KR101963889B1 - 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템 - Google Patents

비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템 Download PDF

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강성룡
김동문
박희준
이성의
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엘아이지넥스원 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치는, 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 비행 제어 장치를 향해 시험 신호를 송신하는 송신부, 상기 시험 신호를 송신된 후, 상기 비행 제어 장치로부터 출력된 수신 신호를 수신하는 수신부, 상기 비행운동체의 항법(navigation) 정보 및 상기 시험 신호에 따라 결정되는 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하기 위한 제1 구동제어 정보가 저장된 데이터베이스 및 상기 송신된 시험 신호를 고려하여 상기 수신 신호와 상기 제1 구동제어 정보를 비교함에 따라 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 성능 측정부를 포함할 수 있다.

Description

비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템 {Apparatus and method for performance measurements of flight control and system using the same}
본 발명은 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템에 관한 것이다. 특히, 고도 변화에 따라 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템에 관한 것이다.
항공기의 레이더 수신기는 레이더 신호를 수신하여 위협에 대한 경보를 조종사에게 알려주고 해당 위협에 대한 위협대응을 하는 것이 전자전 장비의 가장 기본적인 운용개념이다.
하지만, 항공기의 종류 및 운용하는 항공기의 고도 변화에 따라 위협 치명도가 변경되어 이에 대한 대응도 달라져야 한다. 이것은 전자전 장비를 운용하는 항공기가 비행 중 운용고도에 따라 위협에 대한 치명도가 다르다는 것을 의미한다. 즉, 요약하면, 항공기는 고도 변화에 따라 수신되는 레이더 신호에 대한 위협 우선순위가 달라지게 된다.
도1과 같이, 종래에는 수신되는 레이더 신호에 따라 항공기 조종사가 계기판을 보면서 해당 고도 변화에 맞는 임무파일을 수동으로 직접 설정하여, 수신된 레이더 신호에 따른 위협 상황에 대응하였다.
이는 각 위협에 대해 고도 변화에 따른 위협 치명도가 다르기 때문에 조종사 개인의 경험을 바탕으로 임무파일을 수동으로 설정하며 항공기를 직접 운용해야 하기 때문에, 순간적으로 발생하는 상황에 대응하기 위한 빠른 판단을 내리기가 어려웠다.
또한, 종래에는 고도 변화에 따라 항공기 조종사가 수동으로 조작함에 따라 수행되는 항공기의 임무 수행 후, 임무 데이터 파일을 수동으로 적용하는 비행로그 분석을 통해 해당 위협상황에 맞게 상기 수행된 항공기의 임무가 적정하였는지 확인하여야 했다.
도1과 같은 종래의 위협 대응 방법 및 대응 적정성 평가는 각 항공기 및 조종사별 운용 경험 등이 우선 반영되어 장비를 운용하기 때문에 고도 별 위협에 대한 대응 및 회피기동이 차이가 발생하여 항공기 및 조종사의 생존에 치명적인 요인이 될 수 있다.
한국 등록 특허 제10-0995362호 (등록)
상기 전술한 바와 같은 종래 운용방법에 따른 고도 변화 별 임무에 따른 위협에 대해 조종사의 경험을 바탕으로 임무파일을 수동 적용하면서 운용하던 비효율적인 운용방식을 해결하기 위한 측정 장치 및 방법을 이용하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 항공기의 고도 변화에 따라 수행되는 비행 제어 장치의 항공기의 구동 제어가 정상적으로 운용되고 있는지 검증할 수 있도록 하는 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치는, 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 비행 제어 장치를 향해 시험 신호를 송신하는 송신부, 상기 시험 신호를 송신된 후, 상기 비행 제어 장치로부터 출력된 수신 신호를 수신하는 수신부, 상기 비행운동체의 항법(navigation) 정보 및 상기 시험 신호에 따라 결정되는 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하기 위한 제1 구동제어 정보가 저장된 데이터베이스 및 상기 송신된 시험 신호를 고려하여 상기 수신 신호와 상기 제1 구동제어 정보를 비교함에 따라 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 성능 측정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 비행 제어 장치로부터 출력된 수신 신호는, 상기 비행운동체의 고도 정보 및 상기 시험 신호를 기반으로 상기 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 제2 구동제어 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 측정부는, 상기 제1 구동제어 정보 및 제2 구동제어 정보를 비교함에 따라 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하고, 상기 성능 측정부가 상기 제1 구동제어 정보와 제2 구동제어 정보를 비교한 결과, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 일치하지 않는 경우, 상기 송신부는 상기 비행 제어 장치를 향해 상기 시험 신호를 재송신할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보는, 상기 시험 신호 및 상기 항법 정보를 고려하여 계산된 위협도에 따라 정해지는 상기 비행 제어 장치의 구동을 제어하기 위한 정보일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보는 상기 위협도에 따라 미리 정해진 적어도 하나의 구동 유형을 포함하고, 상기 성능 측정부는, 상기 제1 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형과 상기 제2 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형을 비교하여, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 공통적으로 포함하고 있는 구동 유형 개수를 고려한 일치율을 판단함으로써, 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 시스템은, 비행운동체의 구동을 제어하는 비행 제어 장치 및 상기 비행 제어 장치를 향해 시험 신호를 송신하는 송신부, 상기 시험 신호를 송신된 후, 상기 비행 제어 장치로부터 출력된 수신 신호를 수신하는 수신부, 상기 비행운동체의 항법(navigation) 정보 및 상기 시험 신호에 따라 결정되는 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하기 위한 제1 구동제어 정보가 저장된 데이터베이스 및 상기 송신된 시험 신호를 고려하여 상기 수신 신호와 상기 제1 구동제어 정보를 비교함에 따라 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 성능 측정부를 포함하는 성능 측정 장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 비행 제어 장치로부터 출력된 수신 신호는, 상기 비행운동체의 고도 정보 및 상기 시험 신호를 기반으로 상기 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 제2 구동제어 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 측정부는, 상기 제1 구동제어 정보 및 제2 구동제어 정보를 비교함에 따라 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하고, 상기 성능 측정부가 상기 제1 구동제어 정보와 제2 구동제어 정보를 비교한 결과, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 일치하지 않는 경우, 상기 송신부는 상기 비행 제어 장치를 향해 상기 시험 신호를 재송신할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보는, 상기 시험 신호 및 상기 항법 정보를 고려하여 계산된 위협도에 따라 정해지는 상기 비행 제어 장치의 구동을 제어하기 위한 정보일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보는 상기 위협도에 따라 미리 정해진 적어도 하나의 구동 유형을 포함하고, 상기 성능 측정부는, 상기 제1 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형과 상기 제2 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형을 비교하여, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 공통적으로 포함하고 있는 구동 유형 개수를 고려한 일치율을 판단함으로써, 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정할 수 있다.
또한, 상기 비행 제어 장치는, 상기 항법 정보를 이용하여 현재 비행운동체의 위치 정보 및 고도 정보를 추출하고, 상기 추출된 위치 정보 및 고도 정보를 토대로 상기 위협도를 계산하되, 상기 비행운동체의 위치에 따라 결정되는 제1 파라미터, 상기 비행운동체의 고도에 따라 결정되는 제2 파라미터 및 상기 객체와의 거리 또는 속도에 따라 결정되는 제3 파라미터를 고려하여 상기 위협도를 계산할 수 있다.
또한, 상기 비행 제어 장치는, 상기 추출된 고도 정보에 따라 상기 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터 각각에 기 설정된 가중치를 적용하고, 상기 기 설정된 가중치가 각각 적용된 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터를 합산하여 상기 위협도를 계산할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 비행 제어 성능을 측정하는 측정 방법은, 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 비행 제어 장치를 향해 시험 신호를 송신하는 단계, 상기 시험 신호를 송신된 후, 상기 비행 제어 장치로부터 출력된 수신 신호를 수신하는 단계, 상기 송신된 시험 신호를 고려하여, 데이터베이스(DB)에 저장된 상기 비행운동체의 항법(navigation) 정보 및 상기 시험 신호에 따라 결정되는 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하기 위한 제1 구동제어 정보와 상기 수신 신호를 비교함에 따라 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 비행 제어 장치로부터 출력된 수신 신호는, 상기 비행운동체의 고도 정보 및 상기 시험 신호를 기반으로 상기 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 제2 구동제어 정보를 포함하고, 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 단계는, 상기 제1 구동제어 정보 및 제2 구동제어 정보를 비교함에 따라 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하며, 상기 제1 구동제어 정보와 제2 구동제어 정보를 비교한 결과, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 일치하지 않는 경우, 상기 송신부는 상기 비행 제어 장치를 향해 상기 시험 신호를 재송신할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보는, 상기 시험 신호 및 상기 항법 정보를 고려하여 계산된 위협도에 따라 정해지는 상기 비행 제어 장치의 구동을 제어하기 위한 정보일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 비행 제어 성능을 측정하는 측정 방법이 컴퓨터에서 수행하기 위한 컴퓨터에서 판독 가능한 프로그램이 기록된 저장 매체를 제공한다.
본 발명의 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템은 고도 변화 별 임무에 따른 위협에 대해 조종사의 경험을 바탕으로 임무파일을 수동 적용하면서 운용하던 기존의 운용방법이 조종사 및 항공기의 생존에 비효율적인 단점을 극복하고, 고도에 따른 위협 치명도를 자동으로 변경함으로써 효율적인 대응 및 회피기동을 통해 조종사의 생존 능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템은 고도 및 수신되는 레이더 신호에 따라 자동적으로 구동을 제어할 수 있어 조종사가 비행임무에 집중할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법은 고도 변화 별 임무에 따른 자동 위협 치명도가 반영된 알고리즘에 대한 검증 장치 개발로 기존의 조종사가 수동으로 임무파일을 변경하여 위협에 대한 대응 상태를 필요시 임무 수행 후, 해당 위협에 대해 정상적으로 대응하였는지 재차 확인할 수 있으므로, 고도 변화에 따라 비행을 제어하는 비행 제어의 정확도가 향상될 수 있다.
도1은 비행운동체의 구동 및 구동 결과에 대한 적정성 평가를 수동으로 제어하는 종래에 이용되어 왔던 비행운동체의 구동 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행운동체의 구동 및 비행을 제어하기 위한 시스템이 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치가 비행 제어 장치의 비행 제어 성능을 측정하는 측정 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행 제어 장치의 프로세서의 세부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도5는 도3의 S31 단계와 S32 단계의 세부 흐름 동작을 본 발명의 일 실시예에 따라 도시한 흐름도이다.
도6은 본 발명의 비행 제어 장치 및 시스템에 따른 효과를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 표적을 탐지하는 항공기는 고도 변화에 따라 수신되는 레이더 신호에 대한 위협 우선순위가 달라지게 된다. 도1과 같이, 종래에는 수신되는 레이더 신호에 따라 항공기 조종사가 계기판을 보면서 해당 고도 변화에 맞는 임무파일을 수동으로 직접 설정하여, 수신된 레이더 신호에 따른 위협 상황에 대응하였다. 이는 각 위협에 대해 고도 변화에 따른 위협 치명도가 다르기 때문에 조종사 개인의 경험을 바탕으로 임무파일을 수동으로 설정하며 항공기를 직접 운용해야 하기 때문에, 순간적으로 발생하는 상황에 대응하기 위한 빠른 판단을 내리기가 어려웠다. 또한, 고도 변화에 따라 항공기 조종사가 수동으로 조작함에 따라 수행되는 항공기의 임무 수행 후, 임무 데이터 파일을 수동으로 적용하는 비행로그 분석을 통해 해당 위협상황에 맞게 상기 수행된 항공기의 임무가 적정하였는지 확인하여야 했다.
이에, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따라 기존의 고도 변화에 따른 임무파일을 조종사가 직접 수동으로 적용하는 단계에서 조종사의 수동 변경 없이 자동으로 고도에 따른 임무파일을 변경하는 비행운동체의 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법, 그리고 이러한 측정 장치를 이용하여 비행운동체의 비행을 제어하기 위한 시스템의 구성을 도2 내지 도5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
예컨대, 본 발명의 비행운동체는 표적을 탐지하는 항공기일 수 있다. 보다 상세하게는, 안테나를 이용하여 레이더 신호를 송수신함에 따라 표적을 탐지하고, 탐지된 신호에 따라서 표적을 저격하거나, 위협적인 표적으로부터 회피하는 항공기로 구현될 수 있다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행운동체의 구동 및 비행을 제어하기 위한 시스템이 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시스템은, 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치(100)(이하, 측정 장치) 및 비행 제어 장치(200)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 측정 장치(100)는 송신부(110), 수신부(120) 및 성능 측정부(130) 및 데이터베이스(140)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 송신부(110)는 비행 제어 장치(200)를 향해 시험 신호를 송신한다. 여기서, 시험 신호란 예컨대, 고도 변화 및 위협 상황에 따라 비행운동체의 비행을 제어하는 비행 제어 장치(200)의 비행 제어 성능을 측정하기 위한 신호이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시험 신호에는, 비행운동체의 위치와 관련된 정보, 비행운동체의 고도와 관련된 정보 및 외부에 존재하는 객체의 위치 및 이동 속도와 관련된 정보를 포함하고 있을 수 있다. 이러한 정보들은, 상기 비행 제어 장치(200)의 성능을 측정하기 위한 측정 정보로서, 실제 상황과는 무관하게 특정 위협 상황을 모의하기 위하여, 시험 신호는 임의의 정보들(비행운동체의 고도값, 비행운동체의 위치 값, 객체의 위치 값, 객체의 이동 속도값 등)을 포함하여 송신될 수 있다.
본 발명의 측정 장치(100)는 비행 제어 장치(200)의 성능을 측정하기 위하여 마련된 구성으로서, 상술한 바와 같이 실제 상황에서 운용하기 전 시험용으로서 이용될 수 있지만, 이에 제한되지 않고, 실제 운용상황에서도 실시간으로 비행 제어 장치(200)의 동작이 올바른지, 정상적으로 작동하고 있는지 확인하기 위한 모니터링 장치로서도 구현될 수 있다. 본 명세서에서는 실제상황을 모의하는 상황에서 이용되는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 시험 신호는 본 발명의 측정 장치(100)에서 송신되는 것이 아닌, 외부의 장치로부터 송출된 신호일 수 있다. 즉, 본 발명의 측정 장치(100) 및 비행 제어 장치(200)는 상기 외부의 장치로부터 송출된 시험 신호를 입력 받아, 비행 제어 장치의 비행 제어 성능을 측정하거나, 비행운동체의 비행을 제어하도록 구현될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수신부(120)는 비행 제어 장치(200)로부터 출력된 수신 신호를 수신한다. 여기서, 수신부(120)가 수신하는 수신 신호에는 비행 제어 장치(200)가 상기 송신부(110)로부터 송신된 비행운동체의 고도값, 비행운동체의 위치값, 객체의 위치값, 객체의 이동 속도값 등과 같은 비행운동체의 항법정보를 포함하는 시험 신호를 기반으로, 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 구동제어 정보인 제2 구동제어 정보가 포함되어 있다. 여기서, 상기 제2 구동제어 정보는 상기 비행운동체의 항법정보를 포함하는 시험 신호를 토대로 비행 제어 장치(200)가 계산한 위협도를 고려하여 비행운동체의 구동을 제어하고자 하는 비행운동체의 구동제어 정보를 의미한다. 수신 신호와 관련하여, 이하 비행 제어 장치(200)에 대한 동작 설명에서 상세하게 다루도록 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 성능 측정부(130)는 상기 송신부(110)에 의해 송신된 시험 신호를 고려하여, 수신부(120)가 수신한 수신 신호와, 측정 장치의 데이터베이스(140)에 저장된 제1 구동제어 정보를 비교하여, 비행 제어 장치(200)의 비행 제어 성능을 측정할 수 있다. 여기서, 제1 구동제어 정보란, 상술한 바와 같은 비행 제어 장치(200)에서 생성하는 제2 구동제어 정보의 정확도를 판단하기 위한 기 설정된 항법 정보별 위협도 및 그에 따른 구동제어 정보를 의미하는 것으로서, 측정 장치(100)의 데이터베이스(140)에 미리 저장되어 있는 정보이다.
즉, 제1 구동제어 정보는 비행운동체의 항법(navigation) 정보 및 상기 송신부(110)가 송신한 시험 신호에 상응하는 위협도에 따른 구동제어 정보로서, 성능 측정부(130)가 상기 제2 구동제어 정보를 토대로 상기 비행 제어 장치(200)의 성능을 측정하기 위해 사용되는 정보일 수 있다.
본 발명의 성능 측정부(130)는 상술한 바와 같은 제1 구동제어 정보와 비행 제어 장치(200)로부터 출력된 수신 신호에 따른 제2 구동제어 정보를 비교함으로써 비행 제어 장치(200)의 성능을 측정한다. 이와 관련하여, 보다 상세한 설명을 위해 도3을 참고하도록 한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치(100)가 비행 제어 장치(200)의 비행 제어 성능을 측정하는 측정 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
먼저, S31 단계에서, 측정 장치(100)의 송신부(110)는 비행 제어 장치(200)를 향해 시험 신호를 송신한다.
이에, 비행 제어 장치(200)가 S32 단계에서 시험 신호를 입력 받아, 입력된 시험 신호를 분석함으로써 제2 구동제어 정보를 생성한다.
그 후에, S33 단계에서 비행 제어 장치(200)는 생성된 제2 구동제어 정보를 포함하는 신호를 측정 장치(100)의 수신부(120)로 출력한다.
S34 단계에서, 본 발명의 측정 장치(100)의 수신부(120)가 상기 출력된 신호(수신 신호)를 수신함으로써, 성능 측정부(130)는 S35 단계에서 데이터베이스(140)에 저장되어 있던 제1 구동제어 정보와, 상기 수신된 신호에 따른 제2 구동제어 정보를 비교한다.
그리고, S36 단계에서, 성능 측정부(130)가 상기 제1 및 제2 구동제어 정보를 비교함에 따라, 상기 두 정보가 일치하는지 여부를 판단한다. 성능 측정부(130)가 일치 여부를 판단한 결과, 두 정보가 일치한다면 S37 단계로 진행되어 본 발명의 측정 장치(100)는 비행 제어 장치(200)의 비행 제어 성능을 측정하게 된다.
이에 반해, 성능 측정부(130)가 상기 제1 및 제2 구동제어 정보의 일치 여부를 판단한 결과, 두 정보가 일치하지 않는다면, 성능 측정부(130)는 송신부(110)에 시험 신호 재송출 요청을 보냄으로써, 다시 S31 단계로 돌아가 본 발명의 송신부(110)는 다시 비행 제어 장치(200)를 향해 시험 신호를 송신하게 된다.
또한, 본 발명의 상기 제1 및 제2 구동제어 정보는 시험 신호에 대한 위협도에 따라 미리 정해진 적어도 하나의 구동 유형을 포함하는데, 본 발명의 성능 측정부(130)는, 상기 제1 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형과 상기 제2 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형을 비교하여, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 공통적으로 포함하고 있는 구동 유형 개수를 카운트(count)함으로써, 두 구동제어 정보의 일치율을 판단하여, 비행 제어 장치(200)의 성능을 측정할 수 있다.
여기서, 구동 유형은 계산된 위협도에 따라 위협 상황에 직접적으로 대응하는 구동 유형 및 위협에 회피하는 구동 유형 등이 있을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 비행 제어 장치(200)의 동작을 설명하기 위하여 도2를 다시 참고하도록 한다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 비행 제어 장치(200)는 입력부(210), 프로세서(220) 및 출력부(230)를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 비행 제어 장치(200)는 일 예로, 비행운동체(항공기) 내에 탑재되어, 입력되는 시험 신호 및 비행운동체의 항법 정보에 따라 구동을 자동적으로 제어하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 입력부(210)는 측정 장치(100)의 송신부(110)로부터 송신된 시험 신호를 입력 받을 수 있다. 여기서, 시험 신호는 위에서 설명한 바와 같이, 비행운동체의 위치와 관련된 정보, 비행운동체의 고도와 관련된 정보 및 외부에 존재하는 객체의 위치 및 이동 속도와 관련된 정보를 포함하고 있을 수 있다.
통상은, 비행 제어 장치(200)는 비행운동체의 항법(navigation) 정보를 획득하는 항법 정보 획득부를 별도로 마련하여, 상기 시험 신호와는 별도로 비행운동체의 실시간 항법 정보를 획득할 수 있도록 구현되겠지만, 본 발명에서는 실제 상황이 아닌, 상기 실제 상황을 가정하여 측정하는 상황에서 동작하는 것으로, 측정 장치(100)에서 송신된 시험 신호에 상기 항법 정보도 모두 포함되어 있을 수 있다. 예컨대, 항법 정보라 함은 비행운동체의 고도와 관련된 정보, 비행운동체의 위치와 관련된 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 프로세서(220)는 상기 입력부(210)로부터 입력된 시험 신호를 분석하고, 획득된 항법 정보를 토대로, 상기 분석된 시험 신호의 위협도를 계산할 수 있다. 즉, 본 발명의 프로세서(220)는 항법 정보 및 시험 신호를 이용하여 비행운동체의 현재 위협 레벨에 대하여 감지할 수 있다. 이와 같은, 본 발명의 프로세서(220)에 동작 원리에 대하여 보다 구체적인 설명을 위해 도4를 참고하여 후술한다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행 제어 장치의 프로세서의 세부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 유효 여부 판단부(221), 위협도 계산부(222), 구동 유형 정렬부(223) 및 데이터베이스(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유효 여부 판단부(221)는 항법 정보 획득부가 획득한 항법 정보가 유효한지 여부(validity posiibility)를 판단할 수 있다. 즉, 보다 상세하게 설명하면, 유효 여부 판단부(221)는 상기 획득된 항법 정보 중 예를 들어 고도 정보의 값이 유효한 값인지 유효하지 않은 값인지를 판단한다. 예컨대, 유효 여부는 항법 정보와 신호가 기 설정된 임계치보다 크면 유효한 것으로 판단하고, 상기 임계치보다 작으면 유효하지 않은 것으로 판단하도록 구현될 수 있다.
만약, 유효 여부 판단부(221)가 항법 정보에 대한 유효 여부를 판단한 결과, 상기 획득된 항법 정보가 유효하지 않은 것으로 판단되면, 유효 여부 판단부(221)는 항법 정보 획득부에 현재 비행운동체에 대한 항법 정보를 재요청하기 위한 재요청 신호를 인가할 수 있다. 반면, 유효 여부 판단부(221)가 항법 정보에 대한 유효 여부를 판단한 결과, 상기 획득된 항법 정보가 유효한 것으로 판단되면, 위협도 계산부(222)가 상기 유효한 것으로 판단된 항법 정보를 토대로, 입력부(210)에서 입력된 신호에 대한 위협도를 계산하게 된다.
정리하자면, 본 발명의 실시예에 따른 위협도 계산부(222)는 상기 유효한 것으로 판단된 항법 정보를 토대로 상기 입력된 신호에 따른 위협도를 계산하는데, 이때, 상기 입력된 시험 신호의 위협도를 계산하기 위해서는 항법 정보에 포함되어 있는 비행운동체의 고도 정보 및 비행운동체의 위치 정보가 필요하다.
예컨대, 본 발명의 위협도 계산부(222)는 시험 신호에 포함되어 있는 항법 정보 중 비행운동체의 고도 정보, 위치 정보를 추출하고, 추출된 상기 고도 정보 및 위치 정보를 이용하여 시험 신호의 위협도를 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위협도 계산부(222)는 비행운동체의 위치에 따라 결정되는 제1 파라미터, 비행운동체의 고도에 따라 결정되는 제2 파라미터 및 외부에 존재하는 객체의 위치 및 객체의 이동 속도에 따라 결정되는 제3 파라미터를 고려하여, 상기 시험 신호에 대한 위협도를 계산할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 위협도 계산 방법은 아래 <수학식1>과 같다.
Figure 112018070833666-pat00001
상기 TLethality는 위협도이고, TB는 제1 파라미터, TA는 제2 파라미터, TM은 제3 파라미터이고, WB는 제1 파라미터에 대한 가중치, WA는 제2 파라미터에 대한 가중치, WM은 제3 파라미터에 대한 가중치이다. 일 실시예에 따른 본 발명의 위협도의 범위는 0(Lowest) ~ 255(Highest)로 설정될 수 있고, 위협도의 값이 높을수록 위험하다는 것을 나타낼 수 있다.
여기서 제1 파라미터(TB)는, 현재 비행운동체가 위치하는 영역에 따라 결정되는 파라미터로서 기본 위협도로 정의될 수 있고, 보다 상세하게는, 비행운동체의 위치에 따라 기 설정된 기본 위협도 값이 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(220)의 데이터베이스(미도시)는 상기 위협도 계산부(320)가 비행운동체의 위치에 따라 상기 제1 파라미터를 결정할 수 있도록, 기 설정된 영역 안에서 각 위치 별 대응되는 서로 다른 기본 위협도 값을 저장한다. 예컨대, 항법 정보를 통해 본 발명의 위협도 계산부(222)가 비행운동체의 위치 정보를 추출한 결과, 현재 비행운동체의 위치가 북한인 것으로 확인된 경우, 데이터베이스(미도시)에 저장된 제1 데이터를 통해 북한의 위치에 대응하는 제1 파라미터(기본 위협도) 값을 설정하게 된다.
또한, 제2 파라미터(TA)는 현재 비행운동체의 고도에 따라 결정되는 파라미터로서 위협고도로 정의될 수 있다. 즉, 제2 파라미터 역시 제1 파라미터와 같이 비행운동체의 고도에 따라 위협 고도 값이 결정될 수 있다. 본 발명의 데이터베이스(미도시)는 상기 위협도 계산부가 비행운동체의 고도에 따라 제2 파라미터를 결정할 수 있도록 미리 정해진 고도 구간 별 대응되는 서로 다른 위협 고도 값을 저장할 수 있다.
그리고, 제3 파라미터(TM)는 상기 외부에 존재하는 객체의 위치 및 객체의 이동 속도에 따라 결정되는 파라미터로서, 위협 모드로 정의될 수 있다. 제3 파라미터 값 또한 본 발명의 데이터베이스(미도시)에 저장된 객체의 위치 또는 속도 별 대응되는 서로 다른 위협 모드 값을 기반으로 본 발명의 위협도 계산부(222)가 해당 값을 결정할 수 있도록 구현될 수 있다.
또한, 상기 제1 파리미터에 대한 가중치(WB), 제2 파라미터에 대한 가중치(WA), 그리고 제3 파라미터에 대한 가중치(WM)는, 상기 항법 정보에 따른 비행운동체의 현재 고도 값에 따라 결정될 수 있다.
데이터베이스(미도시)는 미리 설정된 고도 구간 별로 상기 제1 내지 제3 파라미터 각각에 적용할 가중치 값을 저장하고 있으며, 본 발명의 위협도 계산부(222)는 비행운동체의 고도에 따라 이렇게 데이터베이스에 저장되어 있는 가중치 값을 설정하여 상기 <수학식1>과 같이, 위협도를 계산할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 구동 유형 정렬부(223)는 상기 위협도 계산부(222)에 의해 계산된 수신 신호의 위협도에 대응하는 미리 정해진 비행운동체의 구동 유형들을 우선순위에 따라 디스플레이부(미도시)에 정렬할 수 있다. 여기서, 일 실시예에 따른 상기 비행운동체의 구동 유형은, 비행운동체가 수행해야 할 임무파일인 것으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 상기 구동 유형은, 위협도 계산부(320)에 의해 계산된 위협도에 따라 위협에 대응하는 제1 구동 유형 및 위협에 회피하는 제2 구동 유형이 있을 수 있고, 상기 제1 및 제2 구동 유형 외에도, 사용자의 설계에 따라 다양한 구동 유형이 설정될 수 있다.
이로써, 본 발명의 프로세서(220)는 상기 정렬된 구동 유형들을 포함하는 제2 구동제어 정보를 생성하여, 생성된 제2 구동제어 정보를 출력부(230)에 전달할 수 있다. 출력부(230)는 전달 받은 상기 제2 구동제어 정보를 측정 장치(100)로 출력하게 되는 것이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 측정 장치(100)로부터 송신된 시험 신호를 입력 받아(S31), 비행 제어 장치(200)가 제2 구동제어 정보를 출력하는 단계(S32)까지의 세부 동작 순서를 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
먼저, S51 단계에서, 본 발명의 입력부(210)가 측정 장치(100)로부터 송신된 시험 신호를 입력 받은 후, 비행 제어 장치(200)는 S52 단계에서 상기 시험 신호를 통해 비행운동체와 관련된 항법 정보를 획득 및 추출한다.
다음으로, S53 단계에서, 본 발명의 프로세서(220)는 상기 입력부(210)에 의해 입력된 시험 신호를 분석하고, 상기 추출된 항법 정보를 토대로, 상기 분석된 시험 신호의 위협도를 계산한다.
그 후에, S54 단계에서, 본 발명의 실시예에 프로세서(220)의 따른 구동 유형 정렬부(223)는 상기 위협도 계산부(222)에 의해 계산된 시험 신호의 위협도에 대응하는 미리 정해진 비행운동체의 구동 유형들을 포함하는 제2 구동제어 정보를 생성하게 된다(S32).
상술한 바와 같은, 본 발명의 비행운동체의 비행(구동)을 제어하는 비행 제어 장치(200)를 통해 기존 수동으로 제어하던 구동 제어를 자동으로 할 수 있으며, 조종사는 항공기(비행운동체)를 운용할 때 도6과 같이, 기존에 미리 구획된 고도 영역이 중첩되는 영역에 있어서, 제어하고자 할 구동 모드를 선택하는 데 있어서 판단 소요 시간이 지체되는 것을 방지할 수 있고, 위협에 대한 빠르고 정확한 대응을 통해 임무수행 시 생존률 향상에 많은 도움을 받을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 측정 장치
110: 송신부
120: 수신부
130: 성능 측정부
140: 데이터베이스
200: 비행 제어 장치
210: 입력부
220: 프로세서
221: 유효 여부 판단부
222: 위협도 계산부
223: 구동 유형 정렬부
230: 출력부

Claims (16)

  1. 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 비행 제어 장치를 향해 상기 비행운동체의 항법 정보를 포함하는 시험 신호를 송신하는 송신부;
    상기 비행 제어 장치로부터 출력된 상기 시험 신호에 대한 응답 신호로서, 상기 비행운동체의 구동을 제어하기 위하여 상기 시험 신호를 고려하여 계산된 위협도에 따라 생성된 제2 구동제어 정보를 포함하는 수신 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 수신 신호에 따른 상기 제2 구동제어 정보와 비교하기 위한 비교 정보로서, 기 설정된 상기 비행운동체의 항법 정보별 위협도에 따른 제1 구동제어 정보가 저장되어 있는 데이터베이스; 및
    상기 송신된 시험 신호를 고려하여, 상기 제1 구동제어 정보와 상기 제2 구동제어 정보를 비교하고, 비교 결과에 따른 상기 제1 구동제어 정보와 상기 제2 구동제어 정보의 일치율을 고려하여, 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 성능 측정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 성능 측정부가 상기 제1 구동제어 정보와 제2 구동제어 정보를 비교한 결과, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 일치하지 않는 경우, 상기 송신부는 상기 비행 제어 장치를 향해 상기 시험 신호를 재송신하는 것을 특징으로 하는 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동제어 정보는 상기 위협도에 따라 미리 정해진 적어도 하나의 구동 유형을 포함하고,
    상기 성능 측정부는, 상기 제1 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형과 상기 제2 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형을 비교하여, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 공통적으로 포함하고 있는 구동 유형 개수를 고려한 일치율을 판단함으로써, 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 것을 특징으로 하는 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치.
  6. 비행운동체의 구동을 제어하는 비행 제어 장치; 및
    상기 비행 제어 장치를 향해 상기 비행운동체의 항법 정보를 포함하는 시험 신호를 송신하는 송신부, 상기 비행 제어 장치로부터 출력된 상기 시험 신호에 대한 응답 신호로서, 상기 비행운동체의 구동을 제어하기 위하여 상기 시험 신호를 고려하여 계산된 위협도에 따라 생성된 제2 구동제어 정보를 포함하는 수신 신호를 수신하는 수신부, 상기 수신된 수신 신호에 따른 상기 제2 구동제어 정보와 비교하기 위한 비교 정보로서, 기 설정된 상기 비행운동체의 항법 정보별 위협도에 따른 제1 구동제어 정보가 저장되어 있는 데이터베이스 및 상기 송신된 시험 신호를 고려하여, 상기 제1 구동제어 정보와 상기 제2 구동제어 정보를 비교하고, 비교 결과에 따른 상기 제1 구동제어 정보와 상기 제2 구동제어 정보의 일치율을 고려하여, 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 성능 측정부를 포함하는 성능 측정 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 시스템.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 성능 측정부가 상기 제1 구동제어 정보와 제2 구동제어 정보를 비교한 결과, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 일치하지 않는 경우, 상기 송신부는 상기 비행 제어 장치를 향해 상기 시험 신호를 재송신하는 것을 특징으로 하는 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 시스템.
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동제어 정보는 상기 위협도에 따라 미리 정해진 적어도 하나의 구동 유형을 포함하고,
    상기 성능 측정부는, 상기 제1 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형과 상기 제2 구동제어 정보가 포함하는 구동 유형을 비교하여, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 공통적으로 포함하고 있는 구동 유형 개수를 고려한 일치율을 판단함으로써, 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 것을 특징으로 하는 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 시스템.
  11. 제6항에 있어서, 상기 비행 제어 장치는,
    상기 항법 정보를 이용하여 현재 비행운동체의 위치 정보 및 고도 정보를 추출하고, 상기 추출된 위치 정보 및 고도 정보를 토대로 상기 위협도를 계산하되,
    상기 비행운동체의 위치에 따라 결정되는 제1 파라미터, 상기 비행운동체의 고도에 따라 결정되는 제2 파라미터 및 외부에 존재하는 객체와의 거리 또는 속도에 따라 결정되는 제3 파라미터를 고려하여 상기 위협도를 계산하는 것을 특징으로 하는 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비행 제어 장치는,
    상기 추출된 고도 정보에 따라 상기 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터 각각에 기 설정된 가중치를 적용하고, 상기 기 설정된 가중치가 각각 적용된 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터를 합산하여 상기 위협도를 계산하는 것을 특징으로 하는 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 시스템.
  13. 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 비행 제어 장치를 향해 상기 비행운동체의 항법 정보를 포함하는 시험 신호를 송신하는 단계;
    상기 비행 제어 장치로부터 출력된 상기 시험 신호에 대한 응답 신호로서, 상기 비행운동체의 구동을 제어하기 위하여 상기 시험 신호를 고려하여 계산된 위협도에 따라 생성된 제2 구동제어 정보를 포함하는 수신 신호를 수신하는 단계;
    상기 송신된 시험 신호를 고려하여, 데이터베이스(DB)에 저장되어 있으며, 상기 수신된 수신 신호에 따른 상기 제2 구동제어 정보와 비교하기 위한 비교 정보로서, 기 설정된 상기 비행운동체의 항법 정보별 위협도에 따른 제1 구동제어 정보와 상기 제2 구동제어 정보를 비교하고, 비교 결과에 따른 상기 제1 구동제어 정보와 상기 제2 구동제어 정보의 일치율을 고려하여, 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비행 제어 성능을 측정하는 측정 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 구동제어 정보와 제2 구동제어 정보를 비교한 결과, 상기 제1 및 제2 구동제어 정보가 일치하지 않는 경우, 상기 비행 제어 장치를 향해 상기 시험 신호를 재송신하는 것을 특징으로 하는 비행 제어 성능을 측정하는 측정 방법.
  15. 삭제
  16. 컴퓨터에, 비행운동체의 구동을 제어하기 위한 비행 제어 장치를 향해 상기 비행운동체의 항법 정보를 포함하는 시험 신호를 송신하는 단계;
    상기 비행 제어 장치로부터 출력된 상기 시험 신호에 대한 응답 신호로서, 상기 비행운동체의 구동을 제어하기 위하여 상기 시험 신호를 고려하여 계산된 위협도에 따라 생성된 제2 구동제어 정보를 포함하는 수신 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 송신된 시험 신호를 고려하여, 데이터베이스(DB)에 저장되어 있으며, 상기 수신된 수신 신호에 따른 상기 제2 구동제어 정보와 비교하기 위한 비교 정보로서, 기 설정된 상기 비행운동체의 항법 정보별 위협도에 따른 제1 구동제어 정보와 상기 제2 구동제어 정보를 비교하고, 비교 결과에 따른 상기 제1 구동제어 정보와 상기 제2 구동제어 정보의 일치율을 고려하여, 상기 비행 제어 장치의 성능을 측정하는 단계;를 실행시키기 위한 컴퓨터에서 판독 가능한 프로그램을 기록한 저장 매체.
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