KR101560298B1 - 항공기 사격 통제 시스템 검증 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공기 사격 통제 시스템 검증 장치 및 방법으로서, 가상의 표적을 탐지하고 가상 공격하는 항공기 사격 통제 시스템에 대한 검증 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 전투 임무별로 지형 정보 데이터, 가상 표적의 위치 정보를 저장한 전투 시나리오 데이터베이스; 설정되는 전투 임무별로 상기 시나리오 데이터베이스에서 지형 정보 데이터와 가상 표적의 위치 정보를 추출하여 지형 영상에 가상 표적의 위치를 디스플레이하고, 가상 표적 탐지 및 가상 무장 발사를 시뮬레이션하는 표적 획득 시뮬레이션부; 전투 임무에 따른 가상 표적에 대한 가상 무장 발사의 명중력을 모니터링하는 모니터링부;를 포함한다.

Description

항공기 사격 통제 시스템 검증 장치 및 그 동작 방법{System for verifying aircraft target training controller and method for operating the same}

본 발명은 항공기 사격 통제 시스템 검증 장치 및 방법으로서, 가상의 표적을 탐지하고 가상 공격하는 항공기 사격 통제 시스템에 대한 검증 장치 및 방법에 관한 것이다.

독일특허공보 제2008023955B4호는 비행체, 육상 차량, 또는 선박의 이벤트 및 프로세스를 시뮬레이션하는 방법 및 시뮬레이션 시스템을 설명한다. 이 발명은 작동에 필요한 데이터가 단지 비-실시간 시뮬레이션 프로그램에 의해서 가용해짐에도 불구하고, 실시간으로 시뮬레이션 장치를 작동시키는 목적에 기초하며, 데이터 관리자에 의해 야기되는 대기 시간(latency time)은 보상되어야 한다.

또한 국제특허공보 제96/26512A호(대응 유럽 특허의 번역문이 가용 - DE696 23410T2)는 비행체를 기동시킬 때 파일럿이 감지하는 실제 움직임을 더욱 정밀하게 시뮬레이션하는 문제점에 기초한 비행 시뮬레이션 장치를 개시하고 있다.

이와 같이 종래에는 비행체를 운항할 때 비행에 관련한 시뮬레이션 장치에 관해서 게시하고 있으나, 표적 획득 시뮬레이션은 제시하고 있지 않다.

실전에서의 표적 획득 훈련을 하기에는 많은 공간적, 시간적, 비용적 제한이 따른다. 따라서 이러한 제약을 극복할 수 있는 가상의 모의된 표적 획득 훈련에 관련된 시뮬레이션 장치가 절실히 필요하다. 또한 이러한 시뮬레이션 장치를 통하여 표적 획득 훈련이 성공적으로 이루어졌는지를 파악할 수 있는 모니터링 장치가 필요하다.

한국공개특허 10-2013-0045918

본 발명의 기술적 과제는 표적 획득 훈련을 하는데 있어서 공간적, 시간적, 비용적 제한을 극복하는 시뮬레이션에 대한 검증 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 기술적 과제는 표적 획득 훈련의 성공 여부를 알 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 실시 형태는 전투 임무별로 지형 정보 데이터, 가상 표적의 위치 정보를 저장한 전투 시나리오 데이터베이스; 설정되는 전투 임무별로 상기 시나리오 데이터베이스에서 지형 정보 데이터와 가상 표적의 위치 정보를 추출하여 지형 영상에 가상 표적의 위치를 디스플레이하고, 가상 표적 탐지 및 가상 무장 발사를 시뮬레이션하는 표적 획득 시뮬레이션부; 전투 임무에 따른 가상 표적에 대한 가상 무장 발사의 명중력을 모니터링하는 모니터링부;를 포함한다.

상기 모니터링부는, 가상 표적에 대한 대응할 때의 기준 무장 종류, 기준 발사 시간, 기준 명중점 범위를 포함하는 무장 모의 기준값을 등록한 무장 모의 기준값 데이터베이스; 가상 표적에 가상 발사된 가상 무장이 가상 표적을 파괴할 수 있는 상기 기준 무장 종류에 해당되는지, 가상 표적 탐지 후 가상 무장 발사 때까지의 발사 시간이 상기 기준 발사 시간 이내인지, 가상 표적에 대한 가상 무장의 명중점이 상기 기준 명중점 범위 이내인지를 판단하여 가상 표적 대응 지수를 결정하는 가상 표적 대응 판단 모듈; 상기 가상 표적 대응 지수를 디스플레이하고 통제자에게 전송하는 가상 표적 대응 지수 통보 모듈;을 포함한다.

상기 가상 표적 대응 판단 모듈은, 가상 무장의 발사 결과에 따라 상기 기준 무장 종류, 기준 발사 시간, 기준 명중점 범위를 충족시킬 때 각각의 가중치를 달리하여 가상 표적 대응 지수를 결정함을 특징으로 한다.

상기 표적 획득 시뮬레이션부는, 상기 전투 시나리오 데이터베이스 내의 지형 정보 데이터로부터 지형 영상을 생성하는 지형 영상 생성 모듈; 상기 전투 시나리오 데이터베이스 내의 가상 표적의 위치를 가지는 가상 표적을 생성하는 가상 표적 생성 모듈; 가상 표적의 위치와 가상 무장 비행체의 위치를 상기 지형 영상에 삽입하여 표적 훈련 영상으로 생성하는 표적 훈련 영상 생성 모듈; 생성된 표적 훈련 영상을 디스플레이하는 표적 훈련 영상 표시 모듈; 가상 표적을 파괴할 가상 무장과 가상 발사 조건을 선택받는 가상 무장 선택 모듈; 공격할 대상인 공격 가상 표적을 락온받아 가상으로 무장 발사하는 가상 무장 발사 모듈;을 포함한다.

상기 모니터링부는, 선택된 가상 무장과 가상 발사 조건에 따라서 발사가 이루어질 때의 가상 표적이 완파, 반파, 파괴 실패가 되었는지를 영상으로 생성하여 표시한다.

본 발명의 실시 형태는, 지형 정보 데이터로부터 지형 영상을 생성하는 과정; 가상 표적을 상기 지형 영상에 삽입하여 가상 표적 영상으로 생성하는 과정; 상기 가상 표적 영상에 가상 무장 비행체의 위치를 함께 표시한 표적 훈련 영상을 생성하여 표적 훈련 영상 표시 모듈에 제공하는 과정; 가상 표적을 파괴할 가상 무장과 가상 발사 조건을 선택받는 무장 선택이 이루어지는 과정; 훈련자로부터 공격할 대상인 공격 가상 표적을 락온(lockon)받아 가상으로 무장 발사하는 과정; 가상 표적에 대한 가상 무장의 명중력을 모니터링하는 과정;을 포함한다.

상기 모니터링하는 과정은, 가상 표적에 가상 발사된 가상 무장이 가상 표적을 파괴할 수 있는 미리 설정된 기준 무장 종류에 해당되는지, 가상 표적 탐지 후 가상 무장 발사 때까지의 발사 시간이 미리 설정된 기준 발사 시간 이내인지, 가상 표적의 명중점이 미리 설정된 기준 명중점 범위 이내인지를 판단하여 가상 표적 대응 지수를 결정하는 과정; 상기 가상 표적 대응 지수를 디스플레이하고 통제자에게 전송하는 과정;을 포함한다.

상기 가상 무장 비행체의 위치는 미리 설정된 전투 시나리오에 의하여 위치가 결정된다.

상기 가상 발사 조건을 선택받는 것은, 공격 가상 표적을 향해 가상 발사할 때의 가상 무장 비행체의 운항 속도, 가상 무장 비행체의 발사 조준 각도 및 고도, 가상 발사 횟수를 포함하는 가상 발사 조건을 선택받는다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 가상의 표적 획득 및 가상 발사를 통하여 훈련자의 표적 획득 능력을 향상시킬 수 있다. 따라서 가상의 표적 획득 훈련으로 인하여, 공간적, 시간적, 비용적 제한을 극복할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 가상의 표적 획득 시뮬레이션을 검증하여, 훈련 효과를 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항공기 사격 통제 시스템 검증 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표적 획득 시뮬레이션부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 항공기 사격 통제 시스템 검증 과정을 도시한 플로차트이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지형 영상을 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 표적 영상을 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표적 훈련 영상을 도시한 그림이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항공기 사격 통제 시스템 검증 시스템의 구성을 도시한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표적 획득 시뮬레이션부의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 항공기 사격 통제 시스템 검증 시스템은, 전투 시나리오 데이터베이스(200), 표적 획득 시뮬레이션부(100), 모니터링부(300)를 포함한다.

전투 시나리오 데이터베이스(200)는 전투 임무별로 지형 정보 데이터, 가상 표적의 위치를 저장하고 있다. 전투 임무에 따라서 해양, 산악, 평야 등의 지형 정보데이터를 저장하고 있으며, 가상 표적의 위치 정보도 함께 저장하고 있다. 예를 들어, 산악 전투 임무의 경우에는 가상 표적의 위치를 산악 지대 지형 영상에 배치하며, 해상 전투 임무의 경우에는 가상 표적의 위치를 바다 및 해변 지형 영상에 배치하며, 도심 전투 임무의 경우에는 가상 표적의 위치를 도심 빌딩숲 지형 영상에 배치한다.

일반적으로 무장 비행체에서의 전투 사격은, 다기능 시현 장비(MFD;Multifunction Display), 헬멧 시현 장비(HMD;Head Mount display), 헤드업 디스플레이(HUD;Head Up Display) 등의 시현 장비를 통하여 각 무장의 운용개념에 따라 운용하며, 표적 획득 시스템(TADS;Target Acquisition & Designation System)을 통하여 표적을 획득하고 WCP(Weapon Control Pannel), HOTAS, Mission Grip의 운용을 통하여 락온(Lock-on)후 발사 등의 조작으로서 이루어진다.

본 발명의 표적 획득 시뮬레이션부(100)는, 표적 획득 훈련을 할 수 있도록 도와주는 가상 시뮬레이션 장치이다. 즉, 다기능 시현 장비(MFD;Multifunction Display), 헬멧 시현 장비(HMD;Head Mount display), 헤드업 디스플레이(HUD;Head Up Display) 등의 시현 장비에서 제공하는 지형 영상(3차원 지형 영상) 위에서, 가상의 표적의 발생을 확인하고, 가상의 센서 장비를 제어하여 가상 무장을 선택하고 가상으로 발사하는 표적 획득 훈련 시뮬레이션을 수행하는 장치를 말한다. 이하에서 표적 획득 훈련이라 함은, 공격할 가상 표적을 탐지하여 결정하고, 탐지된 가상 표적에 대하여 가상 무장을 발사하는 것을 말한다.

표적 획득 시뮬레이션부(100)는 지형 영상 생성 모듈(110), 가상 표적 생성 모듈(120), 표적 훈련 영상 생성 모듈(130), 표적 훈련 영상 표시 모듈(140), 가상 무장 선택 모듈(150), 가상 무장 발사 모듈(160)을 포함한다.

지형 영상 생성 모듈(110)은 가상 표적 획득 시뮬레이션을 할 수 있는 지형 영상을 생성한다. 즉, 전투 시나리오 데이터베이스(200) 내의 지형 정보 데이터로부터 지형 영상을 생성한다. 지형 영상은 다양한 지형정보 데이터를 활용할 수 있는데, 예컨대, 지형정보 데이터인 DTED(Digital Terrain Elevation Data)를 활용할 수 있다. DTED는 지형의 고저 정보를 가지고 있는 데이터로서, 레벨별로 지형 정보를 가지고 있다. 예컨대, level 2의 경우 1 arc second의 단위로 고저 데이터가 저장되며, level2 경우는 3 acr second로 되어 있다. 따라서 시뮬레이션 하고자 하는 지역의 DTED를 활용하여 지형 정보를 생성할 수 있다.

가상 표적 생성 모듈(120)은 전투 시나리오 데이터베이스(200) 내의 가상 표적의 위치를 가지는 가상 표적을 생성한다. 가상 표적은 경도, 위도 및 고도의 가상 표적 위치에 따라서 다양한 가상 표적을 생성한다. 예를 들어, 경도, 위도 및 고도별의 가상 표적 위치에 다양한 가상의 적군 헬기, 적군 장갑차, 적군 함정 등을 생성한다. 이러한 가상 표적은 훈련 시나리오에 의하여 생성될 수 있다.

표적 훈련 영상 생성 모듈(130)은 생성된 가상 표적의 위치를 지형 영상에 삽입하고, 아울러 가상 무장 비행체의 위치를 지형 영상에 삽입하여 표적 훈련 영상으로 생성한다. 가상 무장 비행체의 위치는 지형 영상의 중심점에 삽입되어 위치할 수 있다. 표적 훈련 영상 생성 모듈(130)는 DTED로부터 생성한 지형 영상에 가상 표적을 삽입하는데, 가상 표적 위치에 가상 표적을 삽입하는 것이다. 아울러 표적 훈련 영상 생성 모듈은 가상 표적 위치가 표시된 지형 영상에 가상 무장 비행체의 위치를 삽입하여 표적 훈련 영상으로 생성한다. 여기서, 가상 무장 비행체는 훈련자가 가상으로 탑승하여 비행 조종하는 가상의 비행체를 말한다. 가상 무장 비행체의 위치는 미리 설정된 전투 시나리오에 의하여 위치가 결정된다. 아울러, 헬멧 시현 장비(HMD)를 착용한 훈련자의 가상 무장 비행체에 대한 조종에 의하여 가상 무장 비행체의 위치가 반영되어 변경될 수 있다. 참고로 상기의 지형 영상 및 표적 훈련 영상은 3차원으로 표시하여, 입체감을 극대화하여 훈련 효과를 높일 수 있다.

표적 훈련 영상 표시 모듈(140)는 생성된 표적 훈련 영상을 디스플레이하여, 시뮬레이션 모의 훈련자가 표적 훈련 영상을 볼 수 있도록 한다. 표적 훈련 영상 표시 모듈은 다기능 시현 장비(MFD), 헬멧 시현 장비(HMD) 등에 표시되는 디스플레이창을 말한다.

참고로, 헬멧 시현 장비(HMD;Head Mount display)는 조종사의 헬멧에 장착되어 정보를 제공하는 시스템을 통칭하는 말이다. 즉, 헬멧에 연동되어 전투상황의 시현과 무장연결되어 전투 수행을 하는 개념에 의해 헬멧 조종 시스템을 말한다. 나아가 모든 비행정보가 헬멧의 표시부에 시현하여 통합 관리되며, 각종 장착 무장들과 연동된 최신형의 헬멧 조종 시스템이 해당될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 비행체를 조종하지 않고 지상에 있는 훈련자가 헬멧 시현 장비(HMD;Head Mount display)만을 착용한 채로, 헬멧 시현 장비(HMD)에 표시되는 시뮬레이션 영상인 표적 훈련 영상을 이용하여 표적 획득 훈련을 할 수 있다. 여기서 훈련자라 함은 표적 획득 훈련을 받는 교육생, 연습생 등을 말한다.

또한 무장 헬기 등의 비행체에 탑재된 다기능 시현 장비(MFD;Multifunction Display)는 무장 비행체 내의 조종석 전방에 배치된 디스플레이 화면 장치로서, 다기능 시현 표시부(MFD)는 주로 무기 시스템 관리 기능 무기적재정보, 레이더 정보와 무기 전자-광학 화면을 표시하는데 쓰인다. 따라서 무장 헬기 등의 비행체를 운항하면서 다기능 시현 장비에 표시되는 시뮬레이션 영상인 표적 훈련 영상을 이용하여 표적 획득 훈련을 할 수 있다.

가상 무장 선택 모듈(150)은 가상 표적을 파괴할 가상 무장과 가상 발사 조건을 훈련자로부터 선택받는다. 예를 들어, 파괴하고자 하는 가상 표적이 장갑차의 경우 철갑을 파괴할 수 있는 제1미사일이 선택되며, 파괴하고자 하는 가상 표적이 지상 건물인 경우 콘크리트를 파괴할 수 있는 제2미사일이 가상 무장으로 선택될 수 있다. 또한 가상 발사 조건은 가상 표적에 대하여 가상 무장을 발사할 때의 가상 표적과 가상 무장 비행체 위치 간의 거리가 설정될 수 있으며, 또는 가상 무장 비행체의 발사시의 발사 조준각도를 설정받을 수 있으며, 또는 가상 무장 비행체인 가상 무장 헬기의 비행 기울기각 등을 설정받을 수 있으며, 또는 가상 무장 비행체의 가상 발사시의 고도 등을 설정받을 수 있다. 이밖에, 공격 가상 표적을 향해 가상 발사할 때의 가상 무장 비행체의 운항속도, 가상 발사 횟수 등의 가상 발사 조건이 포함될 수 있다. 한편, 가상 무장 선택시에 가상의 무장(무기)이 헬멧 시현 장비(HMD;Head Mount display)의 표적 훈련 영상 표시 모듈에 표시되어 훈련자가 이를 선택하도록 구현할 수 있다. 또한 가상 무장은 기총, 로켓, 미사일 등이 있을 수 있다.

가상 무장 발사 모듈(160)은 훈련자로부터 공격할 대상인 공격 가상 표적을 락온받아 가상으로 발사한다.

일반적으로 실제로 공격이 이루어질 때, 조종사로부터 공격할 대상인 공격 가상 표적을 락온받는다. 락온(lockon)은 공격하고자 하는 가상 표적을 결정하는 것이다. 예컨대, 표적들 중에서 조종사가 트리거(trigger)를 눌러서 특정 표적을 락온(lockon)하게 되면, 이때부터 락온된 표적에 대해서 무장 비행체 외부에 구비된 레이저 포인터가 타겟을 따라가며 추적하기 시작한다. 무장 비행체 내장 컴퓨터가 미사일의 최적 경로를 GIS(지리 정보 시스템)와 연동하여 계산하고, 계산이 끝나면(약1~2초소요) 발사가 가능하다는 신호를 해준다. 이러한 신호를 확인한 조종사가 다시 트리거를 누름으로써 발사를 승인하게 되며, 미사일은 계산된 항로를 따라 비행하며 표적을 명중시키게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 가상 무장 발사 모듈(160)은, 훈련자의 선택에 의하여 공격 가상 표적이 락온되면, 공격 가상 표적에 대하여 선택된 가상 발사 조건에 맞추어 가상의 무장을 발사한다. 따라서 가상의 무장은 가상 발사 조건에 따른 계산된 항로를 따라서 진행되는 것으로 가상되어 가상 표적으로의 명중 여부가 결정될 수 있다.

모니터링부(300)는 전투 임무에 따른 가상 표적에 대한 가상 무장 발사의 명중력을 모니터링한다. 즉, 가상 표적이 표적 훈련 영상에 표시될 때, 해당 가상 표적을 파괴할 수 있는 가상 무장을 신속히 선택하여 발사하였는지를 모니터링하고 명중력 등을 모니터링하여, 훈련자가 전투 임무를 성공적으로 완료하였는지를 모니터링하는 것이다.

모니터링부(300)는 모의 기준값 데이터베이스(310), 가상 표적 대응 판단 모듈(320), 가상 표적 대응 지수 모듈(330)을 포함한다.

모의 기준값 데이터베이스(310)는 가상 표적에 대한 대응할 때의 기준 무장 종류, 기준 발사 시간, 기준 명중점 범위를 포함하는 무장 모의 기준값을 등록하여 저장한 데이터베이스이다. 훈련자가 가상 표적이 나타날 때 신속하게 무장을 선택하여 발사하여 가상 표적을 파괴할 때, 파괴 성공이라고 판단할 수 있는 허용 가능 범위 내의 조건값을 무장 모의 기준값으로 설정한다. 예를 들어, 가상 표적이 건물인 경우 대응 공격할 무기로서 '미사일'이 기준 무장으로 설정되며, 가상 표적이 사람인 경우에는 대응 공격할 무기로서 '기총'이 기준 무장으로서 설정될 수 있다. 또한 가상 표적이 표시된 후 30초 이내에 가상 무장을 발사해야만 하는 경우에는 '30초'가 기준 발사 시간으로서 설정될 수 있다. 또한 가상 표적의 반경이 R이라고 할 때 가상 무장의 명중점이 가상 표적의 중심점에서 0.1R이내로 되어야 하는 경우에는, '0.1R'이 기준 명중점 범위로서 설정될 수 있다.

가상 표적 대응 판단 모듈(320)은, 가상 무장의 발사에 따른 명중력을 판단하여 가상 표적 대응 지수로서 산출한다. 즉, 가상 표적에 가상 발사된 가상 무장이 가상 표적을 파괴할 수 있는 기준 무장 종류에 해당되는지, 가상 표적 탐지 후 가상 무장 발사 때까지의 발사 시간이 기준 발사 시간 이내인지, 가상 표적에 대한 가상 무장의 명중점이 기준 명중점 범위 내인지를 판단하여 가상 표적 대응 지수를 산출한다. 예를 들어, 가상 표적이 건물인 경우 기준 무장 종류인 '미사일'로서 가상 무장이 선택되었는지, 기준 발사 시간이 30초로 설정되어 있는데 가상 표적이 표시된 후 30초 이내에 가상 무장 발사가 이루어졌는지, 기준 명중점 범위가 가상 표적의 중심점에서 0.1R이내로 설정된 경우 가상 무장의 발사에 따른 명중점이 0.1R 이내로 이루어졌는지를 판단한다.

이러한 가상 무장의 발사에 따른 명중력을 판단하여 그 결과에 따른 가상 표적 대응 지수로서 산출한다. 가상 표적 대응 지수는 다양한 방식으로 산출될 수 있다. 예를 들어, 기준 무장이 선택된 경우는 10점으로 결정되며 그렇지 않은 경우 0점, 기준 발사 시간이 30초 이내에 이루어진 경우 10점으로 결정되며 1초 초과시마다 1점씩 차감되며, 기준 명중점 범위 이내로 명중된 경우 10점으로 결정되면 멀어질수록 1점씩 차감된다. 이러한 점수를 합산하여 가상 표적 대응 지수로서 산출될 수 있다.

또한 가상 무장 발사 결과에 따라 기준 무장 종류, 기준 발사 시간, 기준 명중점 범위를 충족시킬 때 각각의 가중치를 달리하여 가상 표적 대응 지수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 기준 무장 종류, 기준 발사 시간, 기준 명중점 범위 모두 충족되더라도, 각 기준값마다 가중치를 달리함으로써 가상 표적 대응 지수가 달리 산출될 수 있다.

예를 들어, 가중치가 없을 경우에는 기준 무장 종류, 기준 발사 시간, 기준 명중점 범위 모두 충족되어 10점씩 획득하였을 경우 10+10+10 = 30점의 가상 표적 대응 지수가 산출될 수 있다. 그러나 무장 종류에 3점, 발사 시간에 2점, 명중점 범위에 1점의 가중치가 할당되고, 기준 무장 종류, 기준 발사 시간, 기준 명중점 범위 모두 충족되어 10점씩 획득하였다고 가정할 경우, 10*3 + 10*2 + 10*1 = 60점의 가상 표적 대응 지수가 산출될 수 있다.

가상 표적 대응 지수 통보 모듈(330)은 산출된 가상 표적 대응 지수를 시현 장비 등에 디스플레이하고 외부의 통제자에게 가상 표적 대응 지수를 SNS, 메일, 메시지 형태로 전송할 수 있다. 명중 여부에 따른 가상 표적의 명중 성공 여부를 훈련자 및 외부의 훈련 관리 센터에 통보하는것이다.

한편, 가상 표적 대응 판단 모듈(320)은, 선택된 가상 무장과 가상 발사 조건에 따라서 발사가 이루어질 때의 가상 표적이 완파, 반파, 파괴 실패가 되었는지를 영상으로 생성하여 헬멧 시현 장비(HMD) 등의 표적 훈련 영상 표시 모듈에 표시하여 알려줄 수 있다. 예를 들어, 가상 발사시의 조준각도가 가상 표적에 명중되도록 설정되어 발사되는 경우는 표적의 완파가 되었음을 표시하며, 또는 가상 발사시의 조준각도가 가상 표적에 일부 명중되도록 설정되어 발사되는 경우에는 표적의 반파가 되었음을 표시하며, 또는 가상 발사시의 조준각도가 가상 표적에 빗나가도록 설정되어 발사되는 경우에는 표적을 빗나가 표적의 파괴가 실패되었음을 표시할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 항공기 사격 통제 시스템 검증 과정을 도시한 플로차트이다.

우선, 지형 정보 데이터로부터 지형 영상을 생성하는 과정을 가진다(S310). 지형 영상은 전투 시나리오 데이터베이스(200) 내의 지형정보 데이터인 DTED(Digital Terrain Elevation Data)를 활용할 수 있다. DTED는 지형의 고저 정보를 가지고 있는 데이터로서, 레벨별로 지형 정보를 가지고 있다. 이러한 DTED와 같은 지형 정보를 활용하여 도 4에 도시한 바와 같이 지형(1)이 나타난 지형 영상을 생성한다. 지형 영상은 비행 중인 무장 비행체의 현재 위치에 해당하는 지형 정보 데이터를 실시간으로 반영하여 지형 영상을 생성한다. 따라서 헬멧 시현 장비(HMD)를 착용한 훈련자의 가상 무장 비행체의 조종에 따라서 지형 영상이 실시간으로 반영되어 변경될 수 있다.

도 4에 도시된 지형 영상은 2차원으로 표시하였지만, 입체감을 부여하기 위하여 지형 영상을 3차원으로 구현할 수 있다. 이하에서 설명하는 도 5의 가상 표적 영상, 도 6의 표적 훈련 영상 역시 2차원으로 표시하겠지만, 3차원으로 영상을 구현할 수 있다.

지형 영상을 생성(S310)한 후에는, 가상 표적을 지형 영상에 삽입하여 도 5과 같은 가상 표적 영상으로 생성하는 과정을 가진다(S320). 도 5에 도시한 바와 같이, 표시되는 가상 표적(2)은 경도, 위도 및 고도의 위치별로 다양한 가상 표적이 생성될 수 있는데, 예컨대, 경도, 위도 및 고도별의 가상 표적 위치에 다양한 가상의 적군 헬기, 적군 장갑차, 적군 함정 등을 생성할 수 있다. 이러한 가상 표적은 전투 시나리오에 의하여 생성될 수 있다. 이렇게 생성되는 가상 표적은 지형 영상 내의 가상 표적 위치에 삽입되어, 가상 표적 영상으로 생성된다. 또한 가상 표적은 정지된 표적이 아니라 시나리오에 의해 이동되는 표적으로 구현될 수 있다. 참고로 도 5에서는 가상 표적(2)을 동일한 형태의 타겟으로 표시하였지만 가상 표적의 종류에 따라서 각기 다른 형상의 타겟으로 표시할 수 있다.

가상 표적 영상을 생성(S320)한 후에는, 가상 표적 영상에 가상 무장 비행체의 위치를 삽입하여, 가상 무장 비행체의 위치와 가상 표적을 지형 영상에 함께 표시한 표적 훈련 영상으로 생성하여 다기능 시현 장비(MFD), 헬멧 시현 장비(HMD) 등의 표적 훈련 영상 표시 모듈에 제공한다(S330). 즉, 도 6에 도시한 바와 같이 가상 표적 영상에 가상 무장 비행체의 위치(3)를 표시한 표적 훈련 영상을 생성하여 표적 훈련 영상 표시 모듈에 표시한다. 표적 훈련 영상 표시 모듈은 다기능 시현 장비(MFD) 또는 헬멧 시현 장비(HMD)에 구비되어 있어 가상의 표적(2)을 표시하여, 훈련자가 가상 지형에서의 위치에서 인접한 가상의 표적들의 위치 및 종류를 확인할 수 있다.

가상 무장 비행체의 위치는 미리 설정된 전투 시나리오에 의하여 위치가 결정될 수 있다. 예를 들어, 가상 표적으로부터 가장 먼 위치에 가상 무장 비행체를 위치시키거나, 또는 가상 표적의 위치와 동일한 위치에 가상 무장 비행체를 위치시킬 수 있다.

참고로, 표적 훈련 영상으로 생성하여 표적 훈련 영상 표시 모듈에 제공하는 과정은, 훈련자의 제어 명령에 따라서 가상 표적이 표시되는 지형 표시뷰, 극좌표가 다르게 표시될 수 있다. 즉, 표시되는 방향 관점을 다르게 표시할 수 있다. 예를 들어, 표적 훈련 영상에 표시되는 지형 표시뷰(display view)가 하늘에서 내려다 보는 지형 형상뷰일수 있으며, 선택에 따라 지표면에서 수평으로 바라보는 지형 형상뷰로 표시될 수 있다. 또한 선택에 따라서 북쪽 방향(N)을 전방 12시 방향으로 하여 표시할 수 있으며, 또는 동쪽 방향(E)을 전방 12시 방향으로 하여 표시하는 등 극좌표를 다르게 표시할 수 있다.

한편, 가상 표적이 표시된 표적 훈련 영상이 표적 훈련 영상 표시 모듈에 표시된 후에는, 가상 표적을 파괴할 가상 무장과 가상 발사 조건을 선택받는 무장 선택이 이루어지는 과정을 가진다(S340). 예를 들어, 파괴하고자 하는 가상 표적이 장갑차의 경우 철갑을 파괴할 수 있는 제1미사일이 선택되며, 파괴하고자 하는 가상 표적이 지상 건물인 경우 콘크리트를 파괴할 수 있는 제2미사일이 가상 무장으로 선택될 수 있다. 또한 가상 발사 조건은 가상 무장 비행체와 가상 표적 간의 발사 순간의 거리가 설정될 수 있으며, 또는 가상 무장의 발사시의 발사 조준각도를 설정받을 수 있으며, 또는 가상 무장 비행체의 비행 기울기각 등을 설정받을 수 있으며, 또는 가상 무장 비행체의 가상 발사시의 고도 등을 설정받을 수 있다. 이밖에, 공격 가상 표적을 향해 가상 발사할 때의 가상 비행중인 가상 무장 비행체의 운항속도, 가상 발사 횟수 등의 가상 발사 조건이 포함될 수 있다.

한편, 가상 무장 및 가상 발사 조건 선택은 미리 설정된 전투 시나리오에 의해 무장 비행체에 장착될 수 있는 무장의 종류 및 무장 발사 조건의 종류가 디스플레이되어 훈련자에 의해 선택될 수 있다. 무장 비행체마다 실제로 탑재할 수 있는 무장의 종류와 발사 조건이 제한되기 때문에, 전투 시나리오에 등록된 가상 무장 및 가상 발사 조건의 리스트를 디스플레이하여 선택받는 것이다.

가상 무장의 선택 과정(S340)이 이루어지고 나서, 훈련자로부터 공격할 대상인 공격 가상 표적을 락온(lockon)받아 가상으로 무장 발사하는 과정을 가진다(S350).

일반적으로 실물의 무장 비행체에서 실제로 공격이 이루어질 때, 조종사로부터 공격할 대상인 공격 가상 표적을 락온받는다. 락온(lockon)은 공격하고자 하는 가상 표적을 결정하는 것이다. 예컨대, 표시된 표적들 중에서 조종사가 트리거(trigger)를 눌러서 특정 표적을 락온(lockon)하게 되면, 이때부터 락온된 표적에 대해서 무장 비행체 외부에 구비된 레이저 포인터가 타겟을 따라가며 추적하기 시작한다. 락온이 이루어지고 나면 락온되는 가상 표적의 거리, 가상 표적의 형상, 가상 표적의 이동 속도를 표시한다. 이러한 락온된 가상 표적의 정보를 제공함으로써, 조종사는 이러한 정보를 참조하여 발사 여부를 결정하게 된다. 또한 락온된 후, 무장 비행체 내장 컴퓨터가 미사일의 최적 경로를 GIS(지리 정보 시스템)와 연동하여 계산하고, 계산이 끝나면(약1~2초소요) 발사가 가능하다는 신호를 해준다.

본 발명은 실제의 무장 비행체를 탑승하지 않고서도, 표적 훈련 영상 표시 모듈에 표시되는 가상의 표적들 중에서 트리거(trigger)를 눌러서 어느 특정의 가상 표적에 대하여 락온되면, 가상 발사가 가능하다는 신호를 출력한다. 이러한 신호를 확인한 훈련자가 다시 트리거를 누름으로써 가상 발사를 승인하게 되며, 가상의 무장이 계산된 항로를 따라 가상 비행하며 가상 표적을 향하게 될 때의 궤도를 산출한다. 참고로, 표적 획득 훈련 시에 헬멧 시현 장비 이외에 별도의 트리거를 두어서 락온 및 가상 발사의 선택이 이루어질 수 있도록 한다.

가상 무장의 발사(S350)가 이루어진 후, 선택된 가상 무장과 가상 발사 조건에 따른 가상 표적의 명중력을 모니터링한다(S260). 즉, 가상 발사 조건에 따라서 가상 표적으로의 명중력이 결정될 수 있다. 예컨대 정상 고도보다 너무 낮은 고도의 발사 조건에서 가상적으로 발사되는 경우 낮은 명중력을 가진다고 판단할 수 있다. 명중력이란 선택된 가상 무장의 종류, 가상 무장의 발사 시간, 가상 표적의 중심에 명중되었는지에 따라서 결정될 수 있다.

즉, 가상 표적의 명중력을 모니터링하는 것은, 가상 표적에 가상 발사된 가상 무장이 가상 표적을 파괴할 수 있는 미리 설정된 기준 무장 종류에 해당되는지, 가상 표적 탐지 후 가상 무장 발사 때까지의 발사 시간이 미리 설정된 기준 발사 시간 이내인지, 가상 표적의 명중점이 미리 설정된 기준 명중 범위 이내인지를 판단하여 가상 표적 대응 지수를 산출하는 과정과, 가상 표적 대응 지수를 디스플레이하고 통제자에게 전송하는 과정을 포함한다.

가상 무장의 발사에 따른 명중력을 판단하여 가상 표적 대응 지수로서 산출하는데, 예를 들어, 가상 표적이 건물인 경우 기준 무장 종류인 '미사일'로서 가상 무장이 선택되었는지, 기준 발사 시간이 30초로 설정되어 있는데 가상 표적이 표시된 후 30초 이내에 가상 무장 발사가 이루어졌는지, 기준 명중점 범위가 가상 표적의 중심점에서 0.1R이내로 설정된 경우 가상 무장의 발사에 따른 명중점이 0.1R 이내로 이루어졌는지를 판단한다. 그리고, 이러한 가상 무장의 발사에 따른 명중력을 판단하여 그 결과에 따른 가상 표적 대응 지수로서 산출한다. 가상 표적 대응 지수는 다양한 방식으로 산출될 수 있다. 예를 들어, 기준 무장이 선택된 경우는 10점으로 결정되며 그렇지 않은 경우 0점, 기준 발사 시간이 30초 이내에 이루어진 경우 10점으로 결정되며 1초 초과시마다 1점씩 차감되며, 기준 명중점 범위 이내로 명중된 경우 10점으로 결정되면 멀어질수록 1점씩 차감된다. 이러한 점수를 합산하여 가상 표적 대응 지수로서 산출될 수 있다.

한편, 가상 표적의 명중 성공 여부의 통보는, 선택된 가상 무장과 가상 발사 조건에 따라서 발사가 이루어질 때의 가상 표적이 완파, 반파, 파괴 실패가 되었는지를 영상으로 생성하여 표적 훈련 영상 표시 모듈에 표시하여 알려줄 수 있다. 예를 들어, 가상 발사시의 조준각도가 가상 표적에 명중되도록 설정되어 발사되는 경우는 표적의 완파가 되었음을 표시하며, 또는 가상 발사시의 조준각도가 가상 표적에 일부 명중되도록 설정되어 발사되는 경우에는 표적의 반파가 되었음을 표시하며, 또는 가상 발사시의 조준각도가 가상 표적에 빗나가도록 설정되어 발사되는 경우에는 표적을 빗나가 표적의 파괴가 실패되었음을 표시할 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100:표적 획득 시뮬레이션부
110:지형 영상 생성 모듈 120:가상 표적 영상 생성 모듈
130:표적 훈련 영상 생성 모듈 140:표적 훈련 영상 표시 모듈
150:가상 무장 선택 모듈 160:가상 무장 발사 모듈
200:전투 시나리오 DB 300:모니터링부

Claims (9)

1. 전투 임무별로 지형 정보 데이터, 가상 표적의 위치 정보를 저장한 전투 시나리오 데이터베이스;
   설정되는 전투 임무별로 상기 시나리오 데이터베이스에서 지형 정보 데이터와 가상 표적의 위치 정보를 추출하여 지형 영상에 가상 표적의 위치를 디스플레이하고, 가상 표적 탐지 및 가상 무장 발사를 시뮬레이션하는 표적 획득 시뮬레이션부;
   전투 임무에 따른 가상 표적에 대한 가상 무장 발사의 명중력을 모니터링하는 모니터링부;를 포함하고,
   상기 모니터링부는,
   가상 표적에 대한 대응할 때의 기준 무장 종류, 기준 발사 시간, 기준 명중점 범위를 포함하는 무장 모의 기준값을 등록한 무장 모의 기준값 데이터베이스;
   가상 표적에 가상 발사된 가상 무장이 가상 표적을 파괴할 수 있는 상기 기준 무장 종류에 해당되는지, 가상 표적 탐지 후 가상 무장 발사 때까지의 발사 시간이 상기 기준 발사 시간 이내인지, 가상 표적에 대한 가상 무장의 명중점이 상기 기준 명중점 범위 이내인지를 판단하여 가상 표적 대응 지수를 결정하는 가상 표적 대응 판단 모듈;
   상기 가상 표적 대응 지수를 디스플레이하고 통제자에게 전송하는 가상 표적 대응 지수 통보 모듈;
   를 포함하는 항공기 사격 통제 시스템 검증 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 가상 표적 대응 판단 모듈은, 가상 무장의 발사 결과에 따라 상기 기준 무장 종류, 기준 발사 시간, 기준 명중점 범위를 충족시킬 때 각각의 가중치를 달리하여 가상 표적 대응 지수를 결정함을 특징으로 하는 항공기 사격 통제 시스템 검증 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 표적 획득 시뮬레이션부는,
   상기 전투 시나리오 데이터베이스 내의 지형 정보 데이터로부터 지형 영상을 생성하는 지형 영상 생성 모듈;
   상기 전투 시나리오 데이터베이스 내의 가상 표적의 위치를 가지는 가상 표적을 생성하는 가상 표적 생성 모듈;
   가상 표적의 위치와 가상 무장 비행체의 위치를 상기 지형 영상에 삽입하여 표적 훈련 영상으로 생성하는 표적 훈련 영상 생성 모듈;
   생성된 표적 훈련 영상을 디스플레이하는 표적 훈련 영상 표시 모듈;
   가상 표적을 파괴할 가상 무장과 가상 발사 조건을 선택받는 가상 무장 선택 모듈;
   공격할 대상인 공격 가상 표적을 락온받아 가상으로 무장 발사하는 가상 무장 발사 모듈;
   을 포함하는 항공기 사격 통제 시스템 검증 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 모니터링부는,
   선택된 가상 무장과 가상 발사 조건에 따라서 발사가 이루어질 때의 가상 표적이 완파, 반파, 파괴 실패가 되었는지를 영상으로 생성하여 표시하는 항공기 사격 통제 시스템 검증 장치.
   
6. 지형 정보 데이터로부터 지형 영상을 생성하는 과정;
   가상 표적을 상기 지형 영상에 삽입하여 가상 표적 영상으로 생성하는 과정;
   상기 가상 표적 영상에 가상 무장 비행체의 위치를 함께 표시한 표적 훈련 영상을 생성하여 표적 훈련 영상 표시 모듈에 제공하는 과정;
   가상 표적을 파괴할 가상 무장과 가상 발사 조건을 선택받는 무장 선택이 이루어지는 과정;
   훈련자로부터 공격할 대상인 공격 가상 표적을 락온(lockon)받아 가상으로 무장 발사하는 과정;
   가상 표적에 대한 가상 무장의 명중력을 모니터링하는 과정;을 포함하고,
   상기 모니터링하는 과정은,
   가상 표적에 가상 발사된 가상 무장이 가상 표적을 파괴할 수 있는 미리 설정된 기준 무장 종류에 해당되는지, 가상 표적 탐지 후 가상 무장 발사 때까지의 발사 시간이 미리 설정된 기준 발사 시간 이내인지, 가상 표적의 명중점이 미리 설정된 기준 명중점 범위 이내인지를 판단하여 가상 표적 대응 지수를 결정하는 과정;
   상기 가상 표적 대응 지수를 디스플레이하고 통제자에게 전송하는 과정;
   을 포함하는 항공기 사격 통제 시스템 검증 방법.
   
7. 삭제
8. 청구항 6에 있어서, 상기 가상 무장 비행체의 위치는 미리 설정된 전투 시나리오에 의하여 위치가 결정되는 항공기 사격 통제 시스템 검증 방법.
   
9. 청구항 6에 있어서, 상기 가상 발사 조건을 선택받는 것은,
   공격 가상 표적을 향해 가상 발사할 때의 가상 무장 비행체의 운항 속도, 가상 무장 비행체의 발사 조준 각도 및 고도, 가상 발사 횟수를 포함하는 가상 발사 조건을 선택받는 항공기 사격 통제 시스템 검증 방법.

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