KR101953352B1 - Gimbal Composite Sensor Homming System - Google Patents

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KR101953352B1
KR101953352B1 KR1020180035883A KR20180035883A KR101953352B1 KR 101953352 B1 KR101953352 B1 KR 101953352B1 KR 1020180035883 A KR1020180035883 A KR 1020180035883A KR 20180035883 A KR20180035883 A KR 20180035883A KR 101953352 B1 KR101953352 B1 KR 101953352B1
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김홍락
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엘아이지넥스원 주식회사
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Abstract

Disclosed is a gimbal composite sensor homing system which easily embodies alignment for information fusion between sensors. To this end, the present invention comprises: a semi-active laser beam sensing unit which receives a reflective signal reflected by a target corresponding to a laser beam projected towards the target from an external device; an infrared light video sensing unit which traces the target included in an infrared light video acquired with respect to a monitoring area; and a driving unit which is provided to aim the infrared light video sensing unit and the semi-active laser beam sensing unit simultaneously to the direction of the target.

Description

김발 복합 센서 호밍 시스템{Gimbal Composite Sensor Homming System}Gimbal Composite Sensor Homming System

본 발명은 김발 복합 센서 호밍 시스템에 관한 것으로, 특히 안테나를 이동하며 표적을 탐색하는 레이더의 김발 복합 센서 호밍 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gimbal composite sensor homing system, and more particularly, to a gimbal composite sensor homing system of a radar for moving a antenna and searching for a target.

레이더는 표적을 탐지하기 위한 탐색을 수행하며, 적의 박격포를 비롯하여 선박, 및 차량, 야포, 로켓의 위치를 신속, 정확하게 탐지하고 탐지된 표적을 추적하며 격추할 때 사용된다.Radars perform searches to detect targets and are used to quickly and accurately detect enemy mortars, vessels, vehicles, artillery and rockets, track and shoot down detected targets.

종래의 레이더의 호밍 장치는 두 종류의 센서를 장착하는 경우 하나의 센서는 김발 타입, 나머지는 스트랩 다운 방식을 많이 적용한다.When the homing device of the conventional radar is equipped with two types of sensors, one sensor uses a gimbal type, and the other uses a strap-down method.

하지만, 스트랩 다운 방식의 경우 각도 제한으로 호밍 장치의 추적 성능이 떨어지게 되고, 개별 센서를 장착한 호밍 장치는 추적성능에 제한적이고 전자전 환경에 취약하다. 또한, 거리가 먼 경우 설정한 탐색 각도가 탐색 구역을 초과하여 포함하는데 이는 탐색 구역 외부까지 탐색을 수행하게 되어 탐색을 위한 안테나의 이동의 시간 손실이 발생한다.However, in the case of the strap down method, the tracking performance of the homing device is degraded due to the angle limitation, and the homing device equipped with the individual sensor is limited in tracking performance and vulnerable to the electronic warfare environment. In addition, when the distance is far, the set search angle is included in excess of the search zone, which causes the search to be performed outside the search zone, resulting in a loss of time of movement of the antenna for searching.

이에 따라, 하나의 김발에 두 종류의 센서를 동시에 올려서 사용하고자 하는 센서에 대한 호밍 장치 추적 성능을 동시에 만족할 수 있는 구조가 필요하다.Accordingly, there is a need for a structure capable of simultaneously satisfying homing device tracking performance for a sensor to be used by simultaneously placing two types of sensors on one gimbal.

본 발명은 유도 발사체가 요격하고자 하는 표적을 확인하는 표적 탐지부, 외부의 장치로부터 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반사 신호를 수신하는 반능동 레이저 센서부, 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적하는 적외선 영상 센서부, 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향하기 위한 구동부 및 상기 반능동 레이저 센서부와 상기 적외선 영상 센서부로부터 상기 표적의 추적 정보를 전달 받아 호밍 장치의 운용을 제어하는 운용 제어부를 제공함으로써 센서간의 정보융합을 위한 정렬을 쉽게 구현하는데 목적이 있다.The present invention is obtained for a target detection unit for identifying a target to be guided by the guided projectile, a semi-active laser sensor unit for receiving a reflected signal reflected on the target according to a laser directed toward the target from an external device, and a surveillance area. An infrared image sensor unit for tracking the target included in the infrared image, a driving unit for simultaneously directing the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in the direction of the target, and the semi-active laser sensor unit and the infrared image sensor unit It is an object of the present invention to provide an operation control unit for controlling the operation of the homing device by receiving the tracking information of the target from the target to easily implement the alignment for information fusion between the sensors.

또한, 하나의 김발에 두 종류의 센서를 동시에 동일 평면상에 장착시켜 영상이 맺히는 부분을 회전축과 동일하게 위치 시킬 수 있으므로, 내부 김발에 장착된 두 개의 모터를 통해서 센서를 고각 방향으로 제어하고, 방위각 방향으로는 외부 김발의 두 개의 모터를 통하여 센서를 제어하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, since two kinds of sensors can be simultaneously mounted on the same plane in one gimbal, the part where the image is formed can be located on the same plane as the rotation axis, so that the sensor is controlled in an elevation direction through two motors mounted on the inside gimbal. In the azimuth direction there is another purpose to control the sensor via two motors of the outer gimbal.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Still other objects of the present invention may be further considered without departing from the following detailed description and effects thereof.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 센서 시스템은, 유도 발사체가 요격하고자 하는 표적을 확인하는 표적 탐지부, 외부의 장치로부터 상기 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반사 신호를 수신하는 반능동 레이저 센서부, 상기 표적의 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적하는 적외선 영상 센서부, 상기 반능동 레이저 센서부와 상기 적외선 영상 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향하기 위한 구동부 및 상기 반능동 레이저 센서부와 상기 적외선 영상 센서부로부터 상기 표적의 추적 정보를 전달 받아 호밍 장치의 운용을 제어하는 운용 제어부를 포함한다.In order to solve the above problems, the complex sensor system according to an embodiment of the present invention, a target detector for identifying a target to be guided by the guided projectile, to the target according to the laser directed toward the target from an external device A semi-active laser sensor unit for receiving the reflected reflection signal, an infrared image sensor unit for tracking the target included in the infrared image obtained for the surveillance region of the target, the semi-active laser sensor unit and the infrared image sensor unit at the same time And a driving unit for directing in the direction of the target and an operation control unit for controlling the operation of the homing device by receiving the tracking information of the target from the semi-active laser sensor unit and the infrared image sensor unit.

여기서, 반능동 레이저 센서부는, 상기 표적에 반사된 레이저 광을 수신 받는 반능동 레이저 광학계, 다수로 분할된 검출기들로 구성되되, 상기 레이저 광으로부터 레이저 신호를 검출하는 반능동 레이저 검출부 및 상기 레이저 신호를 전기적 신호로 변환하고 이득을 조정하여 제1 디지털 신호로 변환하는 반능동 레이저 획득부를 포함한다.Here, the semi-active laser sensor unit, a semi-active laser optical system for receiving the laser light reflected on the target, consisting of a plurality of detectors, the semi-active laser detection unit for detecting a laser signal from the laser light and the laser signal A semi-active laser acquisition unit for converting the signal into an electrical signal and adjusting the gain to convert the gain into a first digital signal.

여기서, 적외선 영상 센서부는, 적외선 렌즈 모듈이 구비되되, 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 적외선 영상을 입력 받는 적외선 영상 광학계, 상기 적외선 영상 광학계로부터 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 영상을 획득하여 전기적 신호로 변환하는 적외선 영상 검출부 및 상기 전기적 신호로 변환된 영상 신호의 이득을 조정하고 제2 디지털 신호로 변환하는 적외선 영상 획득부를 포함한다.Here, the infrared image sensor unit is provided with an infrared lens module, an infrared image optical system receiving an infrared image photographing the surveillance region of the target, an image obtained by capturing an image of the surveillance region of the target from the infrared imaging optical system to obtain an electrical signal And an infrared image acquisition unit for converting the digital signal into a second digital signal.

여기서, 구동부는, 상기 호밍 장치의 김발 구동을 위한 김발 구조체이며, 상기 김발 구조체를 다수의 영역으로 분할하여, 상기 분할된 영역의 각각에 위치하는 모터부, 상기 김발 구조체의 평면상 회전량을 측정하는 자이로센서부 및 자이로센서부에 의해 측정된 값을 사용하여 상기 김발의 구동을 제어하는 서보제어부를 포함한다.Here, the drive unit is a gimbal structure for the gimbal driving of the homing device, by dividing the gimbal structure into a plurality of areas, the motor unit located in each of the divided areas, the amount of planar rotation of the gimbal structure is measured. It includes a gyro sensor unit and a servo control unit for controlling the drive of the gimbal using the value measured by the gyro sensor unit.

여기서, 운용 제어부는, 운용 중인 상기 유도 발사체의 호밍 장치에서, 상기 적외선 영상 센서부의 상기 표적을 식별하는 거리에 따라 상기 표적의 감시 영역을 지정한다.Here, the operation control unit, in the homing device of the guided projectile in operation, designates the surveillance region of the target according to the distance for identifying the target of the infrared image sensor unit.

여기서, 표적 탐지부는, 상기 유도 발사체의 발사 전 상기 유도 발사체가 요격하고자 하는 표적을 확인하고, 상기 표적의 위치 정보를 입력한다.Here, the target detector checks the target to be intercepted by the guided projectile before launching the guided projectile, and inputs position information of the target.

여기서, 김발 구조체는, 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 방위각 방향으로 제어하기 위한 외부 김발 조립체 및 상기 외부 김발 조립체의 내부에 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 고각 방향으로 제어하기 위한 내부 김발 조립체로 구성되며, 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향하기 위해 상기 김발의 분할된 영역의 각각에 위치하는 다수의 각도 센서들을 더 포함하고, 상기 외부 김발 조립체는, 상기 외부 김발 조립체의 양측에 제1 모터 및 제2 모터를 포함하고, 상기 내부 김발 조립체는, 상기 내부 김발 조립체의 양측에 제3 모터 및 제4 모터를 포함한다.Here, the gimbal structure, the external gimbal assembly for controlling the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in the azimuth direction and the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in the interior of the outer gimbal assembly in an elevation angle. And an internal gimbal assembly for control, the gimbal assembly further comprising a plurality of angle sensors positioned in each of the divided regions of the gimbal to direct the infrared image sensor portion and the semi-active laser sensor portion in the direction of the target at the same time; The outer gimbal assembly includes a first motor and a second motor on both sides of the outer gimbal assembly, and the inner gimbal assembly includes a third motor and a fourth motor on both sides of the inner gimbal assembly.

여기서, 복합 센서 호밍 시스템은, 상기 구동부와 전기적인 신호를 주고 받으며, 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부의 정보를 전처리하여 상기 정보를 부호화 및 복호화 하는 전처리부 및 상기 전처리부로부터 전달 받은 상기 부호화 및 복호화 된 정보를 이용하여 상기 표적을 탐지하고, 상기 구동부로부터 상기 구동 각도 정보를 추출하는 신호처리부를 더 포함한다.Here, the complex sensor homing system exchanges electrical signals with the driving unit, and pre-processes information of the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit and receives the pre-processing unit and the pre-processing unit to encode and decode the information. The apparatus may further include a signal processor that detects the target by using the encoded and decoded information and extracts the driving angle information from the driver.

여기서, 전처리부는, 상기 반능동 레이저 획득부로부터 전달 받은 상기 제1 디지털 신호와 상기 적외선 영상 획득부로부터 전달 받은 상기 제2 디지털 신호를 이용하여 신호의 타이밍 동기화를 수행하는 동기화 수행부 및 상기 적외선 영상의 불균일성을 보정하는 영상 보정부를 포함한다.Here, the pre-processing unit, the synchronization performing unit and the infrared image performing timing synchronization of the signal using the first digital signal received from the semi-active laser acquisition unit and the second digital signal received from the infrared image acquisition unit. It includes an image correction unit for correcting the nonuniformity of.

여기서, 반능동 레이저 검출부는, 다수로 분할된 검출기들로 구성되되, 상기 반능동 레이저 검출부의 제1 사분면에 위치한 제1 검출기, 제2 사분면에 위치한 제2 검출기, 제3 사분면에 위치한 제3 검출기 및 제4 사분면에 위치한 제4 검출기를 포함한다.Here, the semi-active laser detector is composed of a plurality of divided detectors, the first detector is located in the first quadrant, the second detector is located in the second quadrant, the third detector is located in the third quadrant And a fourth detector located in the fourth quadrant.

여기서, 반능동 레이저 획득부는, 상기 반능동 레이저 검출부에서 상기 반능동 레이저 신호의 광전류를 입력으로 제공받아 전압 신호를 출력하는 전달 증폭기, 상기 전압 신호의 이득이 일정하도록 신호의 전력을 감쇠하는 디지털 감쇠기, 상기 디지털 감쇠기를 제어하고, 상기 제1 디지털 신호로 변환된 값을 상기 적외선 영상 획득부의 상기 제2 디지털 신호와 함께 상기 전처리부로 전달하는 데이터 처리부를 포함한다.Here, the semi-active laser acquisition unit, a transfer amplifier for receiving the photocurrent of the semi-active laser signal as an input from the semi-active laser detector to output a voltage signal, a digital attenuator for attenuating the power of the signal so that the gain of the voltage signal is constant And a data processor for controlling the digital attenuator and transferring the value converted into the first digital signal to the preprocessor along with the second digital signal of the infrared image acquisition unit.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 외부의 장치로부터 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반사 신호를 수신하는 반능동 레이저 센서부, 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적하는 적외선 영상 센서부 및 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향하기 위한 구동부를 제공함으로써 센서간의 정보융합을 위한 정렬을 쉽게 구현할 수 있다.As described above, according to embodiments of the present invention, a semi-active laser sensor unit for receiving a reflected signal reflected on the target according to a laser directed toward the target from an external device, and an infrared image obtained with respect to a surveillance region By providing an infrared image sensor unit for tracking the target included in the infrared image sensor unit and a drive unit for directing the semi-active laser sensor unit in the direction of the target at the same time it is possible to easily implement the alignment for information fusion between the sensors.

또한, 하나의 김발에 두 종류의 센서를 동시에 동일 평면상에 장착시켜 영상이 맺히는 부분을 회전축과 동일하게 위치 시킬 수 있으므로, 내부 김발에 장착된 두 개의 모터를 통해서 센서를 고각 방향으로 제어하고, 방위각 방향으로는 외부 김발의 두 개의 모터를 통하여 센서를 제어할 수 있다.In addition, since two kinds of sensors can be simultaneously mounted on the same plane in one gimbal, the part where the image is formed can be located on the same plane as the rotation axis, so that the sensor is controlled in an elevation direction through two motors mounted on the inside gimbal. In the azimuth direction, the sensor can be controlled via two motors of the external gimbal.

이에 따라, 운용환경에 따른 각 센서의 광학계 설계가 용이하며, 센서들이 동일 축에 있기 때문에 처리되는 정보의 오프셋이 최소화 될 수 있다.Accordingly, it is easy to design the optical system of each sensor according to the operating environment, and the offset of the processed information can be minimized because the sensors are on the same axis.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effects are not explicitly mentioned herein, the effects described in the following specification and the tentative effects expected by the technical features of the present invention are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)의 반능동 레이저 센서부(100)를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)의 적외선 영상 센서부(200)를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 장치(10)를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 장치(10)를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 장치(10)의 반능동 레이저 검출부(120)를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 장치(10)의 반능동 레이저 획득부(130)를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일 김발 복합 센서 복합 센서 호밍 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일 김발 복합 센서 복합 센서 호밍 장치의 제어 방법을 나타낸 제어도이다.1 is a block diagram showing a gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a semi-active laser sensor unit 100 of the gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an infrared image sensor unit 200 of the Gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a gimbal composite sensor homing device 10 according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a gimbal composite sensor homing device 10 according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a semi-active laser detection unit 120 of the gimbal composite sensor homing device 10 according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a semi-active laser acquisition unit 130 of the gimbal composite sensor homing device 10 according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a gimbal composite sensor homing method according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a gimbal composite sensor homing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a same gimbal composite sensor complex sensor homing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
11 is a control diagram illustrating a control method of the same Gimbal composite sensor complex sensor homing device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 관련된 김발 복합 센서 호밍 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the gimbal complex sensor homing system which concerns on this invention is demonstrated in detail with reference to drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In addition, in order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명은 김발 복합 센서 호밍 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gimbal composite sensor homing system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)은 반능동 레이저 센서부(100), 적외선 영상 센서부(200), 구동부(300), 전처리부(400), 신호처리부(500), 표적 탐지부(700), 운용 제어부(800)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the Gimbal composite sensor homing system 20 includes a semi-active laser sensor 100, an infrared image sensor 200, a driver 300, a preprocessor 400, a signal processor 500, and a target. The detector 700 and the operation controller 800 are included.

김발 복합 센서 호밍 시스템(20)은 목표가 방사하는 레이더파 또는 목표에서 반사되는 레이더파를 감지하여 목표를 추적하는 시스템이다. 레이더 호밍에는 능동, 반능동, 수동의 세 가지 방식이 있는데 능동방식은 미사일 등의 비행체가 스스로 레이더파를 목표를 향해 조사, 그 반사파를 감지하여 호밍하는 것으로 주로 대형 비행체에 부착되며 반능동방식은 레이더파를 비행체 밖에서 발사하는 것으로 비행체 자체는 소형으로 가능하다. 수동방식은 목표가 발사하는 레이더파를 향해 호밍하는 것으로 원거리에서의 호밍이 가능하다. 본 발명의 일 실시예 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)은 반능동방식을 사용한 것으로 반능동방식 레이더파를 비행체 밖에서 발사한다.Gimbal composite sensor homing system 20 is a system that tracks a target by detecting a radar wave emitted by the target or a radar wave reflected from the target. There are three types of radar homing: active, semi-active, and passive. The active method is to attach a radar wave to a target by itself and to detect and reflect the reflected wave. By firing radar waves outside the aircraft, the aircraft itself can be made compact. In passive mode, homing towards the radar wave that the target fires allows for homing from a distance. Gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention is to use a semi-active method to launch a semi-active radar wave outside the aircraft.

김발 복합 센서 호밍 시스템(20)은 레이더에서 표적을 탐지하기 위한 탐색을 수행하며, 적의 박격포를 비롯하여 선박 및 차량, 야포, 로켓의 위치를 신속, 정확하게 탐지하고 탐지된 표적을 추적하며 격추할 때 사용되는 레이더에 필요하다. 운용환경에 따른 각 센서의 광학계 설계가 용이하며, 센서들이 동일 축에 있기 때문에 처리되는 정보의 오프셋이 최소화 될 수 있다.The Gimbal composite sensor homing system 20 performs a search to detect a target on a radar, and is used to quickly and accurately detect the location of ships, vehicles, artillery and rockets as well as to track and shoot down detected targets. It is necessary for radar to become. It is easy to design the optical system of each sensor according to the operating environment, and the offset of the processed information can be minimized because the sensors are on the same axis.

본 발명의 일 실시예 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)은 반능동방식 레이저(Semi active laser, SAL)센서와 적외선 영상(Image Infrared)센서를 동시에 호밍 장치에 적용하기 위한 구조이다.Gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention is a structure for applying a semi-active laser (SAL) sensor and an infrared image (Image Infrared) sensor to the homing device at the same time.

기존의 카세그레인 방식은 영상신호가 반사판을 통하여 들어오기 때문에 시야의 제한이 있다. SAL 센서가 동일 김발에서 앞쪽에 지지대를 통하여 장착되기 때문에 지지대에 의한 적외선 영상의 가림이 발생한다.The conventional casein grain method has a limited field of view because an image signal is introduced through a reflector. Since the SAL sensor is mounted through the support in front of the same gimbal, the infrared image is blocked by the support.

본 발명의 일 실시예 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)은 하나의 김발에 두 가지 센서를 동시에 동일 평면상에 장착하여 영상이 맺히는 부분을 회전축과 동일하게 위치 시킬 수 있고, 적외선센서는 비냉각방식이기 때문에 작고 가볍게 설계 가능하다.Gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention can be mounted on the same plane at the same time two sensors on one gimbal to position the image forming the same as the rotation axis, the infrared sensor is uncooled Because of the method, it can be designed small and light.

반능동 레이저 센서부(100)는 외부의 장치로부터 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반사 신호를 수신한다.The semi-active laser sensor unit 100 receives a reflected signal reflected from the target according to a laser directed toward the target from an external device.

적외선 영상 센서부(200)는 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적한다.The infrared image sensor unit 200 tracks the target included in the infrared image acquired for the surveillance area.

구동부(300)는 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향한다.The driver 300 simultaneously directs the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in the direction of the target.

구동부(300)는 호밍 장치의 김발 구동을 위한 김발 구조체이다.The driver 300 is a gimbal structure for gimbal driving of the homing device.

구동부(300)는 모터부(330), 자이로센서부(340), 서보제어부(350)를 포함한다.The driving unit 300 includes a motor unit 330, a gyro sensor unit 340, and a servo control unit 350.

모터부(330)는 상기 김발 구조체를 다수의 영역으로 분할하여, 상기 분할된 영역의 각각에 위치한다.The motor unit 330 divides the gimbal structure into a plurality of regions, and is located in each of the divided regions.

자이로센서부(340)는 김발 구조체의 평면상 회전량을 측정한다.The gyro sensor unit 340 measures the amount of rotation of the gimbal structure on a plane.

서보제어부(350)는 자이로센서부에 의해 측정된 값을 사용하여 상기 김발의 구동을 제어한다. 구체적으로, 김발의 4개 위치센서와 4개의 모터를 제어하여 김발을 구동시키는 역할을 수행한다.The servo controller 350 controls the driving of the gimbal using the value measured by the gyro sensor unit. Specifically, it controls the four position sensors and four motors of gimbal serves to drive gimbal.

전처리부(400)는 구동부와 전기적인 신호를 주고 받으며, 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부의 정보를 전처리하여 상기 정보를 부호화 및 복호화한다. 즉, IIR 획득부와 SAL 획득부에서 처리되어 받은 디지털 신호를 이용하여 신호의 타이밍을 동기화를 수행하며, 적외선 영상의 불균일성을 보정하기 위한 배경영상을 활용한 불균일 보정 수행하고, 적외선 검출기의 bad 픽셀을 보정한다.The preprocessor 400 transmits and receives an electrical signal with the driver, and pre-processes information of the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit to encode and decode the information. That is, the timing of the signal is synchronized using the digital signal processed by the IIR acquisition unit and the SAL acquisition unit, the non-uniformity correction is performed by using the background image to correct the non-uniformity of the infrared image, and the bad pixel of the infrared detector. Calibrate

전처리부(400)는 동기화 수행부(410), 영상 보정부(430)를 포함하며, 동기화 수행부(410)는, 반능동 레이저 획득부로부터 전달 받은 상기 제1 디지털 신호와 상기 적외선 영상 획득부로부터 전달 받은 상기 제2 디지털 신호를 이용하여 신호의 타이밍 동기화를 수행한다.The preprocessor 400 includes a synchronization performer 410 and an image corrector 430, and the synchronization performer 410 includes the first digital signal and the infrared image acquirer received from the semi-active laser acquirer. The timing synchronization of the signal is performed using the second digital signal received from the digital signal.

영상 보정부(430)는 적외선 영상의 불균일성을 보정한다.The image corrector 430 corrects the nonuniformity of the infrared image.

신호처리부(500)는 전처리부로부터 전달 받은 상기 부호화 및 복호화 된 정보를 이용하여 상기 표적을 탐지하고, 상기 구동부로부터 상기 구동 각도 정보를 추출한다. SAL 신호와 적외선 영상신호를 이용하여 표적을 탐지 및 각도정보를 추출하여 각도 추적이 유지 되도록 한다. The signal processor 500 detects the target by using the encoded and decoded information received from the preprocessor, and extracts the driving angle information from the driver. Using the SAL signal and infrared image signal, the target is detected and the angle information is extracted to maintain the angle tracking.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)은 각 구성품에 전원을 공급하는 장치, 잡음에 의한 영상 열화를 최소화하기 위한 전원 설계로 이루어진 전원 공급기를 포함할 수 있다.In addition, the gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention may include a power supply consisting of a device for supplying power to each component, a power design for minimizing image degradation due to noise.

표적 탐지부(700)는 유도 발사체가 요격하고자 하는 표적을 확인한다. 유도 발사체의 발사 전 상기 유도 발사체가 요격하고자 하는 표적을 확인하고, 상기 표적의 위치 정보를 입력한다.The target detector 700 identifies a target to which the guided projectile is to intercept. Before launching the guided projectile, the guided projectile identifies the target to be intercepted, and inputs position information of the target.

운용 제어부(800)는 반능동 레이저 센서부와 상기 적외선 영상 센서부로부터 상기 표적의 추적 정보를 전달 받아 호밍 장치의 운용을 제어한다.The operation control unit 800 receives the tracking information of the target from the semi-active laser sensor unit and the infrared image sensor unit and controls the operation of the homing device.

운용 중인 상기 유도 발사체의 호밍 장치에서, 상기 적외선 영상 센서부의 상기 표적을 식별하는 거리에 따라 상기 표적의 감시 영역을 지정한다. 구체적으로, 유도 발사체의 발사 전 항공기의 전자 광학 표적 탐지 장비(EOTS)로부터 표적의 정보를 획득하면 표적의 위치정보를 유도 발사체에 잠입하고 자체점검을 통과후 유도탄을 발사하게 된다. In the homing device of the guided projectile under operation, the surveillance region of the target is designated according to a distance for identifying the target of the infrared image sensor unit. Specifically, when the target information is acquired from the aircraft's electro-optical target detection equipment (EOTS) before launching the guided projectile, the positional information of the target is immersed in the guided projectile and passed through a self-check, and then launches the missile.

유도 발사체는 초기유도, 중기유도 단계를 지나 종말 유도 단계에서 항공기에서 조사한 레이저 신호의 반사 신호를 입력 받아서 표적을 추적한다.The guided projectile tracks the target by receiving the reflected signal of the laser signal irradiated from the aircraft in the end-guided stage after the initial guided and mid-term guided stages.

적외선 영상센서가 표적을 식별가능한 거리가 되면 적외선 영산센서로 표적의 각도 정보를 바탕으로 관심영역(ROI)을 지정한다.When the infrared image sensor reaches a distance that can identify the target, the infrared region sensor designates a region of interest (ROI) based on the angle information of the target.

적외선 영상센서는 표적을 탐색, 식별 후 추적을 수행하며 최종 단계에서 표적이 가장 취약한 원하는 부분으로 선택하여 파괴한다.The infrared image sensor detects the target, tracks it, identifies it, and then selects and destroys the target where the target is most vulnerable.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)의 반능동 레이저 센서부(100)를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing a semi-active laser sensor unit 100 of the gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 반능동 레이저 센서부(100)는 반능동 레이저 광학계(110), 반능동 레이저 검출부(120), 반능동 레이저 획득부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the semi-active laser sensor unit 100 includes a semi-active laser optical system 110, a semi-active laser detection unit 120, and a semi-active laser acquisition unit 130.

반능동 레이저(Semi Active Laser)는 유도 복사(誘導複寫)를 이용하여 적외(赤外), 가시(可視), 자외선(紫外線) 영역에 있는 전자파를 발진시키는 장치이다. 위상(位相)이 같은 단색 광파가 발생되며 레이저 광선은 파장이 동일하고 그 파동의 마루와 골이 서로 일치하여 광선이 멀리까지도 퍼지지 않으며 에너지를 미소한 점에 집중시킬 수 있다.Semi-active lasers are devices that emit electromagnetic waves in the infrared, visible, and ultraviolet regions by using induced radiation. Monochromatic light waves with the same phase are generated, and the laser beams have the same wavelength, and the ridges and valleys of the waves coincide with each other so that the light beams do not spread far and can concentrate energy at a minute point.

반능동 레이저 광학계(110)는 표적에 반사된 레이저 광을 수신 받는다. 렌즈 바렐과 구면, 비구면 렌즈로 구성되며 레이저 신호를 받아들이는 구성품을 포함하는 것이 바람직하다.The semi-active laser optical system 110 receives the laser light reflected by the target. It is preferable to include a lens barrel, a spherical and an aspherical lens, and a component for receiving a laser signal.

반능동 레이저 검출부(120)는 다수로 분할된 검출기들로 구성되되, 상기 레이저 광으로부터 레이저 신호를 검출한다. 구체적으로, 4개의 면으로 분할되는 것이 바람직하며, 사사분면으로 이루어진 검출기로 구성된다.The semi-active laser detection unit 120 is composed of a plurality of divided detectors, and detects a laser signal from the laser light. Specifically, it is preferable to be divided into four planes, and consists of a detector consisting of four quadrants.

반능동 레이저 획득부(130)는 레이저 신호를 전기적 신호로 변환하고 이득을 조정하여 제1 디지털 신호로 변환한다. 즉, 4개의 면으로 분할된 사사분면에 입력된 레이저신호를 전기적 신호로 변환하고 이득을 조정 후 디지털 변환을 수행한다.The semi-active laser acquisition unit 130 converts the laser signal into an electrical signal and adjusts the gain to convert the laser signal into a first digital signal. That is, the laser signal input to the quadrant divided into four planes is converted into an electrical signal, the gain is adjusted, and digital conversion is performed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 시스템(20)의 적외선 영상 센서부(200)를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an infrared image sensor unit 200 of the Gimbal composite sensor homing system 20 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 적외선 영상 센서부(200)는 적외선 영상 광학계(210), 적외선 영상 검출부(220), 적외선 영상 획득부(230)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the infrared image sensor unit 200 includes an infrared image optical system 210, an infrared image detector 220, and an infrared image acquirer 230.

적외선 영상(imaging infrared)방식은 가시 광선 대신 적외선에 의해 물체의 영상을 보는 방식이다.Infrared imaging is a method of viewing an image of an object by infrared light instead of visible light.

적외선 영상 광학계(210)는 적외선 렌즈 모듈이 구비되되, 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 적외선 영상을 입력 받는다. 렌즈 바렐과 구면, 비구면 렌즈로 구성되어 적외선 영상을 받아들이는 구성품으로 구성되는 것이 바람직하다.The infrared imaging optical system 210 is provided with an infrared lens module, and receives an infrared image photographing the surveillance region of the target. It is preferable that a lens barrel, a spherical lens, and an aspherical lens are formed of a component that receives an infrared image.

적외선 영상 검출부(220)는 적외선 영상 광학계로부터 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 영상을 획득하여 전기적 신호로 변환한다. 비냉각 LWIR 640 x 480 픽셀의 검출기로 구성되는 것이 바람직하다.The infrared image detector 220 acquires an image of the surveillance region of the target from an infrared image optical system and converts the image into an electrical signal. It is preferred to consist of a detector of uncooled LWIR 640 x 480 pixels.

적외선 영상 획득부(230)는 상기 전기적 신호로 변환된 영상 신호의 이득을 조정하고 제2 디지털 신호로 변환한다. 즉, 전기적 신호로 변환된 영상신호를 이득 조정 후 디지털 신호로 변환한다.The infrared image acquisition unit 230 adjusts the gain of the image signal converted into the electrical signal and converts it into a second digital signal. That is, the image signal converted into an electrical signal is converted into a digital signal after gain adjustment.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 장치(10)를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a gimbal composite sensor homing device 10 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 김발 복합 센서 호밍 장치(10)는 반능동 레이저 센서부(100), 적외선 영상 센서부(200), 구동부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the gimbal composite sensor homing device 10 includes a semi-active laser sensor unit 100, an infrared image sensor unit 200, and a driver 300.

반능동 레이저 센서부(100)는 외부의 장치로부터 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반사 신호를 수신한다.The semi-active laser sensor unit 100 receives a reflected signal reflected from the target according to a laser directed toward the target from an external device.

적외선 영상 센서부(200)는 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적한다.The infrared image sensor unit 200 tracks the target included in the infrared image acquired for the surveillance area.

반능동 레이저 센서부(100)의 렌즈와 적외선 영상 센서부(200)의 렌즈가 같은 축 상에 정렬되어 있다.The lens of the semi-active laser sensor unit 100 and the lens of the infrared image sensor unit 200 are aligned on the same axis.

구동부(300)는 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향한다.The driver 300 simultaneously directs the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in the direction of the target.

구동부(300)는 호밍 장치의 김발 구동을 위한 김발 구조체이다. 김발 구조체는 레이더의 탐색기가 사방을 돌아 볼 수 있는 구조이다.The driver 300 is a gimbal structure for gimbal driving of the homing device. The Kimbal structure is a structure where the radar searcher can look around.

레이더의 탐색기는 사방을 돌아 볼 수 있는 김발(Gimbal) 구조에 얹어져 있는 방식이 많다. 다만 일부 저가형 미사일은 구조를 최대한 단순화하기 위해 미사일의 탐색기가 정면만 바라보도록 하는데, 이러한 방식은 스트랩 다운(Strapdown)방식이다.Radar explorers are often mounted on a gimbal structure that can be seen from all directions. Some low-cost missiles, however, require the missile's searcher to face the front in order to simplify the structure as much as possible. This is a strapdown method.

김발 구조체는 IIR 센서와 SAL 센서를 동시에 표적방향으로 지향하기 위한 구성품으로 4개의 모터와 4개의 각도센서 및 자이로 센서를 포함한다. 내부김발과 외부 김발로 구성되어 있으며 외부김발은 유도 발사체의 몸체에 고정된 모터를 이용하여 내부 김발을 제어한다. 내부 김발에 고정된 모터를 이용하여 IIR센서와 SAL센서를 고각 방향으로 지향한다. 유도 발사체의 동체 움직임에 대해서 자이로 센서를 이용하여 김발을 안정화시킨다.The gimbal structure is a component for directing the IIR sensor and the SAL sensor simultaneously in the target direction and includes four motors, four angle sensors and a gyro sensor. It consists of the inner gimbal and the outer gimbal, and the outer gimbal controls the inner gimbal by using a motor fixed to the body of the guided projectile. Using the motor fixed to the inner gimbal, IIR sensor and SAL sensor are directed in the elevation direction. The gyro sensor is used to stabilize gimbal for the body movement of the guided projectile.

구동부(300)는 모터부(330), 자이로센서부(340), 서보제어부(350)를 포함한다.The driving unit 300 includes a motor unit 330, a gyro sensor unit 340, and a servo control unit 350.

모터부(330)는 상기 김발 구조체를 다수의 영역으로 분할하여, 상기 분할된 영역의 각각에 위치한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 모터부(330)는 4개의 모터(331 내지 334)로 구성되는 것이 바람직하다.The motor unit 330 divides the gimbal structure into a plurality of regions, and is located in each of the divided regions. In one embodiment of the present invention, the motor unit 330 is preferably composed of four motors (331 to 334).

또한, 4개의 모터(331 내지 334)는 각각 구동 토크 모터(335)와 위치 센서 엔코더(336)를 포함한다.In addition, the four motors 331 to 334 each include a drive torque motor 335 and a position sensor encoder 336.

구동 토크 모터(335)는 제한된 회전각의 범위 내에서 또는 구속된 상태에서 발생하는 토크를 이용한 전동기이다. 회전하지 않기 때문에 권선의 온도 상승에 대해서 특별히 생각할 필요가 있다. 동기 전동기를 제외한 직류, 교류의 각 전동기가 사용된다.The drive torque motor 335 is an electric motor using torque generated within a limited rotational angle range or in a confined state. Since it does not rotate, special consideration must be given to the temperature rise of the windings. DC and AC motors except synchronous motors are used.

위치 센서 엔코더(336)는 위체 센서의 상태를 검지하고 이들 입력 신호를 기초로 하여 Telegram을 형성, Balise 또는 통신매체에 전달해 주는 장치이다. 위치센서는 길이의 차원을 가진 양을 측정하는 것으로서, 어떤 일정위치에 있어서 온-오프를 하는 위치센서의 일종이다. 원리적으로 분류하면 기계식, 전기식, 자기식, 광학식 센서가 있다.The position sensor encoder 336 detects the state of the position sensor and forms a telegram based on these input signals, and transmits the telegram to a Balise or a communication medium. Position sensor is a kind of position sensor that measures the quantity with the dimension of length and turns on / off at a certain position. In principle, there are mechanical, electrical, magnetic and optical sensors.

김발 조립체는 내부 김발 조립체(320)와 외부 김발 조립체(310)로 구성되어 있으며 외부 김발 조립체(310)는 유도 발사체의 몸체에 고정된 모터를 이용하여 내부 김발 조립체(320)를 제어한다. 내부 김발 조립체(320)에 고정된 모터는 IIR센서와 SAL센서를 고각 방향으로 지향한다.The gimbal assembly is composed of an inner gimbal assembly 320 and an outer gimbal assembly 310 and the outer gimbal assembly 310 controls the inner gimbal assembly 320 using a motor fixed to the body of the guided projectile. The motor fixed to the inner gimbal assembly 320 directs the IIR sensor and the SAL sensor in an elevation direction.

자이로센서부(340)는 김발 구조체의 평면상 회전량을 측정한다. 또한, 유도 발사체의 동체 움직임에 대해서 자이로 센서를 이용하여 김발을 안정화시킨다.The gyro sensor unit 340 measures the amount of rotation of the gimbal structure on a plane. In addition, the gimbal is stabilized using a gyro sensor for the fuselage movement of the guided projectile.

서보제어부(350)는 자이로센서부에 의해 측정된 값을 사용하여 상기 김발의 구동을 제어한다.The servo controller 350 controls the driving of the gimbal using the value measured by the gyro sensor unit.

구동부(300)의 김발 구조체는, 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 방위각 방향으로 제어하기 위한 외부 김발 조립체(310) 및 상기 외부 김발 조립체의 내부에 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 고각 방향으로 제어하기 위한 내부 김발 조립체(320) 로 구성되며,The gimbal structure of the driving unit 300 includes an external gimbal assembly 310 for controlling the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in the azimuth direction and the infrared image sensor unit and the semi-active inside the outer gimbal assembly. Consists of the inner gimbal assembly 320 for controlling the laser sensor in an elevation direction,

상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향하기 위해 상기 김발의 분할된 영역의 각각에 위치하는 다수의 각도 센서들을 더 포함할 수 있다.The infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit may further include a plurality of angle sensors positioned in each of the divided regions of the gimbal to direct the target in the direction of the target.

외부 김발 조립체(310)는, 상기 외부 김발 조립체의 양측에 제1 모터(331) 및 제2 모터(332)를 포함하고, 내부 김발 조립체(320)는, 상기 내부 김발 조립체의 양측에 제3 모터(333) 및 제4 모터(334)를 포함한다.The outer gimbal assembly 310 includes a first motor 331 and a second motor 332 on both sides of the outer gimbal assembly, and the inner gimbal assembly 320 includes a third motor on both sides of the inner gimbal assembly. 333 and a fourth motor 334.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 장치(10)를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a gimbal composite sensor homing device 10 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 김발 복합 센서 호밍 장치(10)는 반능동 레이저 센서부(100), 적외선 영상 센서부(200), 구동부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the gimbal composite sensor homing device 10 includes a semi-active laser sensor unit 100, an infrared image sensor unit 200, and a driver 300.

반능동 레이저 센서부(100)는 외부의 장치로부터 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반사 신호를 수신한다.The semi-active laser sensor unit 100 receives a reflected signal reflected from the target according to a laser directed toward the target from an external device.

적외선 영상 센서부(200)는 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적한다.The infrared image sensor unit 200 tracks the target included in the infrared image acquired for the surveillance area.

구동부(300)는 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향한다.The driver 300 simultaneously directs the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in the direction of the target.

구동부(300)는 호밍 장치의 김발 구동을 위한 김발 구조체이다.The driver 300 is a gimbal structure for gimbal driving of the homing device.

모터부(330)는 상기 김발 구조체를 다수의 영역으로 분할하여, 상기 분할된 영역의 각각에 위치한다.The motor unit 330 divides the gimbal structure into a plurality of regions, and is located in each of the divided regions.

전처리부(400)는 구동부와 전기적인 신호를 주고 받으며, 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부의 정보를 전처리하여 상기 정보를 부호화 및 복호화한다. 즉, IIR 획득부와 SAL 획득부에서 처리되어 받은 디지털 신호를 이용하여 신호의 타이밍을 동기화를 수행하며, 적외선 영상의 불균일성을 보정하기 위한 배경영상을 활용한 불균일 보정 수행하고, 적외선 검출기의 bad 픽셀을 보정한다. 영상 전처리 보드로 구성되는 것이 바람직하다.The preprocessor 400 transmits and receives an electrical signal with the driver, and pre-processes information of the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit to encode and decode the information. That is, the timing of the signal is synchronized using the digital signal processed by the IIR acquisition unit and the SAL acquisition unit, the non-uniformity correction is performed by using the background image to correct the non-uniformity of the infrared image, and the bad pixel of the infrared detector. Calibrate It is preferable that the image preprocessing board is configured.

전처리부(400)는 동기화 수행부(410), 영상 보정부(430)를 포함하며, 동기화 수행부(410)는, 반능동 레이저 획득부로부터 전달 받은 상기 제1 디지털 신호와 상기 적외선 영상 획득부로부터 전달 받은 상기 제2 디지털 신호를 이용하여 신호의 타이밍 동기화를 수행한다.The preprocessor 400 includes a synchronization performer 410 and an image corrector 430, and the synchronization performer 410 includes the first digital signal and the infrared image acquirer received from the semi-active laser acquirer. The timing synchronization of the signal is performed using the second digital signal received from the digital signal.

반능동 레이저 광학계(110)는 표적에 반사된 레이저 광을 수신 받는다. 렌즈 바렐과 구면, 비구면 렌즈로 구성되며 레이저 신호를 받아들이는 구성품을 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 반능동 레이저 광학계(110)는 렌즈 바렐(111), 구면 렌즈(113), 비구면 렌즈(115)가 순차적으로 배열되어 구성된다.The semi-active laser optical system 110 receives the laser light reflected by the target. It is preferable to include a lens barrel, a spherical and an aspherical lens, and a component for receiving a laser signal. In detail, the semi-active laser optical system 110 is configured by sequentially arranging the lens barrel 111, the spherical lens 113, and the aspherical lens 115.

반능동 레이저 검출부(120)는 다수로 분할된 검출기들로 구성되되, 상기 레이저 광으로부터 레이저 신호를 검출한다. 구체적으로, 4개의 면으로 분할되는 것이 바람직하며, 사사분면으로 이루어진 검출기로 구성된다. 반능동 레이저 검출부(120)는 레이저 검출기로 구현되는 것이 바람직하다.The semi-active laser detection unit 120 is composed of a plurality of divided detectors, and detects a laser signal from the laser light. Specifically, it is preferable to be divided into four planes, and consists of a detector consisting of four quadrants. The semi-active laser detector 120 is preferably implemented as a laser detector.

반능동 레이저 획득부(130)는 레이저 신호를 전기적 신호로 변환하고 이득을 조정하여 제1 디지털 신호로 변환한다. 즉, 4개의 면으로 분할된 사사분면에 입력된 레이저신호를 전기적 신호로 변환하고 이득을 조정 후 디지털 변환을 수행한다. 반능동 레이저 획득부(130)는 신호 획득 회로 카드로 구현되는 것이 바람직하며, 반능동 레이저 검출부(120)가 반능동 레이저 획득부(130)에 위치한다.The semi-active laser acquisition unit 130 converts the laser signal into an electrical signal and adjusts the gain to convert the laser signal into a first digital signal. That is, the laser signal input to the quadrant divided into four planes is converted into an electrical signal, the gain is adjusted, and digital conversion is performed. The semi-active laser acquisition unit 130 is preferably implemented as a signal acquisition circuit card, the semi-active laser detection unit 120 is located in the semi-active laser acquisition unit 130.

적외선 영상 광학계(210)는 적외선 렌즈 모듈이 구비되되, 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 적외선 영상을 입력 받는다. 렌즈 바렐과 구면, 비구면 렌즈로 구성되어 적외선 영상을 받아들이는 구성품으로 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 적외선 영상 광학계(210)는 렌즈 바렐(211), 구면 렌즈(213), 비구면 렌즈(215)가 순차적으로 배열되어 구성된다.The infrared imaging optical system 210 is provided with an infrared lens module, and receives an infrared image photographing the surveillance region of the target. It is preferable that a lens barrel, a spherical lens, and an aspherical lens are formed of a component that receives an infrared image. In detail, the infrared imaging optical system 210 includes a lens barrel 211, a spherical lens 213, and an aspherical lens 215 sequentially arranged.

적외선 영상 검출부(220)는 적외선 영상 광학계로부터 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 영상을 획득하여 전기적 신호로 변환한다. 비냉각 LWIR 640 x 480 픽셀의 검출기로 구성되는 것이 바람직하다.The infrared image detector 220 acquires an image of the surveillance region of the target from an infrared image optical system and converts the image into an electrical signal. It is preferred to consist of a detector of uncooled LWIR 640 x 480 pixels.

적외선 영상 획득부(230)는 상기 전기적 신호로 변환된 영상 신호의 이득을 조정하고 제2 디지털 신호로 변환한다. 즉, 전기적 신호로 변환된 영상신호를 이득 조정 후 디지털 신호로 변환한다. 영상 획득 회로 카드로 구현되는 것이 바람직하다.The infrared image acquisition unit 230 adjusts the gain of the image signal converted into the electrical signal and converts it into a second digital signal. That is, the image signal converted into an electrical signal is converted into a digital signal after gain adjustment. It is preferably implemented with an image acquisition circuit card.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 장치(10)는 돔 구조(600)의 적외선 수광부를 포함하며, 내부 장치를 보호할 수 있다.In addition, the gimbal composite sensor homing device 10 according to an embodiment of the present invention includes an infrared light receiving unit of the dome structure 600, it can protect the internal device.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 장치(10)의 반능동 레이저 검출부(120)를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a semi-active laser detection unit 120 of the gimbal composite sensor homing device 10 according to an embodiment of the present invention.

반능동 레이저 검출부(120)는 다수로 분할된 검출기들로 구성되되, 상기 반능동 레이저 검출부의 제1 사분면에 위치한 제1 검출기(120a), 제2 사분면에 위치한 제2 검출기(120b), 제3 사분면에 위치한 제3 검출기(120c) 및 제4 사분면에 위치한 제4 검출기(120d)를 포함한다.The semi-active laser detection unit 120 is composed of a plurality of divided detectors, the first detector 120a located in the first quadrant of the semi-active laser detection unit, the second detector 120b located in the second quadrant, and the third A third detector 120c located in the quadrant and a fourth detector 120d located in the fourth quadrant.

반능동 레이저 검출부(120)에서 수신된 에너지의 총합은 제1 검출기 내지 제4 검출기에서 검출된 에너지의 총합으로 나타난다.The sum of the energies received by the semi-active laser detector 120 is represented by the sum of the energies detected by the first to fourth detectors.

또한, 방위각 오차는 제1 검출기(120a)와 제3 검출기(120c)의 합에서 제2 검출기(120b)와 제4 검출기(120d)의 합을 제외하여 구할 수 있고, 고각 오차는 제1 검출기(120a)와 제2 검출기(120b)의 합에서 제3 검출기(120c)와 제4 검출기(120d)의 합을 제외하여 구할 수 있다.In addition, the azimuth error may be obtained by excluding the sum of the second detector 120b and the fourth detector 120d from the sum of the first detector 120a and the third detector 120c, and the elevation error is determined by the first detector ( The sum of 120a and the second detector 120b may be obtained by excluding the sum of the third detector 120c and the fourth detector 120d.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 장치(10)의 반능동 레이저 획득부(130)를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a semi-active laser acquisition unit 130 of the gimbal composite sensor homing device 10 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 반능동 레이저 획득부(130)는 전달 증폭기(131), 디지털 감쇠기(132, 134), 데이터 처리부(136)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the semi-active laser acquirer 130 includes a transfer amplifier 131, digital attenuators 132 and 134, and a data processor 136.

전달 증폭기(131)는 반능동 레이저 검출부에서 상기 반능동 레이저 신호의 광전류를 입력으로 제공받아 전압 신호를 출력한다.The transfer amplifier 131 receives a photocurrent of the semi-active laser signal as an input from the semi-active laser detector and outputs a voltage signal.

디지털 감쇠기(132, 134)는 전압 신호의 이득이 일정하도록 신호의 전력을 감쇠한다.Digital attenuators 132 and 134 attenuate the power of the signal such that the gain of the voltage signal is constant.

데이터 처리부(136)는 디지털 감쇠기를 제어하고, 상기 제1 디지털 신호로 변환된 값을 상기 적외선 영상 획득부의 상기 제2 디지털 신호와 함께 상기 전처리부로 전달한다.The data processor 136 controls the digital attenuator and transmits the value converted into the first digital signal to the preprocessor along with the second digital signal of the infrared image acquisition unit.

제1 검출기(120a), 제2 검출기(120b), 제3 검출기(120c) 및 제4 검출기(120d)의 각각의 신호가 출력으로 나오므로, 반능동 레이저 획득부(130)는 사사분면의 신호를 처리한다. 신호는 레이저가 조사되는 양에 따라 출력이 나오므로 초기에는 아주 작은 값이 나온다.Since the respective signals of the first detector 120a, the second detector 120b, the third detector 120c and the fourth detector 120d are outputted, the semi-active laser acquisition unit 130 is a quadrant signal. To process The signal is output according to the amount of laser irradiation, so very small values initially.

전달 증폭기(131)에서 전류값을 먼저 전압값으로 변환하면서 증폭을 할 수 있는 전류 전압 증폭기를 이용하여 값을 최대한으로 증폭하며, 전압 증폭기(133)에서 증폭을 또 한번 수행한다.The transfer amplifier 131 first amplifies the value using a current voltage amplifier capable of amplifying while converting the current value into a voltage value first, and performs the amplification again in the voltage amplifier 133.

데이터 처리부(136)는 FPGA로 구현되는 것이 바람직하며, FPGA에서 채널별로 디지털 변환된 값을 확인하여 디지털 감쇄기를 제어하여 아날로그 디지털 변환기(ADC)(135) 입력값의 범위를 맞춘다. FPGA에서 디지털 변환된 값을 적외선 영상 디지털 값과 함께 동기화 하여 신호처리기로 전달한다.The data processor 136 is preferably implemented as an FPGA, and checks the digitally converted value for each channel in the FPGA to control the digital attenuator to adjust the range of the input value of the analog-to-digital converter (ADC) 135. The digitally converted values from the FPGA are synchronized with the infrared image digital values and passed to the signal processor.

아날로그 디지털 변환기(ADC)(135)는 전기적인 아날로그량을 디지털량으로 변환시키는 장치이다. 전압 또는 전류치로 변환된 생체 현상, 자동분석기의 계측치 등을 디지털 전자계산기에 입력할 때에 사용된다.The analog-to-digital converter (ADC) 135 is a device that converts an electrical analog amount into a digital amount. It is used to input biometric phenomenon converted into voltage or current value, measurement value of automatic analyzer, etc. into digital electronic calculator.

기존에는 전압 증폭기(133)에 이득을 조정할 수 있도록 feedback 저항을 여러 개를 두고 스위치를 이용하여 선택하여 전압 증폭기의 Gain을 조정하였다. 이러한 방식은 feedback 저항은 전압 증폭회로의 다른 저항값과 연결되어 전압 증폭기의 Gain을 조정하기 때문에 Gain 값의 오차가 심하다. 본 발명에서는 낮은 주파수의 신호에 대한 Digital로 제어가 가능한 감쇠기(134)를 사용하여 정확한 감쇠를 유지할 수 있도록 한다.Conventionally, the gain of the voltage amplifier is adjusted by selecting a plurality of feedback resistors using switches to adjust the gain in the voltage amplifier 133. In this method, since the feedback resistor is connected to the other resistance value of the voltage amplifier circuit and adjusts the gain of the voltage amplifier, the error of the gain value is severe. In the present invention, it is possible to maintain accurate attenuation by using the digitally controlled attenuator 134 for low frequency signals.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 방법을 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a gimbal composite sensor homing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 방법은 표적 탐지부에서 요격하고자 하는 표적을 확인하는 단계(S110)에서 시작한다.Gimbal composite sensor homing method according to an embodiment of the present invention starts in step (S110) to identify the target to intercept in the target detector.

단계 S120에서 반능동 레이저 센서부가 외부의 장치로부터 상기 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반능동 레이저 반사 신호를 수신한다.In step S120, the semi-active laser sensor unit receives the semi-active laser reflection signal reflected by the target according to the laser directed toward the target from an external device.

단계 S130에서 적외선 영상 센서부가 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적한다.In operation S130, the infrared image sensor unit tracks the target included in the infrared image acquired for the surveillance area.

단계 S140에서 구동부가 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향한다.In step S140, the driving unit simultaneously directs the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in the direction of the target.

단계 S150에서 전처리부가 상기 구동부와 전기적인 신호를 주고 받으며, 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부의 정보를 전처리하여 상기 정보를 부호화 및 복호화 한다.In operation S150, the preprocessor exchanges an electrical signal with the driver, and pre-processes information of the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit to encode and decode the information.

정보를 부호화 및 복호화 하는 단계(S150)는, 동기화 수행부가 상기 반능동 레이저 획득부로부터 전달 받은 상기 제1 디지털 신호와 상기 반능동 레이저 획득부로부터 전달 받은 상기 제2 디지털 신호를 이용하여 신호의 타이밍 동기화를 수행하는 단계 및 영상 보정부가 상기 적외선 영상의 불균일성을 보정하는 단계를 포함한다.The encoding and decoding of the information (S150) may include timing of a signal using a first digital signal received from the semi-active laser acquisition unit and a second digital signal received from the semi-active laser acquisition unit. Synchronizing and the image correction unit to correct the non-uniformity of the infrared image.

단계 S160에서 신호처리부가 상기 전처리부로부터 전달 받은 상기 부호화 및 복호화 된 정보를 이용하여 상기 표적을 탐지하고, 상기 구동부로부터 상기 구동 각도 정보를 추출하며 김발 복합 센서 호밍 방법은 종료된다.In step S160, the signal processor detects the target using the encoded and decoded information received from the preprocessor, extracts the driving angle information from the driver, and the gimbal complex sensor homing method ends.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 김발 복합 센서 호밍 방법을 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a gimbal composite sensor homing method according to an embodiment of the present invention.

도 9를 이용하여, 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반사 신호를 수신하는 단계(S120)는, 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적하는 단계(S130)를 구체적으로 설명한다.9, in operation S120, receiving a reflected signal reflected from the target according to a laser directed toward the target, tracking the target included in the infrared image acquired for the surveillance region (S130). It will be described in detail.

단계 S121에서 반능동 레이저 광학계가 상기 표적에 반사된 레이저 광을 수신 받는다,In step S121, the semi-active laser optical system receives the laser light reflected on the target,

단계 S122에서 반능동 레이저 검출부가 상기 레이저 광으로부터 반능동 레이저 신호를 검출한다.In step S122, the semi-active laser detection unit detects the semi-active laser signal from the laser light.

단계 S123에서 반능동 레이저 획득부가 상기 반능동 레이저 신호를 전기적 신호로 변환하고 이득을 조정하여 제1 디지털 신호로 변환한다. 여기서, 반능동 레이저 검출부는, 다수로 분할된 검출기들로 구성되되, 상기 반능동 레이저 검출부의 제1 사분면에 위치한 제1 검출기, 제2 사분면에 위치한 제2 검출기, 제3 사분면에 위치한 제3 검출기 및 제4 사분면에 위치한 제4 검출기를 포함한다.In step S123, the semi-active laser acquisition unit converts the semi-active laser signal into an electrical signal and adjusts gain to convert it into a first digital signal. Here, the semi-active laser detector is composed of a plurality of divided detectors, the first detector is located in the first quadrant, the second detector is located in the second quadrant, the third detector is located in the third quadrant And a fourth detector located in the fourth quadrant.

반능동 레이저 신호를 전기적 신호로 변환하고 이득을 조정하여 제1 디지털 신호로 변환하는 단계(S123)는 전달 증폭기가 상기 반능동 레이저 검출부에서 상기 반능동 레이저 신호의 광전류를 입력으로 제공받아 전압 신호를 출력하는 단계, 디지털 감쇠기가 상기 전압 신호의 이득이 일정하도록 신호의 전력을 감쇠하는 단계 및 데이터 처리부가 상기 디지털 감쇠기를 제어하고, 상기 제1 디지털 신호로 변환된 값을 상기 적외선 영상 획득부의 상기 제2 디지털 신호와 함께 상기 전처리부로 전달하는 단계를 포함한다.In the converting of the semi-active laser signal into an electrical signal and adjusting the gain into a first digital signal (S123), a transfer amplifier receives a photocurrent of the semi-active laser signal as an input from the semi-active laser detector and receives a voltage signal. Outputting the digital attenuator to attenuate power of the signal such that a gain of the voltage signal is constant, and a data processor controls the digital attenuator, and converts the value converted into the first digital signal into the first image. And transmitting the two digital signals to the preprocessor.

단계 S131에서 적외선 영상 광학계가 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 영상을 입력 받는다.In step S131, the infrared imaging optical system receives an image of photographing the surveillance region of the target.

단계 S132에서 적외선 영상 검출부가 상기 적외선 영상 광학계로부터 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 영상을 획득하여 전기적 신호로 변환한다.In step S132, the infrared image detector obtains an image of the surveillance region of the target from the infrared imaging optical system and converts the image into an electrical signal.

단계 S133에서 적외선 영상 획득부가 상기 전기적 신호로 변환된 영상 신호의 이득을 조정하고 제2 디지털 신호로 변환한다.In step S133, the infrared image acquisition unit adjusts the gain of the image signal converted into the electrical signal and converts it into a second digital signal.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일 김발 복합 센서 복합 센서 호밍 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a same gimbal composite sensor complex sensor homing method according to an exemplary embodiment of the present invention.

항공기(1)는 에 탑재된 전자 광학 표적 탐지 장비(EOTS)에서 표적이 되는 전차(40)를 확인한다. 확인 한 전차 표적 정보를 유도 발사체(10)에 탑재한다.The aircraft 1 identifies the chariot 40 targeted by the electro-optical target detection equipment (EOTS) mounted on the aircraft. The confirmed vehicle target information is mounted on the guided projectile 10.

레이저 지시기(30)를 이용하여 표적을 지시하며, 복합 센서 호밍 장치는 표적으로부터 SAL 반사 신호를 수신하게 된다.The laser indicator 30 is used to indicate the target, and the complex sensor homing device receives the SAL reflected signal from the target.

유도 발사체는 SAL 센서를 이용하여 레이저 신호를 수신 받아 탐지 추적 유지하며, 표적에 근접한 경우 적외선 영상 센서를 이용하여 표적의 정확한 부위를 선택적 타격하게 된다.The guided projectile receives the laser signal using the SAL sensor and keeps track of the detection. When the vehicle is in close proximity to the target, the guided projectile selectively strikes the correct part of the target using the infrared image sensor.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일 김발 복합 센서 복합 센서 호밍 장치의 제어 방법을 나타낸 제어도이다.11 is a control diagram illustrating a control method of the same Gimbal composite sensor complex sensor homing device according to an embodiment of the present invention.

표적의 적외선 영상 정보는 장치의 돔을 통해서 입력된다. 적외선 영상획득 부분에서 검출기를 통하여 적외선 에너지를 집광하고 전기적 신호로 변환한다.Infrared image information of the target is input through the device's dome. Infrared image acquisition unit collects infrared energy through a detector and converts it into an electrical signal.

영상전처리에서 검출기제어를 통하여 영상정보를 입력받고 불균일한 부분을 보정을 통하여 균일한 영상을 획득한다. 영상의 화질을 개선하기 위한 전처리 수행하며, 영상처리보드로 영상을 전송한다. 영상처리보드에서는 수신된 영상을 이용하여 표적을 포착하며 추적을 수행하고, 추적 결과를 운용모드제어 부분으로 전송하여 필요한 제어명령을 생성하여 추적을 유지한다.In image preprocessing, image information is input through detector control and a uniform image is obtained by correcting uneven portions. It performs preprocessing to improve the image quality and transmits the image to the image processing board. In the image processing board, the target is captured by using the received image, the tracking is performed, and the tracking result is transmitted to the operation mode control part to generate the necessary control command to maintain the tracking.

추적정보를 이용하여 서보 제어보드의 추적 제어기를 구동하여 김발을 구동제어 하게 된다. 체계통신에서는 탐색기 상태정보 송신, 표적정보, 탐색기제어명령 수신을 수행한다.Using the tracking information, the tracking controller of the servo control board is driven to control the gimbal. In system communication, searcher status information transmission, target information, and searcher control command reception are performed.

외부 모니터링용으로 수신된 영상을 아날로그로 변환하여 RS-170으로 데이터링크를 통하여 항공기로 전송한다.The image received for external monitoring is converted to analog and transmitted to the aircraft via data link to RS-170.

또한, 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함하는 비일시적(Non-Transitory) 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 기록되어 복합 센서 호밍 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 명령어들이 실행되는 경우에, 표적 탐지부에서 요격하고자 하는 표적을 확인하는 단계, 반능동 레이저 센서부가 외부의 장치로부터 상기 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반사 신호를 수신하는 단계, 적외선 영상 센서부가 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적하는 단계 및 구동부가 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향하는 단계를 포함한 동작들을 수행할 수 있다.In addition, a computer program recorded on a non-transitory computer readable storage medium including computer program instructions executable by a processor to perform a complex sensor homing method, wherein the computer program instructions are executed. Identifying a target to be intercepted by a target detection unit, receiving a reflected signal reflected from the target by a semi-active laser sensor unit according to a laser directed toward the target from an external device, and the infrared image sensor unit is connected to the surveillance area Tracking the target included in the acquired infrared image and directing the driving unit simultaneously directing the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in the direction of the target may be performed.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.The above description is only an embodiment of the present invention, and those skilled in the art may implement the present invention in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described examples, but should be construed to include various embodiments within the scope equivalent to those described in the claims.

10: 김발 복합 센서 호밍 장치
100: 반능동 레이저 센서부
200: 적외선 영상 센서부
300: 구동부
400: 전처리부
500: 신호처리부
20: 김발 복합 센서 호밍 시스템
700: 표적 탐지부
800: 운용 제어부10: gimbal composite sensor homing device
100: semi-active laser sensor
200: infrared image sensor
300: drive unit
400: preprocessing unit
500: signal processing unit
20: Gimbal composite sensor homing system
700: target detector
800: operation control unit

Claims (11)

유도 발사체가 요격하고자 하는 표적을 확인하는 표적 탐지부; 외부의 장치로부터 상기 표적을 향해 지시된 레이저에 따라 상기 표적에 반사된 반사 신호를 수신하는 반능동 레이저 센서부; 상기 표적의 감시 영역에 대하여 획득된 적외선 영상에 포함된 상기 표적을 추적하는 적외선 영상 센서부; 상기 반능동 레이저 센서부와 상기 적외선 영상 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향하기 위한 구동부; 및 상기 반능동 레이저 센서부와 상기 적외선 영상 센서부로부터 상기 표적의 추적 정보를 전달 받아 호밍 장치의 운용을 제어하는 운용 제어부; 를 포함하며,
상기 표적 탐지부는, 상기 유도 발사체의 발사 전 상기 유도 발사체가 요격하고자 하는 표적을 확인하고, 상기 표적의 위치 정보를 입력하며,
상기 구동부는, 상기 호밍 장치의 김발 구동을 위한 김발 구조체를 포함하고,
상기 김발 구조체는, 외부 김발 조립체; 및 상기 외부 김발 조립체의 내부에 위치하는 내부 김발 조립체; 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 동시에 상기 표적의 방향으로 지향하기 위해 상기 김발 구조체의 분할된 영역의 각각에 위치하는 다수의 각도 센서들;을 포함하며,
상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부는, 상기 내부 김발 조립체의 중앙부에 밀착되어 위치하며, 외부의 수광부의 중심으로부터 같은 거리에 위치하되,
상기 외부 김발 조립체는, 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 방위각 방향으로 제어하고, 상기 내부 김발 조립체는 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부를 고각 방향으로 제어하며,
상기 외부 김발 조립체는, 상기 외부 김발 조립체의 양측에 제1 모터 및 제2 모터를 포함하고, 상기 제1 모터 및 제2 모터를 이용하여 상기 내부 김발 조립체를 제어하며,
상기 내부 김발 조립체는, 상기 내부 김발 조립체의 양측에 제3 모터 및 제4 모터를 포함하고, 상기 제1 모터 및 제2 모터는 제1 동일 선상에 위치하며, 상기 제3 모터 및 제4 모터는 제2 동일 선상에 위치하고 상기 제1 동일 선상과 제2 동일 선상은 수직으로 위치하며, 교차점은 상기 외부의 수광부의 중심이고,
상기 반능동 레이저 센서부는, 상기 표적에 반사된 레이저 광을 수신 받는 반능동 레이저 광학계; 다수로 분할된 검출기들로 구성되되, 상기 레이저 광으로부터 레이저 신호를 검출하는 반능동 레이저 검출부; 및 상기 레이저 신호를 전기적 신호로 변환하고 이득을 조정하여 제1 디지털 신호로 변환하는 반능동 레이저 획득부;를 포함하고,
상기 반능동 레이저 검출부는, 상기 반능동 레이저 검출부의 제1 사분면에 위치한 제1 검출기, 제2 사분면에 위치한 제2 검출기, 제3 사분면에 위치한 제3 검출기 및 제4 사분면에 위치한 제4 검출기를 포함하며, 상기 반능동 레이저 검출부에서 수신된 에너지의 총합은 제1 검출기 내지 제4 검출기에서 검출된 에너지의 총합이며, 상기 방위각의 오차는 제1 검출기와 제3 검출기의 합에서 제2 검출기와 제4 검출기의 합을 제외하여 구하며, 상기 고각의 오차는 제1 검출기와 제2 검출기의 합에서 제3 검출기와 제4 검출기의 합을 제외하여 구하는 것을 특징으로 하는 복합 센서 호밍 시스템.A target detector for identifying a target to be intercepted by the guided projectile; A semi-active laser sensor unit for receiving a reflected signal reflected from the target according to a laser directed toward the target from an external device; An infrared image sensor unit for tracking the target included in the infrared image obtained with respect to the surveillance region of the target; A driving unit for simultaneously directing the semi-active laser sensor unit and the infrared image sensor unit in the direction of the target; And a control unit for controlling operation of a homing device by receiving tracking information of the target from the semi-active laser sensor unit and the infrared image sensor unit. Including;
The target detection unit checks a target to be intercepted by the guided projectile before launching the guided projectile, inputs position information of the target,
The driving unit includes a gimbal structure for driving gimbal of the homing device,
The gimbal structure, the outer gimbal assembly; And an inner gimbal assembly located inside the outer gimbal assembly; And a plurality of angle sensors positioned at each of the divided regions of the gimbal structure to direct the infrared image sensor portion and the semi-active laser sensor portion in the direction of the target.
The infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit is located in close contact with the central portion of the inner gimbal assembly, the same distance from the center of the external light receiving unit,
The outer gimbal assembly, the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit controls the azimuth direction, the inner gimbal assembly controls the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit in an elevation direction,
The outer gimbal assembly includes a first motor and a second motor on both sides of the outer gimbal assembly, and controls the inner gimbal assembly using the first motor and the second motor,
The inner gimbal assembly includes a third motor and a fourth motor on both sides of the inner gimbal assembly, the first motor and the second motor are located on a first collinear line, and the third motor and the fourth motor Located on a second collinear line and the first collinear line and the second collinear line are located vertically, the intersection point is the center of the external light receiving unit,
The semi-active laser sensor unit, a semi-active laser optical system for receiving the laser light reflected by the target; A semi-active laser detector configured to be divided into a plurality of detectors and detecting a laser signal from the laser light; And a semi-active laser acquisition unit converting the laser signal into an electrical signal and adjusting gain to convert the laser signal into a first digital signal.
The semi-active laser detector includes a first detector located in a first quadrant of the semi-active laser detector, a second detector located in a second quadrant, a third detector located in a third quadrant, and a fourth detector located in a fourth quadrant. The sum of the energy received by the semi-active laser detector is a sum of the energy detected by the first to fourth detectors, and the error of the azimuth angle is the second detector and the fourth in the sum of the first detector and the third detector. The sum of the detectors is obtained by excluding the sum, and the error of the elevation is obtained by excluding the sum of the third and fourth detectors from the sum of the first and second detectors. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 적외선 영상 센서부는,
적외선 렌즈 모듈이 구비되되, 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 적외선 영상을 입력 받는 적외선 영상 광학계;
상기 적외선 영상 광학계로부터 상기 표적의 감시 영역을 촬영한 영상을 획득하여 전기적 신호로 변환하는 적외선 영상 검출부; 및
상기 전기적 신호로 변환된 영상 신호의 이득을 조정하고 제2 디지털 신호로 변환하는 적외선 영상 획득부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 센서 호밍 시스템.The method of claim 1,
The infrared image sensor unit,
An infrared lens optical system including an infrared lens module and receiving an infrared image photographing the surveillance region of the target;
An infrared image detector which acquires an image of the surveillance region of the target from the infrared image optical system and converts the image into an electrical signal; And
And an infrared image acquisition unit for adjusting a gain of the image signal converted into the electrical signal and converting the image signal into a second digital signal. 제3항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 김발 구조체의 평면상 회전량을 측정하는 자이로센서부; 및
상기 자이로센서부에 의해 측정된 값을 사용하여 상기 김발의 구동을 제어하는 서보제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 센서 호밍 시스템.The method of claim 3,
The driving unit,
A gyro sensor unit measuring an amount of rotation of the gimbal structure on a plane; And
And a servo control unit for controlling the driving of the gimbal using the value measured by the gyro sensor unit. 제4항에 있어서,
상기 운용 제어부는,
운용 중인 상기 유도 발사체의 호밍 장치에서, 상기 적외선 영상 센서부의 상기 표적을 식별하는 거리에 따라 상기 표적의 감시 영역을 지정하는 것을 특징으로 하는 복합 센서 호밍 시스템.The method of claim 4, wherein
The operation control unit,
The homing device of the guided projectile in operation, characterized in that for specifying the surveillance area of the target according to the distance identifying the target of the infrared image sensor unit. 삭제delete 삭제delete 제4항에 있어서,
상기 구동부와 전기적인 신호를 주고 받으며, 상기 적외선 영상 센서부와 상기 반능동 레이저 센서부의 정보를 전처리하여 상기 정보를 부호화 및 복호화 하는 전처리부; 및
상기 전처리부로부터 전달 받은 상기 부호화 및 복호화 된 정보를 이용하여 상기 표적을 탐지하고, 상기 구동부로부터 상기 표적의 방향으로 지향하기 위한 구동 각도 정보를 추출하는 신호처리부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 센서 호밍 시스템.The method of claim 4, wherein
A preprocessor for transmitting and receiving an electrical signal with the driver and pre-processing information of the infrared image sensor unit and the semi-active laser sensor unit to encode and decode the information; And
A signal processor for detecting the target by using the encoded and decoded information received from the preprocessor, and extracting driving angle information for directing the target from the driver; Complex sensor homing system further comprises. 제8항에 있어서,
상기 전처리부는,
상기 반능동 레이저 획득부로부터 전달 받은 상기 제1 디지털 신호와 상기 적외선 영상 획득부로부터 전달 받은 상기 제2 디지털 신호를 이용하여 신호의 타이밍 동기화를 수행하는 동기화 수행부; 및
상기 적외선 영상의 불균일성을 보정하는 영상 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 센서 호밍 시스템.The method of claim 8,
The preprocessing unit,
A synchronization performer configured to perform timing synchronization of the signal using the first digital signal received from the semi-active laser acquisition unit and the second digital signal received from the infrared image acquisition unit; And
And a video correction unit for correcting the non-uniformity of the infrared image. 삭제delete 삭제delete
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