KR101939763B1 - 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템은, 목표 표적과의 거리를 측정하기 위한 방법은, 표적을 탐지하기 위한 반능동 레이저(SAL) 신호를 방사하는 SAL 광원부, 상기 표적을 탐지하기 위한 라디오 주파수(RF) 신호와 레이저 거리 측정기(LRF) 신호를 방사하고, 상기 방사된 SAL 신호, RF 신호, LRF 신호가 상기 표적에 의해 반사되어 수신되는 수신 신호를 수신하는 송수신부 및 상기 수신 신호들을 디지털 신호로 변환하고, 상기 수신 신호들을 이용하여 상기 표적을 추적하여, 상기 표적에 대한 표적 추적 정보가 획득되면, 상기 표적 방향으로 상기 송수신부의 방향을 위치하도록 팬/틸트 구동 장치를 제어하는 신호처리부를 포함한다.

Description

복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템 및 방법{System and Method for Tracking a Target using Multiple Sensors}

본 발명은 표적을 추적하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 라디오 주파수, LRF, SAL 등의 복수 개의 센서들을 이용하여 표적을 정밀하게 추적하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 표적을 추적하는 시스템에서는 하나의 단일 센서를 사용하여 표적을 추적하고, 표적 정보를 획득한다. 그리고 레이저 센서 이용 시 표적 추적 시스템의 신호 수신부는 표적 거리를 획득하거나, 표적 위치만 획득하는 방식이기 때문에 표적 추적에 제한을 준다.

일반적인 표적 추적 시스템에서 센서부는 영상 또는 표적의 위치 정보를 획득하고, 수신 신호에 따라 레이더 신호, 전자 광학/적외선 영상 신호 및 레이저 신호로 구분한다. 일반적인 센서는 단일 센서를 사용하여 표적 정보를 획득하는 방식이 대부분이며, 이는 표적을 추적하는 송신 신호를 방사하는 송신부의 성능, 표적의 크기/위치, 수신부 센서 성능 및 대기 상태에 따라 표적에 대한 추적 성능이 달라지기 때문에 센서 운용을 제한한다.

이러한 종래의 단일 센서를 이용한 표적 추적 시스템의 경우에 라디오 주파수(Radio Frequency: RF) 신호를 이용하는 RF 센서와 레이저 신호를 이용하는 레이저 센서 중 어느 하나를 택일하여 표적을 추적하는데, 이러한 경우 각 센서의 특징에 따라 표적을 추적하는데 많은 애로점이 존재한다.

구체적으로 RF 센서는 RF 송/수신기를 이용하기 때문에 시계 (field of view)가 좁으며, 각도 해상도가 낮다. 또한, RF 센서의 탐지거리가 짧으며, 금속성 반사체에 의해 기만된다.

반면, 표적을 추적하기 위해 SAL(Semi Active Laser)이나 LRF(Laser Range Finder) 신호를 사용하는 레이저 센서는 대기 조건에 따라 표적 탐지거리가 달라진다. 또한, SAL 센서는 표적의 각도(좌표) 정보만 얻을 수 있으며, LRF 센서는 표적의 거리 정보만 얻을 수 있다는 단점이 있다.

최근에는 이와 같은 단점을 극복하기 위하여 표적 추적 시스템에서는 레이더 송수신기와 레이저 송수신기를 동시에 사용하는 다중 모드로 발전하고 있는 추세이다.

본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 RF 신호 송수신기와 레이저 신호 송수신기를 이용한 다중 모드 복합 센서의 광학적/기계적 구조와 표적에 대한 탐지/추적을 위한 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 센서들을 이용한 표적 추적 시스템은, 표적을 탐지하기 위한 반능동 레이저(Semi Active Laser)(SAL) 신호를 방사하는 SAL 광원부, 상기 표적을 탐지하기 위한 라디오 주파수(Radio Frequency) 신호와 레이저 거리 측정기(Laser Range Finder)(LRF) 신호를 방사하고, 상기 방사된 SAL 신호, RF 신호, LRF 신호가 상기 표적에 의해 반사되어 수신되는 수신 신호를 수신하는 송수신부, 및 상기 수신 신호들을 디지털 신호로 변환하고, 상기 수신 신호들을 이용하여 상기 표적을 추적하여, 상기 표적에 대한 표적 추적 정보가 획득되면, 상기 표적 방향으로 상기 송수신부의 방향을 위치하도록 팬/틸트 구동 장치를 제어하는 신호처리부를 포함한다.

그리고, 상기 신호 처리부는, 상기 RF 신호의 송신과 수신을 교대로 수행하도록 상기 송수신부를 제어함을 특징으로 한다.

또한, 상기 신호 처리부는, 상기 수신된 RF 신호를 통해 상기 표적의 거리, 속도, 각도 정보를 획득함을 특징으로 한다.

그리고, 상기 신호 처리부는, 미리 정해진 펄스 주기와 펄스 폭에 따라 방사된 LRF 신호와 SAL 신호가 상기 표적에 반사되어 수신될 경우, LRF 신호와 SAL 신호를 구별하여 신호 처리한다.

또한, 상기 신호 처리부는, 상기 반사되어 수신된 SAL 신호의 고유 주파수와 상기 SAL 레이저 광원부의 고유 주파수가 동일한지 여부를 판단하고, 동일하다면, 상기 수신된 SAL 신호로부터 상기 표적의 각도 정보를 획득하고, 상기 반사되어 수신된 LRF 신호의 고유 주파수와 상기 방사된 LRF 신호의 고유 주파수가 동일하다면, 상기 수신된 LRF 신호로부터 상기 표적의 거리 정보를 획득한다.

그리고, 상기 신호 처리부는, 상기 반사된 LRF 신호 또는 SAL 신호만이 수신될 경우, 상기 LRF 신호 또는 SAL 신호를 통해 획득된 상기 표적의 방향으로, 상기 팬/틸트 구동장치를 구동시키고, 상기 RF 신호를 방사하게 상기 송수신부를 제어한다.

또한, 상기 신호 처리부는, 상기 LRF 신호, 상기 SAL 신호로부터 획득된 상기 표적의 추적 정보와 상기 RF 신호로부터 획득된 상기 표적의 추적 정보가 상이할 경우, 상기 RF 신호의 송신을 정지시키도록 상기 송수신부를 제어한다.

그리고, 상기 방사된 LRF 신호의 펄스 폭이 5ns, 펄스 주기가 250ms이고, 상기 방사된 SAL 신호의 펄스 폭이 20ns, 펄스 주기가 500ms라면, 상기 신호 처리부는, 상기 수신된 LRF 신호와 상기 SAL 신호가 동시에 수신될 경우, 상기 수신된 신호의 펄스 폭이 10ns 이상이거나 펄스 주기가 500ms라면, SAL 신호로 판단하여, 상기 SAL 신호로부터 상기 표적의 각도 정보를 획득하고, 상기 수신된 신호의 펄스 폭이 10ns 미만이거나 펄스 주기가 250ms라면, LRF 신호로 판단하여, 상기 LRF 신호로부터 상기 표적의 거리 정보를 획득한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 센서들을 이용한 표적 추적 방법은, 표적을 탐지하기 위한 반능동 레이저(Semi Active Laser)(SAL) 신호를 방사하는 단계, 상기 표적을 탐지하기 위한 무선 주파수(Radio Frequency) 신호와 레이저 거리 측정기(Laser Range Finder)(LRF) 신호를 방사하는 단계, 상기 방사된 SAL 신호, RF 신호, LRF 신호가 상기 표적에 의해 반사되어 수신되는 수신 신호를 수신하는 단계, 상기 수신 신호들을 디지털 신호로 변환하고, 상기 수신 신호들을 이용하여 상기 표적을 추적하여, 상기 표적에 대한 표적 추적 정보가 획득되는 단계, 및 상기 표적 방향으로 상기 송수신부의 방향을 위치하도록 팬/틸트 구동 장치를 제어하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 표적에 대한 표적 추적 정보는 표적의 거리, 속도, 각도 정보임을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사되어 수신된 SAL 신호의 고유 주파수와 상기 SAL 레이저 광원부의 고유 주파수가 동일한지 여부를 판단하는 단계, 상기 판단 결과, 동일하다면, 상기 수신된 SAL 신호로부터 상기 표적의 각도 정보를 획득하는 단계, 상기 반사되어 수신된 LRF 신호의 고유 주파수와 상기 방사된 LRF 신호의 고유 주파수가 동일하다면, 상기 수신된 LRF 신호로부터 상기 표적의 거리 정보를 획득하는 단계를 더 포함한다.

그리고, 상기 반사된 LRF 신호 또는 SAL 신호만이 수신될 경우, 상기 LRF 신호 또는 SAL 신호를 통해 획득된 상기 표적의 방향으로, 상기 팬/틸트 구동장치를 구동시키는 단계, 및 상기 팬/틸트 구동 장치를 상기 표적의 방향으로 RF 신호를 방사하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 LRF 신호, 상기 SAL 신호로부터 획득된 상기 표적의 추적 정보와 상기 RF 신호로부터 획득된 상기 표적의 추적 정보가 상이할 경우, 상기 RF 신호의 송신을 정지시키는 단계를 더 포함한다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따르면 표적의 좌표 또는 거리 정보 중 한 가지 정보만 획득 가능했던 기존에 표적 추적 시스템에서 사용되던 레이저 센서와는 달리 표적 좌표와 거리를 동시에 획득할 수 있기 때문에 2차원적인 표적 좌표만 획득할 수 있는 기존의 SAL 센서의 단점을 보완할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적 시스템은 RF, LRF 및 SAL 센서 기능이 통합되어 운용되기 때문에 RF 신호를 이용하여 표적을 추적할 때의 장단점과 레이저 신호를 이용하여 표적을 추적할 경우의 장단점이 서로 상쇄됨으로써 표적을 정밀하게 추적할 수 있다.

구체적으로, 기존의 표적 추적 시스템에서는 RF 센서의 시계(field of view)는 좁기 때문에 표적 정보를 특정 위치에 대해서만 수신할 수 있었으나, 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적 시스템에서의 레이저 센서는 시계(field of view)가 넓기 때문에 RF 센서의 좁은 시계를 보완할 수 있다.

추가적으로, RF 센서는 각도 해상도가 낮기 때문에 정밀한 표적 좌표 정보를 획득하기 어렵지만, 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 센서를 이용한 표적 추적 시스템에서는 RF 센서보다 각도 해상도가 더 높은 레이저 센서도 동시에 사용할 수 있어 RF 안테나를 사용하는 RF 센서의 단점을 보완할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 센서를 이용한 표적 추적 시스템은 표적 거리 분해능이 낮은 RF 센서 외에 표적 거리 분해능이 더 높은 레이저 센서도 동시에 사용하므로, 표적의 상대 위치 및 절대 위치 정보를 정밀하게 분석할 수 있다.

그리고, RF 센서만으로 표적을 추적할 경우에는 표적 탐지 거리가 짧지만, 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 센서를 이용한 표적 추적 시스템은 표적 추적 장치의 외부에 SAL 레이저 광원을 구비함으로써, SAL 레이저 광원의 출력에 따라 표적 탐지 거리를 더 늘리 수 있다.

추가적으로, RF 센서만으로 표적을 추적할 경우에는 금속성 반사체에 의해 표적 추적이 기만이 될 수 있지만, 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 센서를 이용한 표적 추적 시스템은 레이저 코드 기만의 방법 외에는 기만이 어려운 레이저 센서도 동시에 사용하므로, 표적 추적 기만에 강한 효과를 갖는다.

또한, 레이저 센서는 대기 조건에 따라 표적 탐지 거리가 달라지나, 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 센서를 이용한 표적 추적 시스템은 레이저 센서 외에 대기 조건에 영향을 받지 않는 RF 센서도 동시에 동작시키므로, 레이저 센서의 대기 조건에 따른 표적 추적에 미치는 영향력을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서를 이용한 표적 추적 시스템의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서 장치의 상세 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송수신부의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 신호 처리부에서 집광된 레이저 신호에 대한 신호 처리 과정을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적 시스템의 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 표적 추적부에서 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호를 분리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적 시스템의 상세 동작 흐름도이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서를 이용한 표적 추적 시스템(150)의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에서 복수의 센서를 이용한 표적 추적 시스템은 표적(100)을 추적하기 위해 RF 신호를 센싱하는 센서, LRF(Laser Ranger Finder) 레이저 광(Light) 신호를 센싱하는 센서와 SAL(Semi Active Laser) 레이저 광(Light) 신호를 센싱하는 센서를 포함하는 복수 개의 센서를 사용하는데, 이 중 RF 신호를 송신하는 송신기와 LRF 레이저 광 신호를 송신하는 레이저 광원은 복수 센서 장치(170) 내에 위치하고, SAL 레이저 광 신호를 송신하는 SAL 레이저 광원부(180)는 복수 센서 장치(170) 외부에 위치한다. 복수 센서 장치(170)는 SAL 레이저 광원(180)부로 SAL 레이저 광 신호 방사 명령 신호, 방사할 SAL 레이저 신호 펄스 폭, 주기 등에 관련된 제어 신호(190)를 전송한다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서 장치(170)는 참조번호 102와 같이 표적(100)으로 RF 신호를 방사하고, 그 반사된 RF 신호를 수신하고, 참조번호 104와 같이 표적(100)으로 LRF 레이저 광 신호를 방사하고, 그 반사된 LRF 신호를 수신한다. 그리나, 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적부(170)는 SAL 레이저 광은 SAL 레이저 광을 방사하는 SAL 레이저 광원부(180)가 별도로 위치하고 있으므로, SAL 레이저 광을 송신하지 않고, 상기 SAL 레이저 광원부(180)가 표적(100)에 방사하는 SAL 레이저 광원이 표적(100)에 반사된 SAL 레이저 광 신호(106)을 수신한다.

이렇듯 본 발명의 실시 예에서는 복수 센서 장치(170)는 표적(100)으로부터 반사된 RF 신호, SAL 레이저 신호 및 LRF 레이저 신호를 이용하여 표적(100)에 대한 추적 정보를 획득한다.

구체적으로, 복수 센서 장치(170)는 수신된 RF 신호를 통해서는 표적(100)의 위치, 속도, 거리 정보를 획득하고, 수신된 LRF 레이저 신호를 통해서는 표적(100)의 거리 정보를 획득하고, SAL 레이저 신호를 통해서는 표적(100)의 각도 정보를 획득한다. 이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템은 서로 다른 특징을 갖는 복수 개의 센서들을 통해 표적을 추적함으로써, 각 센서들이 갖는 단점들이 상쇄될 수 있어, 정확한 표적 추적이 가능해진다.

그럼 이하에서는 도 2를 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서 장치(170)의 상세 블록 구성을 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서 장치(170)의 상세 블록 구성도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서 장치(170)는 크게 RF 신호, 레이저 신호 송수신을 수행하는 송수신부(200)와 송수신부(200)를 통해 RF 신호, LRF 레이저 신호를 송신하거나, 송수신부(200)를 통해 수신된 RF 신호, LRF 신호, SAL 신호 처리를 수행하는 신호 처리부(250) 및 복수 센서 장치(170)의 팬/틸트(PAN/TILT)를 변경하는 팬/틸트 구동 장치(270)로 구성된다.

본 발명에서는 도 2에서의 팬/틸트 구동 장치(270)는 김발(Gimbal)과 동일한 의미로 사용하기로 한다.

도 2에서 송수신부(200)는 LRF 레이저 신호, SAL 레이저 신호, RF 신호가 투과할 수 있는 소재인 실리카 재료로 구성되며, RF 신호 송수신하는 RF 안테나(252) 및 LRF 레이저 광원 제어 신호선(204), LRF 레이저 광원(206), 부반사판 장착기구부(207), RF 부반사판(208), 레이저 부반사판(209), 레이저 주반사판(210), RF 주반사판(211) 등을 보호하기 위해 돔(Dome)(201)이 설치되어 있다.

LRF 레이저 광원 콜리메이터(205)는 LRF 레이저 광원(206)에서 발산되는 빔을 평행광으로 만들어 표적(100)에 조사시킨다. 평행광의 발산각은 표적 추적부(170), 표적 크기, 운용 거리, 레이저 출력 및 레이저 센서(255)의 최소 검출 신호를 고려하여 결정한다.

LRF 레이저 광원(206)은 펄스형 레이저로 표적(100)에 LRF 레이저 신호(레이저 빔)을 조사 시킨다. 이때 LRF 레이저 빔의 파장은 SAL 레이저 광원부(180)에서 방사하는 SAL 레이저 광과 동일한 1064nm, 레이저 펄스 폭(Pulse width)은 5ns, 펄스 주기는 250ms이다.

LRF 레이저 광원 제어 신호선(204)는 신호 처리부(259)와 연결된 LRF 광원 제어 신호(260)를 통해 LRF 레이저 광원(206)의 송신 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전달한다.

부반사판 장착기구부(207)는 RF 부반사판(208)과 레이저 센서(255)가 장착된 기구부이며, 레이저 센서(255)의 신호를 디지털 신호로 변환하기 위해 아날로그 디지털 변환기(ADC)1(258)에 연결 시킨다.

레이저 부반사판(209)과 레이저 주반사판(210)은 표적(100)에서 반사되어표적 추적 시스템(150)으로 입사되는 SAL 레이저 광 신호와 LRF 레이저 광 신호(202a, 202b)를 집속 시킨다. 레이저 부반사판(209)과 레이저 주반사판(210)은 1064nm에 대해 고반사 코팅이 되어 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 부반사판(209)과 레이저 주반사판(210)은 1064nm 대역 이외의 파장은 반사되지 않는 일종의 대역 통과 필터(Band Pass Filter) 역할을 하기기 때문에 태양광 노이즈가 레이저 센서(255)로 전달되지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서 장치(170)는 외부 광 노이즈가 신호처리부(250)의 표적 추적부(259)로 유입 되는 것을 방지하기 때문에 표적 추적 신호 획득을 정확하게 할 수 있게 한다.

SAL 레이저 광원부(Laser Designator)(180)에서 표적(100)에 조사되어 반사된 레이저 빔(202a, 202b)은 레이저 부반사판(209)에 집속된 후, 입력용 광섬유 어레이(212)를 통해 신호 처리부(250)로 입력되고, 출력용 광섬유 어레이(253)로 출력된다. 출력용 광섬유 어레이(253)를 통해 출력된 레이저 빔(202a, 202b)는 레이저 집속 렌즈(254)를 통해 레이저 센서(255)면에 스팟(spot)을 형성한다.

RF 부반사판(208)과 RF 주반사판(211)은 RF 안테나(252)에서 발산된 라디오 주파수(Radio Frequency)(RF) 신호를 표적에 평행하게 지향되게 만들며, 표적(100)에서 반사된 라디오 주파수(RF) 신호(203a, 203b)는 RF 주반사판(211)과 RF 부반사판(208)을 통하여 RF 안테나(252)에 입사되도록 만든다.

이상으로 복수 센서 장치(170)의 송수신부(200)를 구성하는 각 구성에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 신호 처리부(250)를 구성하는 각 구성에 대하여 설명하기로 한다.

신호 처리부(250)의 RF 안테나(252)는 RF 신호를 송신하거나 수신한다. RF 송신기(254)는 표적 추적부(259)에 의해 동작이 제어되며, 표적 추적부(259)로부터 RF 신호 송신 명령이 입력되면, RF 송신기(254)는 RF 안테나를 통하여 RF 신호를 외부로 송출한다. RF 안테나(252)를 통해 송출된 RF 신호는 표적(100)에 반사될 경우, RF 안테나(252)를 통해 수신된다.

RF 수신기(261)는 RF 안테나(252)를 통해 수신된 RF 신호를 디지털 신호로 변환하기 위해 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Converter)(ADC2)(262)로 전달한다. ADC2(262)는 RF 수신기(261)에 의해 복조되어 입력된 아날로그 RF 신호를 디지털 신호로 변환한 후, 표적 추적부(259)로 출력한다. 표적 추적부(259)는 상기 디지털 신호로 변환된 RF 수신 신호로부터 표적의 거리, 속도 및 각도를 계산한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송수신부(200)의 정면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 입력용 광섬유 어레이(212), SAL/RF 주반사판(210, 211), LRF 레이저 광원 제어 신호선(204), SAL/RF 부반사판(208, 209), 부반사판 장착 기구부(207), LRF 레이저 광원(206)의 바람직한 구성 위치를 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 신호 처리부(250)에서 집광된 레이저 신호에 대한 신호 처리 과정을 상세히 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 3과 도 4를 참고하여, 신호 처리부(250)에서 레이저 신호를 통해 표적 추적 정보를 획득하는 과정을 설명하기로 한다.

출력용 광섬유 어레이(253)는 입력용 광섬유 어레이(212)로부터 전달된 레이저 광 신호(202a, 202b)를 레이저 접속 렌즈(254)로 전달한다. 레이저 집속 렌즈(254)는 출력용 광섬유 어레이(253)에서 출력된 레이저 신호를 레이저 센서(255)에 집속시킨다. 레이저 집속 렌즈(254)로부터 출력되는 레이저 신호의 각도에 따라 레이저 센서(255)면에 집속되는 레이저 신호의 스팟(spot)의 위치가 달라지고, 이러한 스팟의 위치에 따라 표적 좌표(coordinate)가 계산된다.

도 4에서 참조번호 405는 입력용 광섬유 어레이(212)를 정면에서 바라본 단면을 나타내며, 참조번호 406은 레이저 부반사판(209)을 통해 집광된 레이저 광(202a, 202b)의 스팟(Spot)이 입력용 광섬유 어레이에 표시된 것을 보여준다.

반면, 도 4에서 참조번호 410은 출력용 광섬유 어레이(253)를 정면에서 바라본 단면을 나타내며, 참조번호 406의 레이저 스팟이 출력되는 형상을 표현한 것이다.

참조번호 420은 레이저 센서(255)에 레이저 집속 렌즈(254)를 통해 집속된 레이저 빔의 스팟(421)의 위치를 보여준다. 본 발명의 실시 예에서는 참조번호 420과 같이 레이저 센서(255)에 위치한 레이저 스팟(421)를 이용하여 표적(100)의 좌표를 검출할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호를 이용하여 표적(100) 추적 정보를 획득하는데, 두 레이저 신호들 중 SAL 레이저 신호에 대해서만 레이저 센서(255)의 스팟 위치에 의한 신호처리는 SAL 레이저 신호만 수행하고, LRF 레이저 신호에 의한 표적 거리 계산은 스팟의 위치와 상관 없이 수신되는 신호의 상승시간을 이용한다.

그리고, 레이저 센서(255)는 참조번호 420과 같이 1064nm 파장대역에서 가장 큰 반응도를 갖는 사분할 검출기(Four-quadrant detector)로 네 개 센서에 입사 되는 레이저 스팟(421)의 광량을 전기적인 신호로 변환시킨다. 구체적으로, 사분할 검출기인 레이저 센서(421)는 레이저 광을 광전류로 변환시키고, 네 개로 분할된 검출기에 입사된 광량에 따라 변환되는 광전류가 달라진다. 이렇게 생성된 전기적인 신호는 신호 증폭기(256)를 통해서 증폭되어 ADC1(258)로 출력되어 표적 추적부(259)에서 표적 추적 정보로 획득된다.

상기 전기적인 신호로 변환된 레이저 센서(255)의 신호는 신호 증폭기(256)에 의해 증폭된 후, 디지털 신호로 변환하기 위해 ADC 1(258)로 입력된다. ADC 1(258)은 신호 증폭기(256)에서 증폭된 레이저 센서(255)의 아날로그 전기 신호를 디지털 신호로 변환 시켜 표적 추적부(259)로 출력한다.

표적 추적부(259)는 디지털 신호로 변환된 SAL 레이저 신호에 대해 SAL 레이저 광원의 고유 주파수와 동일한지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과, 상기 입력된 SAL 레이저 신호가 SAL 레이저 광원의 고유 주파수와 동일한 경우 입력된 SAL 레이저 신호로부터 표적 좌표를 계산한다. LRF 레이저 광원(206)에서 조사된 레이저 빔도 표적(100)에서 반사되어 수신된 경우 SAL 레이저 신호와 동일하게 ADC 1(258)에서 디지털 신호로 변환된 후 표적 추적부(259)로 입력되어 표적 추적 정보를 획득한다.

반면, ADC 2(262)는 RF 안테나(252)를 통해 수신된 아날로그 라디오 주파수(RF) 신호를 디지털 신호로 변환 시켜서 표적 추적부(259)로 출력한다.

표적 추적부(259)는 RF 송신기(254)를 통해 라디오 주파수(RF) 신호를 방사하고, LRF 광원 제어 신호(260)를 통해 LRF 레이저 광을 방사하도록 제어한다. 그리고, 상기 방사된 라디오 주파수(RF) 신호와 LRF 레이저 신호 뿐 아니라 외부의 SAL 레이저 광원부(180)를 통해 방사된 SAL 레이저 신호가 수신되면, 수신된 라디오 주파수(RF), LRF 레이저 신호 및 SAL 신호로부터 표적 정보를 획득한다.

또한, 표적 추적부(259)는 RF 신호의 송신과 수신을 교대로 수행하도록 RF 송신기(254)의 RF 신호 송신 시간과 RF 수신기(261)의 RF 신호의 수신 시간을 조절할 수 있다. 그 뿐 아니라 표적 추적부(259)는 RF 송신기(254)를 제어하여 고속으로 RF 신호를 송신 시키도록 제어할 수 있으며, RF 신호 수신은 RF 신호의 송신이 정지될 때 수행하도록 RF 수신기(261)를 제어할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서 장치(150)는 RF 신호의 송신과 수신을 번갈아 가며 반복할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적부(259)는 주기적으로 수신되는 LRF 레이저 신호와 SAL 레이저 신호의 주기를 계산하여 LRF 신호와 SAL 신호를 분리시켜, 표적의 거리 정보와 좌표 정보를 획득할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적부(259)는 RF 신호와 레이저 신호가 일정 시간 게이트(gate) 내에 동시에 수신될 수 있도록 RF 신호를 표적(100)에 송신하도록 RF 송신기(254)를 제어할 수 있다. 추가적으로, 표적 추적부(259)는 일정 시간 게이트 내에 수신된 RF 신호와 LRF 레이저 신호/SAL 레이저 신호 등의 레이저 신호를 일정 시간 내에서 동시에 처리하여 표적 위치, 거리, 속도, 각도 등 표적을 추적할 수 있는 표적 추적 정보를 정확하게 획득할 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 레이저 센서(255)의 시계(Field of View)(FOV)는 수 도(degree)로 넓기 때문에 RF 신호를 통한 표적 위치 획득보다 먼저 표적 위치를 알 수 있다. 레이저 센서(255)에 의해 표적(100)에 대한 정보가 먼저 획득되면, 표적 추적부(259)는 복수 센서 장치(170)가 표적(100)으로 향하게 팬/틸트 구동 장치(270)를 제어한 후 RF 송신기(254)를 통해 표적(100)을 향해 RF 신호를 송신 한 후, 상기 표적(100)에 의해 반사되어 수신된 RF 신호를 이용하여 표적의 거리, 각도 및 센서 속도를 정확히 알 수 있도록 구현할 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적부(259)는 LRF 레이저 신호에 의해 획득된 표적(100)의 거리 정보를 이용하여 SAL 레이저 광원의 위치/거리와 센서 시스템의 위치/거리를 통하여 수신되는 레이저 광량을 계산하여 레이저 센서(255)가 포화 되지 않도록 신호 이득(gain)을 능동적으로 조절한다.

그리고, 표적 추적부(259)는 LRF 광원 제어 신호(260)를 통해 LRF 레이저 광원(206)을 제어하며, TOF(Time of Flight)를 계산 한다. 구체적으로, 표적 추적부(259)는 LRF 레이저 광원 동작 신호(A)와 표적에 반사되어 수신된 레이저 신호를 레이저 센서가 수광하는 시간(B)의 차이(A-B)를 계산함으로써, 표적(100)의 거리를 정확하게 측정할 수 있다. 만약 표적이 이동하는 물체이면, 표적 추적부(259)는 LRF 광원 제어 신호(260)를 통해 LRF 레이저 광원(206)의 펄스 주기를 짧게 하면 된다.

본 발명의 실시 예에서 표적(100)까지의 거리를 측정하는데 사용되는 신호의 최우선 순위는 LRF 레이저 신호이며, 대기 상태에 따라 LRF 레이저 신호가 수신되지 않을 경우 RF 신호를 다음으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따라 표적 추적부(259)는 표적(100)에 반사되어 수신된 RF 신호가 기만되었는지도 판단할 수 있다. 구체적으로, 표적 추적부(259)는 레이저 센서(255)를 통해 획득된 표적 추적 정보와 RF 수신 신호를 통해 획득된 표적 추적 정보 간의 차이가 클 경우, RF 신호가 기만이 되었다고 판단할 수 있고, 이에 따라 RF 신호 송신을 정지하게 RF 송신기(254)를 제어하고, 레이저 센서(255)를 통해 획득된 신호만 이용하여 표적(100) 정보를 획득한다.

할 수 있다. 왜냐하면, RF 신호는 금속성 반사체에 의해 기만될 가능성이 높지만, SAL 레이저 신호/LRF 레이저 신호는 레이저 코드를 기만하지 않는 한 기만되기가 매우 어렵기 때문이다.

반면, 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적부(259)는 현재 대기 상태가 나쁜 경우 즉, 가시거리가 짧은 경우에는 레이저 광이 감쇄하여 레이저 위치 센서의 탐지거리가 짧아지는 단점이 발생되므로, 대기 조건에 영향을 덜 받는 RF 신호를 우선 순위로 사용하여 표적 추적 정보를 획득할 수 있다. 그 뿐 아니라 대기 상태가 나쁜 경우 표적 추적부(259)는 LRF 레이저 광원(206) 및 SAL 레이저 광원부(180)의 레이저 신호 출력을 높여서 대기 감쇄를 일정 부분 보상함으로써, 표적 추적 정보를 획득할 수도 있다. 그 외에도 표적 추적부(259)는 표적(100)이 복수 센서 장치(190) 근처로 접근하기 전까지는 RF 신호로 표적(100) 추적 정보를 획득하다가 표적(100)이 근처로 접근할 경우 RF 신호와 레이저 신호를 통해 표적 정보를 획득함으로써 더 효율적으로 표적(100)에 대한 추적 정보를 획득할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템은 다양한 환경과 조건에 따라 능동적으로 표적에 대한 정확한 추적 정보를 획득할 수 있다.

아울러, 본 발명의 실시 예에서는 레이저 부반사판(209)와 레이저 주반사판(210)를 통해 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호가 동시에 수신될 수 있다. 따라서, 이 두 개의 신호를 분리할 필요가 있다. 이는 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

만약, SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호가 동시에 수신되면, 출력용 광섬유 어레이(253)와 레이저 집속 렌즈(254)로부터 전달된 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호는 레이저 센서(255)에 입사된다.

본 발명의 실시 예에서 SAL 레이저 광원부(180)는 복합 센서 장치(170)의외부에서 독립적으로 레이저 빔(펄스폭 20ns, 펄스주기 500ms)을 송신하고, LRF 레이저 신호는 복합 센서 장치(170)의 LRF 레이저 광원(206)은 레이저(펄스폭 5ns, 펄스주기 250ms) 빔을 방사한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 복수 센서 장치(170)는 상기 방사된SAL 레이저 신호와 상기 LRF 신호 두 개의 레이저 신호가 동시에 수신될 수 있기 때문에 두 개의 레이저 신호를 분리할 필요가 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 표적 추적부(259)에서 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호를 분리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

참조번호 610은 상술한 바와 같이 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호가 동시에 수신된 경우를 보여주며, SAL 레이저 수신 신호(601)는 방사된 SAL 레이저 신호와 같이 20ns의 펄스 폭(602), 500ms의 펄스 주기(603)를 가짐을 알 수 있고, LRF 레이저 수신 신호(611)는 방사된 LRF 레이저 신호와 같이 5ns의 펄스 폭(612), 250ms의 펄스 주기(613)를 가짐을 알 수 있다.

이러한 상황에서 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적부(259)는 2개의 상이한 레이저 신호들인 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호가 동시에 수신되면, 우선 SAL 레이저 신호(601)는 펄스 폭이 20ns(602)이므로 레이저 신호의 펄스 폭이 10ns 이상이면 SAL 레이저 신호로 판단하고, LRF 레이저 신호(611)는 펄스 폭이 5ns(612)이므로 펄스폭이 10ns 이내면 LRF 레이저 신호로 판단하여 분리한다. 그리고, 표적 추적부(259)는 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호가 분리되면, 그 이후에는 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호를 각각 병렬로 처리를 수행하여 표적 추적 정보를 각각 획득한다.

또한, 표적 추적부(259)는 도 6에서와 같이 SAL 레이저 신호(601)의 경우 장입된 펄스 주기가 500ms인 경우(603), 수신된 레이저 신호의 주기가 동일하게 500ms를 갖는다고 확인될 경우 SAL 레이저 신호로 판단하여 표적을 탐지/추적한다. 반대로 표적 추적부(259)는 도 6에서와 같이 LRF 레이저 신호(611)의 경우 장입된 펄스 주기가 250ms인 경우(613), 수신된 레이저 신호의 주기가 동일하게 250ms를 갖는다고 확인될 경우 LRF 레이저 신호로 판단하여 표적을 탐지/추적한다.

상기 도 6에서 참조번호 620과 630은 상술한 바와 같이 표적 추적부(259)가 동시에 수신된 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호를 펄스 폭과 펄스 주기를 이용하여 분리된 SAL 레이저 신호(620)와 LRF 레이저 신호(630)를 각각 보여준다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적부(259)는 LRF 레이저 신호의 경우 LRF 광원 제어 신호(260) 입력 시간과 수신된 LRF 레이저 신호의 펄스 시간의 차이를 계산하여 표적 거리를 계산할 수 있다. 그리고, 표적 추적부(259)는 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호의 펄스 주기를 레이저 신호의 동작 가능한 범위에서 임의로 변경이 가능하다. 예컨대, 표적 추적부(259)는 변경된 펄스 주기에 따라 복수 센서 장치(170)에 동일한 펄스 주기를 장입하면, 복수 센서 장치(170)는 다양한 레이저 신호 펄스들을 운용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적 시스템(150)의 동작 흐름도이다.

표적 추적 시스템(150)은 502단계에서 RF 신호를 송신하고, 504단게에서 SAL 레이저 신호를 송신하고, 506단게에서 LRF 신호를 각각 송신한다. 이때 상기 504단계에서의 RF 신호는 미리 정해진 주기마다 송신하도록 제어할 수 있다.

표적 추적 시스템(150)은 508단계에서 신호가 수신되면, 수신된 신호가RF 신호인지 또는 레이저 신호인지 확인하고, 수신된 신호가 RF 신호라면, 510단계에서 수신된 아날로그 RF 신호를 디지털 신호로 변환하고, 514단계에서 송신할 때 사용한 RF 신호 코드와 일치하는지 확인한다. 상기 514단계의 검사결과, 표적 추적 시스템(150)은 RF 신호 코드가 일치한다고 확인되면, 자신이 송신한 RF 신호가 표적(100)에 반사되어 수신된 RF 신호라고 판단하고, 526단계에서 상기 수신될 RF 신호로부터 표적 추적 정보를 획득한다. 구체적으로 526단계에서 표적 추적 시스템(150)는 표적의 위치/속도/거리를 계산한다. 이때 상기 RF 신호 코드란 RF 신호의 주파수, 주기 등 RF 신호를 식별할 수 있는 정보로서, 고유의 값이면 어떤 값이든 가능하다.

반면, 상기 514단계에서 표적 추적 시스템(150)은 상기 508단계에서 수신된 RF 신호의 코드가 미리 설정된 RF 신호의 코드와 상이하다면, 표적 추적 시스템(150)이 방사한 RF 신호가 아니라고 판단하고, 다시 502단계에서 정해진 주기에서 RF 신호를 방사한다.

반면, 표적 추적 시스템(150)은 상기 508단계에서 수신된 신호가 레이저 신호라면, 512단계에서 아날로그 디지털 변환을 통해 디지털 신호로 변환 한 후, 516단계에서 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호를 분리한다. 이때 상기 516단계에서 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호를 분리하는 과정은 도 6을 참조하여 이미 설명한 바 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 516단계의 확인 결과, 수신된 신호가 LRF 레이저 신호라면, 표적 추적 시스템(150)은 518단계에서 LRF 레이저 신호의 포화 여부를 검사하고, 포화되었다면, 신호 증폭기(256)의 이득을 조절한 후, 522단계에서 상기 수신된 LRF 레이저 신호를 통해 표적 거리를 계산한다.

반면, 상기 516단계의 검사결과, 수신된 레이저 신호가 SAL 레이저 신호로 확인된다면, 표적 추적 시스템(150)은 520단계에서 SAL 레이저 신호의 포화 여부를 검사하고, 포화되었다면, 신호 증폭기(256)의 이득을 조절한 후, 524단계에서 상기 수신된 SAL 레이저 신호를 통해 표적 좌표(각도)를 계산한다.

528단계에서 표적 추적 시스템(150)은 상기 526단계에서 RF 신호로부터획득된 표적 추적 정보와 상기 522단계 및 524단계에서의 SAL 레이저 신호/LRF 레이저 신호로부터 획득된 표적 추적 정보를 비교한다. 그리고, 표적 추적 시스템(150)은 530단계에서 RF 신호로부터 획득된 표적 추적 정보가 있는지 확인하고, 없다면 532단계에서 RF 신호를 통해 표적 추적 정보를 추가적으로 확보하기 위해 레이저 센서 신호를 통해 획득된 표적 방향으로 RF 신호를 송신하고, 508단계로 진행한다.

반면, 표적 추적 시스템(150)은 상기 530단계에서 RF 신호로부터 획득된 표적 추적 정보가 존재한다면, 534단계에서 상기 508단계에서 수신된 RF 신호가 기만되었는지를 검사한다. 이때 534단게에서의 RF 신호의 기만 여부는 RF 신호를 통해 획득된 표적 추적 정보와 레이저 신호(SAL 레이저 신호, LRF 레이저 신호)를 통해 획득된 표적 추적 정보의 비교 결과를 통해 확인할 수 있다.

상기 534단계의 확인 결과, 상기 508단계에서 수신된 RF 신호가 기만된 신호라면, 표적 추적 시스템(150)은 536단계에서 RF 신호의 송신을 중지시키고, 540단계에서 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호의 송신을 지속하고, 542단계에서 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호 센서를 통한 표적 추적 정보를 획득한다. 이를 통해 표적 추적 시스템(150)은 기만된 RF 신호는 제외하고, SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호만을 통해 표적 추적 정보를 획득한다.

그리고, 544단계에서 표적 추적 시스템(150)은 추적된 표적 정보를 통해 확인된 표적의 이동에 따라 팬/틸트 구동부를 제어하고, 546단계에서 계속 표적을 추적한다.

반면, 상기 534단계의 검사결과, 표적 추적 시스템(150)은 RF 신호가 기만되지 않았다면, 538단계에서 RF 신호와 레이저 신호의 표적 추적 정보를 이용하여 표적 추적을 계속한다.

도 7 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적 시스템(150)의 상세 동작 흐름도이다. 즉, 도 7 내지 도 11은 앞서 설명한 도 5이 표적 추적 시스템(150)에 대한 상세 동작 흐름을 보여주는 도면이다.

도 7에서 표적 추적 시스템(150)은 701단계에서 시스템 초기화를 한 후, 702단계에서 RF 신호를 생성하고, 703단계에서 RF 신호를 송신한다. 그리고, 704단계에서 표적 추적 시스템(150)은 표적에서 반사된 RF 신호를 수신하면, 705단계에서 RF 신호를 획득하고, 706단계에서 디지털 신호로 변환한다.

또한, 표적 추적 시스템(150)은 상기 701단계에서 시스템 초기화를 수행한 후, 712단계에서 LRF 레이저 신호를 생성하고, 713단계에서 LRF 레이저 신호를 송신한다. 그리고, 표적 추적 시스템(150)은 714단계에서 표적에서 반사된 레이저 신호를 수신하면, 715단계에서 레이저 센서로 전달하고, 716단계에서 레이저 신호를 획득한다.

717단계에서 표적 추적 시스템(150)은 레이저 신호를 증폭한 후, 718단계에서 디지털 신호로 변환한 후, 707단계로 진행한다.

그러면, 707단계에서 표적 추적 시스템(150)은 상기 706단계에서 디지털로 변환된 RF 신호와 상기 718단계에서 디지털로 변환된 레이저 신호를 탐지한 후, 708단계에서 획득된 RF 센서 신호와 레이저 센서 신호 정보 수신 여부를 확인한다. 상기 708단계에서 표적 추적 시스템(150)은 상기 정보 수신이 확인되었다면, 709단계와 도 9의 950단계로 진행한다. 상기 708단계에서 RF 센서와 레이저 센서 신호 정보가 수신되었다면, 수신된 신호가 RF 신호인지, SAL 레이저 신호인지, LFR 레이저 신호인지 구분할 수 있을 것이다. 먼저, 709단계에서 표적 추적 시스템(150)은 RF 신호 코드 일치 여부를 판별하고, RF 코드가 일치한다면, 801단계로 진입한다. 상기 709단계에서 RF 신호 코드 일치 여부 판별은 RF 센서에 장입되어 있는 코드와 수신된 RF 신호 코드의 일치 여부를 확인함으로써 가능하다.

반면, 상기 708단계에서 RF 센서와 레이저 센서 신호 정보 수신 여부가 확인이 안 된다면, 표적 추적 시스템(150)은 710단계에서 RF 센서 신호 수신 여부를 확인하고, RF 신호만 수신되었다면, 도 10의 1001단계로 진입한다.

그리고, 상기 도 7의 709단계에서 RF 신호 코드가 일치하는 것으로 확인된다면, 표적 추적 시스템(150)은 도 8의 801단계에서 상기 수신된 RF 신호로부터 표적 위치, 속도, 거리를 계산하고, 802단계에서 RF 신호를 통해 획득된 표적 추적 정보와 레이저 센서를 통해 획득된 표적 추적 정보를 비교하여 RF 신호의 기만 여부를 판단한다.

상기 802단계의 판단결과, RF 신호가 기만되었다면, 표적 추적 시스템(150)은 803단계에서 RF 신호 송신을 정지시킨다. 구체적으로 803단계에서 표적 추적 시스템(150)은 RF 신호를 신뢰할 수 없는 것으로 판단하고, RF 신호로 분석한 표적 위치, 속도, 거리 정보는 '0'으로 처리한다.

그리고, 804단계에서 표적 추적 시스템(150)은 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호에 대한 센서 신호를 수신하면, 805단계에서 수신된 레이저 센서 신호로부터 표적 위치와 거리를 계산하고, 806단계에서 표적 위치와 거리 정보 획득을 완료한 후, 810단계로 진행한다.

반면, 상기 802단게에서 표적 추적 시스템(150)은 RF 신호 기만이 없었다고 판단되면, 807단계에서 RF 신호 및 SAL 레이저 신호, LRF 레이저 신호를 이용하여 표적 위치, 속도, 거리를 계산하고, 808단계에서 RF 신호와 레이저 신호를 모두 사용하는 이중 모드 복합 센서로 표적의 종합 위치 정보를 분석한 후, 809단계에서 표적 위치, 속도, 거리 정보 획득을 완료한 후, 810단계로 진행한다.

810단계에서 표적 추적 시스템(150)은 획득된 표적 위치, 속도, 거리 정보를 이용하여 팬/틸트 구동 장치 제어 명령을 전송하고, 811단계에서 팬/틸트 구동 장치를 구동시켜 표적을 계속 추적한다. 그리고, 812단계에서 표적 추적 시스템(150)은 표적의 위치, 속도, 거리 정보를 도시되지 않은 표시부로 출력한다.

그리고, 상기 708단계에서 RF 센서와 레이저 센서의 신호 정보가 수신된 경우에는 709단계와 병행하여 표적 추적 시스템(150)은 도 9의 950단계로 진행하여 레이저 신호 분리 단계를 수행한다.

구체적으로, 901단계에서 표적 추적 시스템(150)은 SAL 센서 코드 일치 여부를 판별하는데 이는 도 6에서 상술한 바와 같이 레이저 신호의 펄스 폭이 10ns을 초과하면 SAL 레이저 신호로 판단하고, 10ns을 초과하지 않으면, 714단계로 진행한다. 반면, 905단계에서 표적 추적 시스템(150)은 LRF 센서 코드 일치 여부를 판별하는 데 이는 도 6에서 상술한 바와 같이 레이저 신호의 펄스 폭이 10ns 미만이라면, LRF 레이저 신호로 판단하고, 10ns 미만이 아니라면, 도 7의 712단계로 진행한다.

다시 도 9의 902단계와 906단계에서 표적 추적 시스템(150)은 각각 레이저 신호 포화 여부를 확인하고, 확인 결과 포화상태라면, 903단계에서 신호 증폭기의 이득(Gain)을 조정한다.

그러나, 상기 902단계와 906단계의 확인 결과, 레이저 신호 포화가 아니라면(불포화), 표적 추적 시스템(150)은 904단계와 907단계로 각각 진행하여 SAL 레이저 신호로부터는 표적 각도(좌표)를 계산(904)하고, LRF 레이저 신호로부터는 표적 거리를 계산(907)하고, 도 8의 802단계로 진행한다.

다시 도 7의 710단계에서, 표적 추적 시스템(150)은 RF 신호 수신 여부가 확인되면, 즉, RF 신호만 수신된 경우에는 도 10의 1001단계에서 RF 신호로부터 표적 위치, 속도, 거리를 계산하고, 1002단계에서 표적 추적 시스템(150)을 표적의 방향으로 위치시키기 위해 팬/틸트 구동 장치 제어 명령을 전송하고, 1003단계에서 팬/틸트 구동 장치를 구동하고, 1004단계에서 표적 위치, 속도, 거리 정보를 도시되지 않은 표시부를 통해 출력한다.

반면, 상기 도 7의 710단계에서 표적 추적 시스템(150)은 RF 신호 수신 여부가 확인되지 않으면, 711단계에서 레이저 센서 신호 수신 여부를 확인한다.

상기 711단계에서 레이저 센서 신호 수신이 확인되면, 표적 추적 시스템(150)은 도 11의 1150단계로 진행하여 수신된 레이저 신호를 SAL 레이저 신호와 LRF 레이저 신호로 분리하고, 레이저 센서 신호 수신이 확인되지 않는다면 다시 702단계로 회귀한다.

도 11에서 1101단계, 1102단계, 1103단계, 1104단계, 1108단계, 1109단계, 1110단계는 도 9의 901단계, 902단계, 903단계, 904단계, 905단계, 906단계와 동일하므로 추가적인 설명은 하지 않기로 한다.

1105단계에서 표적 추적 시스템(150)은 상기 1104단계에서 계산된 표적 각도(좌표)방향으로 센서 신호를 방사하기 위해 1105단계에서 팬/틸트 구동 장치 제어 명령을 전송하고, 1106단계에서 팬/틸트 구동 장치를 구동시키고, 1107단계에서 표적 위치 정보를 도시되지 않은 출력부를 통해 출력한다.

상기 1105단계에서 표적 추적 시스템(150)이 팬/틸트 구동 장치 제어 명령을 전송하는 이유는, 상기 도 7의 710단계의 검사결과, RF 신호가 수신되지 않았다고 판단되어, 표적(100)을 대상으로 RF 신호를 방사하여 더 정확한 표적 추적 정보를 획득하기 위함이다.

또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작 방법은 프로그램으로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (12)

1. 표적을 탐지하기 위한 반능동 레이저(Semi Active Laser)(SAL) 신호를 방사하는 SAL 광원부; 상기 표적을 탐지하기 위한 라디오 주파수(Radio Frequency)(RF) 신호와 레이저 거리 측정기(Laser Range Finder)(LRF) 신호를 방사하고, 상기 방사된 SAL 신호, RF 신호, LRF 신호가 상기 표적에 의해 반사되어 수신되는 수신 신호들을 수신하는 송수신부; 및 상기 수신 신호들을 디지털 신호로 변환하고, 상기 수신 신호들을 이용하여 상기 표적을 추적하여, 상기 표적에 대한 표적 추적 정보가 획득되면, 상기 표적의 방향으로 상기 송수신부의 방향을 위치하도록 팬/틸트 구동 장치를 제어하는 신호 처리부를 포함하며,
   상기 신호 처리부는, 미리 정해진 펄스 주기와 펄스 폭에 따라 방사된 LRF 신호와 SAL 신호가 상기 표적에 반사되어 수신될 경우, 상기 반사되어 수신된 SAL 신호의 고유 주파수와 상기 SAL 광원부의 고유 주파수가 동일한지 여부를 판단하고, 동일하다면, 상기 수신된 SAL 신호로부터 상기 표적의 각도 정보를 획득하고, 상기 반사되어 수신된 LRF 신호의 고유 주파수와 상기 방사된 LRF 신호의 고유 주파수가 동일하다면, 상기 수신된 LRF 신호로부터 상기 표적의 거리 정보를 획득함을 특징으로 하는 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 신호 처리부는,
   상기 RF 신호의 송신과 수신을 교대로 수행하도록 상기 송수신부를 제어함을 특징으로 하는 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 신호 처리부는,
   상기 수신된 RF 신호를 통해 상기 표적의 거리, 속도, 각도 정보를 획득함을 특징으로 하는 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 신호 처리부는,
   상기 반사된 LRF 신호 또는 SAL 신호만이 수신될 경우, 상기 LRF 신호 또는 SAL 신호를 통해 획득된 상기 표적의 방향으로, 상기 팬/틸트 구동 장치를 구동시키고, 상기 RF 신호를 방사하게 상기 송수신부를 제어함을 특징으로 하는 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 신호 처리부는,
   상기 LRF 신호, 상기 SAL 신호로부터 획득된 상기 표적의 추적 정보와 상기 RF 신호로부터 획득된 상기 표적의 추적 정보가 상이할 경우, 상기 RF 신호의 송신을 정지시키도록 상기 송수신부를 제어함을 특징으로 하는 복수 센서들을 이용한 표적 추적 시스템.
8. 표적을 탐지하기 위한 반능동 레이저(Semi Active Laser)(SAL) 신호를 방사하는 단계; 상기 표적을 탐지하기 위한 무선 주파수(Radio Frequency)(RF) 신호와 레이저 거리 측정기(Laser Range Finder)(LRF) 신호를 방사하는 단계; 송수신부가 상기 방사된 SAL 신호, RF 신호, LRF 신호가 상기 표적에 의해 반사되어 수신되는 수신 신호들을 수신하는 단계; 상기 수신 신호들을 디지털 신호로 변환하고, 상기 수신 신호들을 이용하여 상기 표적을 추적하여, 상기 표적에 대한 표적 추적 정보가 획득되는 단계; 상기 표적의 방향으로 상기 송수신부의 방향을 위치하도록 팬/틸트 구동 장치를 제어하는 단계;를 포함하며,
   상기 송수신부의 방향을 위치하도록 팬/틸트 구동 장치를 제어하는 단계는, 상기 반사되어 수신된 SAL 신호의 고유 주파수와 SAL 광원부의 고유 주파수가 동일한지 여부를 판단하는 단계; 판단 결과가 동일하다면, 상기 수신된 SAL 신호로부터 상기 표적의 각도 정보를 획득하는 단계; 상기 반사되어 수신된 LRF 신호의 고유 주파수와 상기 방사된 LRF 신호의 고유 주파수가 동일하다면, 상기 수신된 LRF 신호로부터 상기 표적의 거리 정보를 획득하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 복수 센서들을 이용한 표적 추적 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 표적에 대한 표적 추적 정보는 표적의 거리, 속도, 각도 정보임을 특징으로 하는 복수 센서들을 이용한 표적 추적 방법.
10. 삭제
11. 제8항에 있어서,
    상기 반사된 LRF 신호 또는 SAL 신호만이 수신될 경우, 상기 LRF 신호 또는 SAL 신호를 통해 획득된 상기 표적의 방향으로, 상기 팬/틸트 구동 장치를 구동시키는 단계;및
    상기 팬/틸트 구동 장치를 상기 표적의 방향으로 RF 신호를 방사하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 복수 센서들을 이용한 표적 추적 방법.
12. 제8항에 있어서,
    상기 LRF 신호, 상기 SAL 신호로부터 획득된 상기 표적의 추적 정보와 상기 RF 신호로부터 획득된 상기 표적의 추적 정보가 상이할 경우, 상기 RF 신호의 송신을 정지시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 복수 센서들을 이용한 표적 추적 방법.

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