KR101903071B1 - 비행체의 롤 자세를 결정하는 장치 및 방법 - Google Patents

비행체의 롤 자세를 결정하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

비행체의 측 방향의 온도를 센싱하는 적어도 하나의 서모파일 센서; 및 적어도 하나의 서모파일 센서에 의한 센싱 결과 출력되는 출력 신호를 이용하여 비행체의 롤 자세를 결정하는 신호 처리부를 포함하는, 비행체의 롤 자세를 결정하는 장치 및 방법을 제공한다.

Description

비행체의 롤 자세를 결정하는 장치 및 방법{Apparatus and method for determining roll posture of projectile}
본 개시는 비행체의 롤 자세를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
전 세계적으로 포탄과 탄약의 화력을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 화약의 양을 늘리거나 화약의 위력을 개선하여 포탄과 탄약의 화력을 높이는 연구뿐만 아니라 포탄과 탄약의 정확도를 높여 화력을 집중하는 연구도 활발히 진행되고 있다.
그 예로 포탄에 유도조종 기능을 탑재한 탄도수정탄을 얘기할 수 있다. 일반적인 포탄과 탄약은 사거리가 증가할수록 정확도가 낮아지고 분산도가 커지게 된다. 탄도 수정탄은 이러한 문제를 해결하기 위해 포탄에 유도조종 기능을 추가하여 표적에 최대한 접근할 수 있도록 함으로써 위력을 증가시키기 위해 전 세계적으로 개발 중인 포탄이다. 일반적인 탄약은 비행 안정성 때문에 고속으로 롤 회전한다. 포탄도 꼬리날개를 이용하여 비행 안정성을 확보한 경우는 롤 회전이 없지만 꼬리날개가 없는 포탄은 롤 회전을 통해 비행 안정성을 확보한다. 이렇게 롤 회전하는 포탄과 탄약은 유도조종을 위해 롤 자세를 추정하는 것이 필수적이다. 유도탄의 경우 롤 자세를 관성항법장치를 통해 측정 또는 추정하지만 회전 안정탄의 경우 비행 중 운동이 복잡하여 관성항법장치를 사용하기 힘들다. 대안으로 GPS (Global Positioning System)를 통해 수신된 신호의 위상을 이용하거나 수신 전력의 세기를 이용하여 롤 자세를 추정하는 방법을 연구하고 있다. 하지만 GPS는 재밍에 의해 불능 상태가 될 수 있고 앞서 설명한 방식은 연산이 복잡하여 시스템이 복잡해지는 단점이 있다. 다른 대안으로 지구 자기장을 측정하여 포탄과 탄약의 자세를 추정하는 방법에 대해 연구 또한 진행되고 있다. 예를 들어, 공중폭발탄의 위력을 증대시키기 위한 방안으로 지면을 감지하여 화력을 지면으로 집속시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 앞에서 설명한 GPS 시스템은 소형 탄약에 적용하기에 시스템이 크므로 사용이 불가능하기 때문에 지자기를 이용한 방법을 연구 중에 있다. 하지만 발사 위치에 따라 지자기는 변하기 때문에 사전에 발사 위치에서의 지자기 값을 탄에 장입해야 정확한 지면방향을 찾을 수 있는 문제가 있다.
본 실시예들에 따르면, 비행체의 롤 자세를 결정하는 장치 및 방법을 제공한다.
제 1 측면에 따라, 비행체의 롤 자세를 결정하는 장치는, 상기 비행체의 측 방향의 온도를 센싱하는 적어도 하나의 서모파일 센서; 및 상기 적어도 하나의 서모파일 센서에 의한 센싱 결과 출력되는 출력 신호를 이용하여 상기 비행체의 롤 자세를 결정하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 서모파일 센서는, 상기 비행체의 서로 반대 측 방향의 온도를 센싱하는 제 1 서모파일 센서 및 제 2 서모파일 센서를 포함하고, 상기 신호 처리부는, 상기 제 1 서모파일 센서의 제 1 출력 신호와 상기 제 2 서모파일 센서의 제 2 출력 신호의 차이에 기초하여, 상기 비행체의 롤 자세를 결정할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부는, 상기 제 1 서모파일 센서의 제 1 출력 신호와 상기 제 2 서모파일 센서의 제 2 출력 신호의 차이에 기초하여, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 획득할 수 있다.
또한, 상기 비행체의 롤 각속도를 측정하는 자이로 센서를 더 포함하고, 상기 신호 처리부는, 상기 출력 신호 및 상기 측정된 롤 각속도에 기초하여, 상기 비행체의 롤 자세를 결정할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부는, 하기 수학식에 기초하여 상기 비행체의 롤 각도 및 롤 각속도를 결정하고,
Figure 112017102704916-pat00001
상기 수학식에서,
Figure 112017102704916-pat00002
는 롤 각을 나타내고,
Figure 112017102704916-pat00003
는 상기 자이로 센서에 의해 측정된 롤 각속도를 나타내고,
Figure 112017102704916-pat00004
는 샘플링 시간을 나타내고, 아래첨자 k 및 k+1은 현재 시점 및 다음 시점을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부는, 상기 출력 신호를 이용하여, 상기 비행체의 회전수를 결정할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부는, 상기 출력 신호를 이용하여, 상기 비행체의 롤 방향, 롤 각도 및 롤 각속도 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
제 2 측면에 따른 비행체는, 상기 비행체의 측 방향의 온도를 센싱하는 적어도 하나의 서모파일 센서; 및 상기 적어도 하나의 서모파일 센서에 의한 센싱 결과 출력되는 출력 신호를 이용하여 상기 비행체의 롤 자세를 결정하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 비행체는 회전 안정탄일 수 있다.
제 3 측면에 따른, 비행체의 롤 자세를 결정하는 방법은, 서모파일 센서를 이용하여 상기 비행체의 측 방향의 온도를 센싱하는 단계; 상기 센싱 결과 출력되는 출력 신호를 이용하여 상기 비행체의 롤 자세를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
서모파일 센서를 이용하여 비행체의 롤 자세를 결정하는 본 실시예에 따르면, 복잡한 탄 운동에서도 적용할 수 있고, 재밍이나 주변 장치에 의한 신호의 왜곡도 없고, 연산량도 GPS를 이용한 롤 추정 방식보다 매우 작다. 또한, 비행체의 서로 다른 측 방향의 온도를 센싱하는 바, 신호 대 잡음비가 향상된 서모파일 센서의 출력 신호를 생성할 수 있다. 또한, 자이로 센서를 함께 이용하여 보다 정확한 비행체의 롤 각도 및 롤 각속도를 결정할 수 있다.
본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따라 비행체의 롤 자세를 결정하는 장치의 블록도를 나타낸다.
도 2는 서모파일 센서의 출력 신호의 일 실시예를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 비행체를 나타낸다.
도 4는 다른 실시예에 따른 장치의 블록도를 나타낸다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 장치의 블록도를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 비행체의 롤 자세를 결정하는 방법을 나타낸다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 하기 실시예는 기술적 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 해당 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 일 실시예에 따라 비행체의 롤 자세를 결정하는 장치의 블록도를 나타낸다.
비행체의 롤 자세를 결정하는 장치(100)(이하, 설명의 편의를 위해 장치(100)라고 한다.)는 적어도 하나의 서모파일(thermopile) 센서(110) 및 신호 처리부(120)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 장치(100)는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
적어도 하나의 서모파일 센서(110)는 비행체의 측 방향의 온도를 센싱할 수 있다. 서모파일 센서는 서로 다른 두 종류의 반도체가 온도차를 가질 때 전압이 발생하는 Seebeck 효과를 이용하여 열을 감지하는 센서이다.
일 실시예에 따라, 장치(100)가 비행체에 포함될 수 있는 바, 비행체가 회전함에 따라 비행체의 측 방향이 지면 방향 또는 하늘 방향일 수 있으므로, 적어도 하나의 서모파일 센서(110)는 비행체를 기준으로 지면 방향 또는 하늘 방향의 온도를 센싱할 수 있다. 적어도 하나의 서모파일 센서(110)는 센싱 결과 전압 신호를 출력 신호로써 출력할 수 있다. 열원으로부터 거리가 멀어질수록 열 복사에너지도 줄어들게 되기 때문에 지면이 하늘보다 더 높은 열 복사 에너지를 갖게 된다. 따라서, 비행체가 회전함에 따라, 적어도 하나의 서모파일 센서(110)는 지면 방향과 하늘 방향의 온도를 순차적으로 센싱하게 되고, 적어도 하나의 서모파일 센서(110)의 출력 신호는 정현파 형태의 신호가 될 수 있다. 구체적으로, 출력 신호는 지면 방향의 온도를 최대값으로 갖고, 하늘 방향의 온도를 최소값으로 갖는 정현파 형태의 신호가 될 수 있다.
일 실시예에 따라, 적어도 하나의 서모파일 센서(110)는 비행체의 서로 다른 측 방향의 온도를 센싱하는 제 1 서모파일 센서 및 제 2 서모파일 센서를 포함할 수 있다. 또한, 신호 처리부(120)는 제 1 서모파일 센서의 제 1 출력 신호와 제 2 서모파일 센서의 제 2 출력 신호의 차이에 기초하여, 비행체의 롤 자세를 결정할 수 있다.
신호 처리부(120)는 적어도 하나의 서모파일 센서(110)에 의한 센싱 결과 출력되는 출력 신호를 이용하여 비행체의 롤 자세를 결정할 수 있다. 비행체의 롤 자세는 비행체의 회전 방향, 회전 수, 롤 각도, 및 롤 각속도를 의미할 수 있다. 또한, 신호 처리부(120)는 적어도 하나의 서모파일 센서(110)의 출력 신호를 증폭할 수 있고 필터링할 수 있다.
일 실시예에 따라, 신호 처리부(120)는 적어도 하나의 서모파일 센서(110)의 출력 신호의 주기 횟수를 측정하여 비행체의 회전 수를 결정할 수 있다. 구체적으로, 비행체가 회전할 때마다, 적어도 하나의 서모파일 센서(110)가 센싱하는 온도가 반복될 것이므로, 출력 신호의 주기 횟수와 비행체의 회전 수가 일치할 수 있다. 또한, 신호 처리부(120)는 적어도 하나의 서모파일 센서(110)의 최대값 발생 시점을 검출하여 비행체를 기준으로 지면 방향을 결정할 수 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 서모파일 센서(110)가 지면 방향의 온도를 센싱할 때 적어도 하나의 서모파일 센서(110)의 출력 신호가 최대값이 될 수 있으므로, 신호 처리부(120)는 적어도 하나의 서모파일 센서(110)의 최대값 발생 시점을 검출하여 비행체를 기준으로 지면 방향을 결정할 수 있다. 마찬가지로, 신호 처리부(120)는 적어도 하나의 서모파일 센서(110)의 최소값 발생 시점을 검출하여 비행체를 기준으로 하늘 방향을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 신호 처리부(120)는 적어도 하나의 서모파일 센서(110)의 출력 신호를 이용하여 비행체의 롤 각도 또는 롤 각속도를 결정할 수 있다. 먼저, 신호 처리부(120)는 출력 신호의 주기당 시간을 통해 비행체의 회전 주기당 시간을 결정할 수 있다. 또한, 신호 처리부(120)는 결정된 비행체의 회전 주기당 시간(즉, 360도를 회전하는 데 걸린 시간)을 통해, 비행체의 롤 각속도를 결정할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 신호 처리부(120)는 비행체를 기준으로 하늘 방향 또는 지면 방향을 결정할 수 있는 바, 신호 처리부(120)는 비행체의 롤 각속도 및 측정 시간을 이용하여, 비행체가 하늘 방향 또는 지면 방향으로부터 회전한 롤 각도를 결정할 수 있다.
도 2는 서모파일 센서의 출력 신호의 일 실시예를 나타낸다.
도 2에서 도시되는 바와 같이, 적어도 하나의 서모파일 센서(110)는 정현파의 형태로 출력 신호를 출력할 수 있다. 구체적으로, 출력 신호는, 적어도 하나의 서모파일 센서(110)가 지면 방향을 센싱할 때 최대값을 갖고, 적어도 하나의 서모파일 센서(110)가 하늘 방향을 센싱할 때 최소값을 갖는 정현파가 될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 비행체를 나타낸다.
비행체(10)는 비행체(10)의 롤 자세를 결정하는 장치(100)를 포함할 수 있다. 비행체(10)는 포탄 또는 탄약이 될 수 있다. 또한, 비행체(10)는 회전 안정탄이 될 수 있다.
비행체(10)는 회전하면서 진행할 수 있다. 따라서, 비행체(10) 내의 장치(100)는 비행체(10)가 회전함에 따라 비행체(10)의 측 방향의 온도를 센싱할 수 있다. 또한, 도 3에서 도시된 바와 같이, 장치(100)는, 장치(100)가 지면 방향을 향할 때 센싱한 온도를 최대값으로 갖고, 장치(100)가 하늘 방향을 향할 때 센싱한 온도를 최소값으로 갖는 정현파를 출력 신호로써 출력할 수 있다.
또한, 장치(100)는 출력 신호를 이용하여 비행체(10)의 롤 자세를 결정할 수 있다. 구체적으로, 도 1에서 설명한 바와 같이, 장치(100)는 출력 신호를 이용하여 비행체(10)의 회전 방향, 회전 수, 롤 각도, 및 롤 각속도 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 장치의 블록도를 나타낸다.
장치(100)는 일 실시예에 따라 제 1 서모파일 센서(112), 제 2 서모파일 센서(114), 및 신호 처리부(120)를 포함할 수 있다.
제 1 서모파일 센서(112) 및 제 2 서모파일 센서(114)는 비행체의 서로 반대 측 방향의 온도를 센싱할 수 있다. 구체적으로, 제 1 서모파일 센서(112)는 비행체의 지면 방향의 온도를 센싱하는 경우, 제 2 서모파일 센서(114)는 비행체의 하늘 방향의 온도를 센싱할 수 있다. 반대로, 제 1 서모파일 센서(112)는 비행체의 하늘 방향의 온도를 센싱하는 경우, 제 2 서모파일 센서(114)는 비행체의 지면 방향의 온도를 센싱할 수 있다. 따라서, 제 1 서모파일 센서(112) 및 제 2 서모파일 센서(114)는 구조적으로 비행체의 지면 방향 및 하늘 방향으로 향하게 비행체에 포함될 수 있다.
제 1 서모파일 센서(112) 및 제 2 서모파일 센서(114)는 비행체의 서로 반대 측 방향의 온도를 센싱하므로, 제 1 서모파일 센서(112) 및 제 2 서모파일 센서(114)의 출력 신호는 위상이 180도 차이가 날 수 있다. 일 실시예에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 서모파일 센서(112)의 출력 신호는 그래프(410)와 같이 나타날 수 있고, 제 2 서모파일 센서(114)의 출력 신호는 그래프(420)와 같이 나타날 수 있다.
신호 처리부(120)는 제 1 서모파일 센서(112)의 출력 신호 및 제 2 서모파일 센서(114)의 출력 신호의 차이에 기초하여, 비행체의 롤 자세를 결정할 수 있다.
구체적으로, 신호 처리부(120)는 제 1 서모파일 센서(112)의 출력 신호 및 제 2 서모파일 센서(114)의 출력 신호의 차이를 연산하여, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 획득할 수 있다. 서모파일 센서는 미약한 열을 측정하는 센서이므로 신호의 세기가 작을 수 있다. 이에 따라, 회로에서 발생하는 열잡음 등 노이즈에 취약할 수 있다. 따라서, 서로 반대 방향으로 향하는 제 1 서모파일 센서(112) 및 제 2 서모파일 센서(114)의 출력 신호들은 위상이 180도 반전된 신호들이므로, 신호 처리부(120)는 두 신호의 차이를 연산하여, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따라, 신호 처리부(120)는 그래프(410)에 대응되는 제 1 서모파일 센서(112)의 출력 신호와, 그래프(420)에 대응되는 제 2 서모파일 센서(114)의 출력 신호의 차이를 연산하여, 그래프(430)에 대응되는 출력 신호를 획득할 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 장치의 블록도를 나타낸다.
장치(100)는 자이로 센서(130)를 더 포함할 수 있다.
자이로 센서(130)는 비행체의 롤 각속도를 측정할 수 있다.
신호 처리부(120)는 적어도 하나의 서모파일 센서(110)의 출력 신호 및 자이로 센서(130)에 의해 측정된 롤 각속도에 기초하여, 비행체의 롤 자세를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 신호 처리부(120)는 하기 수학식 1에 따라 비행체의 롤 각도 및 롤 각속도를 결정할 수 있다.
Figure 112017102704916-pat00005
수학식 1에서,
Figure 112017102704916-pat00006
는 롤 각을 나타내고,
Figure 112017102704916-pat00007
는 롤 각속도를 나타내고,
Figure 112017102704916-pat00008
는 샘플링 시간을 나타내고, 아래첨자 k 및 k+1은 현재 시점 및 다음 시점을 나타낸다. 일 실시예에 따라, 신호 처리부(120)는 현재 시점에서의 롤 각은 적어도 하나의 서모파일 센서(110)를 이용하여 연산할 수 있고, 현재 시점에서의 롤 각속도는 자이로 센서(130)에 의해 측정된 롤 각속도를 이용할 수 있다. 또한, 고속으로 회전하는 비행체의 롤 각속도는 크게 변하지 않으므로, 신호 처리부(120)는 다음 시점에서의 롤 각속도는 현재 시점에서의 롤 각속도로 이용할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 비행체의 롤 자세를 결정하는 방법을 나타낸다.
도 6에 도시된 방법은, 도 1 내지 도 5의 장치(100)의 각 구성요소에 의해 수행될 수 있고, 중복되는 설명에 대해서는 생략한다.
단계 s610에서, 장치(100)는 서모파일 센서를 이용하여 비행체의 측 방향의 온도를 센싱할 수 있다. 장치(100)는 센싱 결과 전압 신호를 출력 신호로써 출력할 수 있다. 또한, 장치(100)는 서모파일 센서들을 이용하여 비행체의 서로 반대 측 방향의 온도를 센싱할 수 있다.
단계 s620에서, 장치(100)는 s610의 센싱 결과 출력되는 출력 신호를 이용하여 비행체의 롤 자세를 결정할 수 있다. 또한, 장치(100)는 비행체의 서로 반대 측 방향에서 센싱된 출력 신호들을 이용하여 비행체의 롤 자세를 결정할 수 있다. 장치(100)는 비행체의 서로 반대 측 방향에서 센싱된 출력 신호들의 차이에 기초하여, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 생성할 수 있다.
본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 실시 예에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.
본 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 회전하며 비행하는 비행체의 롤 자세를 결정하는 장치에 있어서,
    상기 비행체의 측 방향의 온도를 센싱하는 적어도 하나의 서모파일(thermopile) 센서; 및
    상기 적어도 하나의 서모파일 센서에 의한 센싱 결과 출력되는 출력 신호를 이용하여 상기 비행체의 롤 자세를 결정하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 서모파일 센서는,
    상기 비행체의 서로 반대 측 방향의 온도를 센싱하는 제 1 서모파일 센서 및 제 2 서모파일 센서를 포함하고,
    상기 신호 처리부는,
    상기 제 1 서모파일 센서의 제 1 출력 신호와 상기 제 2 서모파일 센서의 제 2 출력 신호의 차이에 기초하여, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 획득하고, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 이용하여 상기 비행체의 롤 자세를 결정하고,
    상기 신호 처리부는,
    상기 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호의 주기(period)를 측정하여 상기 비행체의 롤 각속도 및 롤 각도를 결정하고,
    상기 비행체는 회전 안정탄인, 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비행체의 롤 각속도를 측정하는 자이로 센서를 더 포함하고,
    상기 신호 처리부는,
    상기 출력 신호 및 상기 측정된 롤 각속도에 기초하여, 상기 비행체의 롤 자세를 결정하는, 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    하기 수학식에 기초하여 상기 비행체의 롤 각도 및 롤 각속도를 결정하고,
    Figure 112017102704916-pat00009

    상기 수학식에서,
    Figure 112017102704916-pat00010
    는 롤 각을 나타내고,
    Figure 112017102704916-pat00011
    는 상기 자이로 센서에 의해 측정된 롤 각속도를 나타내고,
    Figure 112017102704916-pat00012
    는 샘플링 시간을 나타내고, 아래첨자 k 및 k+1은 현재 시점 및 다음 시점을 나타내는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 출력 신호를 이용하여, 상기 비행체의 회전수를 결정하는, 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 출력 신호를 이용하여, 상기 비행체의 롤 방향, 롤 각도 및 롤 각속도 중 적어도 하나를 결정하는, 장치.
  8. 회전하며 비행하는 비행체에 있어서,
    상기 비행체의 측 방향의 온도를 센싱하는 적어도 하나의 서모파일 센서; 및
    상기 적어도 하나의 서모파일 센서에 의한 센싱 결과 출력되는 출력 신호를 이용하여 상기 비행체의 롤 자세를 결정하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 서모파일 센서는,
    상기 비행체의 서로 반대 측 방향의 온도를 센싱하는 제 1 서모파일 센서 및 제 2 서모파일 센서를 포함하고,
    상기 신호 처리부는,
    상기 제 1 서모파일 센서의 제 1 출력 신호와 상기 제 2 서모파일 센서의 제 2 출력 신호의 차이에 기초하여, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 획득하고, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 이용하여 상기 비행체의 롤 자세를 결정하고,
    상기 신호 처리부는,
    상기 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호의 주기(period)를 측정하여 상기 비행체의 롤 각속도 및 롤 각도를 결정하고,
    상기 비행체는 회전 안정탄인, 비행체.
  9. 삭제
  10. 회전하며 비행하는 비행체의 롤 자세를 결정하는 방법에 있어서,
    서모파일 센서를 이용하여 상기 비행체의 측 방향의 온도를 센싱하는 단계;
    상기 센싱 결과 출력되는 출력 신호를 이용하여 상기 비행체의 롤 자세를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 센싱하는 단계는,
    제 1 서모파일 센서 및 제 2 서모파일 센서를 이용하여 상기 비행체의 서로 반대 측 방향의 온도를 센싱하고, 상기 제 1 서모파일 센서의 제 1 출력 신호와 상기 제 2 서모파일 센서의 제 2 출력 신호를 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 제 1 출력 신호 및 상기 제 2 출력 신호의 차이에 기초하여, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 획득하고, 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호를 이용하여 상기 비행체의 롤 자세를 결정하고,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 신호 대 잡음비가 향상된 출력 신호의 주기(period)를 측정하여 상기 비행체의 롤 각속도 및 롤 각도를 결정하고,
    상기 비행체는 회전 안정탄인, 방법.
  11. 삭제
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