KR101693007B1 - System For Measuring Target's Position Coordinates Using HMD and Method Using The Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법에 관한 것으로, 다른 센서의 도움 없이 HMD(Helmet Mounted Display)만을 이용하여 지상 고정 표적의 위치정보를 획득 가능하도록 함으로써, 표적좌표에 대한 데이터 획득 센서로서 HMD를 운용할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a target coordinate measuring system using an HMD and a method of measuring a target coordinate using the HMD. By making it possible to acquire position information of a ground fixed target using only an HMD (Helmet Mounted Display) without using other sensors, It is possible to operate the HMD as a data acquisition sensor.

HMD 표적 좌표 측정 시스템, 항공기 비행 정보값 및 HMD 방위/고도값 처리부, 표적화면 표시부, 표적위치 편차 측정부, 표적 위치좌표 처리부, 표적 좌표정보 저장부 An HMD target coordinate measurement system, an aircraft flight information value and an HMD orientation / altitude value processing unit, a target screen display unit, a target position deviation measurement unit, a target position coordinate processing unit,

Description

에이치엠디를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법{System For Measuring Target's Position Coordinates Using HMD and Method Using The Same}[0001] The present invention relates to a system for measuring a target coordinate using an HDM and a method for measuring a target coordinate using the HMM,

본 발명은 에이치엠디(Helmet Mounted Display, 이하 HMD라 함)를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법에 관한 것으로, HMD(Helmet Mounted Display)만을 이용하여 지상 표적위치에 대한 위치정보를 획득하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a target coordinate measuring system using a helmet mounted display (hereinafter referred to as HMD) and a target coordinate measuring method using the target coordinate measuring apparatus. The present invention acquires position information on a ground target position using only an HMD (Helmet Mounted Display) And a target coordinate measuring method using the same.

일반적으로 군사용 항공기, 특히 공격용 고정익 항공기 등에는 지상의 한 지점을 응시할 수 있는 장치인 HMD(Helmet Mounted Display) 또는 FLIR(Forward Looking Infra-red) 등을 장착하고 지상의 특정 지점에 대한 좌표를 획득할 수 있는 시스템을 구축하고 있다.In general, military aircraft, especially attack aircraft, are equipped with a HMD (Helmet Mounted Display) or a Forward Looking Infra-red (FLIR), which is a device capable of gazing at a point on the ground. You can build a system that can.

현재 상기 HMD 등은 상기 항공기 조종사에게 주요 데이터를 시현하도록 하고 다른 액티브 센서(Active Sensor) 또는 무기와 연동하여 운용되고 있는 실정이다. 즉, 상기 HMD 자체적으로 센서 역할을 하는 것이 아니라 상기 HMD에 연동된 센서가 상기 HMD와 함께 동작하여 지상표적좌표를 획득하고 있다.Currently, the HMD or the like displays important data to the aircraft pilot and operates in conjunction with other active sensors or weapons. That is, the HMD itself does not serve as a sensor but a sensor linked to the HMD operates together with the HMD to acquire ground target coordinates.

따라서, 특정 항공기 시스템이 독자적으로 지상의 한 지점에 대한 좌표정보를 획득하기 위해서는 상기 항공기의 현재 방위 및 위치를 정확히 알 수 있는 항법장비(예컨대, GPS나 INS 등)를 반드시 구비해야 하고, 이와 함께 지상의 한 지점까지의 방위 및 거리를 측정할 수 있는 센서(예컨대, Targeting FLIR, Radar 또는 Digital Map 등을 포함함)를 필수적으로 구비해야만 한다.Thus, in order for a particular aircraft system to independently obtain coordinate information for a point on the ground, it must be equipped with a navigation device (e.g., GPS or INS) that can accurately know the current bearing and position of the aircraft, (Including, for example, Targeting FLIR, Radar, or Digital Map) capable of measuring the bearing and distance to a point on the ground.

이때, 상기 Targeting FLIR은 LRF(Laser Range Finder) 또는 Radar를 반드시 장착하고 있어야만 거리 측정이 가능하다.At this time, the Targeting FLIR must be equipped with an LRF (Laser Range Finder) or a Radar to enable distance measurement.

그러나, 상기 LRF나 Radar는 액티브 센서(Active Sensor)로 분류되어 스텔스(Stealth)성이 요구되는 임무에서는 그 사용이 곤란한 문제가 있다.However, the LRF or Radar is classified as an active sensor and is difficult to use in a mission requiring stealth.

또한, 상기 Digital Map이 함께 사용된다면 지상의 한 지점을 비교적 정밀하게 측정할 수 있으나, 지상이 아닌 인공구조물 등에 대한 한 지점을 추적하기는 곤란한 문제가 있다.In addition, if the Digital Map is used together, it is possible to measure a point on the ground relatively accurately, but it is difficult to track a point on a non-ground artificial structure or the like.

또한, 상기 Radar, Targeting FLIR 그리고 Digital Map 시스템 등은 경우에 따라 특정 항공기에는 그 장착이 불가능할 수 있는 문제가 있다.In addition, there is a problem that the above-mentioned Radar, Targeting FLIR, and Digital Map system may not be able to be mounted on a specific aircraft depending on the case.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다른 센서의 도움없이 HMD(Helmet Mounted Display)만을 이용하여 지상 고정 표적의 위치정보를 획득할 수 있도록 하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve the problems of the related art, and it is an objective coordinate measurement system using an HMD that can acquire position information of a ground fixed target using only an HMD (Helmet Mounted Display) And to provide a method of measuring a target coordinate using the same.

또한, 본 발명의 다른 목적은 표적 위치좌표에 대한 데이터획득 센서로서 HMD를 운용할 수 있도록 하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a target coordinate measuring system using an HMD capable of operating an HMD as a data acquisition sensor for target position coordinates and a method for measuring target coordinates using the same.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템은 특허청구범위 제 1 항에 기재된 바와 같이, HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템에 있어서, 항공기의 비행정보 값(항공기의 Attitute(Heading, Pitch, Roll), 속도, 고도 및 좌표값(Latitude/Longitude)과 상기 HMD의 방위 및 고도 값을 실시간으로 측정하고 저장하는 데이터 처리부와; 상기 항공기 조종사의 머리에 장착되어 표적위치에 대한 조준선과 상기 표적위치에 대한 조준 편차 정도를 나타내는 편차 지시계로 구성된 Targeting Reticle이 구비된 표적화면 표시부와; 상기 편차 지시계의 편차 정도를 측정하는 표적위치 편차 측정부와; 상기 표적위치 편차 측정부에서 측정된 편차 정도가 일정범위 내로 안정화된 각 시점에서 상기 데이터 처리부에서 측정 및 저장된 상기 값들을 이용해 삼각측정법에 의해 상기 표적위치에 대한 표적좌표를 계산하는 표적위치좌표 처리부;를 포함한다.As a means for solving the above-mentioned problems, the target coordinate measuring system using the HMD according to the present invention is a system for measuring target coordinates using an HMD, as described in claim 1, A data processing unit for measuring and storing an Attitude (Heading, Pitch, Roll), a speed, an altitude and a coordinate value (Latitude / Longitude) of the HMD and a bearing and altitude value of the HMD in real time, And a deviation indicator indicating a degree of aim deviation with respect to the target position, a target position deviation measuring unit for measuring a deviation degree of the deviation indicator, a target position deviation measuring unit for measuring a deviation of the deviation indicator, At each time point when the degree of deviation measured in the data processing unit is stabilized within a predetermined range, And a target position coordinate processing unit for calculating target coordinates for the target position by a triangulation method using the target position coordinate processing unit.

상기 표적 위치좌표 처리부는 특허청구범위 제 2 항에 기재된 바와 같이, 칼만 필터를 구비하여 상기 데이터 처리부에서 측정 및 저장된 상기 값들이 상기 칼만 필터로 공급되어 상기 표적위치에 대한 표적좌표를 계산하도록 한 것을 특징으로 한다.Wherein the target position coordinate processing unit is provided with a Kalman filter so that the values measured and stored in the data processing unit are supplied to the Kalman filter to calculate target coordinates for the target position .

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법은 특허청구범위 제 3 항에 기재된 바와 같이, HMD를 이용한 표적좌표의 삼각측정 방법에 있어서, (a)항공기의 현재 및 이전의 위치좌표와 HMD의 현재 및 이전의 방위 및 고도 값을 기초로 지상표적좌표를 계산하는 지상위치 계산 단계(S10)와; (b)상기 지상위치 계산 단계의 솔루션이 존재하는지 여부를 판단하는 솔루션 존재 판단 단계(S20)와; (c)상기 솔루션 존재 판단 단계(S20)에서, 상기 솔루션이 존재하지 않는 경우 상기 지상표적좌표를 초기화하는 단계(S30)를 거쳐 다시 상기 지상위치 계산 단계(S10)로 돌아가고, 상기 솔루션이 존재하는 경우에는 상기 지상위치 계산 단계(S10)에서 계산된 지상표적좌표 값을 축적하여 표준편차를 계산하는 표준편차 계산 단계(S40)와; (d)상기 표준편차 계산 단계(S40)에서 계산된 표준편차를 기초로 타겟팅 레티클(Targeting Reticle)의 조준선(십자선) 길이를 조절하는 단계(S50);를 포함한다.As a means for solving the above problems, a method for measuring target coordinates using an HMD according to the present invention is a method for triangulating target coordinates using an HMD as described in claim 3, comprising the steps of: (a) A ground position calculation step (S10) of calculating ground target coordinates based on current and previous position coordinates and current and previous bearing and altitude values of the HMD; (b) a solution existence judgment step (S20) of judging whether a solution of the ground position calculation step exists or not; (c) if the solution does not exist in the solution existence judgment step (S20), the ground target coordinate is initialized (S30) and then returns to the ground position calculation step (S10) A standard deviation calculation step (S40) of accumulating the ground target coordinate values calculated in the ground position calculation step (S10) and calculating a standard deviation; (d) adjusting a line of sight of the targeting reticle (reticle) based on the standard deviation calculated in the standard deviation calculating step (S40) (S50).

상기 구성을 갖는 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법은 HMD만으로 지상 표적위치에 대한 위치정보를 획득 할 수 있는 효과가 있다.The system for measuring the target coordinates using the HMD according to the present invention having the above-described structure and the method for measuring the target coordinates using the HMD have the effect of acquiring position information on the terrestrial target position with only the HMD.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한 도면에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 본 발명의 실시예를 설명할 때 동일한 기능 및 작용을 하는 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. In the following description of the present invention, the same reference numerals will be used to designate the same or similar components in order to explain the present invention clearly.

본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템의 기본 원리는 삼각 측정법을 이용한 지상 표적위치에 대한 좌표를 계산하는 것이다.The basic principle of the target coordinate measurement system using the HMD according to the present invention is to calculate the coordinates of the terrestrial target position using the triangulation method.

상기 삼각 측정법은 한 지점을 서로 다른 두 곳에서 관측했을 때, 두 관측지점의 거리와 각 관측지점에서 측정된 상기 표적위치까지의 방위를 알면 상기 표적의 위치를 정확히 알 수 있는 원리이다.The triangulation method is a principle in which the position of the target can be accurately known by knowing the distance between two observation points and the orientation to the target position measured at each observation point when one point is observed at two different places.

이러한 상기 삼각 측정법은 지진 발생 진원지를 찾아내거나, 멀리 떨어진 별까지의 거리를 측정하는 데 이용되기도 한다.This triangulation method is used to find earthquake epicenters or to measure distances to distant stars.

본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템은 상기 삼각 측정법을 이용한 측정을 지속적으로 수행하도록 한다. 즉, 항공기 조종사가 HMD를 장착하고 비행을 하며 상기 HMD의 표적 지정용 심볼을 지상의 한 지점에 고정시키고 있으면, 그 지점의 좌표가 자동으로 계산되도록 설계됨으로써, 시간(비행시간)이 지남에 따 라 상기 표적좌표에 대한 측정값이 누적되어 정밀한 측정값을 계산할 수 있도록 한다.The target coordinate measurement system using the HMD according to the present invention allows the measurement using the triangulation method to be continuously performed. That is, if an aircraft pilot is equipped with an HMD and is flying, and the target designation symbol of the HMD is fixed at one point on the ground, the coordinates of the point are automatically calculated so that the time (flight time) The measured values for the target coordinates are accumulated so that accurate measurement values can be calculated.

상기 HMD는 상기 항공기 조종사가 머리에 쓰도록 착용되는 것으로, 상기와 같은 상기 지상 표적위치에 대한 좌표를 계산하기 위해서는, 상기 조종사가 상기 HMD가 착용된 머리를 상기 지상 표적에 고정시켜야 한다. 이때, 상기 조종사가 상기 항공기의 자세가 변경되고 있는 상황에서 상기 조종사의 머리를 상기 지상 표적위치에 고정하고 있는 것은 어렵지 않게 수행할 수 있다. 오히려, 지속적으로 자세가 바뀌고 있는 상기 항공기에서 마우스와 같은 커서를 이용하여 상기 조종사의 머리가 아닌 수작업에 의해 지상의 한 지점을 계속 가리키게 한다면 이는 거의 불가능에 가까운 것이다.The HMD is worn for use by the aircraft pilot. In order to calculate the coordinates of the ground target position, the pilot must fix the head on which the HMD is worn to the ground target. At this time, it is not difficult to fix the head of the pilot to the ground target position while the pilot is changing the posture of the aircraft. Rather, it is almost impossible to continue pointing a point on the ground manually by using a cursor, such as a mouse, on the aircraft, which is continuously changing its posture, rather than the pilot's head.

상기 항공기가 비행중인 상태에서 어느 순간부터 상기 항공기의 조종사가 어느 순간부터 상기 HMD를 통해 지상의 한 지점을 주시하기 시작했을 때, 일정 시간 간격으로 상기 조종사가 바라보는 지상 표적위치까지의 선(Line of Sight)을 연결하여 이를 연속적으로 한 화면 위에 나타내면 마치 상기 지상 표적위치를 원점으로 하여 부채를 펼쳐 놓은 것과 같은 모양이 형성되고, 이때, 각각 두 지점을 삼각 측정법에 의해 계산하면 상기 지상 표적위치까지의 평균 거리를 계산할 수 있게 된다.When the pilot of the aircraft starts to watch a point on the ground through the HMD from a moment when the aircraft is in flight, a line from the pilot to the ground target position of Sight) are connected to each other and displayed on a continuous screen, a shape is formed as if the fan is spread out with the ground target position as the origin. At this time, when two points are calculated by triangulation method, Can be calculated.

본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템에서는 상기 항공기의 비행정보 값, 즉 상기 항공기의 Attitute(예컨대, 상기 항공기의 헤딩(Heading), 피치(Pitch) 및 롤(Roll)을 포함함), 속도, 고도 및 좌표 값(Latitude/Longitude)과 상기 HMD의 방위(Azimuth, λ) 및 고도(Elevation, φ) 값들을 기초로 상기 지상 표적위치에 대한 좌표 계산이 이루어진다.In the target coordinate measurement system using the HMD according to the present invention, the flight information value of the aircraft, i.e., the attitude of the aircraft (including, for example, the heading, pitch and roll of the aircraft) Coordinates of the ground target position are calculated based on the altitude and coordinate values (Latitude / Longitude), azimuth, lambda, and elevation (φ) values of the HMD.

상기 지상 표적위치를 획득하기 위해 상기 조종사는 상기 지상 표적위치를 상기 HMD 상에서 시현된 Targeting Reticle에 고정한 후, 일정한 시간 동안 유지한다. 이때, 주어진 단위 시간 동안 이동한 상기 항공기의 거리와 상기 HMD의 상기 방위 값을 상기 삼각 측정법을 이용해서 평면에서의 표적좌표를 구하고, 이를 지구좌표계로 변환하면 상기 지상 표적위치에 대한 표적좌표를 구할 수 있다.To obtain the terrestrial target position, the pilot fixes the terrestrial target position to a Targeting Reticle displayed on the HMD, and then maintains the terrestrial target position for a predetermined time. At this time, the target coordinates in the plane are obtained by using the triangulation method for the distance of the aircraft and the orientation value of the HMD moved for a given unit time, and converted into the earth coordinate system to obtain the target coordinates for the ground target position .

또한, 상기 항공기의 고도와 상기 HMD의 고도 값을 사용해서 상기 지상 표적좌표의 고도를 보정할 수 있다.In addition, the altitude of the ground target coordinates can be corrected using the altitude of the aircraft and the altitude of the HMD.

또한, 상기 항공기 조종사가 상기 HMD를 통해 항상 정확하게 지상 표적위치를 바라보는 것은 불가능하고 상기 삼각 측정법의 특성상 상기 지상 표적위치에 대한 상기 항공기의 거리에 따라 정밀도가 반비례하므로, 상기 지상 표적위치에 대한 표적좌표 정보의 정밀도를 위해 통계기법 및/또는 칼만 필터(Kalman Filter)를 적용할 수 있다.In addition, since it is impossible for the aircraft pilot to always look at the ground target position accurately through the HMD and the accuracy is inversely proportional to the distance of the aircraft to the ground target position due to the characteristics of the triangulation method, Statistical techniques and / or Kalman filters may be applied for the accuracy of the coordinate information.

이때, 상기 항공기 조종사가 상기 지상 표적위치에 대한 지정을 위해 사용하게 되는 상기 Targeting Reticle은, 상기 지상 표적위치를 지정함과 동시에 현재의 계산 정밀도를 나타낼 수 있는 조준선(121)과 편차 지시계(122)로 구성된다.The Targeting Reticle used by the aircraft pilot for designating the terrestrial target position includes a line of sight 121 and a deviation indicator 122 that can indicate the current calculation precision while designating the terrestrial target position, .

상기 조준선(121)과 편차 지시계(122)를 이용하여 상기 항공기 조종사는 상기 지상 표적위치에 상기 Targeting Reticle을 맞추고, 상기 조준선(121)이 짧아져서 상기 편차 지시계(122) 위치로 안정될 때까지 상기 지상 표적위치를 추적하면 된다.The aircraft pilot aligns the Targeting Reticle to the ground target position using the line of sight 121 and the deviation indicator 122 and moves the Targeting Reticle until the line of sight 120 is stabilized to the position of the deviation indicator 122 You can track the terrestrial target location.

이하는 상기 설명한 바와 같은, 상기 지상 표적위치의 계산 원리를 이용한 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 계산 시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, the target coordinate calculation system using the HMD according to the present invention using the calculation principle of the terrestrial target position as described above will be described.

도 1은 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a target coordinate measuring system using an HMD according to the present invention.

본 발명의 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템은 도 1에서 도시하는 바와 같이, 데이터 처리부(110), 표적화면 표시부(120), 표적위치 편차 측정부(130), 표적좌표 정보 저장부(140) 및 표적 위치좌표 처리부(150)를 포함한다.1, the target coordinate measuring system using the HMD of the present invention includes a data processing unit 110, a target screen display unit 120, a target positional deviation measuring unit 130, a target coordinate information storage unit 140, And a target position coordinate processing unit 150.

이때, 상기 표적화면 표시부(120)는 조준선(121) 및 편차 지시계(122)를 포함하고, 상기 표적 위치좌표 처리부(150)는 칼만 필터(151)를 더 포함한다.The target screen display unit 120 includes a line of sight 121 and a deviation indicator 122. The target position coordinate processor 150 further includes a Kalman filter 151. [

상기 데이터 처리부(110)는 상기 항공기의 비행정보 값, 즉 상기 항공기의 Attitute(상기 항공기의 헤딩(Heading), 피치(Pitch), 롤(Roll)을 포함함), 속도, 고도 및 좌표값(Latitude/Longitude)과, 상기 HMD의 방위(Azimuth, λ) 및 고도(Elevation, φ) 값을 실시간으로 측정하고 저장하는 기능을 수행한다.The data processing unit 110 receives the flight information value of the aircraft, that is, the Attitude of the aircraft (including the heading, pitch, and roll of the aircraft), the speed, the altitude, / Longitude), and the azimuth, lambda, and elevation (φ) values of the HMD in real time.

상기 표적화면 표시부(120)는 상기 항공기 조종사가 착용한 상기 HMD 상에 시현되는 Targeting Reticle에 의해 구성되고, 상기 Targeting Reticle은 상기 조준선(121)과 편차 지시계(122)로 구성된다.(도 2 및 도 3 참조)The target screen display unit 120 is constituted by a targeting reticle displayed on the HMD worn by the aircraft pilot and the targeting reticle is constituted by the sight line 121 and a deviation indicator 122. 3)

상기 조준선(121)은 십자형태의 조준선으로서, 상기 항공기 조종사는 상기 HMD가 장착된 머리를 움직여 상기 지상 표적위치가 상기 조준선(121)의 십자선 중앙에 고정되도록 한다.The line-of-sight 121 is a cross-shaped line of sight, and the aircraft pilot moves the head on which the HMD is mounted so that the ground target position is fixed at the center of the crosshatch of the line of sight 121.

이때, 상기 조준선(121) 상에서 조준 되고 있는 상기 지상 표적위치의 안정화 정도에 따라 상기 조준선(121)의 십자선 길이가 조절된다. 즉, 상기 조준선(121) 상에 상기 표적위치가 일정 수준 이상 안정되게 고정되면, 상기 조준선의 길이가 짧아지고, 불안정한 경우는 길어지게 된다. 상기 조준선이 가장 짧아지는 경우는 상기 표적위치가 가장 정밀하게 안정된 경우를 나타내며, 이때 상기 Targeting Reticle은 도 5와 같다.At this time, the cross-hair length of the line-of-sight 121 is adjusted according to the degree of stabilization of the terrestrial target position being aimed on the line-of-sight 121. That is, if the target position on the line of sight 121 is stably fixed to a certain level or more, the length of the line of sight is shortened, and when the target position is unstable, it becomes long. When the line of sight is the shortest, the target position is most accurately stabilized, and the Targeting Reticle is as shown in FIG.

상기 표적위치 편차 측정부(130)는 상기 HMD를 머리에 착용한 항공기 조종사가 상기 조준선(121) 중앙에 상기 지상 표적위치가 안정적으로 고정된 정도에 따라 상기 조준선(121)의 길이를 조정하는 기능을 수행한다.The target positional deviation measuring unit 130 may measure the positional deviation of the HMD by adjusting the length of the line of sight 121 in accordance with the degree to which the landing target position is stably fixed to the center of the line of sight 121, .

이때, 상기 표적위치 편차 측정부(130)는 후술하는 표적 위치좌표 처리부(140)에서 지속적으로 계산되는 상기 지상 표적위치에 대한 좌표값을 기초로 하여 표준편차에 대한 계산이 이루어지고, 이 결과가 상기 Targeting Reticle의 조준선(121) 및 편차 지시계(122)를 조절하는 데 피드백된다.At this time, the target position deviation measuring unit 130 calculates the standard deviation based on the coordinate values of the above-mentioned ground target position which is continuously calculated by the target position coordinate processing unit 140, And is fed back to adjust the line of sight 121 and the deviation indicator 122 of the Targeting Reticle.

상기 표적 위치좌표 처리부(140)는 상기 데이터 처리부(110)에서 실시간 측정되는 상기 HMD의 방위 및 고도값과 상기 항공기의 비행정보 값을 바탕으로 삼각측정법을 통해 상기 지상 표적위치에 대한 위치좌표 값을 지속적으로 계산하는 기능을 수행한다. 이때, 표적 정보의 안정화를 위해 통계기법 및 상기 칼만 필터(141)가 적용될 수 있다. 이렇게 계산 축적된 상기 지상 표적위치에 대한 위치좌표 값을 바탕으로 상기 표적위치 편차 측정부(130)를 통해 상기 Targeting Reticle의 조준선(121)과 편차 지시계(122)에 피드백 된다.The target position coordinate processing unit 140 may calculate a position coordinate value for the terrestrial target position through a triangulation method based on the orientation and altitude value of the HMD measured in real time in the data processing unit 110 and the flight information value of the aircraft It performs the function of continuous calculation. In this case, the statistical technique and the Kalman filter 141 may be applied to stabilize the target information. Based on the positional coordinate values of the ground target position thus calculated and accumulated, the target position deviation is fed back to the target line 121 and the deviation indicator 122 of the Targeting Reticle through the target positional deviation measuring unit 130.

상기 표적 좌표정보 저장부(150)는 상기 표적 위치좌표 처리부(140)에서 계산되는 상기 지상 표적위치에 대한 좌표값을 저장하는 기능을 수행한다.The target coordinate information storage unit 150 stores a coordinate value of the terrestrial target position calculated by the target position coordinate processing unit 140.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의해 상기 HMD에 시현되는 상기 Targeting Reticle에 대한 예시도이다.FIGS. 2 and 3 are exemplary views of the Targeting Reticle displayed in the HMD according to the present invention.

상기 항공기 조종사가 상기 HMD의 Targeting Reticle의 조준선 중앙에 상기 지상 표적위치가 위치하도록 머리를 움직이고, 상기 조준선 중앙에 상기 지상 표적위치가 고정되는 잠시 후 누적되는 계산결과들이 안정화되기 시작하면 표준편차의 크기를 나타내는 상기 조준선의 길이가 줄어들기 시작한다.When the aircraft pilot moves the head so that the ground target position is located at the center of the line of sight of the HMD's targeting reticle and the accumulated results after the moment the ground target position is fixed at the center of the line of sight are stabilized, The length of the line of sight indicating < RTI ID = 0.0 >

상기 조준선 및 편차 지시계가 안정화되면 상기 조종사는 상기 지상 표적위치의 좌표정보를 저장하거나 사용할 수 있게 된다.When the line of sight and deviation indicator are stabilized, the pilot can store or use the coordinate information of the terrestrial target position.

상기 조종사가 상기와 같이 상기 Targeting Reticle을 이용하여 지상의 한 지점을 응시하고 있는 동안, 이때의 상기 HMD의 방위 및 고도 값과 상기 항공기의 비행정보 값을 바탕으로 삼각측정법을 통해 상기 지상 표적위치의 좌표값을 지속적으로 계산되고 축적되어 표준편차까지 계산을 하게 되고, 그 결과가 다시 상기 Targeting Reticle의 조준선 및 편차 지시계에 피드백된다.While the pilot is gazing at a point on the ground using the Targeting Reticle as described above, based on the orientation and altitude value of the HMD and the flight information value of the aircraft at this time, The coordinate value is continuously calculated and accumulated to calculate the standard deviation, and the result is fed back to the target line and the deviation indicator of the Targeting Reticle.

도 4는 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a method of measuring target coordinates using an HMD according to the present invention.

본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법 역시 삼각측정법을 기본으로 한다.The target coordinate measurement method using the HMD according to the present invention is also based on the triangulation method.

먼저, 지상위치 계산 단계(S10)로서, 항공기의 현재 및 이전 위치좌표와 상기 HMD의 현재 및 이전 방위 및 고도 값을 기초로 지상 표적좌표를 계산한다.First, as the ground position calculation step (S10), the ground target coordinates are calculated based on the current and previous position coordinates of the aircraft and the current and previous bearing and altitude values of the HMD.

그 다음, 솔루션 존재 판단 단계(S20)로서, 상기 지상위치 계산 단계(S10)에서 솔루션이 존재하는지 여부를 판단한다.Next, as a solution existence judgment step (S20), it is judged whether or not a solution exists in the ground position calculation step (S10).

그 다음, 상기 솔루션 존재 판단 단계(S20)에서 상기 솔루션이 존재하지 않는 경우 상기 지상 표적위치에 대한 위치값 축적을 초기화하는 단계(S30)를 거쳐 다시 상기 지상위치 계산 단계(S10)로 돌아가고, 상기 솔루션이 존재하는 경우 상기 지상위치 계산 단계(S10)에서 계산된 상기 지상 표적좌표 값을 축적하여 표준편차를 계산하는 표준편차 계산 단계(S40)를 진행한다.Next, if the solution does not exist in the solution existence judgment step (S20), the process returns to the ground position calculation step (S10) after initializing the position value accumulation for the terrestrial target position (S30) In the presence of the solution, the standard deviation calculation step S40 for accumulating the terrestrial target coordinate values calculated in the terrestrial position calculation step S10 and calculating the standard deviation is performed.

그 다음, 타게팅 레티클(Targeting Reticle) 조절 단계(S50)로서, 상기 표준편차 계산 단계(S40)에서 계산된 표준편차를 기초로 상기 타게팅 레티클(Targeting Reticle)의 조준선 길이를 조절한다.Next, as a targeting reticle adjustment step (S50), the target line length of the targeting reticle is adjusted based on the standard deviation calculated in the standard deviation calculation step (S40).

상기와 같은 구성 및 방법에 의해 상기 HMD를 독자적인 센서로서 역할을 수행하는 표적획득 센서로 사용할 수 있는 효과가 있다.The HMD can be used as a target acquisition sensor that plays a role as an independent sensor by the above-described configuration and method.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. And all such modifications, changes, and the like should be considered to be within the scope of the following claims.

본 발명은 지상의 한 지점을 응시할 수 있는 장치(예컨대, HMD, FLIR 등)를 갖춘 모든 항공기 시스템에 적용될 수 있으며, 전방 통제기, 근접 지원기, 구조 헬기 등 지상의 특정 지점의 좌표 정보를 획득할 필요가 있는 모든 형태의 항공기 시스템에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to all aircraft systems equipped with a device capable of gazing at a point on the ground (e.g., HMD, FLIR, etc.) and can acquire coordinate information of a specific point on the ground such as a forward controller, It can be applied to all types of aircraft systems that need it.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템의 구성도1 is a block diagram of a target coordinate measuring system using an HMD according to a preferred embodiment of the present invention

도 2 및 도 3은 상기 HMD에 시현 되는 상기 Targeting Reticle에 대한 예시도FIGS. 2 and 3 illustrate an example of the Targeting Reticle shown in the HMD.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법에 대한 순서도4 is a flowchart illustrating a method of measuring a target coordinate using an HMD according to a preferred embodiment of the present invention

도 5는 상기 HMD에 시현 되는 상기 Targeting Reticle에 표적위치가 안정화 된 상태의 조준선을 나타내는 예시도5 is an exemplary diagram showing a line of sight in a state where a target position is stabilized in the Targeting Reticle shown in the HMD

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

100 : HMD 표적 좌표 측정 시스템 110 : 데이터 처리부100: HMD target coordinate measuring system 110: Data processing unit

120 : 표적 화면 표시부 121 : 조준선120: Target screen display section 121: Crossover line

122 : 편차 지시계 130 : 표적 위치 편차 측정부122: deviation indicator 130: target position deviation measuring unit

140 : 표적 위치 좌표 처리부 141 : 칼만 필터140: Target position coordinate processor 141: Kalman filter

150 : 표적 좌표 정보 저장부 S10 : 지상위치 계산 단계150: Target coordinate information storage unit S10: Ground position calculation step

S20 : 솔루션 존재 판단 단계 S30 : 위치값 축적 초기화 단계S20: Solution existence determination step S30: Position value accumulation initialization step

S40 : 표준편차 계산 단계 S50 : 타케팅 레티클 조절 단계S40: standard deviation calculation step S50: targeting reticle adjustment step

Claims (3)

삭제delete 삭제delete HMD를 이용한 표적좌표의 측정방법에 있어서,A method of measuring a target coordinate using an HMD, 제 1지점에 위치한 항공기에서 조종사가 상기 HMD를 통해 지상표적 위치를 주시하여 상기 제 1지점에 대한 제 1항공기 좌표를 취득하는 제 1항공기 좌표 취득 단계;A first aircraft coordinate acquiring step of acquiring a first aircraft coordinate for the first point by watching a ground target position through the HMD from an aircraft located at a first point; 상기 제 1지점으로부터 이동하여 제 2지점에 위치한 상기 항공기에서 상기 조종사가 상기 HMD를 통해 상기 지상표적 위치를 주시하여 상기 제 2지점에 대한 제 2항공기 좌표를 취득하는 제 2항공기 좌표 취득 단계;A second aircraft coordinate acquiring step of acquiring second aircraft coordinates for the second point by watching the ground target position via the HMD at the aircraft located at the second point moved from the first point; 상기 지상표적 위치를 원점으로 하고 상기 제 1항공기 좌표와 상기 제 2항공기 좌표를 기초로 상기 지상표적 위치의 지상표적 좌표를 계산하는 지상표적 좌표 계산 단계;Calculating ground target coordinates of the ground target position on the basis of the first aircraft coordinate and the second aircraft coordinate with the ground target position as an origin; 상기 항공기가 일정 시간 비행하여 상기 항공기가 이동하는 동안, 상기 제 1 항공기 좌표 취득 단계, 상기 제 2항공기 좌표 취득 단계 및 상기 지상표적 좌표 계산 단계를 반복하면서 상기 지상표적 좌표들이 축적되는 지상표적 좌표 축적 단계;The aircraft coordinate acquisition step, the second aircraft coordinate acquisition step, and the ground target coordinate calculation step while the aircraft is flying for a certain period of time while the aircraft is moving, while the ground target coordinates are accumulated, step; 축적된 상기 지상표적 좌표들의 표준편차를 계산하는 표준편차 계산 단계;및A standard deviation calculation step of calculating a standard deviation of the accumulated land target coordinates; 상기 표준편차를 기초로 상기 항공기의 타겟팅 레티클의 조준선의 길이를 조절하는 조준선 길이 조절 단계;Adjusting a length of a line of sight of the target reticle of the aircraft based on the standard deviation; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법.Wherein the target coordinates are measured using an HMD.
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