KR101279371B1 - 공격 시스템 및 공격 시스템 제어 방법 - Google Patents

공격 시스템 및 공격 시스템 제어 방법 Download PDF

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Abstract

표적물을 검출하여, 표적물을 공격하는 공격 시스템이 개시된다. 본 발명에 의한 공격 시스템은 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 촬상하는 촬상부, 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 이용하여 표적물의 움직임을 검출하고, 표적물을 추적 제어하는 추적 제어부, 촬상되는 표적물을 검출하기 위한 검출 신호를 표적물로 송출하는 신호 송출부, 표적물에 의하여 반사된 반사 신호를 수신하는 신호 수신부, 반사 신호를 이용하여 표적물까지의 거리, 표적물의 속도 및 반사 신호의 수신 각도 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 결과 중 어느 하나에 기초하여 표적물에 대한 공격 가능 여부를 판단하는 공격 여부 판단부와, 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나와, 측정된 거리, 속도, 수신 각도 및 공격 가능 여부 중 적어도 하나를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

공격 시스템 및 공격 시스템 제어 방법 { ATTACK SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF }
본 발명은 공격 시스템 및 공격 시스템 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표적물을 공격할 수 있는 공격 시스템 및 공격 시스템 제어 방법에 관한 것이다.
표적물에 대한 정확한 공격은 교전 시 중요한 요소 중 하나이다. 이에 따라 전투기 등에 탑재된 공격 무기에 관하여서는 다수의 기술이 연구되어 왔다. 특히, 전투기는 고속으로 비행함에 따라서, 보다 정밀한 공격을 위하여 속도 적응에 용이한 공격 방법들이 연구되어 왔다.
하지만, 공격형 헬기는 전투기에 비하여 낮은 속도로 이동하는 경우가 대부분이며, 또한 특정한 위치를 유지하면서 표적물을 공격하는 경우가 다수 발생할 수 있다.
이에 따라 공격형 헬기의 조종사는 속도 적응 공격 기술보다는 조종사의 직관에 의하여 공격을 수행하는 경향이 있다. 하지만 조종사의 직관에 의한 공격의 정밀성은 양호하지 못하며, 특히 교전과 같은 긴급 상황 시에는 공격의 정밀성이 더욱 저하되는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 광량이 충분하지 않은 환경에서의 교전의 경우, 공격형 헬기의 조종사는 적외선 카메라에 의한 영상을 이용하여 표적물에 대한 공격을 수행하여야 하며, 이러한 경우 공격의 정밀성은 저하되는 문제점이 존재한다.
아울러, 표적물이 높은 속력으로 이동하는 경우에는 공격형 헬기의 조종사가 표적물의 이동 범위를 직관적으로 파악하기 힘들 수 있으며, 표적물에 대한 공격의 정밀성이 저하될 수 있다.
이에 따라 광량이 충분하지 않거나, 표적물이 높은 속력으로 이동하는 경우와 같은 경우에, 공격형 헬기의 조종사에게 신뢰도가 높은 표적물 공격 정보를 제공하는 기술의 개발이 요청된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하는 동시에, 상술한 개발의 요청에 응답하여 안출된 것으로, 본 발명은 공격 시스템 및 공격 시스템 제어 방법을 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위하여, 본 발명은 표적물을 검출하여, 상기 표적물을 공격하는 공격 시스템에 있어서, 상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 촬상하는 촬상부, 상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 표적물의 움직임을 검출하고, 상기 표적물을 추적 제어하는 추적 제어부, 촬상되는 상기 표적물을 검출하기 위한 검출 신호를 상기 표적물로 송출하는 신호 송출부, 상기 표적물에 의하여 반사된 반사 신호를 수신하는 신호 수신부, 상기 반사 신호를 이용하여 상기 표적물까지의 거리, 상기 표적물의 속도 및 상기 반사 신호의 수신 각도 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 결과 중 어느 하나에 기초하여 상기 표적물에 대한 공격 가능 여부를 판단하는 공격 여부 판단부와, 상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나와, 상기 측정된 거리, 상기 속도, 상기 수신 각도 및 상기 공격 가능 여부 중 적어도 하나를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.
또한 본 발명은 표적물을 검출하여, 상기 표적물을 공격하는 공격 시스템 제어 방법에 있어서, 상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 촬상하는 단계, 상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 표적물의 움직임을 검출하고, 상기 표적물을 추적 제어하는 단계, 촬상되는 상기 표적물을 검출하기 위한 검출 신호를 상기 표적물로 송출하는 단계, 상기 표적물에 의하여 반사된 반사 신호를 수신하는 단계, 상기 반사 신호를 이용하여 상기 표적물까지의 거리, 상기 표적물의 속도 및 상기 반사 신호의 수신 각도 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 결과 중 어느 하나에 기초하여 상기 표적물에 대한 공격 가능 여부를 판단하는 단계와, 상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나와, 상기 측정된 거리, 상기 속도, 상기 수신 각도 및 상기 공격 가능 여부 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하여, 광량이 충분하지 않거나, 표적물이 높은 속력으로 이동하는 경우와 같은 경우에, 공격형 헬기의 조종사에게 신뢰도가 높은 표적물 공격 정보를 제공하며, 임의의 상황에서는 자동으로 표적물을 공격하는 공격 시스템 및 공격 시스템 제어 방법이 제공된다. 이에 따라 공격형 헬기의 조종사는 보다 정밀하게 표적물을 공격할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 공격 시스템에 대한 블록도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 공격 시스템에 대한 세부 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 공격 시스템 제어 방법에 대한 흐름도,
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 화면의 개념도이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 공격 시스템에 대한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공격 시스템은 신호 수신부(110), 그래픽 생성부(120), 디스플레이부(130), 촬상부(140), 추적 제어부(150), 공격 여부 판단부(160), 인터페이스부(170), 신호 송출부(180), 공격 제어부(190)를 포함할 수 있다.
촬상부(140)는 공격 시스템의 공격 대상인 표적물 및 그 배경에 대한 이미지 정보를 촬상할 수 있다. 촬상부(140)는 바람직하게는 광학 이미지 수집 장치를 포함할 수 있으며, 여기에서 광학 이미지 장치는 가시광선 영역에 대한 이미지 및 적외선 영역에 대한 이미지 수집 장치를 모두 포함할 수 있다.
촬상부(140)는 상술한 바와 같이 적외선 영역에 대한 이미지를 수집할 수 있기 때문에, 광량이 부족한 환경에서도 조종사에게 보다 명확한 표적물 및 배경에 대한 광학 이미지를 제공할 수 있다.
한편, 사용자는 인터페이스부(170)로 제어 신호를 입력하여, 디스플레이부(130)이 가시광선 영역에 대한 이미지를 제공할 지, 적외선 영역에 대한 이미지를 제공할 지에 대한 여부를 지정할 수 있다.
촬상부(140)에서 수집된 광학 이미지는 그래픽 생성부(120)로 출력될 수 있으며, 또한 추적 제어부(150)로도 출력될 수 있다.
추적 제어부(150)는 촬상부(140)로부터 입력받은 광학 이미지에 대한 시계열적인 변화를 측정할 수 있으며, 측정된 광학 이미지에 대한 시계열적인 변화 사항에 기초하여 표적물을 추적하면서 촬상할 수 있도록 촬상부(140)를 제어할 수 있다.
또한 추적 제어부(150)는 측정된 광학 이미지에 대한 시계열적인 변화 사항에 기초하여 표적물을 추적하면서 표적물에 대하여 검출 신호를 송출할 수 있도록 신호 송출부(180)를 제어할 수 있으며, 아울러 표적물로부터 반사된 반사 신호를 수신할 수 있도록 신호 수신부(110)를 동시에 제어할 수도 있다.
신호 수신부(110), 촬상부(140), 신호 송출부(180)는 바람직하게는 동일한 방향을 지시할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 신호 수신부(110), 촬상부(140), 신호 송출부(180)는 일체형으로 제작될 수도 있다.
추적 제어부(150)가 표적물의 측정된 광학 이미지에 대한 시계열적인 변화 사항에 기초하여 표적물을 추적할 수 있도록 신호 수신부(110), 촬상부(140), 신호 송출부(180)를 제어하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
추적 제어부(150)는 측정된 광학 이미지에 대한 시계열적인 변화 사항을 공격 여부 판단부(160)로 출력할 수 있다.
신호 송출부(180)는 표적물에 대하여 검출 신호를 송출할 수 있다. 여기에서 검출 신호는 표적물 자체를 검출할 수 있는 신호일 수도 있으며, 또는 공격형 헬기로부터 표적물까지의 거리, 또는 표적물 및 공격형 헬기와의 상대 속도 등을 측정할 수 있는 신호일 수도 있다.
신호 송출부(180)는 레이저 신호 및 RF(radio frequency) 신호 중 적어도 하나를 표적물을 향하여 송출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 신호 송출부(180)는 추적 제어부(150)로부터 표적물 추적에 대한 정보를 입력받을 수 있기 때문에, 상대 운동을 하는 표적물에 대하여 정확하게 검출 신호를 송출할 수 있다.
신호 송출부(180)로부터 송출된 검출 신호는 표적물에 의하여 반사될 수 있으며, 반사된 반사 신호는 신호 수신부(110)로 입력될 수 있다.
신호 수신부(110)는 표적물로부터 반사된 반사 신호를 수신할 수 있다. 신호 수신부(110)는 바람직하게는 레이저 신호 및 RF 신호 중 적어도 하나를 수신할 수 있는 구성을 포함할 수 있다. 다만, 레이저 신호 및 RF 신호를 수신할 수 있는 구성에 대하여서는 본 발명의 본질적인 사상이 아니며, 또한 당업자가 용이하게 설계할 수 있는 것이기 때문에 더욱 상세한 설명은 여기에서는 생략하도록 한다.
신호 수신부(110)에 의하여 수신된 반사 신호는 공격 여부 판단부(160)로 출력될 수 있다.
공격 여부 판단부(160)는 추적 제어부(150)로부터 입력된 표적물에 대한 광학 이미지의 시계열적인 변화 사항 및 신호 수신부(110)로부터 입력된 반사 신호 중 적어도 하나를 분석하여, 표적물에 대한 공격 여부를 판단할 수 있다. 여기에서 공격 여부는, 공격형 헬기 및 표적물이 현재의 상대 변위 및 상대 속도 관계를 유지하는 경우에 있어서, 공격 제어부(190)로부터 기설정된 무기가 발사되는 경우 표적물이 타격당할 지의 여부에 대한 것이다.
공격 여부 판단부(160)가 표적물을 공격할지 여부에 대하여 판단하는 구성은 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
공격 여부 판단부(160)는 상기의 공격 여부 및 상술한 반사 신호의 분석 결과 중 적어도 하나를 그래픽 생성부(120) 및 공격 제어부(190)로 출력할 수 있다.
그래픽 생성부(120)는 촬상부(140)로부터 입력받은 표적물에 대한 추적 촬상 광학 이미지를, 공격 여부 판단부(160)로부터 입력받은 공격 여부 및 검출한 반사 신호의 분석 결과 중 적어도 하나와 조합하여 디스플레이부(130)에 디스플레이될 그래픽을 생성할 수 있다.
그래픽 생성부(120)는 생성된 그래픽을 디스플레이부(130)로 출력할 수 있으며, 디스플레이부(130)는 생성된 그래픽을 디스플레이하여, 표적물에 대한 추적 촬상 광학 이미지, 표적물까지의 거리, 표적물의 속도를 포함하는 화면을 사용자에게 제공할 수 있으며, 사용자는 보다 명확하게 표적물에 대한 가시적인 정보, 표적물의 위치 및 운동 상황과 반사된 반사 신호의 수신 각도 등에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이에 따라 사용자의 표적물에 대한 공격은 보다 정밀하게 수행될 수 있다.
인터페이스부(170)는 사용자로부터 공격 제어부(190)의 상기 표적물에 대한 자동 공격 신호, 촬상부(140)의 촬상 영역을 지정하는 촬상 영역 지정 신호, 검출 신호의 종류를 지정하는 검출 신호 지정 신호를 입력받을 수 있다.
촬상 영역 지정 신호는, 촬상부(140)를 제어할 수 있는 신호로, 촬상부(140)의 회전(pan), 틸트(tilt), 줌(zoom) 등을 제어할 수 있는 신호일 수 있다. 촬상 영역 지정 신호는 아날로그 형태의 제어 신호일 수 있으며, 촬상부(140)는 상기 아날로그 형태의 제어 신호의 크기에 따라 회전, 틸트, 줌을 수행할 수 있다. 하지만, 촬상 영역 지정 신호는 아날로그 형태가 아닌 기설정된 기능키와 촬상부(140)의 제어 간의 매칭 관계에 대한 것일 수도 있다. 예를 들어 사용자가 기설정된 1번 기능키를 선택하면, 촬상부(140)는 2배 줌이된 촬상을 수행할 수 있다. 이와 같은 기설정된 기능키와 촬상부(140)의 제어 간의 매칭 관계에 대한 실시 예에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
검출 신호 지정 신호는 신호 송출부(180)로 입력될 수 있다. 검출 신호 지정 신호에 의하여, 신호 송출부(180)가 레이저 또는 RF 신호 중 어느 신호를 송출할 지를 결정할 수 있다. 사용자는 주변 환경에 적응하여 신호 송출부(180)로부터 송출되는 송출 신호를 결정할 수 있다. 예를 들어, 광량이 과도한 환경에서는 공격 시스템은 레이저 신호보다는 RF 신호를 이용하여 표적물의 위치, 거리 또는 속도에 대한 정보를 파악할 수 있다.
인터페이스부(170)는 자동 공격 신호를 입력받아 공격 제어부(190)에 출력할 수 있다. 자동 공격 신호를 입력받으면, 공격 제어부(190)는 추적 제어부(150)의 제어를 받아 신호 송출부(180)가 검출 신호를 송출하는 방향과 정렬(align)시킬 수 있다.
또한 공격 제어부(190)는 공격 여부 판단부(160)로부터 공격 여부에 대한 정보를 입력받아, 공격 여부가 가능한 경우에 표적물을 향하여 기설정된 무기를 자동으로 발사할 수 있다.
이에 따라 조종사는 교전과 같은 위급한 상황에서, 자동 공격 신호를 인터페이스부(170)에 입력함으로써 표적물을 공격할 수 있다. 또한 공격 제어부(190)는 공격 여부 판단부(160)가 공격 가능하다고 판단한 시점에만 표적물에 대한 공격을 개시함으로써 무의미한 무기 소진을 방지할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 공격 시스템에 대한 세부 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공격 시스템은 신호 수신부(210), 그래픽 생성부(220), 디스플레이부(230), 촬상부(240), 추적 제어부(250), 공격 여부 판단부(260), 인터페이스부(270), 신호 송출부(280), 공격 제어부(290), 속도 감지부(295)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 2의 실시 예에 포함된 구성요소 중, 도 1의 실시 예에 포함된 구성요소와 중복되는 설명에 대하여서는 간략히 하거나 생략하도록 한다.
촬상부(240)는 상술한 바와 같이, 적외선 영역에 대한 광학 이미지를 촬상할 수 있는 적외선 촬상부(241) 및 가시광선 영역에 대한 광학 이미지를 촬상할 수 있는 가시광선 촬상부(242)를 포함할 수 있다.
적외선 촬상부(241) 및 가시광선 촬상부(242)에서 각각 수집되는 적외선 영역에 대한 광학 이미지 및 가시광선 영역에 대한 광학 이미지는 추적 제어부(250)의 모션 벡터 검출부(250)로 출력될 수 있다. 다만, 도 2에서는 적외선 영역에 대한 광학 이미지와 가시광선 영역에 대한 광학 이미지가 동일한 전달 매체를 통하여 출력되는 것과 같이 도시되었지만, 도 2의 표시는 두 이미지가 전달된다는 의미일 뿐, 동일한 전달 매체를 통하여 전달되는 것은 아니다.
모션 벡터 검출부(250)는 촬상부(240)로부터 입력받은 광학 이미지에 기초하여 광학 이미지의 배경 관심영역과 객체 관심영역을 설정할 수 있다. 또한 모션 벡터 검출부(250)는 배경 관심영역을 통해 모션 벡터의 방향과 크기를 판단할 수 있다.
여기에서, 배경 관심영역과 객체 관심영역은 광학 이미지의 특정 지점에 각각 지정될 수 있으며, 각 관심영역에 작용하는 방향 벡터의 동일한 방향성을 감지하기 위하여 최소 두 지점 이상이 배경 관심영역으로 지정될 수 있으며, 이동 피사체를 광학 이미지에서 주로 중앙부 주위에서 포커싱 함에 따라 피사체인 객체의 형태와 크기에 대한 영향을 최소화하기 위하여 영상의 가장자리인 모서리측에 선정될 수도 있다.
또한 배경 관심영역은 배경의 움직임, 광학 이미지의 전체적인 이동이 감지되는 영역이며, 객체 관심영역은 피사체인 객체의 이동에 따라 추적 가능한 영역으로, 주로 중앙부에 위치한다.
한편, 모션 벡터 검출부(250)는 광학 이미지 내의 모션 벡터의 방향과 크기를 비교하여 처리할 수 있다. 즉, 설정된 관심영역들을 통하여 추출된 모션 벡터의 방향을 감지하여 배경 관심영역들에 감지된 모션 벡터의 방향이 동일한 방향인지 동일하지 않은 방향인지를 판단할 수 있다. 여기서, 모션 벡터란 본 실시예의 구성요소를 가지는 카메라 자체가 소정의 방향으로 움직일 때 발생되는 방향성의 벡터로 정의될 수 있다.
모션 벡터에 대한 각 관심영역의 활성화 여부에 대하여 구체적으로 살펴보면, 상기 배경 관심영역들 내에서 감지될 수 있는 모션 벡터가 동일한 방향을 가지고, 동일한 방향으로 특정 임계값 이상의 크기로 감지되었을 경우 배경의 움직임, 즉 프리뷰 화면에서의 주변 환경이 순간적으로 이동되는 것과 주변 환경의 노이즈 차이 등을 고려하여 카메라 자체가 움직이는 것으로 감지되어 다수의 관심영역 중 객체 관심영역이 비활성화 상태로 유지된다.
이때, 모션 벡터 검출부(250)는 배경 관심영역과 객체 관심 영역을 포함하는 모든 관심영역을 비활성화 상태로 유지하게 된다. 이와 반대로, 배경 관심영역들 내에서 감지되는 모션 벡터의 방향이 서로 다른 방향으로 감지되거나 동일한 방향을 가진다 하여도 특정 임계값 이하의 크기로 감지되었을 경우에는 모션 벡터 검출부(250)는 배경 움직임이 없는 상태, 즉 움직이지 않는 상태로 판단하여 이에 대한 정보를 처리하며, 다수의 관심영역 중 객체 관심영역이 활성화되도록 한다.
한편, 모션 벡터 검출부(250)의 모션 벡터 방향과 크기 판단에 의해 객체 관심영역이 활성화되면, 객체 관심영역에서 피사체인 객체의 움직임을 감지하게 되고, 그 이동 방향을 따라 객체 관심영역이 피사체를 따라 추적된다. 다만, 상술한 모션 벡터 검출과 관련한 구성은 일 실시 예에 불과할 뿐이며, 당업자라면 공지된 기술을 이용하여 표적물의 모션 벡터를 검출하여 추적하는 구성을 설계할 수 있을 것이다.
이때, 객체 관심영역은 객체의 중심부를 기준으로 객체의 추적이 이루어지도록 하는 바, 이동 경로가 추적되는 객체를 감지한 해당 관심영역을 제어 신호 생성부(252)로 전송하며, 객체의 이동 경로를 따라 인접한 영역으로 이동된 객체 관심영역을 갱신하여 프리뷰 화면에 표시함에 의해서 객체의 추적이 이루어진다. 제어 신호 생성부(252)는 상술한 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하여, 촬상부(240), 신호 송출부(280), 신호 수신부(210) 및 공격 제어부(290)로 출력할 수 있다.
촬상부(240), 신호 송출부(280), 신호 수신부(210) 및 공격 제어부(290)는 상술한 바와 같이, 제어 신호 생성부(252)로부터 입력받은 제어 신호를 기초로, 표적물을 추적할 수 있다.
한편 제어 신호 생성부(252)는 속도 감지부(295)로부터 측정된 공격형 헬기의 속도를 이용하여 더욱 정확한 제어 신호를 생성할 수도 있다. 여기에서 속도 감지부(295)는 3상 선형 가속도기등으로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 신호 송출부(280)는 검출 신호를 송출할 수 있으며, RF 신호 송출부(281) 및 레이저 신호 송출부(282)를 포함할 수 있다. 신호 수신부(210)는 표적물로부터 반사된 반사 신호를 수신할 수 있으며, RF 신호 수신부(211) 및 레이저 신호 수신부(212)를 포함할 수 있다.
신호 송출부(280) 및 신호 수신부(210)는 하나의 하드웨어로 구현될 수도 있다. 신호 송출부(280) 및 신호 수신부(210)는 RF 신호 송/수신 시스템으로 구현될 수 있다. 신호 송출부(280)는, 기설정된 주파수 및 위상의 RF 신호를 송출하며, 신호 수신부(210)는 표적물로부터 반사된 반사 신호의 주파수 및 위상 정보를 공격 여부 판단부(260)로 출력할 수 있다. 공격 여부 판단부(260)는 반사된 반사 신호의 주파수 및 위상 변화 사항 또는 송출/수신까지의 시간을 고려하여, 표적물까지의 거리 표적물의 운동 속도 등을 검출할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 본 발명의 본질적인 사상이 아니며, 공지된 기술이기 때문에 생략하도록 한다.
신호 송출부(280) 및 신호 수신부(210)는 또한 레이저 송/수신 시스템으로 구현될 수도 있다. 레이저 송/수신 시스템은 펄스-변조형 레이저 송/수신 시스템, 주파수 변조형 레이저 송/수신 시스템, 위상 천이형 펄스-변조형 레이저 송/수신 시스템, 삼각측량형 레이저 송/수신 시스템, 간섭형 레이저 송/수신 시스템 등 그 종류에는 제한이 없다.
다만, 예를 들어, 신호 송출부(280)는 신호 수신부(210)는 펄스-변조형 레이저 송/수신 시스템으로 구현될 수 있으며, 신호 송출부(280)는 연속 발진형 레이저를 변조하여 표적물을 향하여 송출할 수 있다. 신호 수신부(210)는 반사되어 돌아온 레이저 신호를 송출 레이저 신호와 비교하여, 상관도(correlation)을 이용하여, 표적물까지의 거리를 측정할 수 있다.
공격 여부 판단부(260)는 표적물까지의 거리 및 공격형 헬기의 조사 방향과 표적물의 각도를 이용하여 공격 시 표적물을 타격할 수 있는지의 여부인 공격 여부에 대하여 판단할 수 있다. 더욱 상세하게는 공격 여부 판단부(260)는, 신호 송출부(280)로부터 송출되어 반사되는 반사 신호와, 공격형 헬기의 정렬 여부를 이용하여 공격 여부를 판단할 수 있다.
즉, 공격 여부 판단부(260)는, 반사되어 수신되는 반사 신호의 수신 방향이, 공격형 헬기의 진행방향과 기설정된 각도 이내인 경우에 공격 여부가 양호함을 판단할 수 있다.
또한 공격 여부 판단부(260)는 공격형 헬기 및 표적물 사이의 상대 속도 및 공격형 헬기로부터 표적물 사이의 거리의 정보를 이용하여 더욱 정밀하게 공격 여부가 가능한지를 판단할 수 있다. 예를 들어 공격 여부 판단부(260)는 상대 속도 및 거리가 기설정된 수치 이하인 경우에 공격 여부가 양호함을 판단할 수 있다.
그래픽 생성부(220)는, 촬상부(240)로부터 입력되는 광학 이미지를 공격 여부 판단부(260)로부터 입력되는 공격 여부 및 검출한 반사 신호의 분석 결과 중 적어도 하나와 조합하여 디스플레이부(230)에 디스플레이될 그래픽을 생성할 수 있다. 다만, 도 2에는 그래픽 생성부(220)와 디스플레이부(230)가 이격적인 것과 같이 도시되어 있지만, 그래픽 생성부(220) 및 디스플레이부(230)는 하나의 하드웨어로 구현될 수도 있으며, 이러한 경우에는 그래픽 생성부(220) 및 디스플레이부(230)를 디스플레이부로 통칭할 수도 있다.
이에 따라 조종사는 교전과 같은 위급한 상황에서, 자동 공격 신호를 인터페이스부(270)에 입력함으로써 표적물을 공격할 수 있다. 또한 공격 제어부(290)는 공격 여부 판단부(260)가 공격 가능하다고 판단한 시점에만 표적물에 대한 공격을 개시함으로써 무의미한 무기 소진을 방지할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 공격 시스템 제어 방법에 대한 흐름도이다.
공격 시스템은 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 촬상할 수 있으며(S310), 촬상되는 표적물에 검출 신호를 송출할 수 있다(S320).
공격 시스템은 촬상되는 표적물의 움직임을 검출하여, 상기 표적물을 추적하여 촬상할 수 있으며(S330), 표적물에 의하여 반사된 반사 신호를 수신할 수 있다(S340).
공격 시스템은 반사된 반사 신호를 이용하여 표적물까지의 거리 및 표적물의 속도를 측정하고, 측정된 거리 및 속도에 기초하여 표적물의 공격 가능 여부를 판단할 수 있다(S350).
공격 시스템은 촬상된 표적물, 측정된 거리 및 속도와 공격 가능 여부를 디스플레이하는 화면에 대한 그래픽 데이터를 생성하여 디스플레이할 수 있다(S360).
공격 시스템은 외부로부터 표적물에 대한 자동 공격 신호를 입력받을 수 있으며(S370), 자동 공격 신호를 입력받으면(S370-Y), 표적물을 추적하면서 공격 가능 여부에 기초하여 자동으로 공격을 수행할 수 있다(S380).
상술한 공격 시스템 제어 방법에 의하여, 사용자는 보다 객관적이면서 정교한 상황 정보를 수집할 수 있으며, 또한 위급 시에는 자동으로 표적물을 공격함에 따라서 정교한 공격이 가능하다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 화면의 개념도이다.
여기에서, 도 4a 및 4b의 실시 예에 의한 인터페이스부(170)는 표 1과 같은 촬상부 관련 기능키를 포함하고 있는 것으로 상정한다.
기능키 식별자 라벨 명칭 키 타입 구성
LSK #1 sensor toggle 화면을 가시광선 광학 이미지 또는 적외선 광학 이미지로 표시 선택
LSK #2 N/A N/A N/A
LSK #3 N/A N/A N/A
LSK #4 N/A N/A N/A
LSK #5 N/A N/A N/A
LSK #6 N/A N/A N/A
RSK #1 ZOOM ON/OFF 촬상부를 ZOOM 제어
RSK #2 NARROW ON/OFF 촬상부를 제 1 촬상 영역으로 촬상하도록 제어
RSK #3 MEDIUM ON/OFF 촬상부를 제 2 촬상 영역으로 촬상하도록 제어
RSK #4 WIDE ON/OFF 촬상부를 제 3 촬상 영역으로 촬상하도록 제어
RSK #5 N/A N/A N/A
RSK #6 N/A N/A N/A
여기에서 제 1 촬상 영역은 가장 좁은 촬상 영역에 대한 것이며, 제 2 촬상 영역은 제 1 촬상 영역보다 넓은 기설정된 촬상 영역, 제 3 촬상 영역은 가장 넓은 촬상 영역에 관한 것이다.
사용자는 LSK #1의 기능키를 토글링(toggling)함으로써, 디스플레이부에 디스플레이되는 화면을 가시광선의 광학 이미지 또는 적외선의 광학 이미지 중 하나를 표시하도록 선택할 수 있다.
또한 사용자는 RSK #1 내지 RSK #4를 ON/OFF 함으로써, 촬상부(140)가 줌인하여 표적물을 촬상하는 제어, 또는 촬상부가 각각 제 1, 제 2 및 제 3 촬상 영역으로 표적물 및 배경을 촬상하도록 제어할 수 있다. 한편, 촬상부(140)가 줌인하여 표적물을 촬상하는 제어는 단지 일 실시 예에 불과한 것이며, 촬상부(140)가 팬닝 또는 틸팅하여 표적물을 촬상하는 구성을 대체할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
또한 인터페이스부(160)는 표 2와 같은 표적물에 대한 추적 관련 기능키를 포함하고 있는 것으로 상정하도록 한다.
기능키 식별자 키 타입 구성
slave switch on/off 가시광선 광학 이미지 또는 적외선 광학 이미지 중 선택된 화면의 광학 이미지를 고정하는 기능
auto/manual track toggle 촬상부의 추적 촬상 기능을 제어
manual tracker analog 수동 조종시, 아날로그 신호를 입력하여 제어
LRF/D trigger on/off laser를 이용하여 표적 지시 및 표적까지 거리 측정에 이용
사용자는 slave switch를 온/오프함으로써, 현재의 디스플레이되는 광학 이미지의 개체에 촬상부를 고정할 수 있다. 또한 사용자는 auto/manaal track의 기능키를 토글링하여, auto로 설정함으로써, 촬상부의 추적 촬상 기능을 턴온할 수 있다.
사용자는 또한 manual tracker의 기능키를 아날로그 타입으로 입력함으로써, 자동이 아닌 수동으로써 기기를 조종할 수 있다. 또한 사용자는 LRF/D trigger 기능키를 온/오프함으로써 검출신호를 송출하여 표적 지시 및 표적까지의 거리 측정을 수행할 수 있다.
도 4a는 사용자가 auto/manual track의 키를 토글링한 경우를 설명하기 위한 개념도이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 사용자가 auto/manaul track의 기능키를 토글링함으로써, 디스플레이부(130)는 중앙에 표적물을 연속하여 디스플레이하는 화면이 표시될 수 있다.
또한 디스플레이부(160)는 표 3과 같은 공격 관련 화면 구성을 디스플레이 할 수 있는 것으로 상정하도록 한다.
상황 WPN trigger detent 공격 가능 여부 constraint box
발사 금지 - x dashed
발사 가능 2nd detent O dashed
정조준 1st detent O solid
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 공격 여부를 표시하는 디스플레이부(130)의 개념도이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 표적물이 추적 촬상되면서, 공격 여부를 나타내는 점선 형태의 constraint box가 디스플레이부(130)에 표시되다, 정조준을 하면, 도 4b의 우측에 도시된 바와 같은 실선 형태의 constraint box가 디스플레이부(130)에 표시될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하여, 디스플레이부(130)에는 공격 여부 판단 시 표적물의 영상 이미지 주위에 실선의 박스표시 또는 점선의 박스표시가 디스플레이될 수 있다. 실선의 박스표시는 표적 방향이 공격형 헬기의 진행방향 및 발사되는 공격 특성에 기초하여 사격 가능 범위 내, 즉 명중률이 높은 경우를 나타낼 수 있으며, 점선의 박스 표시는 명중률이 낮은 경우를 나타낼 수 있어 조종사는 직관적으로 공격 여부를 판단할 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면, 명중률이 낮은 경우, 즉 점선의 박스 표시가 디스플레이되는 경우에는 조종사가 강제로 공격 개시 신호를 입력하여도 공격이 개시되지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이, 인터페이스부(160)는 각종 사용자의 편의를 위한 기능키를 구비함과 동시에, 디스플레이부(130)는 보다 직관적인 표적물에 대한 정보 및 공격 여부를 표시함으로써 사용자로 하여금 정밀한 공격을 가능하게 할 수 있다.
110 : 수신부 120 : 그래픽 생성부
130 : 디스플레이부 140 : 촬상부
150 : 추적 제어부 160 : 공격 여부 판단부
170 : 인터페이스부 180 : 신호 송출부
190 : 공격 제어부

Claims (10)

  1. 표적물을 검출하여, 상기 표적물을 공격하는 공격 시스템에 있어서,
    상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 촬상하는 촬상부,
    상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 표적물의 움직임을 검출하고, 상기 표적물을 추적 제어하는 추적 제어부,
    촬상되는 상기 표적물을 검출하기 위한 검출 신호를 상기 표적물로 송출하는 신호 송출부,
    상기 표적물에 의하여 반사된 반사 신호를 수신하는 신호 수신부,
    상기 반사 신호를 이용하여 상기 표적물까지의 거리, 상기 표적물의 속도 및 상기 반사 신호의 수신 각도 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 결과 중 어느 하나에 기초하여 상기 표적물에 대한 공격 가능 여부를 판단하는 공격 여부 판단부와,
    상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나와, 상기 측정된 거리, 상기 속도, 상기 수신 각도 및 상기 공격 가능 여부 중 적어도 하나를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 공격 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표적물을 공격하는 공격 제어부와,
    상기 공격 제어부의 상기 표적물에 대한 자동 공격 신호가 입력되는 인터페이스부를 더 포함하며,
    상기 인터페이스부가 자동 공격 신호가 입력되면, 상기 공격 여부 판단부로부터 입력받은 상기 공격 가능 여부가 공격 가능한 것으로 판단되면, 사용자의 입력에 기초하지 않고 상기 표적물을 공격하는 공격 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 송출부는, 레이저 신호 송출부 및 RF(radio frequency) 신호 송출부를 포함하며,
    상기 인터페이스부는, 상기 촬상부의 촬상 영역을 지정하는 촬상 영역 지정 신호 및 상기 검출 신호의 종류를 지정하는 검출 신호 지정 신호 중 적어도 하나를 더 수신하며,
    상기 촬상부는, 상기 촬상 영역 지정 신호에 기초하여 상기 표적물을 촬상하며,
    상기 신호 송출부는, 상기 검출 신호 지정 신호에 기초하여 레이저 신호 및 RF 신호를 송출하는 공격 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공격 여부 판단부는,
    상기 거리, 상기 속도 및 상기 수신 각도 각각이 기설정된 수치 이하인 경우 공격 가능이라 판단하는 공격 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상부는 상기 표적물을 추적하여 촬상하는 공격 시스템.
  6. 표적물을 검출하여, 상기 표적물을 공격하는 공격 시스템 제어 방법에 있어서,
    상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 촬상하는 단계,
    상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 표적물의 움직임을 검출하고, 상기 표적물을 추적 제어하는 단계,
    촬상되는 상기 표적물을 검출하기 위한 검출 신호를 상기 표적물로 송출하는 단계,
    상기 표적물에 의하여 반사된 반사 신호를 수신하는 단계,
    상기 반사 신호를 이용하여 상기 표적물까지의 거리, 상기 표적물의 속도 및 상기 반사 신호의 수신 각도 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 결과 중 어느 하나에 기초하여 상기 표적물에 대한 공격 가능 여부를 판단하는 단계와,
    상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나와, 상기 측정된 거리, 상기 속도, 상기 수신 각도 및 상기 공격 가능 여부 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 포함하는 공격 시스템 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 표적물에 대한 자동 공격 신호가 입력되는 단계를 더 포함하며,
    상기 자동 공격 신호가 입력되면, 상기 공격 가능 여부가 공격 가능한 것으로 판단되면, 사용자의 입력에 기초하지 않고 상기 표적물을 공격하는 공격 시스템 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 표적물에 대한 자동 공격 신호를 수신하는 단계는, 촬상 영역을 지정하는 촬상 영역 지정 신호 및 상기 검출 신호의 종류를 지정하는 검출 신호 지정 신호 중 적어도 하나를 더 수신하며,
    상기 공격 시스템은, 상기 촬상 영역 지정 신호에 기초하여 상기 표적물을 촬상하며, 상기 검출 신호 지정 신호에 기초하여 레이저 신호 및 RF 신호를 송출하는 공격 시스템의 제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 표적물의 공격 가능 여부를 판단하는 단계는,
    상기 거리, 상기 속도 및 상기 수신 각도 각각이 기설정된 수치 이하인 경우 공격 가능이라 판단하는 공격 시스템 제어 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 표적물의 가시광선 이미지 및 적외선 이미지 중 적어도 하나를 촬상하는 단계는, 상기 표적물을 추적하여 촬상하는 공격 시스템 제어 방법.
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