련되며,
상기 단말기는 휴대형 지상통제장치의 좌표(X1, Z1)를 계산하는 GPS부와;
상기 GPS부로부터 전송받은 휴대형 지상통제장치의 좌표(X1, Z1)와 상기 컨트롤러로부터 전송받은 정보를 기반으로 표적좌표(X0, Z0), 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R'), 보정된 표적좌표(X0', Z0')를 계산하는 계산부와;
상기 계산부에서 계산된 결과와 상기 컨트롤러로부터 전송받은 영상신호를 출력하는 디스플레이부를 포함하고,
상기 계산부는 계산된 표적좌표(X0, Z0)의 오차를 보정하기 위하여, 무인항공기의 좌표와 해발고도가 0m인 위치를 기반으로 계산한 고도(H1)와 수치지형고도데이터(Digital Terrain Elevaton Data)의 고도데이터(H2)를 비교하여, 계산한 고도(H1)와 고도데이터(H2)가 동일한 위치의 좌표를 보정된 표적좌표(X0', Z0')로 산출하는 것을 특징으로 하는 휴대형 지상통제장치.
A controller for directly receiving the information collected from the unmanned aerial vehicle;
And a terminal for calculating a target coordinate based on a distance between the portable ground control device and the target and the altitude above sea level based on the information collected from the controller,
The controller and the terminal are provided for the user to carry,
The terminal includes a GPS unit for calculating the coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device;
Target coordinates (X0, Z0), distance (R ') between the portable ground control device and the target, based on the coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device received from the GPS unit and the information received from the controller A calculation unit for calculating the target coordinates (X0 ', Z0');
A display unit for outputting a result calculated by the calculation unit and an image signal received from the controller,
In order to correct the error of the calculated target coordinates (X0, Z0), the calculation unit calculates the altitude (H1) and digital terrain elevation data (Digital Terrain Elevaton Data) And comparing the altitude data (H2) of the, and calculates the coordinates of the same position of the calculated altitude (H1) and the altitude data (H2) as the corrected target coordinates (X0 ', Z0') .
제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 무인항공기로부터 영상신호를 전송 받기 위한 제 1모뎀과;
상기 제 1모뎀으로부터 영상신호를 전송 받고, 상기 영상신호를 디지털 데이터로 변환하기 위한 영상변환부와;
무인항공기로부터 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 전송 받기 위한 제 2모뎀과;
컨트롤러에 전원을 공급하기 위한 전원공급부로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대형 지상통제장치.
The method of claim 1,
The controller includes a first modem for receiving a video signal from an unmanned aerial vehicle;
An image converter for receiving an image signal from the first modem and converting the image signal into digital data;
A second modem for receiving coordinates, altitudes (H), camera azimuth (A), and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle from the unmanned aerial vehicle;
Portable ground control device, characterized in that consisting of a power supply for supplying power to the controller.
제 2항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 영상신호, 무인항공기의 좌표 및 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 단말기로 전송하기 위한 USB 허브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대형 지상통제장치.
The method of claim 2,
The controller further comprises a USB hub for transmitting video signals, coordinates and altitude (H), camera azimuth (A) and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle to the terminal. .
제 2항에 있어서,
상기 컨트롤러는 사용자가 휴대할 수 있도록 어깨에 멜 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대형 지상통제장치.
The method of claim 2,
The controller is a portable ground control device, characterized in that formed on the shoulder so that the user can carry.
삭제delete 제 2항에 있어서,
상기 단말기는 디스플레이부에서 전자지도 기반의 화면과 위성영상 기반의 화면을 출력할 수 있도록 마련되어, 사용자의 선택에 따라 전자지도 기반의 화면 또는 위성영상 기반의 화면을 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대형 지상통제장치.
The method of claim 2,
The terminal is provided so that the display unit can output the screen based on the electronic map and the satellite image, the portable ground control, characterized in that to output the screen based on the electronic map or satellite image based on the user's selection Device.
제 6항에 있어서,
상기 단말기는 디스플레이부에 출력되는 지도의 축적을 조절할 수 있도록 마련되어, 지도의 축적이 큰 경우에는 전자지도 기반의 화면이 출력되고 지도의 축적이 작은 경우에는 위성영상 기반의 화면이 출력되는 것을 특징으로 하는 휴대형 지상통제장치.
The method according to claim 6,
The terminal is provided to adjust the accumulation of the map output on the display unit, the electronic map based screen is output when the map accumulation is large, the satellite image based screen is output when the map accumulation is small Portable ground control device.
제 2항에 있어서,
상기 단말기는 사용자의 손목에 착용할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대형 지상통제장치.
The method of claim 2,
The terminal is a portable ground control device, characterized in that formed to be worn on the user's wrist.
제 2항에 있어서,
상기 계산부는 제 2모뎀으로부터 수신 받은 무인항공기의 고도(H), 카메라 방위각(A) 및 고각(E) 정보를 기반으로,
[수학식 1]
Figure 112012052634872-pat00009

[수학식 2]
Figure 112012052634872-pat00010

[수학식 3]
Figure 112012052634872-pat00011

을 이용하여 표적좌표(X0, Z0)를 계산하는 것을 특징으로 하는 휴대형 지상통제장치.
The method of claim 2,
The calculator is based on the altitude (H), camera azimuth (A) and elevation (E) information of the unmanned aerial vehicle received from the second modem,
[Equation 1]
Figure 112012052634872-pat00009

&Quot; (2) "
Figure 112012052634872-pat00010

&Quot; (3) "
Figure 112012052634872-pat00011

Portable ground control device, characterized in that for calculating the target coordinates (X0, Z0).
제 9항에 있어서,
상기 계산부는 계산된 표적좌표(X0, Z0)와 상기 GPS부로부터 전송 받은 휴대형 지상통제장치의 좌표(X1, Z1)를 기반으로,
[수학식 4]
Figure 112010031791871-pat00012

을 이용하여 휴대형 지상통제장치와 표적과의 거리(R')를 계산하는 것을 특징으로 하는 휴대형 지상통제장치.
The method of claim 9,
The calculation unit based on the calculated target coordinates (X0, Z0) and the coordinates (X1, Z1) of the portable ground control device received from the GPS unit,
&Quot; (4) "
Figure 112010031791871-pat00012

Portable ground control device, characterized in that for calculating the distance (R ') between the portable ground control device and the target.
삭제delete
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