KR101739959B1 - 회전 낙하 운동을 이용한 표적영상 획득 장치 - Google Patents

회전 낙하 운동을 이용한 표적영상 획득 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표적 영상 획득 장치에 관한 것으로서, 표적 영상 획득 장치에 있어서, 획득하고자 하는 표적에 대한 표적 영상을 획득하는 영상획득부, 상기 획득된 표적 영상에 대한 신호처리를 수행하는 신호 처리부, 상기 신호 처리부와 상기 영상획득부를 지지하는 동체 및 상기 동체의 일면에 연결되어, 외부의 장치로 상기 획득된 영상을 전송하고, 상기 영상 획득장치의 회전운동을 발생시키는 날개를 포함한다.

Description

회전 낙하 운동을 이용한 표적영상 획득 장치 {Apparatus for Obtaining Target Image Using Rotational Falling Motion}
본 발명은 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 회전 낙하 운동을 이용해 표적을 추적하는 표적 영상 획득 장치에 관한 것이다.
현대전에서는 눈으로 볼 수 있는 거리 내에서의 근접교전보다 유도미사일 등의 전술적 무기를 통한 전개가 전투개념으로 자리매김하고 있다. 표적을 요격하기 위한 장치들 중 하나로 유도탄은 목표에 도달할 때까지 특정 방법에 의해 유도되는 장치를 갖는 무기이다. 유도탄을 요격하고자 하는 목표에 정확하게 도달시키기 위해, 유도탄과 표적의 정보를 획득 처리하고, 유도 명령을 계산하여 전달하는 등 다양한 방법으로 표적 추적을 위한 유도탄이 개발되어 왔다.
그러나, 요격하고 난 뒤, 요격한 표적의 피해 상황을 파악하는데 한계가 있다. 이 때, 가장 문제가 되는 것은, 교전 이후에 실제 적의 피해 상황을 직접적으로 확인할 수 있는 방법이 감시정찰 위성 및 정찰기 등을 통한 구성이 유일무이한 방법이었다.
한국 등록 특허 제10-1052038호 (등록)
본 발명의 목적은 교전 이후에 실제 적의 피해 상황을 파악하기 위한 장치로서, 회전 자유 낙하 운동을 이용하여 표적 영상을 획득하는 장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 일 실시예에 따르는 표적 영상 획득 장치에 있어서, 획득하고자 하는 표적에 대한 표적 영상을 획득하는 영상획득부, 상기 획득된 표적 영상에 대한 신호처리를 수행하는 신호 처리부, 상기 신호 처리부와 상기 영상획득부를 지지하는 동체 및 상기 동체의 일면에 연결되어, 외부의 장치로 상기 획득된 영상을 전송하고, 상기 영상 획득장치의 회전운동을 발생시키는 날개를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 날개는 상기 영상획득부로부터 획득된 표적 영상을 상기 외부의 장치로 전송하는 안테나모듈을 더 포함할 수 있고, 상기 안테나모듈은 상기 날개의 전면에 형성될 수 있다.
본 발명에서, 동체는 상기 영상 획득 장치의 회전 운동량을 감지하는 감지부 및 상기 영상 획득 장치가 비행하는 동안에 충전된 전하를 방출하여 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상획득부로부터 획득한 표적영상을 선별하고, 상기 선별한 표적영상을 상기 외부의 장치로 전송하기 위해 전기적인 신호를 생성하여 상기 날개로 송신하는 송신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 신호 처리부는 상기 감지부에서 감지된 상기 회전 운동량에 따라 상기 영상획득부의 영상획득 주기를 결정하고, 상기 영상 획득부는 상기 결정된 영상획득 주기에 따라 상기 표적영상을 획득할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부가 상기 영상획득 주기를 결정하는 것은, 상기 감지된 회전 운동량에 대한 시간에 따른 각속도의 차이 또는 적분을 이용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 신호 처리부는 제1시점에서의 제1각속도와 상기 제1시점 이후의 제2시점에서의 제2각속도의 차이를 미리 정해진 제1기준값과 비교하고, 상기 제1시점과 제2시점 구간에 따른 각속도 적분값을 미리 정해진 제2기준값과 비교하여 영상획득 주기를 결정할 수 있다.
또한, 상기 동체의 상단부에 위치하여, 상기 날개의 회전을 정지시키는 스토퍼(Stopper)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르는 표적 영상 획득 장치에 있어서, 획득하고자 하는 표적에 대한 표적 영상을 획득하는 영상획득부, 상기 영상 획득 장치의 회전 운동량을 감지하는 감지부, 상기 감지된 상기 회전 운동량에 따라 상기 영상획득부의 영상획득 주기를 결정하고, 상기 획득된 표적 영상에 대한 신호처리를 수행하는 신호 처리부, 상기 신호 처리부와 상기 영상획득부를 지지하는 동체 및 상기 동체의 일면에 연결되어, 외부의 장치로 상기 획득된 영상을 전송하고, 상기 영상 획득장치의 회전운동을 발생시키는 날개를 포함할 수 있고, 상기 신호처리부는 상기 감지된 회전 운동량에 대한 시간에 따른 각속도의 차이 또는 적분을 이용하여, 상기 영상획득 주기를 결정하고, 제1시점에서의 제1각속도와 상기 제1시점 이후의 제2시점에서의 제2각속도의 차이를 미리 정해진 제1기준값과 비교하고, 상기 제1시점에과 제2시점 구간에 따른 각속도 적분값을 미리 정해진 제2기준값과 비교하여, 상기 각속도 적분값이 상기 제2기준값인 경우, 미리 저장된 제1영상획득 주기로 결정하고, 상기 각속도 적분값이 상기 제2기준값이 아닌 경우, 제2영상획득 주기로 결정할 수 있다.
또한, 상기 신호처리부는 기 설정된 보정값을 고려하여, 상기 제2영상획득 주기를 설정할 수 있다.
본 발명에서, 상기 날개는 상기 영상획득부로부터 획득된 표적 영상을 상기 외부의 장치로 전송하는 안테나모듈을 더 포함할 수 있고, 상기 안테나모듈은 상기 날개의 전면에 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르는 영상 획득 장치 및 방법은 무선 신호의 송신 및 수신이 어려운 환경에서 실시간으로 표적 영상을 외부로 송신 및 수신하여 표적의 상태 및 상황을 실시간으로 파악 가능한 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적영상 획득장치에 따른 구성을 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 영상 획득 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적영상 획득장치의 비행 유도 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 의한 시점에 따른 각속도 값을 나타내는 그래프이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상획득주기와 지연시간을 결정하는 일 실시예이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 표적영상 획득장치가 획득한 영상이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따르는 표적영상 획득장치에 따른 표적영상 획득방법을 나타내는 흐름도이다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 일 실시예에 따라 상세히 설명한다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라 질 수 있다. 또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
나아가, 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
따라서 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적영상 획득장치에 따른 구성을 나타내는 도면이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 영상 획득 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도1을 참고하면, 표적영상 획득장치는 동체(100) 및 날개(200)를 포함한다. 보다 상세하게는, 동체(100)는 전원공급부(110), 감지부(120), 제어부(130), 영상획득부(140), 송신부(150) 및 신호처리부(160)를 포함하고, 날개(200)는 안테나모듈(210), 안테나 모듈 지지 프레임(220) 및 날개구동모터(230)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표적영상 획득장치의 전원공급부(110)는 낙하 비행하는 동안 표적영상 획득장치(1)내에 미리 충전된 전하를 방출하여 전원을 공급한다. 이 때, 일 예로, 전원공급부(110)는 충전지와 같이, 교류 전원으로부터 전력을 공급받아 충전해 두고, 필요에 따라 전력을 일시적으로 공급하는 슈퍼 캐패시터(super capacitor)로 구현될 수 있다.
또한, 감지부(100)는 표적영상 획득장치가 회전하는 회전속도를 감지하고, 감지된 회전속도에 따라 신호 처리부(160)는 영상획득부(140)의 영상획득 주기를 결정한다.
제어부(130)는 신호 처리부(160)에 따라 결정되는 것을 전달하는 제어동작을 수행한다. 예컨대, 제어부(130)는 신호 처리부(160)로부터 결정된 영상획득 주기를 영상획득부(140)에 전달한다.
여기서, 감지부(120)는 높은 정확도로 처음에 설정한 일정 방향을 유지하는 성질을 이용하여, 장치의 방위 변화를 측정하는 자이로 센서(Gyro Sensor)로 구현될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상획득부(140)는 카메라로 구현될 수 있으며, 당업자에 의해 구현되는 표적영상 획득장치에 따라서, 예컨대, 초소형 카메라, 소형 카메라 등과 같이 작은 크기의 카메라가 탑재될 수 있고, 종류 또한 적외선 카메라, CCD 카메라(Charge-coupled device camera) 등 다양한 종류로 자유롭게 구성될 수 있다.
또한, 이에 따라 획득되는 영상은 2D 또는 3D 영상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리부(160)의 제어 방법은, 감지된 회전속도에 대하여 시점에 따른 각속도의 차이 또는 적분을 이용하여, 표적영상 획득장치의 영상획득 주기를 결정할 수 있다. 여기서, 신호 처리부(160)에 의한 영상획득 주기 결정 방법은 도4와 도5를 참고하여, 상세하게 후술한다.
신호 처리부(160)로부터 결정된 영상획득 주기에 따라서 영상획득부(140)는 표적영상을 획득한다.
송신부(150)는 영상획득부(140)로부터 획득된 표적영상들 중 추출대상 영상을 선별하고, 선별한 영상을 외부의 장치로 전송하기 위해 전기적인 신호를 생성하여, 생성된 전기적인 신호를 날개(200)로 송신한다. 예컨대, 송신부(150)는 영상획득부(140)로부터 획득한 표적영상들을 전달받으면, 전달받은 표적영상들이 획득하고자 하는 표적의 영상이 담겨있는지 판단하고, 표적 영상이 있다면 추출하고, 표적 영상이 존재하지 않는다면, 추출하지 않는다. 또한, 추출된 표적의 영상이 존재하는 영상들 중에서 영상의 흔들림 여부에 따른 영상의 해상도를 고려하여 선별한다.
이렇게, 선별된 영상들을 외부의 장치로 전송하기 위해 송신부(150)는 전기적인 신호를 생성한다. 신호처리부(160)는 송신부(150)로부터 생성된 전기적인 신호를 전달받아 전기적인 신호에 파형 변화를 주어, 획득된 표적 영상의 신호처리를 수행한다. 예컨대, 신호의 지속 시간, 파형, 진폭 등과 같은 정보를 전달할 수 있는 적어도 하나의 특성을 갖는 요소들로 구성된 신호로 변형한다.
신호처리부(160)는 변형한 신호를 다시 송신부(150)로 전달한다.
송신부(150)는 상기 변형한 신호를 날개(200)로 송신한다.
본 실시예에서 제어부(130)와 신호처리부(160)는 별개의 구성으로서 예시하였으나, 제어부는 신호처리부에 포함되는 형태로 구현될 수 있고, 이 경우에도 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 이해된다.
도2는 표적영상 획득장치의 구조를 도시한 도면이다.
도2의 (a)는 표적영상 획득장치의 정면도이고, (b)는 표적영상 획득장치의 평면도이며, (c)는 표적영상 획득장치가 접힌 형상(fold shape)을 나타내는 정면도이다.
본 발명의 일 실시예인 도2의 (a)를 참조하면, 표적영상 획득장치의 동체(100)는 전원공급부(110), 감지부(120), 제어부(130), 영상획득부(140), 송신부(150) 및 신호처리부(160)을 포함한다. 또 다른 일 실시예에 의한 영상획득부(140)는 표적영상 획득장치의 동체(100) 내부의 구성이 아닌, 동체의 외부에 형성될 수 있다.
그리고, 표적영상 획득장치의 날개(200)는 동체(100)의 일면에 연결되어,외부의 장치로 상기 획득된 영상을 전송하고, 영상 획득장치의 회전운동을 발생시킨다. 이 때, 날개(200)는 안테나모듈(210) 및 안테나 모듈 지지 프레임(220)을 포함한다. 이 때, 본 발명에 따른 안테나 모듈(210)은 날개(200)의 전면에 형성되도록 구현된다. 안테나 모듈(210)은 송신부(150)로부터 획득된 표적을 전기적인 신호를 수신하여, 외부의 장치로 전송한다. 안테나 모듈 지지 프레임(220)은 날개(200)로부터 전면에 형성된 안테나모듈(210)과의 결합상태를 고정하고, 날개(200)를 지지하는 지지대로서, 날개(200)와 날개(200)의 외표면에 형성된 안테나모듈(210) 사이에 위치한다.
표적영상 획득장치의 평면도인 도2의 (b)를 참조하면, 영상획득부(140)는 동체(100)의 외표면으로 노출되어 형성될 수 있다.
또한, 도2의 (c)를 참조하면, 본 발명의 표적영상 획득장치의 비행 전 단계에서, 접힌 형상(fold shape)을 나타낸다. 여기서, 스토퍼(stopper)(170)는 동체(100)의 상단부에 위치하여, 날개(200)의 회전을 정지시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표적영상 획득장치는 획득하고자 하는 표적의 영상을 획득한다. 이 때, 표적영상 획득장치는 외부의 유도비행체 내부에 탑재되어, 유도비행체의 종말 유도 단계에서, 표적영상 획득장치가 유도비행체로부터 분리되면서, 비행하는 영상 획득 장치로 구현될 수 있다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적영상 획득장치의 비행 유도 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도3의 (b)는 사용자에 의해 표적(3)으로 발사된 유도비행체(2)가 유도비행체(2)의 종말 유도 단계에서 표적영상 획득장치(1)가 유도비행체(2)로부터 분리되는 장면을 도시한 도면이다. 이 때, 도3의 (a)에 도시된 바와 같이, 유도비행체(2)의 내부에 탑재되어 있는 표적영상 획득장치(1)가 유도비행체의 종말 유도 단계에서, 표적영상 획득장치(1)의 접혀져 있던 날개(200)가 펼쳐지면서, 비행할 수 있다.
이 때, 일 실시예에 따른 표적영상 획득장치(1)는 단풍나무 씨앗과 같이 날개를 이용해, 회전함과 동시에, 자유낙하하며 비행할 수 있도록 구현될 수 있다. 여기서, 날개(200)는 상기와 같이, 회전운동을 이용해 자유낙하할 수 있도록 표적영상 획득장치(1)의 양력을 발생시킨다. 표적영상 획득장치(1)를 무게중심으로 낙하할 때, 발생하는 앞전와류(leading-edge vortex, LEV)를 이용하여 양력을 발생시킬 수 있다.
도3의 (b)에 도시된 바와 같이, 표적영상 획득장치(1)는 유도비행체(2)로부터 분리되어 비행하며, 영상획득부(140)는 표적(3)을 포함하는 획득하고자 하는 표적의 영상을 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리부(160)가 결정한 영상획득 주기에 따라, 표적영상 획득장치가 영상을 획득하면, 외부의 단말 장치(4)로 전송하여, 단말 장치(4)를 통해 표적(3)의 상황 및 상태를 파악할 수 있다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 의한 시점에 따른 각속도 값을 나타내는 그래프이다. 보다 상세한 설명을 위하여 도4을 참조하면, 도4의 (a)에 t1은 제1시점, t2는 제2시점, t3는 제3시점이고, 이 때, P(t1)은 제1시점에 따른 제1각속도, P(t2)는 제2시점에 따른 제2각속도, P(t3)는 제3시점에 따른 제3시점이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는, 자이로 센서를 이용한 감지부(100)의 출력은 도3의 (a)에서 도시된 t1과 t2 사이의 구간처럼 정속으로 유지되지 않고, 실제 수평으로 보이는 신호는 (b)와 같이 잡음이 섞여있다. 이에 따라, 매번 다른 영상 비로 바꾸는 것은 실제 영상 계측에 좋지 않기 때문에, 기 설정된 기준에 따라 영상획득 주기를 설정할 수 있다.
예를 들어, 비행체의 회전주기(Rotation Rate, fr)는 4800도~10800도/sec로서, 이는 fr = 13~30 Hz에 해당하며, 영상획득주기(ff-r)는 영상획득부의 성능에 따라 다르지만 최대 60Hz로 예시될 수 있는데, 이 경우 비행체의 회전 주기에 맞게 영상 획득 주기를 동기화 시킴으로써, 동기화된 영상 즉 비행체의 회전과 영상획득부의 회전이 동기화 됨으로써 얻어지는 영상은 시선이 고정된 상태로 획득될 수 있다.
자유 낙하방식으로 비행하는 표적영상 획득장치(1)는 각 시점에 따른 구간별 가속도가 달라질 수 있다. 본 발명의 표적영상 획득장치(1)는 측정되는 가속도를 이용하여, 획득하는 복수개의 영상들의 연속성을 결정한다.
본 발명에 일 실시예에 따르면, P(t1)과 P(t2)의 차이를 미리 정해진 제1기준값과 비교하고, P(t1)과 P(t2)의 사이 구간에 따른 각속도 적분값을 미리 정해진 제2기준값과 비교하여, 영상획득 주기를 결정한다.
Figure 112016064487831-pat00001
Figure 112016064487831-pat00002
본 발명의 일 예인 수학식1은 제1기준값을 나타내는 범위이고, 수학식2는 제2기준값을 나타내는 범위이다. 여기서, 수학식1의 P(t1)-P(t2)는 제1시점에 따른 각속도와 제2점에 따른 각속도의 차이를 의미하고, 수학식2의 P(t)는 시점에 따른 각속도를 의미한다.
예를 들어, P(t1)과 P(t2)의 차이값이 미리 설정한 제1기준값인
Figure 112016064487831-pat00003
15도/sec 이내 이고, t1과 t2의 사이 구간에 따른 각속도 적분값이 제2기준값인
Figure 112016064487831-pat00004
20도 이내에 해당되면, 수학식3과 같이, 영상획득 주기를 결정한다.
Figure 112016064487831-pat00005
수학식 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 영상획득 주기이다. 여기서, ff-r은 영상획득 주기를 의미하고, P(t1)은 제1시점에 따른 각속도를 의미한다.
여기서, 도4을 참고하면, t1과 t2시점에서 P(t1)과 P(t2)의 차이값이 제1기준값인
Figure 112016064487831-pat00006
15도/sec 이상 차이가 나는 경우, 두 각속도의 차이값 중 최초의 차이값으로 변경하여, 각속도를 재설정한다. 또, t1과 t2의 사이 구간에 따른 각속도 적분값이 제2기준값인
Figure 112016064487831-pat00007
20도 이상 차이가 나는 경우, 보정값을 이용하여 보정한다.
여기서, 보정값은 하기의 수학식4와 같이 미리 설정될 수 있다.
Figure 112016064487831-pat00008
여기서, Dd-t는 보정값인 지연시간을 의미하고, t2는 제2시점이고, t3는 제3시점이고, P(t)는 시점에 따른 적분값이며, P(t3)는 제3시점에서의 적분값이다.
상기 수학식들은 본 발명의 일 실시예에 해당하는 수학식이며, 풍향, 풍속과 같은 표적영상 획득장치가 비행하는 데 있어서, 여러 가지 주변환경과 구현되는 표적영상 획득장치(1)의 형태마다 다르게 발생하는 회전속도에 따라 달라지는 복수개의 시점에 따른 복수개의 각속도 그래프가 달라질 수 있고, 본 발명의 수학식에 따른 변수는 구성되는 그래프에 따라 달라질 수 있으므로, 이에 한정하는 것은 아니다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상획득주기와 지연시간을 결정하는 일 실시예이다.
도면 5는 k+1 번째에서의 각속도를 P(k+1)이라 할 때, 영상획득주기와 지연시간을 결정하는 예로서, S(k)는 P(k)의 적분에 해당하고, Ddelay는 보정값인 지연시간을 의미하고, 초기화된 P(0)값과 P(k+1)의 차이는 E(k+1)로 표현될 수 있다. E(k+1)이 수학식1에 예시된 바와 같이 15도/sec 보다 클 경우, 두 각속도의 차이값 중 최초의 차이값으로 변경하여, 현재 분석하고 있는 각속도를 재설정하고, 재설정한 각속도를 초기값(P(0))으로 설정하여 360으로 나누어 영상획득주기로 결정한다. E(k+1)이 15도/sec 보다 작을 경우, 변화 없이 영상획득 주기를 그대로 유지한다.
도5에서, k번째와 k+1번째의 각속도를 적분한 S(k+1)값이 20도보다 클 경우, 지연시간을 수학식4와 같이 시점에 따른 적분값을 이용하여 계산하고, 계산된 지연시간을 이용해 영상획득주기 상태를 재설정할 수 있고, 신호처리부는 S(k+1)값이 수학식2에 예시된 바와 같이 20도보다 작을 경우, 시간지연은 0으로 처리하여 초기화하고, S(k+1)를 S(k)로 할당한다.
상술한 바와 같이, 모든 분석을 마치면, 결정된 영상획득 주기에 따라 영상획득부는 영상을 획득한다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 표적영상 획득장치가 획득한 영상이다.
도6은 예를 들어, 표적영상 획득장치(1)의 각속도가 360deg/sec로 측정되는 경우, (a)는 각도별 영상모습을 나타낸다. 이 때, 영상획득부(140)가 1HZ의 주기로 영상을 획득하는 경우, 1초에 한번씩만 데이터를 획득하므로, (b)와 같이 동영상 추출 모습이 생성할 수 있다.
본 발명의 표적영상 획득장치(1)의 송신부(150)는 영상획득부(140)가 획득한 표적영상을 전달 받아, 외부의 사용자 단말로 전송하기 위해 전기적인 신호를 생성하여 송신한다.
일 실시예에 따른 송신부(150)는 영상획득부(140)로부터 획득한 표적 영상을 전송 받아, 외부의 단말로 송신하기 위해, 상기 표적영상을 압축할 수 있다. 표적 영상을 압축하여, 생성한 신호를 외부의 단말로 송신하기 위해, 본 발명의 날개(200)는 안테나로 구성되어 구현할 수 있다.
이 때, 일 실시예에 따른 날개(200)는 전방, 후방, 측방 등 다양한 방향으로 안테나 빔의 틸트(Tilt)가 가능한 패치 어레이 안테나(Patch array antenna)로 구현한 안테나 모듈(210)을 탑재하여, 광대역에서 동작이 가능하도록 제작할 수 있다. 이에 따라, 실시간으로 획득하는 표적 영상을 실시간으로 외부의 단말에 전송할 수 있다. 또 다른 실시예에 의한, 날개(200)는 표적영상 획득장치(1)가 회전하며 비행할 수 있도록 양력을 발생시킬 수 있는 날개구동모터(230)를 탑재할 수 있다.
다음으로, 도7은 표적영상 획득장치에 따른 표적영상 획득방법을 나타내는 흐름도이다.
외부의 비행운동체(2)에 탑재되어 있던 표적영상 획득장치(1)는 비행운동체의 유도종말 단계에 따라, 분리되어 전원공급부(110)에 미리 충전되어 있던 전하를 방출하여 표적영상 획득장치(1)로 전원공급을 한다(S100).
분리된 표적영상 획득장치(1)는 자유낙하 형태로 비행하기 위해, 날개를 펼친다(S200). 날개를 펼치는 단계에서, 날개를 펼치는데 실패하면, 다시 펼치는 단계로 돌아가고, 날개를 펼치면, 표적영상 획득장치(1)는 자동회전 비행을 시작한다(S300).
표적영상 획득장치(1)의 회전에 따라, 감지부(120)에서 자동회전을 하는 표적영상 획득장치(1)의 회전속도를 감지한다(S400).
다음으로, 신호 처리부(160)에서 감지된 회전속도를 산출한다(S500). 보다 상세하게는, 감지된 회전속도에 대하여 시점에 따른 각속도의 차이 또는 적분을 이용하여, 표적영상 획득장치(1)의 회전속도를 산출할 수 있다.
여기서, 회전속도 산출 방법은, 상술한 표적영상 획득장치(1)의 영상획득 주기 결정방법에서 상세하게 설명하였으므로, 여기서는 보다 구체적인 설명은 생략한다.
시점에 따른 각속도를 이용하여, 표적영상 획득장치의 회전속도를 산출하면, 신호 처리부(160)가 상기 산출한 회전속도에 따른 영상획득 주기를 결정하여 영상획득부(140)에 명령한다. 영상획득부(140)는 결정된 영상획득 주기에 따라, 획득하고자 하는 표적의 영상을 획득한다(S600).
영상을 획득하면, 신호 처리부(160)가 영상획득부(140)로부터 획득된 영상이 추출대상 영상인지 확인한다. 추출 대상 영상이 맞다면, 획득한 영상을 송신부(150)로 전송한다(S700).
추출대상 영상이 아니라면, 획득한 영상을 삭제하고, 초기화한다(S710).
본 발명의 일 실시예에 따른, 전송된 영상은 외부의 단말로 보내기 위해, 영상을 압축하는 압축단계를 거쳐, 신호를 생성하고, 상기 신호를 증폭하여, 안테나로 구현된 날개(200)로 신호를 인가한다(S800).
날개(200)에 탑재된 안테나에서 획득한 표적 영상데이터를 포함하는 전파를 외부의 단말장치로 전송한다(S900).
100: 동체
110: 전원공급부
120: 감지부
130: 제어부
140: 영상획득부
150: 송신부
160: 신호 처리부
170: 스토퍼
200: 날개
210: 안테나 모듈
220: 안테나 모듈 지지 프레임
230: 날개구동모터
1: 표적영상 획득장치
2: 유도비행체
3: 표적

Claims (11)

  1. 표적 영상 획득 장치에 있어서,
    획득하고자 하는 표적에 대한 표적 영상을 획득하는 영상획득부;
    상기 획득된 표적 영상에 대한 신호처리를 수행하는 신호 처리부;
    상기 신호 처리부와 상기 영상획득부를 지지하는 동체;
    상기 동체의 일면에 연결되어, 외부의 장치로 상기 획득된 영상을 전송하고, 상기 표적 영상 획득장치의 회전운동을 발생시키는 날개; 및
    상기 표적 영상 획득 장치의 제1 시점에서의 제1 각속도와 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서의 제2 각속도에 따른 회전 운동량을 감지하는 감지부를 포함하되,
    상기 신호 처리부는, 상기 제1 각속도와 제2 각속도의 차이를 미리 정해진 제1 기준값과 비교하고, 상기 제1 시점과 제2 시점의 구간에 따른 각속도 적분값을 미리 정해진 제2 기준값과 비교하여, 상기 영상획득부의 영상획득 주기를 결정하는 것을 특징으로 하는 표적 영상 획득 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 날개는 상기 영상획득부로부터 획득된 표적 영상을 상기 외부의 장치로 전송하는 안테나모듈을 더 포함하고,
    상기 안테나모듈은 상기 날개의 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 표적 영상 획득 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 동체는
    상기 표적 영상 획득 장치가 비행하는 동안에 충전된 전하를 방출하여 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적 영상 획득 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상획득부로부터 획득한 표적영상을 선별하고, 상기 선별한 표적영상을 상기 외부의 장치로 전송하기 위해 전기적인 신호를 생성하여 상기 날개로 송신하는 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적 영상 획득 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 영상 획득부는 상기 결정된 영상획득 주기에 따라 상기 표적영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 표적 영상 획득 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신호 처리부가 상기 영상획득 주기를 결정하는 것은, 상기 감지된 회전 운동량에 대한 시간에 따른 각속도의 차이 또는 적분을 이용하는 것을 특징으로 하는 표적 영상 획득 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 동체의 상단부에 위치하여, 상기 날개의 회전을 정지시키는 스토퍼(Stopper)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적 영상 획득 장치.
  9. 표적 영상 획득 장치에 있어서,
    획득하고자 하는 표적에 대한 표적 영상을 획득하는 영상획득부;
    상기 표적 영상 획득 장치의 회전 운동량을 감지하는 감지부;
    상기 감지된 상기 회전 운동량에 따라 상기 영상획득부의 영상획득 주기를 결정하고, 상기 획득된 표적 영상에 대한 신호처리를 수행하는 신호 처리부;
    상기 신호 처리부와 상기 영상획득부를 지지하는 동체; 및
    상기 동체의 일면에 연결되어, 외부의 장치로 상기 획득된 영상을 전송하고, 상기 표적 영상 획득장치의 회전운동을 발생시키는 날개를 포함하고,
    상기 신호처리부는 상기 감지된 회전 운동량에 대한 시간에 따른 각속도의 차이 또는 적분을 이용하여, 상기 영상획득 주기를 결정하고,
    제1시점에서의 제1각속도와 상기 제1시점 이후의 제2시점에서의 제2각속도의 차이를 미리 정해진 제1기준값과 비교하고, 상기 제1시점에과 제2시점 구간에 따른 각속도 적분값을 미리 정해진 제2기준값과 비교하여,
    상기 각속도 적분값이 상기 제2기준값인 경우, 미리 저장된 제1영상획득 주기로 결정하고,
    상기 각속도 적분값이 상기 제2기준값이 아닌 경우, 제2영상획득 주기로 결정하는 것을 특징으로 하는 것을 포함하는 표적 영상 획득 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 신호처리부는
    기 설정된 보정값을 고려하여, 상기 제2영상획득 주기를 설정하는 것을 특징으로 하는 표적 영상 획득 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 날개는 상기 영상획득부로부터 획득된 표적 영상을 상기 외부의 장치로 전송하는 안테나모듈을 더 포함하고,
    상기 안테나모듈은 상기 날개의 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 표적 영상 획득 장치.
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