KR101820455B1 - Image tracking apparatus and tracking method for guided weapon - Google Patents

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KR101820455B1
KR101820455B1 KR1020160182577A KR20160182577A KR101820455B1 KR 101820455 B1 KR101820455 B1 KR 101820455B1 KR 1020160182577 A KR1020160182577 A KR 1020160182577A KR 20160182577 A KR20160182577 A KR 20160182577A KR 101820455 B1 KR101820455 B1 KR 101820455B1
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한화시스템 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an image searching device for a guided weapon, and an image searching method therefor. More specifically, the present invention relates to the image searching method for a guided weapon, and the image searching device for a guided weapon to generate target track data to track a target from image data. According to an embodiment of the present invention, the image searching device for a guided weapon comprises: an image detection unit outputting the image data; an image input unit dividing the image data and sequentially receiving the divided image data; a target track unit receiving the divided image data to generate the target track data; and a communications channel unit transmitting and receiving the target track data and the image data between the image input unit and the target track unit.

Description

유도 무장용 영상 탐색 장치 및 탐색 방법{IMAGE TRACKING APPARATUS AND TRACKING METHOD FOR GUIDED WEAPON}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an image search apparatus and a method for searching for a guided weapon,

본 발명은 유도 무장용 영상 탐색 장치 및 탐색 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 데이터로부터 표적을 추적하기 위한 표적 추적 데이터를 생성하기 위한 유도 무장용 영상 탐색 장치 및 탐색 방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an image search apparatus and method for guiding weapons, and more particularly, to a guided image search apparatus and method for generating target tracking data for tracking a target from image data.

유도 무장은 표적 또는 목표에 도달할 때까지 특정 방법에 의해 유도되는 장치를 구비한 무기를 말한다. 유도 무장은 유도 장치에 의해 비행체의 비행 방향, 속도 등을 제어함으로써 정밀한 표적의 타격을 가능하게 한다.A guided weapon is a weapon equipped with a device that is guided by a specific method until the target or target is reached. Induction armed weapons are able to strike a precise target by controlling the direction, speed, etc. of the flight by the guidance device.

유도 무장의 유도 방식은 크게 지령 유도(command guidance), 호밍 유도(homing guidance), 및 항법 유도(navigational guidance)로 구분된다. 지령 유도는 유도 무장 외부에서 유도 신호를 산출하여 유도 무장에 전달하는 방식으로서 유선 지령, 무선 지령 및 레이더 지령 등이 이에 해당한다. 호밍 유도는 미사일에 내장된 탐색기(seeker)에 의해 표적을 탐색하고 포착하여 추적하는 유도 방식으로 탐색기의 작동 방식에 따라 능동, 반능동 및 수동으로 구분될 수 있다. 항법 유도는 유도 무장 자체에서 속도와 방향 또는 위성, 지형사진 등의 정보를 이용하여 표적으로 유도되는 방식으로서, 관성, 지측, 천측 유도 등의 방식이 있다.The guiding method of guided weapons is classified into command guidance, homing guidance, and navigational guidance. The command induction is a method of calculating the induction signal from the outside of the induction arsenal and delivering it to the induction arming. This is the wired command, the radio command, and the radar command. Homing induction can be divided into active, semi-active, and manual depending on how the searcher is operating, guided by the missile's built-in seeker to search, capture and track the target. Navigation induction is a method that is guided to target by using information such as velocity and direction, satellite, and topographic photographs in induction armed itself, and there are methods such as inertia, ground, and induction.

특히, 호밍 유도 방식에는 영상 호밍 유도 방식이 있다. 영상 호밍은 표적에 대한 영상을 취득하여 표적의 고유한 형상 또는 스펙트럼 특성을 이용하여 표적을 추적하는 유도 방식이다. 사용되는 영상은 일반적인 영상을 이용할 수도 있으나, 야간의 경우에는 적외선 영상을 이용할 수도 있다.In particular, there is an image homing induction method in the homing inducing method. Image homing is an induction method in which an image of a target is acquired and the target is traced using the characteristic shape or spectral characteristic of the target. The image to be used may be a general image, but in the case of a nighttime, an infrared image may be used.

이와 같이, 영상을 이용하여 표적을 탐색하고 포착하여 추적하기 위한 영상 탐색 장치는 표적 영상을 인식, 식별, 포착, 및 추적하는 정밀 유도 무기에 사용되는데, 최근 들어 고성능의 유도 무기 개발이 시작되면서 영상 데이터를 처리하기 위한 영상 탐색 장치의 성능에 대한 요구도가 높아지고 있다. 특히, 영상 검출부로부터 입력되는 대용량의 영상 데이터 처리에 따른 영상 지연 시간을 최소화하고, 검출된 영상 데이터를 안정적으로 고속 송수신하기 위하여 영상 처리를 위한 시스템 마진의 확보 방안 마련이 시급한 실정이다.As such, an image search device for searching, capturing and tracking a target using an image is used for precision-guided weapons that recognize, identify, capture, and track a target image. Recently, A demand for performance of an image search apparatus for processing data is increasing. In particular, in order to minimize the image delay time due to the processing of a large amount of image data input from the image detecting unit and to stably transmit and receive the detected image data, it is urgently necessary to secure a system margin for image processing.

KRKR 10-105203810-1052038 B1B1

본 발명은 영상 데이터가 입력되는 영상 입력부와 입력된 영상 데이터를 처리하여 표적 추적 데이터를 생성하는 표적 추적부 사이에서 데이터를 실시간으로 고속 전송할 수 있는 유도 무장용 영상 탐색 장치 및 탐색 방법을 제공한다.The present invention provides an image search apparatus and method for an inductive weapon capable of transmitting data in real time at high speed between an image input unit into which image data is input and a target tracking unit that processes the input image data to generate target tracking data.

본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치는 영상 데이터를 출력하는 영상 검출부; 상기 영상 데이터를 분할하고, 분할된 영상 데이터를 순차적으로 입력받는 영상 입력부; 상기 분할된 영상 데이터를 수신하여 표적 추적 데이터를 생성하는 표적 추적부; 및 상기 영상 입력부와 표적 추적부 사이에서 영상 데이터와 표적 추적 데이터를 송수신하는 통신 채널부;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for searching for guided images, comprising: an image detector for outputting image data; An image input unit that divides the image data and sequentially receives the divided image data; A target tracking unit for receiving the divided image data and generating target tracking data; And a communication channel unit for transmitting and receiving image data and target tracking data between the image input unit and the target tracking unit.

상기 영상 입력부는, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA: Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.The image input unit may include a field programmable gate array (FPGA).

상기 영상 입력부는, 상기 영상 데이터를 분할하여 저장하는 내부 메모리부; 및 상기 분할된 영상 데이터를 전처리하는 전처리부;를 포함할 수 있다.Wherein the image input unit comprises: an internal memory unit for dividing and storing the image data; And a preprocessor for preprocessing the divided image data.

상기 통신 채널부는 직접 메모리 접근(DMA: Direct Memory Access) 채널을 포함할 수 있다.The communication channel unit may include a direct memory access (DMA) channel.

상기 통신 채널부는, 상기 영상 입력부로부터 상기 표적 추적부로 영상 데이터를 송신하는 제1 통신 채널부; 및 상기 표적 추적부로부터 상기 영상 수신부로 표적 데이터를 송신하는 제2 통신 채널부;를 포함하고, 상기 제1 통신 채널부 및 제2 통신 채널부는 별개의 채널로 형성될 수 있다.Wherein the communication channel unit comprises: a first communication channel unit for transmitting image data from the image input unit to the target tracking unit; And a second communication channel unit transmitting target data from the target tracking unit to the image receiving unit, wherein the first communication channel unit and the second communication channel unit may be formed as separate channels.

상기 제1 통신 채널부 및 제2 통신 채널부는 PCI 익스프레스 채널을 포함할 수 있다.The first communication channel unit and the second communication channel unit may include a PCI Express channel.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 방법은 영상 데이터를 출력하는 과정; 상기 출력되는 영상 데이터를 분할하여 입력받는 과정; 상기 분할하여 입력된 영상 데이터를 전송하는 과정; 상기 영상 데이터로부터 표적 추적 데이터를 생성하는 과정; 및 상기 생성된 표적 추적 데이터를 전송하는 과정;을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for searching for a guided image, the method comprising: outputting image data; Dividing and outputting the output image data; Transmitting the divided image data; Generating target tracking data from the image data; And transmitting the generated target tracking data.

상기 영상 데이터를 분할하여 입력받는 과정 및 상기 영상 데이터를 전송하는 과정은, 일 프레임의 영상 데이터를 입력받는 중에 수행될 수 있다.The process of dividing and inputting the image data and transmitting the image data may be performed while receiving image data of one frame.

상기 영상 데이터를 분할하여 입력받는 과정은, 상기 영상 데이터를 분할하여 저장하는 과정; 및 상기 분할 저장된 영상 데이터를 전처리하는 과정;을 포함할 수 있다.Dividing and inputting the image data comprises: dividing and storing the image data; And preprocessing the divided image data.

본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치 및 탐색 방법에 의하면, 영상 검출부로부터 출력되는 영상 데이터를 분할하여 입력 및 전송함으로써 영상 지연 시간을 최소화하고, 대용량의 영상 데이터를 실시간으로 고속 전송할 수 있다.According to the image search apparatus and method for guided armed robots according to the embodiment of the present invention, image data output from the image detecting unit is divided and input and transmitted, thereby minimizing the image delay time and transmitting the large- have.

또한, 대용량의 영상 데이터의 일부인 분할된 영상 데이터를 저장하고 순차적으로 처리함에 의하여 저장 용량이 작으나 높은 처리 속도를 가지는 내부 메모리부만으로 영상 데이터로부터 표적 추적 데이터를 생성할 수 있게 되어 유도 무장 시스템의 구현을 위한 양산 비용을 절감할 수 있다.In addition, by storing and sequentially processing divided image data, which is a part of a large amount of image data, it is possible to generate target tracking data from image data only with an internal memory unit having a small storage capacity but a high processing speed, Thereby reducing the mass production cost for the system.

뿐만 아니라, PCI 익스프레스 채널로 멀티 채널을 형성하여 영상 입력부로부터 표적 추적부로의 영상 데이터 전송과 표적 추적부로부터 영상 입력부로의 표적 추적 데이터 전송이 최적의 스케줄링 방식으로 구현되어 입력과 출력이 동시에 가능한 전이중 통신을 구현할 수 있다.In addition, the multi-channel is formed by the PCI Express channel, and the transmission of the video data from the video input unit to the target tracking unit and the transmission of the target tracking data from the target tracking unit to the video input unit are realized by the optimal scheduling method, Communication can be implemented.

도 1은 일반적인 영상 탐색 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 일반적인 영상 탐색 장치에서 데이터가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치에서 데이터가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 방법을 나타내는 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig.
2 is a diagram showing the configuration of an image guiding image searching apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a process of transmitting data in a general image search apparatus.
4 is a diagram for explaining a process of transmitting data in an image-guiding image searching apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 illustrates a method for searching for guided images according to an embodiment of the present invention; FIG.

본 발명에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치 및 탐색 방법은 영상 데이터가 입력되는 영상 입력부와 입력된 영상 데이터를 처리하여 표적 추적 데이터를 생성하는 표적 추적부 사이에서 데이터를 실시간으로 고속 전송할 수 있는 기술적 특징을 제시한다.The present invention provides an image search apparatus and a search method for a guided weapon capable of transmitting data in real time at a high speed between an image input unit for inputting image data and a target tracking unit for processing input image data to generate target tracking data, .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

유도 무장용 영상 탐색 장치는 유도 무장의 전체 시스템에 있어서, 유도 장치의 명령을 받아서 임무를 수행하고, 임무 수행의 결과를 다시 유도 장치로 전달하는 중요한 역할을 담당한다.The guided image search device plays an important role in the entire system of guided weapons, performing commands by receiving commands from the guiding device, and delivering the results of the mission performance back to the guiding device.

도 1은 일반적인 영상 탐색 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a configuration of a general image search apparatus.

도 1을 참조하면, 일반적인 영상 탐색 장치는 영상 검출부(10)로부터 출력되는 영상 데이터는 영상 입력부(30)로 입력되고, 영상 입력부(30)에 입력된 영상 데이터는 통신 채널부(50)를 통하여 표적 추적부(40)로 전송된다. 표적 추적부(40)로 전송된 영상 데이터는 표적 추적 알고리즘에 의하여 알고리즘 처리되어, 알고리즘 결과 값, 즉 표적 추적 데이터는 다시 영상 입력부(30)로 전송되고 최종적으로 외부 통신을 통하여 유도 장치로 전달된다.Referring to FIG. 1, in a general image search apparatus, image data output from the image detection unit 10 is input to the image input unit 30, and image data input to the image input unit 30 is transmitted through the communication channel unit 50 And is transmitted to the target tracking unit 40. The image data transmitted to the target tracking unit 40 is subjected to an algorithm process by a target tracking algorithm, and the algorithm result value, that is, target tracking data, is transmitted again to the image input unit 30 and finally transmitted to an inductive device through external communication .

유도 무장의 시스템 특성상 실제 발사시 유도 무장을 구성하는 부품 중에 하나라도 불량이 발생하는 경우 유도 무장이 전혀 다른 곳을 요격할 수 있으므로, 성능보다는 신뢰성 및 안정성이 보다 중요시된다. 따라서, 영상 탐색 장치는 영상 입력부(30)로부터 영상 데이터가 입력되면, 입력된 영상 데이터는 표적 추적부(40)로 전송되고, 표적 추적부(40)는 표적 추적 알고리즘에 의하여 영상 데이터를 처리하여 다시 영상 입력부(30)로 보내는 각각의 과정이 순차적으로 수행되는 안정적인 방식을 사용한다.Because of the nature of the guided weapon system, if one of the components constituting the guided weapon is defective during the actual launch, the guided weapon can intercept the other, so reliability and stability are more important than performance. Accordingly, when the image data is input from the image input unit 30, the image search apparatus transmits the input image data to the target tracking unit 40, and the target tracking unit 40 processes the image data by the target tracking algorithm And the process of sending the image data to the image input unit 30 is sequentially performed.

영상 탐색 장치에서 영상 지연 시간(latency)은 영상 검출부(10)로부터 영상이 출력되는 시점으로부터 표적 추적부(40)로 영상 데이터가 전달되고, 이를 처리하여 결과 값이 다시 영상 입력부로 도달할 때까지의 시간으로 정의된다. 이는, 영상 입력 시간, 영상 데이터 전송 시간 및 결과 값 전송 시간의 합으로 표현될 수 있다. 이러한 영상 지연 시간은 그 값이 줄어들수록 영상 탐색 장치의 시스템 마진 성능이 향상될 수 있다.The image latency in the image search apparatus is such that the image data is delivered from the image output unit 10 to the target tracking unit 40 and processed until the resultant value reaches the image input unit again Lt; / RTI > This can be expressed as a sum of a video input time, a video data transmission time, and a result value transmission time. As the value of the image delay time decreases, the system margin performance of the image search apparatus can be improved.

예를 들어, 영상 검출부(10)로부터 출력되는 영상이 적외선 영상인 경우, 적외선 영상 데이터는 50Hz 주기를 가지며, 일 프레임당 640×480×2 바이트(byte)의 크기를 가진다. 이러한 적외선 영상 데이터를 탐색함에 있어서, 출력되는 적외선 영상 데이터는 외부 메모리부(20)에 저장되고, 저장된 적외선 영상 데이터는 일 프레임의 적외선 영상 데이터가 한번에 영상 입력부(30)를 통하여 통신 채널부(50)를 거쳐 표적 추적부(40)로 전송된다.For example, when the image output from the image detecting unit 10 is an infrared image, the infrared image data has a period of 50 Hz and has a size of 640 × 480 × 2 bytes per frame. In searching for the infrared image data, the outputted infrared image data is stored in the external memory unit 20, and the infrared image data of one frame is stored in the communication channel unit 50 And is transmitted to the target tracking unit 40. [

614400 바이트(byte)의 크기를 가지는 일 프레임의 적외선 영상 데이터를 예를 들어, 250MB/s의 전송 속도를 가지는 통신 채널부(50)를 통하여 전송하게 되면, 2.5msec의 시간이 소요된다. 즉, 50Hz의 주기를 가져 20msec 동안 천천히 입력되는 적외선 영상 데이터를 외부 메모리부(20)에 저장하고, 한번에 통신 채널부(50)를 통하여 전송하게 되면, 영상 지연 시간은 22.5msec의 값을 가진다. 즉, 상대적으로 느리게 입력되는 적외선 영상 데이터와 빠른 전송 속도를 가지는 통신 채널부(50) 간의 영상 지연 시간으로 인한 손실이 발생하게 된다.If the infrared image data of one frame having a size of 614400 bytes is transmitted through the communication channel unit 50 having a transmission speed of 250 MB / s, for example, 2.5 msec is required. That is, if the infrared image data slowly inputted for 20 msec with a period of 50 Hz is stored in the external memory unit 20 and transmitted through the communication channel unit 50 at one time, the image delay time has a value of 22.5 msec. That is, a loss due to the image delay time between the relatively slowly input infrared image data and the communication channel unit 50 having a high transmission rate occurs.

뿐만 아니라, 영상 입력부와 표적 처리부 간의 통신 채널부(50)로 사용되고 있는 PCI 익스프레스 채널의 경우 영상 데이터의 송신과 수신이 동시에 이루어지지 않는다. 즉, 전술한 영상 지연 시간 중 영상 데이터 전송 시간 및 결과 값 전송 시간은 PCI 익스프레스 채널을 이용하여 산출되는 값이다. 영상 데이터의 전송은 적외선 영상 데이터가 입력되는 주기마다 발생하므로, 표적 추적부(40)로의 영상 데이터 전송은 높은 우선 순위를 가지게 되고, 영상 입력부(30)로의 표적 추적 데이터의 전송은 표적 추적 알고리즘의 수행이 완료되면 이루어지므로 낮은 우선 순위를 가진다. 따라서, 영상 데이터의 송신과 수신이 동시에 이루어지지 않는 PCI 익스프레스 채널을 사용하여 표적 추적부(40)로 영상 데이터를 전송하는 중에 표적 추적 알고리즘의 수행이 완료되면, 데이터 간의 충돌을 방지하기 위해 표적 추적 데이터는 일정 시간 대기 후, 즉 영상 데이터의 전송이 종료된 후에 영상 입력부(30)로 전송된다. 따라서, 이러한 충돌 방지를 위한 대기 시간은 영상 지연 시간에 포함되게 되어 영상 지연 시간을 더욱 증가시키는 문제점이 있었다.In addition, in the case of the PCI Express channel used as the communication channel unit 50 between the video input unit and the target processing unit, transmission and reception of video data are not performed at the same time. That is, the video data transmission time and the result value transmission time in the video delay time are values calculated using the PCI Express channel. The transmission of the image data to the image input unit 30 is performed in accordance with the target tracking algorithm of the target tracking algorithm. It has low priority because it is done when execution is completed. Accordingly, when the target tracking algorithm is completed while the video data is being transmitted to the target tracking unit 40 using the PCI Express channel in which the transmission and reception of the video data are not performed at the same time, The data is transmitted to the image input unit 30 after waiting for a predetermined time, that is, after the transmission of the image data is completed. Therefore, the latency for preventing the collision is included in the image delay time, thereby further increasing the image delay time.

본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치는 영상 데이터를 실시간으로 고속 전송 하기 위하여 영상 지연 시간을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 전술한 바와 같이 적외선 영상 데이터의 경우 50Hz 주기로 입력되는 바, 입력되는 시간은 고정된다. 따라서, 영상 입력부와 표적 추적부 사이에서 통신 채널부를 통한 영상 전송 시간에 의하여 영상 지연 시간은 결정된다. 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치에 의하면, 영상 입력부와 표적 추적부 사이에서 영상 데이터를 실시간으로 고속 전송할 수 있으며, 이로부터 확보된 시간을 이용하여 영상 데이터를 실시간으로 검증하고 전처리할 수 있다. 따라서, 영상 탐색 장치의 성능뿐만 아니라, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The image searching apparatus for guided weapons according to the embodiment of the present invention aims at reducing image delay time in order to transmit image data in real time at high speed. As described above, in case of infrared image data, the input time is fixed at a period of 50 Hz. Accordingly, the image delay time is determined by the image transmission time between the image input unit and the target tracking unit through the communication channel unit. According to the image search apparatus for guided weapons according to the embodiment of the present invention, image data can be transmitted at high speed in real time between the image input unit and the target tracking unit, and the image data can be verified in real time using the reserved time, can do. Therefore, there is an effect that not only the performance of the image search apparatus but also the stability and reliability can be improved.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image-guiding image searching apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치는 영상 데이터를 출력하는 영상 검출부(100); 상기 영상 데이터를 분할하고, 분할된 영상 데이터를 순차적으로 입력받는 영상 입력부(200); 상기 분할된 영상 데이터를 수신하여 표적 추적 데이터를 생성하는 표적 추적부(400); 및 상기 영상 입력부(200)와 표적 추적부(400) 사이에서 영상 데이터와 표적 추적 데이터를 송수신하는 통신 채널부;를 포함한다.Referring to FIG. 2, an apparatus for searching for guided images according to an exemplary embodiment of the present invention includes an image detecting unit 100 for outputting image data; An image input unit 200 for dividing the image data and sequentially receiving divided image data; A target tracking unit 400 receiving the divided image data and generating target tracking data; And a communication channel unit for transmitting and receiving image data and target tracking data between the image input unit 200 and the target tracking unit 400.

영상 검출부(100)는 영상 데이터를 출력한다. 즉, 영상 검출부(100)는 표적을 포함하는 영상을 획득하고, 획득된 영상을 디지털 신호로 처리하여 영상 데이터를 출력한다. 영상 획득을 위하여는 CCD 센서, CMOS 센서 또는 적외선 영상 센서 등이 사용될 수 있으며, 유도 무장이 표적을 향해 비행할 때 전방에서 포착되는 주변 영상을 획득할 수 있게 된다. 획득된 영상이 컬러 영상일 경우에는 RGB 신호로 처리하며, 획득된 영상이 적외선 영상일 경우에는 그레이 스케일의 영상으로 처리될 수 있다. 이하에서는, 영상 검출부(100)가 적외선 센서를 포함하여 적외선 영상 데이터를 출력하는 구성을 예로 들어 설명하기로 한다.The image detecting unit 100 outputs image data. That is, the image detecting unit 100 obtains an image including a target, processes the obtained image into a digital signal, and outputs image data. A CCD sensor, a CMOS sensor, or an infrared image sensor may be used for acquiring the image, and a peripheral image captured from the front when the guided weapon is flying toward the target can be acquired. If the acquired image is a color image, it is processed as an RGB signal. If the acquired image is an infrared image, the image can be processed as a gray-scale image. Hereinafter, a configuration in which the image detecting unit 100 includes an infrared sensor and outputs infrared image data will be described as an example.

영상 입력부(200)는 영상 데이터를 분할하고, 분할된 영상 데이터를 영상 검출부(100)로부터 순차적으로 입력받는다. 여기서, 영상 입력부(200)는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA: Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다. 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 프로그램이 가능한 비메모리 반도체의 일종으로, 회로 변경이 불가능한 일반 반도체와 달리 용도에 맞게 회로를 다시 새겨넣을 수 있다. 따라서, 영상 검출부(100)로부터 영상 데이터를 분할 입력 받고, 이를 표적 처리부로 순차적으로 전송하고, 영상 입력부(200)로 전송된 표적 추적 데이터를 유도 장치로 전송하는 일련의 기능을 위한 논리 회로(Logic)를 구성할 수 있다.The image input unit 200 divides the image data and sequentially receives the divided image data from the image detection unit 100. Here, the image input unit 200 may include a field programmable gate array (FPGA). Field programmable gate arrays are a type of programmable non-memory semiconductors that can be re-engineered for different purposes, unlike ordinary semiconductors, which are not programmable. Accordingly, a logic circuit (Logic) for a series of functions for receiving image data from the image detecting unit 100, transmitting the image data to the target processing unit sequentially, and transmitting the target tracking data transmitted to the image input unit 200 to the inductive device ).

영상 입력부(200)는 영상 데이터를 분할하여 저장하는 내부 메모리부(220) 및 상기 분할된 영상 데이터를 전처리하는 전처리부(240)를 포함할 수 있다.The image input unit 200 may include an internal memory unit 220 for dividing and storing image data, and a preprocessor 240 for preprocessing the divided image data.

영상 검출부(100)로부터 생성되어 출력되는 영상 데이터, 예를 들어 적외선 영상 데이터는 영상 입력부(200)로 입력되어 영상 입력부(200)의 내부 메모리부(220)에 저장된다. 영상 입력부(200) 내에 구성되는 내부 메모리부(220)는 영상 입력부(200)와 별개로 구성되는 외부 메모리부에 비해 저장 용량은 작지만 상대적으로 빠른 처리 속도를 가지는 바, 외부 메모리부에 일 프레임의 적외선 영상 데이터를 모두 저장하여 전송하는 방식에 비하여, 통신 채널부에 의하여 스케줄링이 가능한 용량의 분할된 적외선 영상 데이터만을 내부 메모리부(220)에 저장하여 실시간으로 고속 전송할 수 있게 된다.The image data, for example, infrared image data generated and output from the image detecting unit 100 is input to the image input unit 200 and stored in the internal memory unit 220 of the image input unit 200. The internal memory unit 220 included in the image input unit 200 has a relatively small storage capacity but a relatively high processing speed as compared with the external memory unit configured separately from the image input unit 200, Only the divided infrared image data of a capacity that can be scheduled by the communication channel unit is stored in the internal memory unit 220 and can be transmitted at high speed in real time in comparison with the method of storing and transmitting all the infrared image data.

영상 지연 시간을 산출함에 있어서, 적외선 영상 데이터가 영상 입력부(200)로 입력되는 시간은 고정된 값을 가지므로, 영상 전송 시간을 최소화하기 위하여는 영상 전송 방식의 효율성과 안정성을 바탕으로 시스템을 구성하여야 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치에 의하면, 영상 검출부(100)로부터 출력되는 적외선 영상 데이터를 영상 입력부(200)의 내부 메모리부(220)에 분할하여 저장함으로써, 적외선 영상 데이터가 입력되는 중에 통신 채널부를 통하여 영상 입력부(200)로부터 표적 추적부(400)로 분할된 적외선 영상 데이터를 전송하게 되어 영상 지연 시간을 최소화할 수 있게 된다.In calculating the image delay time, since the time when the infrared image data is input to the image input unit 200 has a fixed value, it is necessary to configure the system based on the efficiency and stability of the image transmission method in order to minimize the image transmission time shall. The infrared image data output from the image detecting unit 100 is divided and stored in the internal memory unit 220 of the image input unit 200 so that the infrared image data It is possible to minimize the image delay time by transmitting the infrared image data divided from the image input unit 200 to the target tracking unit 400 through the communication channel unit during the input.

또한, 이와 같이 영상 검출부(100)로부터 출력되는 적외선 영상 데이터를 영상 입력부(200)의 내부 메모리부(220)에 분할하여 저장하고, 영상 입력부(200)로부터 표적 추적부(400)로 분할된 적외선 영상 데이터를 전송하게 되어 영상 지연 시간을 최소화하게 되면, 영상 입력부(200)로부터 입력된 적외선 영상 데이터에 대하여 영상 지연 시간의 증가 없이 실시간으로 전처리를 수행할 수 있게 된다. 즉, 전처리부(240)는 영상 지연 시간의 증가 없이 내부 메모리부(220)에 분할 저장된 적외선 영상 데이터를 검증하고, 화질 개선, 수정 및 보완을 위한 전처리를 수행할 수 있게 된다.The infrared image data output from the image detecting unit 100 is divided and stored in the internal memory unit 220 of the image input unit 200 and the infrared image data is output from the image input unit 200 to the target tracking unit 400, It is possible to perform the preprocessing in real time without increasing the image delay time with respect to the infrared image data input from the image input unit 200 by minimizing the image delay time by transmitting the image data. That is, the preprocessing unit 240 can verify the divided infrared image data stored in the internal memory unit 220 without increasing the image delay time, and perform preprocessing for improving, correcting, and supplementing the image quality.

표적 추적부(400)는 영상 입력부(200)로부터 분할된 영상 데이터를 수신하여 표적 추적 데이터를 생성한다. 즉, 표적 추적부(400)는 영상 입력부(200)에 입력되어 전처리된 분할된 적외선 영상 데이터를 순차적으로 수신하여, 일 프레임의 적외선 영상 데이터의 수신이 완료되면, 수신된 적외선 영상 데이터를 기반으로 표적 추적 데이터를 생성한다. 표적 추적부(400)는 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit)을 포함할 수 있으며, 상관 추적 방법과 변형된 중심 추적 방법을 동시에 사용하여 보다 정확한 표적 추적이 가능하도록 구현될 수 있다. 따라서, 표적 추적 데이터는 표적 추적 중에 정보 데이터가 생성될 수 있으며, 예컨데, 표적을 추적하는 중에 획득한 위치 정보, 표적 추적 알고리즘 수행 중에 획득한 추적 변수 데이터 등이 이에 해당될 수 있다.The target tracking unit 400 receives the divided image data from the image input unit 200 and generates target tracking data. That is, the target tracking unit 400 sequentially receives the preprocessed divided infrared image data input to the image input unit 200, and when the reception of the infrared image data of one frame is completed, the target tracking unit 400 generates the infrared image data based on the received infrared image data And generates target tracking data. The target tracking unit 400 may include a central processing unit (CPU), and may be implemented to enable more accurate target tracking by using the correlation tracking method and the modified center tracking method simultaneously. Thus, the target tracking data may be generated during the target tracking, for example, position information acquired during tracking the target, tracking parameter data acquired during the target tracking algorithm, and the like.

통신 채널부는 영상 입력부(200)와 표적 추적부(400) 사이에서 영상 데이터와 표적 추적 데이터를 송수신한다. 즉, 통신 채널부는 영상 입력부(200)로부터 표적 추적부(400)로 분할된 영상 데이터를 순차적으로 전송하고, 표적 추적부(400)로부터 생성된 표적 추적 데이터를 영상 입력부(200)로 전송한다. 일반적으로 영상 입력부(200)와 표적 처리부 간의 통신 채널부로 사용되는 PCI 익스프레스 채널의 경우 영상 데이터의 송신과 수신이 동시에 이루어지지 않는다.The communication channel unit transmits and receives image data and target tracking data between the image input unit 200 and the target tracking unit 400. That is, the communication channel unit sequentially transmits the image data divided from the image input unit 200 to the target tracking unit 400, and transmits the target tracking data generated from the target tracking unit 400 to the image input unit 200. Generally, in the case of a PCI Express channel used as a communication channel unit between the video input unit 200 and the target processing unit, transmission and reception of video data are not simultaneously performed.

이에, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 채널부는, 상기 영상 입력부(200)로부터 상기 표적 추적부(400)로 영상 데이터를 송신하는 제1 통신 채널부(510); 및 상기 표적 추적부(400)로부터 상기 영상 수신부로 표적 데이터를 송신하는 제2 통신 채널부(520);를 포함하고, 상기 제1 통신 채널부(510) 및 제2 통신 채널부(520)는 별개의 채널로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 통신 채널부(510) 및 제2 통신 채널부(520)는 PCI 익스프레스 채널을 가지는 직접 메모리 접근(DMA: Direct Memory Access) 채널을 포함할 수 있다.Accordingly, the communication channel unit according to the embodiment of the present invention includes a first communication channel unit 510 for transmitting image data from the image input unit 200 to the target tracking unit 400; And a second communication channel unit 520 for transmitting target data from the target tracking unit 400 to the image receiving unit. The first communication channel unit 510 and the second communication channel unit 520 include And can be formed as separate channels. Here, the first communication channel unit 510 and the second communication channel unit 520 may include a direct memory access (DMA) channel having a PCI Express channel.

이와 같이, 통신 채널부를 멀티채널의 직접 메모리 접근(DMA: Direct Memory Access) 채널 구조로 형성하는 경우 최적의 스케줄링 방식으로 입력과 출력이 동시에 가능하게 된다. 즉, 영상 입력부(200)에서 표적 추적부(400)로 제1 통신 채널부(510)를 통하여 적외선 영상 데이터를 전송하고, 표적 추적부(400)에서 영상 입력부(200)로 제2 통신 채널부(520)를 통하여 표적 추적 데이터를 전송하여 멀티채널을 구현하여 통신 채널부가 전이중(full duplex) 방식으로 동작하게 할 수 있다.In this manner, when a communication channel unit is formed by a multi-channel direct memory access (DMA) channel structure, input and output can be performed simultaneously with an optimal scheduling scheme. That is, the infrared ray image data is transmitted from the image input unit 200 to the target tracking unit 400 through the first communication channel unit 510, the infrared ray image data is transmitted from the target tracking unit 400 to the image input unit 200, The target tracking data is transmitted through the transmission channel 520 to implement a multi-channel, so that the communication channel unit can operate in a full duplex manner.

이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치의 동작 과정에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation procedure of the image search apparatus for guided weapons according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3 and FIG.

도 3은 일반적인 영상 탐색 장치에서 데이터가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치에서 데이터가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a view for explaining a process of transmitting data in a general image search apparatus, and FIG. 4 is a diagram for explaining a process of transmitting data in an image search apparatus for guided weapons according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 일반적인 영상 탐색 장치에서는 영상 입력부에 입력되는 640×480×2 바이트(byte)의 크기를 가지는 일 프레임의 적외선 영상 데이터 전체를 외부 메모리부에 저장하고, 이를 PCI 익스프레스 채널을 통하여 표적 추적부로 전송하므로, 총 22.5msec(적외선 영상 입력 시간: 20msec, 적외선 영상 데이터 전송: 2.5msec)의 영상 지연 시간이 소요된다.3, in a typical image search apparatus, the entire infrared image data of one frame having a size of 640 × 480 × 2 bytes input to the image input unit is stored in the external memory unit, It takes a total of 22.5 msec (infrared image input time: 20 msec, infrared image data transmission: 2.5 msec).

반면, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치에서는 일 프레임의 적외선 영상 데이터를 분할하여, 예를 들어 640×7×2 바이트(byte)의 크기를 가지는 분할된 적외선 영상 데이터만을 영상 입력부(200)에 구비되는 내부 메모리부(220)에 저장하고, 분할된 적외선 영상 데이터의 입력과 동시에 제1 통신 채널부(510)를 통하여 표적 추적부(400)에 분할된 영상 데이터를 전송한다. 이러한 과정은 분할된 적외선 영상 데이터가 순차적으로 입력되는 중에 순차적으로 수행되며, 예를 들어 제1 프레임의 적외선 영상 데이터 640×480×2 바이트(byte) 중 640×476×2 바이트(byte)는 20msec 동안 제1 프레임의 적외선 영상 데이터가 영상 입력부(200)로 입력되는 중에 표적 추적부(400)로 전송되며, 제1 프레임의 적외선 영상 데이터가 영상 입력부(200)로 입력이 완료된 이후 640×4×2 바이트(byte)만 제2 프레임의 적외선 영상 데이터가 입력되는 중에 표적 추적부(400)로 전송되면 제1 프레임의 적외선 영상 데이터가 모두 표적 추적부(400)로 전송되므로, 영상 지연 시간은 총 20.02msec(적외선 영상 입력 시간: 20msec, 적외선 영상 데이터 전송: 0.02msec)가 소요된다. 또한, 영상 입력 과정과 표적 추적부(400)로의 영상 전송 과정 사이에 입력되는 적외선 영상 데이터의 확인 및 검증과 데이터 오류 수정 및 보완을 수행할 수 있게 되어 신뢰성 있는 적외선 영상 데이터를 최종적으로 처리할 수 있게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 4, in the image search apparatus for guided weapons according to the embodiment of the present invention, the infrared image data of one frame is divided, for example, divided into 640 × 7 × 2 bytes Only the infrared image data is stored in the internal memory unit 220 provided in the image input unit 200 and is divided into the target tracking unit 400 through the first communication channel unit 510 simultaneously with the input of the divided infrared image data And transmits the image data. For example, among the 640 x 480 x 2 bytes of the infrared image data of the first frame, 640 x 476 x 2 bytes of the divided image data are sequentially inputted while the divided infrared image data is sequentially input. The infrared image data of the first frame is transmitted to the target tracking unit 400 while the infrared image data of the first frame is input to the image input unit 200. After the infrared image data of the first frame is input to the image input unit 200, Since only the 2 bytes of the infrared image data of the second frame are transmitted to the target tracking unit 400 during the input of the infrared image data of the second frame, all of the infrared image data of the first frame is transmitted to the target tracking unit 400, 20.02msec (infrared image input time: 20msec, infrared image data transfer: 0.02msec). In addition, it is possible to perform verification and verification of infrared image data inputted between the image input process and the image transmission process to the target tracking unit 400, correct and correct data errors, and finally process reliable infrared image data .

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 일반적인 영상 탐색 장치는 일 프레임의 적외선 영상 데이터 전체를 표적 추적부로 전송하고, 표적 추적 알고리즘에 의하여 알고리즘 처리 후 결과 값을 영상 입력부로 다시 전송하는 반이중(half duplex) 방식으로 동작한다. 이 경우 제2 프레임의 적외선 영상 데이터가 표적 추적부로 전송되고, 제2 프레임의 적외선 영상 데이터에 대한 알고리즘 처리가 지연되는 경우 제3 프레임의 적외선 영상 데이터가 전송되는 시점과 충돌이 발생할 수 있게 된다. 즉, 영상 데이터의 전송은 적외선 영상 데이터가 입력되는 주기마다 발생하므로, 표적 추적부로의 영상 데이터 전송은 높은 우선 순위를 가지게 되고, 영상 입력부로의 표적 추적 데이터의 전송은 표적 추적 알고리즘의 수행이 완료되면 이루어지므로 낮은 우선 순위를 가진다. 따라서, 제2 프레임의 적외선 영상 데이터로부터 알고리즘 처리된 표적 추적 데이터는 데이터 간의 충돌을 방지하기 위하여 제3 프레임의 적외선 영상 데이터의 전송이 종료된 후에 영상 입력부로 전송된다.As shown in FIG. 3, the general image search apparatus transmits a half-duplex (half-duplex) image, which transmits the entire infrared image data of one frame to the target tracker, Lt; / RTI > In this case, if the infrared image data of the second frame is transmitted to the target tracking unit and the algorithm processing of the infrared image data of the second frame is delayed, a collision may occur with the time when the infrared image data of the third frame is transmitted. That is, since the transmission of the image data occurs every cycle of inputting the infrared image data, the transmission of the image data to the target tracking unit has a high priority, and the transmission of the target tracking data to the image input unit is completed It has a low priority. Therefore, the target tracking data subjected to the algorithm processing from the infrared image data of the second frame is transmitted to the image input unit after the transmission of the infrared image data of the third frame is terminated to prevent collision between the data.

반면, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 다른 유도 무장용 영상 탐색 장치에서는 적외선 영상 데이터의 전송과 표적 추적 데이터의 전송이 동시에 가능한 전이중(full duplex) 방식으로 동작한다. 예를 들어, 제2 프레임의 적외선 영상 데이터가 표적 추적부(400)로 전송되고, 제2 프레임의 적외선 영상 데이터에 대한 알고리즘 처리가 지연되는 경우에도 제3 프레임의 적외선 영상 데이터가 전송되는 시점과 충돌이 발생하지 않는다. 즉, 적외선 영상 데이터의 전송과 표적 추적 데이터의 전송은 별개의 채널에서 동시에 수행되므로, 제2 프레임의 적외선 영상 데이터로부터 알고리즘 처리된 표적 추적 데이터는 제3 프레임의 적외선 영상 데이터가 전송되는 중에도 영상 입력부(200)로 전송될 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 4, in the image search apparatus for guided weapons according to the embodiment of the present invention, the transmission operation of the infrared image data and the transmission of the target tracking data are simultaneously performed in a full duplex manner. For example, even when the infrared image data of the second frame is transmitted to the target tracking unit 400 and the algorithm processing of the infrared image data of the second frame is delayed, the time when the infrared image data of the third frame is transmitted No collision occurs. That is, since the transmission of the infrared image data and the transmission of the target tracking data are performed simultaneously on the separate channels, the target tracking data subjected to the algorithm processing from the infrared image data of the second frame is transmitted to the image inputting unit (200).

실제적으로 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치를 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 펌웨어에 구현하여 실험한 결과, 일반적인 적외선 영상 탐색 장치의 경우 24.5msec의 영상 지연 시간을 가지며, 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치의 경우 20.04msec의 영상 지연 시간을 가지는 것이 확인되었다. 즉, 데이터의 크기에 따른 전송 속도만을 고려한 이론적인 영상 지연 시간과는 약 2배의 차이가 있음이 확인되었다.As a result of experimenting with a field programmable gate array (FPGA) firmware, the conventional infrared image search apparatus has an image delay time of 24.5 msec. It has been confirmed that the image searching apparatus for guided weapons according to the embodiment has an image delay time of 20.04 msec. That is, it is confirmed that there is a difference of about 2 times from the theoretical image delay time considering only the transmission speed according to the data size.

유도 무장용 영상 탐색 장치에서 중요한 파라미터 중 하나인 영상 지연 시간은 최종적으로 표적을 포착하고, 추적하는 알고리즘 수행을 위하여 필요한 시스템 마진의 성능과 밀접하게 연관되어 있다. 즉, 적외선 영상 데이터의 20msec 동기 시스템에서 영상 데이터의 전송만을 위하여 4.5msec의 시간을 사용하게 되면, 실제적으로 표적 추적 알고리즘이 동작할 시스템 마진 시간이 15.5msec에 불과하여 표적 간의 거리 및 표적의 크기 등을 포함하는 표적의 정보에 따라 일 프레임 내에 알고리즘 처리가 불가능할 가능성도 존재한다. 이에 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치의 경우, 실험 결과 알고리즘 처리에 필요한 시스템 마진이 19.96msec로 확보되어 적외선 영상 데이터의 입력 주기인 20msec 내에서 거의 손실없이 시스템 설계가 가능하게 된다. 또한, 멀티 채널의 직접 메모리 접근 채널에 의한 PCI 익스프레스 채널 통신으로 인해 송신과 수신이 동시에 이루어지는 전이중(full duplex) 방식을 구현하여 데이터의 손실 및 오류가 발생하지 않고 효율적이며 안정적인 스케줄링 시스템을 구현할 수 있다.Image delay time, which is one of the important parameters in the guided image search apparatus, is closely related to the performance of the system margin necessary for capturing and tracking the target. That is, if the time of 4.5 msec is used only for transmission of the image data in the 20 msec synchronous system of the infrared image data, the system margin time to operate the target tracking algorithm is only 15.5 msec, and the distance between the targets and the size of the target There is also a possibility that the algorithm can not be processed within one frame according to the information of the target including the target. Therefore, in the case of the image search apparatus for guided weapons according to the embodiment of the present invention, the system margin required for the processing of the experimental result algorithm is secured to 19.96 msec, and the system design can be performed with almost no loss within 20 msec of the input period of the infrared image data . In addition, by implementing PCI Express channel communication using a multi-channel direct memory access channel, a full duplex system in which both transmission and reception are performed simultaneously realizes an efficient and stable scheduling system without data loss and error .

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 방법을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a method of searching for a guided image according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 방법은 영상 데이터를 출력하는 과정(S100); 상기 출력되는 영상 데이터를 분할하여 입력받는 과정(S200); 상기 분할하여 입력된 영상 데이터를 전송하는 과정(S300); 상기 적외선 영상 데이터로부터 표적 추적 데이터를 생성하는 과정(S500); 및 상기 생성된 표적 추적 데이터를 전송하는 과정(S600);을 포함한다.Referring to FIG. 5, an image search method for guided weapons according to an embodiment of the present invention includes the steps of (S100) outputting image data; A step S200 of dividing and outputting the output image data; Transmitting the divided image data (S300); Generating target tracking data from the infrared image data (S500); And transmitting the generated target tracking data (S600).

영상 데이터를 출력하는 과정(S100)은 영상 검출부(100)에 의하여 표적을 포함하는 영상을 획득하고, 획득된 영상을 디지털 신호로 처리하여 영상 데이터를 출력한다. 영상 획득을 위하여는 CCD 센서, CMOS 센서 또는 적외선 영상 센서 등이 사용될 수 있으며, 이중 적외선 영상 센서를 이용하여 획득된 적외선 영상을 그레이 스케일의 영상으로 처리할 수 있음은 전술한 바와 같다.In the step of outputting the image data (S100), the image detecting unit (100) obtains the image including the target, processes the obtained image into a digital signal, and outputs the image data. A CCD sensor, a CMOS sensor, or an infrared image sensor can be used for image acquisition, and the infrared image obtained using the infrared image sensor can be processed into a gray scale image as described above.

영상 데이터를 분할하여 입력받는 과정(S200)은 영상 입력부(200)가 영상 검출부(100)로부터 출력되는 영상 데이터를 분할하여 입력받는다. 영상 데이터를 분할하여 입력받는 과정(S200)은, 예를 들어 640×480×2 바이트(byte)의 크기를 가지는 일 프레임의 적외선 영상 데이터를 분할하고, 640×7×2 바이트(byte)의 크기를 가지는 분할된 적외선 영상 데이터만을 영상 입력부(200)에 구비되는 내부 메모리부(220)에 순차적으로 저장하고, 이후 제1 통신 채널부(510)를 통하여 표적 추적부(400)에 분할된 영상 데이터를 전송한다.In step S200, the image input unit 200 divides the image data output from the image detection unit 100 and receives the divided image data. In step S200 of dividing and inputting the image data, the infrared image data of one frame having a size of 640 x 480 x 2 bytes is divided, and the size of 640 x 7 x 2 bytes In the internal memory unit 220 of the image input unit 200 and then stores the divided image data in the target tracking unit 400 through the first communication channel unit 510. [ .

또한, 영상 데이터를 분할하여 입력받는 과정(S200)은 영상 데이터를 분할하여 영상 입력부(200)의 내부 메모리부(220)에 저장하는 과정 및 상기 내부 메모리부에 분할 저장된 영상 데이터를 전처리부(240)에 의하여 전처리하는 과정을 포함할 수 있다. 여기서, 내부 메모리부(220)는 저장 용량은 작지만 상대적으로 빠른 처리 속도를 가지는 바, 통신 채널부에 의하여 스케줄링이 가능한 용량의 분할된 적외선 영상 데이터만을 내부 메모리부(220)에 저장하여 실시간으로 고속 전송할 수 있게 되며, 전처리부(240)는 영상 지연 시간의 증가 없이 내부 메모리부(220)에 분할 저장된 적외선 영상 데이터를 검증하고, 화질 개선, 수정 및 보완을 위한 전처리를 수행할 수 있음은 전술한 바와 같다.The process of dividing and inputting the image data S200 includes dividing the image data and storing the divided image data in the internal memory 220 of the image input unit 200 and processing the image data divided and stored in the internal memory unit by the preprocessor 240 ). Since the internal memory unit 220 has a small storage capacity but a relatively high processing speed, only the divided infrared image data of a capacity that can be scheduled by the communication channel unit is stored in the internal memory unit 220, The preprocessing unit 240 can verify the divided infrared image data stored in the internal memory unit 220 without increasing the image delay time and perform preprocessing for image quality improvement, Same as.

분할하여 입력된 영상 데이터를 전송하는 과정(S300)은 일 프레임의 적외선 영상 데이터에 대하여 상기와 같이 순차적으로 분할되어 입력되는 적외선 영상 데이터를 제1 통신 채널부(510)를 통하여 영상 입력부(200)로부터 표적 추적부(400)로 전송한다. 분할하여 입력된 영상 데이터를 전송하는 과정(S300)은 분할된 적외선 영상 데이터가 영상 입력부(200)에 순차적으로 입력되는 중에 순차적으로 수행되며, 예를 들어 일 프레임의 적외선 영상 데이터 640×480×2 바이트(byte) 중 640×476×2 바이트(byte)는 20msec 동안 일 프레임의 적외선 영상 데이터가 영상 입력부(200)로 입력되는 중에 표적 추적부(400)로 전송되며, 일 프레임의 적외선 영상 데이터가 영상 입력부(200)로 입력이 완료된 이후 640×4×2 바이트(byte)만 다음 프레임의 적외선 영상 데이터가 입력되는 중에 표적 추적부(400)로 전송된다.In step S300, the infrared image data, which is sequentially divided and input to the infrared image data of one frame, is input to the image input unit 200 through the first communication channel unit 510, To the target tracking unit (400). In step S300, the divided infrared image data is sequentially input to the image input unit 200. For example, one frame of infrared image data is divided into 640 x 480 x 2 640 × 476 × 2 bytes of the byte are transmitted to the target tracking unit 400 while one frame of infrared image data is input to the image input unit 200 for 20 msec. After the input to the image input unit 200 is completed, only the 640 x 4 x 2 bytes are transmitted to the target tracking unit 400 while the infrared image data of the next frame is inputted.

영상 데이터를 분할하여 입력받는 과정(S200) 및 분할하여 입력된 영상 데이터를 전송하는 과정(S300)은 일 프레임의 적외선 영상 데이터가 영상 입력부(200)로 입력 및 표적 추적부(400)로 전송이 완료(S400)될 때까지 순차적으로 계속된다. 즉, 일 프레임의 적외선 영상 데이터 640×480×2 바이트(byte)에 대하여 분할된 640×7×2 바이트(byte)의 크기를 가지는 적외선 영상 데이터는 영상 입력부(200)로 계속적으로 입력 및 표적 추적부(400)로 계속적으로 전송된다. 마지막으로 일 프레임의 적외선 영상 데이터가 영상 입력부(200)로 입력이 완료된 이후 640×4×2 바이트(byte)만 다음 프레임의 적외선 영상 데이터가 입력되는 중에 표적 추적부(400)로 전송되면 일 프레임의 적외선 영상 데이터가 표적 추적부(400)로 모두 전송되게 된다.In step S200 of dividing and inputting the image data and transmitting the divided image data in step S300, infrared image data of one frame is input to the image input unit 200 and transmitted to the target tracking unit 400 And continues sequentially until completion (S400). That is, the infrared image data having a size of 640 x 7 x 2 bytes divided for one frame of infrared image data of 640 x 480 x 2 bytes is continuously input to the image input unit 200, (400). ≪ / RTI > Finally, when infrared image data of one frame is inputted to the image input unit 200, and the infrared image data of the next frame is transmitted to only the 640 x 4 x 2 byte (byte), the target tracking unit 400 receives one frame The infrared ray image data of the infrared ray image is all transmitted to the target tracking unit 400.

일 프레임의 데이터가 표적 추적부(400)로 전송되면, 표적 추적부(400)는 표적 추적 데이터를 생성(S500)한다. 즉, 표적 추적부(400)는 영상 입력부(200)에 입력되어 필요에 따라 전처리된 분할된 적외선 영상 데이터를 순차적으로 수신하여, 일 프레임의 적외선 영상 데이터의 수신이 완료되면, 수신된 적외선 영상 데이터를 기반으로 표적 추적 알고리즘 처리하여 표적 추적 데이터를 생성한다. 여기서, 표적 추적 데이터에는 표적 간의 거리, 표적의 크기 등을 포함하는 다양한 표적 정보가 포함될 수 있음은 전술한 바와 같다.When the data of one frame is transmitted to the target tracking unit 400, the target tracking unit 400 generates target tracking data (S500). That is, the target tracking unit 400 sequentially receives the preprocessed divided infrared image data inputted to the image input unit 200, if necessary, and when the reception of one frame of the infrared image data is completed, Based target tracking algorithm to generate target tracking data. Here, the target tracking data may include various target information including the distance between the targets, the size of the target, etc., as described above.

표적 추적 데이터를 전송하는 과정(S600)은 표적 추적부(400)에서 표적 추적 알고리즘에 의하여 생성된 표적 추적 데이터를 영상 입력부(200)로 전송한다. 표적 추적 데이터의 전송은 적외선 영상 데이터를 전송하는 제1 통신 채널부와는 별개의 채널로 형성되는 제2 통신 채널부에 의하여 이루어지며, 이에 의하여 적외선 영상 데이터의 전송과 표적 추적 데이터의 전송이 동시에 가능한 전이중(full duplex) 방식으로 동작할 수 있음은 전술한 바와 같다.In step S600 of transmitting the target tracking data, the target tracking unit 400 transmits the target tracking data generated by the target tracking algorithm to the image input unit 200. [ The transmission of the target tracking data is performed by a second communication channel unit formed by a channel separate from the first communication channel unit for transmitting the infrared image data, whereby the transmission of the infrared image data and the transmission of the target tracking data are simultaneously performed It is possible to operate in a full duplex manner as described above.

즉, 적외선 영상 데이터의 전송과 표적 추적 데이터의 전송은 별개의 채널에서 동시에 수행되어, 일 프레임의 적외선 영상 데이터가 표적 추적부(400)로 전송되고, 일 프레임의 적외선 영상 데이터에 대한 알고리즘 처리가 지연되는 경우에도 다음 프레임의 적외선 영상 데이터가 전송되는 시점과 충돌이 발생하지 않게 된다.That is, the transmission of the infrared image data and the transmission of the target tracking data are performed simultaneously on the separate channels, so that the infrared image data of one frame is transmitted to the target tracking unit 400, and the algorithm processing of the infrared image data of one frame Even when the frame is delayed, there is no collision with the time when the infrared image data of the next frame is transmitted.

본 발명의 실시 예에 따른 유도 무장용 영상 탐색 장치 및 탐색 방법에 의하면, 영상 검출부(100)로부터 출력되는 영상 데이터를 분할하여 입력 및 전송함으로써 영상 지연 시간을 최소화하고, 대용량의 영상 데이터를 실시간으로 고속 전송할 수 있다.According to the image searching apparatus and method for guided shooting according to the embodiment of the present invention, image delay time is minimized by dividing and inputting and transmitting image data output from the image detecting unit 100, High-speed transmission is possible.

또한, 대용량의 영상 데이터의 일부인 분할된 영상 데이터를 저장하고 순차적으로 처리함에 의하여 저장 용량이 작으나 높은 처리 속도를 가지는 내부 메모리부(220)만으로 영상 데이터로부터 표적 추적 데이터를 생성할 수 있게 되어 유도 무장 시스템의 구현을 위한 양산 비용을 절감할 수 있다.In addition, the divided image data, which is a part of the large-capacity image data, is stored and sequentially processed, so that the target tracking data can be generated from the image data only by the internal memory unit 220 having a small storage capacity but high processing speed, It is possible to reduce the mass production cost for implementing the system.

뿐만 아니라, PCI 익스프레스 채널로 멀티 채널을 형성하여 영상 입력부(200)로부터 표적 추적부(400)로의 영상 데이터 전송과 표적 추적부(400)로부터 영상 입력부(200)로의 표적 추적 데이터 전송이 최적의 스케줄링 방식으로 구현되어 입력과 출력이 동시에 가능한 전이중 통신을 구현할 수 있다.In addition, it is also possible to form a multi-channel with the PCI Express channel so that the transmission of the image data from the image input unit 200 to the target tracking unit 400 and the transmission of the target tracking data from the target tracking unit 400 to the image input unit 200, To realize full duplex communication capable of both input and output simultaneously.

상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and the embodiments of the present invention and the described terminology are intended to be illustrative, It will be obvious that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as being within the scope of the claims of the present invention.

100: 영상 검출부 200: 영상 입력부
220: 내부 메모리부 240: 전처리부
400: 표적 추적부 510: 제1 통신 채널부
520: 제2 통신 채널부
100: image detecting unit 200:
220: internal memory unit 240: preprocessing unit
400: target tracking unit 510: first communication channel unit
520: second communication channel section

Claims (9)

영상 데이터를 출력하는 영상 검출부;
상기 영상 데이터를 일 프레임 내에서 설정된 바이트(byte) 단위의 크기로 분할하고, 분할된 영상 데이터를 순차적으로 입력받는 영상 입력부;
상기 분할된 영상 데이터를 수신하여 표적 추적 데이터를 생성하는 표적 추적부; 및
상기 영상 입력부와 표적 추적부 사이에서 영상 데이터와 표적 추적 데이터를 송수신하는 통신 채널부;를 포함하고,
상기 영상 입력부는,
상기 일 프레임 내에서 분할된 영상 데이터를 순차적으로 저장함과 동시에, 상기 일 프레임 내에서 분할된 영상 데이터 중 먼저 저장된 영상 데이터를 상기 표적 추적부로 전송하는 내부 메모리부; 및
상기 일 프레임 내에서 분할되어, 상기 내부 메모리부에 저장되는 영상 데이터를 전처리하는 전처리부;를 포함하고,
상기 통신 채널부는,
상기 영상 입력부로부터 상기 표적 추적부로 분할된 영상 데이터를 송신하는 제1 통신 채널부; 및
상기 표적 추적부로부터 상기 영상 입력부로 생성된 표적 추적 데이터를 송신하는 제2 통신 채널부;를 포함하고,
상기 제1 통신 채널부 및 제2 통신 채널부는 별개의 채널로 형성되어, 상기 제1 통신 채널부로부터 분할된 영상 데이터가 전송되는 중에 상기 제2 통신 채널부로부터 생성된 표적 추적 데이터를 송신하는 유도 무장용 영상 탐색 장치.
An image detector for outputting image data;
An image input unit that divides the image data into a size of a byte unit set in one frame and sequentially receives the divided image data;
A target tracking unit for receiving the divided image data and generating target tracking data; And
And a communication channel unit for transmitting and receiving image data and target tracking data between the image input unit and the target tracking unit,
Wherein the image input unit comprises:
An internal memory for sequentially storing the image data divided in the one frame and transmitting the image data stored in the one frame among the divided image data to the target tracking unit; And
And a preprocessor for preprocessing the image data divided in the one frame and stored in the internal memory unit,
Wherein the communication channel unit comprises:
A first communication channel unit for transmitting image data divided from the image input unit to the target tracking unit; And
And a second communication channel unit for transmitting the target tracking data generated from the target tracking unit to the video input unit,
Wherein the first communication channel unit and the second communication channel unit are formed as separate channels and are adapted to transmit target tracking data generated from the second communication channel unit while the divided video data is being transmitted from the first communication channel unit, Armed image search device.
청구항 1에 있어서,
상기 영상 입력부는, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA: Field Programmable Gate Array)를 포함하는 유도 무장용 영상 탐색 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the image input unit includes a field programmable gate array (FPGA).
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 통신 채널부는 직접 메모리 접근(DMA: Direct Memory Access) 채널을 포함하는 유도 무장용 영상 탐색 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the communication channel unit includes a direct memory access (DMA) channel.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 통신 채널부 및 제2 통신 채널부는 PCI 익스프레스 채널을 포함하는 유도 무장용 영상 탐색 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first communication channel unit and the second communication channel unit include a PCI Express channel.
영상 데이터를 출력하는 과정;
상기 출력되는 영상 데이터를 일 프레임 내에서 설정된 바이트(byte) 단위의 크기로 분할하여 입력받는 과정;
상기 영상 데이터로부터 표적 추적 데이터를 생성하는 과정; 및
상기 생성된 표적 추적 데이터를 전송하는 과정;을 포함하고,
상기 영상 데이터를 분할하여 입력받는 과정은,
상기 일 프레임 내에서 분할된 영상 데이터를 순차적으로 저장함과 동시에, 상기 일 프레임 내에서 분할된 영상 데이터 중 먼저 저장된 영상 데이터를 전송하는 과정; 및
상기 일 프레임 내에서 분할되어 저장되는 영상 데이터를 전처리하는 과정;을 포함하고,
상기 생성된 표적 추적 데이터를 전송하는 과정은,
제1 통신 채널부에 의하여 상기 분할된 영상 데이터가 전송되는 중에 상기 제1 통신 채널부와 별개의 채널로 형성된 제2 통신 채널부에 의하여 생성된 표적 추적 데이터를 전송하는 유도 무장용 영상 탐색 방법.
Outputting image data;
Dividing the output image data into a size of a byte unit set in one frame and receiving the divided image data;
Generating target tracking data from the image data; And
And transmitting the generated target tracking data,
The process of dividing and inputting the image data includes:
Sequentially storing the divided image data in one frame and transmitting the stored image data among the divided image data in one frame; And
And preprocessing the image data divided and stored in the one frame,
The process of transmitting the generated target tracking data includes:
And transmits the target tracking data generated by the second communication channel unit formed with a channel different from the first communication channel unit while the divided video data is being transmitted by the first communication channel unit.
삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101217162B1 (en) * 2012-04-09 2012-12-31 삼성탈레스 주식회사 System for combat unmanned aerial vehicle guided arm
KR101386643B1 (en) * 2014-01-15 2014-04-18 국방과학연구소 Apparatus and method for weapon targeting assistant

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