KR101992417B1 - 무기체계의 폭발고도 측정 장치 및 방법 - Google Patents

무기체계의 폭발고도 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기체계의 공중 폭발 고도를 보다 정확하게 측정하기 위한 것으로, 하나의 고속 카메라를 포함하며, 탄착점에 접근하는 상기 무기체계를 고속 촬영하는 영상 획득부와, 상기 탄착점의 위치를 획득하는 탄착점 획득부와, 상기 획득된 탄착점을 기준으로 상기 무기체계의 공중폭발 고도를 산출하는 폭발고도 산출부와, 상기 무기체계가 상기 탄착점으로 진입하는 진입각을 산출하는 진입각 산출부 및, 상기 고속 카메라와 지면, 상기 탄착점과 상기 무기체계가 공중폭발한 폭발점의 기하학적 관계에 근거하여 상기 탄착점을 기준으로 산출된 폭발고도를, 상기 폭발점을 기준으로 하는 폭발고도로 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무기체계의 폭발고도 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING AIRBURST HEIGHT OF WEAPON SYSTEM}
본 발명은 무기체계의 공중 폭발 고도를 보다 정확하게 측정하기 위한 것이다.
무기체계의 비행성능 시험은 종말 탄착현상을 영상으로 확인하기 위한 다양한 광학계측을 요구한다. 이를 위해 시험장은 고속 카메라, 적외선카메라 그리고 광학추적장비를 운용하고 있다. 최근 들어 무기체계 비행성능 시험은 고속 카메라와 적외선카메라를 이용한 단순한 이벤트 현상 계측뿐만 아니라 탄착 위치, 종말속도, 비행 자세 등의 정량적인 광학계측을 요구하고 있다. 또한 유도무기에 근접작동 기능을 갖는 전자신관이 적용되면서 신관의 근접작동 기능을 평가하기 위한 목적으로 신관의 공중 폭발고도에 대한 계측 요구도 증가하고 있는 실정이다.
이제까지 폭발고도의 계측은 해수면에 근접하여 작동하는 탄약 시험에 대하여 수행되어 왔다. 이와 같은 시험에서 폭발고도는 폭발의 중심점과 해수면에 생긴 물보라 간의 픽셀 수를 이용하여 하기 수학식 1과 같이 계산하였다. 여기서 p는 카메라 픽셀 크기(㎛), c는 해수면과 폭발 중심 간의 픽셀 수, f는 렌즈 초점 거리(㎜) 이다. R은 카메라와 폭발 지점까지의 거리(m)로 계측레이더나 LRF(Laser Range Finder)와 같은 장비로 획득될 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00001
무기체계가 해상에 근접하여 폭발하는 경우 해수면에 물보라가 생기기 때문에 기준 해수면 위치를 확인할 수 있다. 하지만 육상에 근접하여 폭발하는 경우에는 기준 지면 위치를 확인하기가 어려워 지면과 폭발 중심 간의 픽셀 수를 획득하기가 어렵다는 문제가 있다. 그리고 거리 정보의 획득은 레이더, LRF와 같은 거리 측정 장비 운용에 의존적이다. 또한 삼각측량법은 2대 이상의 고속 카메라를 운용해야 하기 때문에 시험 환경에 따라 적용이 제한적이라는 문제가 있다. 또한 고속 카메라에 의해 촬영된 탄착위치(이하 탄착점이라 하기로 한다)와 폭발위치(이하 폭발점이라 하기로 한다) 사이의 거리가 상이한 경우 상기 탄착위치를 기준으로 산출되는 폭발고도와 실제 폭발고도 사이에 오차가 발생한다는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 탄착위치를 기준으로 산출되는 폭발고도를 보정하여 실제 폭발점에 대응하는 폭발고도를 정확하게 계측할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
또한 본 발명은 한대의 고속 카메라만을 이용하여 무기체계의 실제 폭발점에 따른 폭발고도를 보다 정확하게 산출할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계의 공중폭발 고도 측정 장치는, 하나의 고속 카메라를 포함하며, 탄착점에 접근하는 상기 무기체계를 고속 촬영하는 영상 획득부와, 상기 탄착점의 위치를 획득하는 탄착점 획득부와, 상기 획득된 탄착점을 기준으로 상기 무기체계의 공중폭발 고도를 산출하는 폭발고도 산출부와, 상기 무기체계가 상기 탄착점으로 진입하는 진입각을 산출하는 진입각 산출부 및, 상기 고속 카메라와 지면, 상기 탄착점과 상기 무기체계가 공중폭발한 폭발점의 기하학적 관계에 근거하여 상기 탄착점을 기준으로 산출된 폭발고도를, 상기 폭발점을 기준으로 하는 폭발고도로 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 진입각 산출부는, 상기 고속 카메라 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계에 따라, 고속 카메라에서 무기체계까지의 거리, 상기 고속 카메라 렌즈로부터 상기 무기체계의 영상을 센싱하는 상기 고속 카메라의 광학센서까지의 거리, 상기 고속 카메라 렌즈의 초점 거리 및, 상기 무기체계의 높이로부터, 상기 무기체계의 거리 변화량과 낙하 거리 변화량을 산출하고, 산출된 거리 변화량과 낙하 거리 변화량으로부터 상기 무기체계의 진입각을 산출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 진입각(
Figure 112018066872305-pat00002
)과, 상기 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 제1각(
Figure 112018066872305-pat00003
), 상기 탄착점을 바라보는 상기 고속 카메라의 고각인 제2각(
Figure 112018066872305-pat00004
), 상기 폭발고도 산출부에서 산출된 상기 탄착점 기준 폭발고도(HOBI), 그리고 하기 수학식 11에 근거하여, 상기 탄착점 기준 폭발고도(HOBI)를 폭발점 기준 폭발고도(HOBR)로 보정하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 11]
Figure 112018066872305-pat00005
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 고속 카메라의 렌즈 초점거리(f), 탄착점과 폭발점 사이의 픽셀 수(c), 그리고 상기 고속 카메라 센서의 픽셀 크기(p) 및 하기 수학식 7에 근거하여 상기 제1각(
Figure 112018066872305-pat00006
)을 산출하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 7]
Figure 112018066872305-pat00007
일 실시 예에 있어서, 상기 폭발고도 산출부는, 상기 고속 카메라에서 폭발점까지의 거리(R), 상기 고속 카메라를 통해 상기 무기체계의 폭발 시점에 촬영된 영상과 상기 무기체계가 탄착점에 도달한 시점에 촬영된 영상으로부터 획득된 폭발점과 탄착점 사이의 픽셀 수(c), 및 상기 고속 카메라 렌즈의 초점거리(f)에 근거하여 하기 수학식 5에 따라 산출되는 것을 특징으로 한다.
[수학식 5]
Figure 112018066872305-pat00008
일 실시 예에 있어서, 상기 탄착점 획득부는, 고속 카메라의 위치를 기준으로 산출된 탄착점을 향하는 방향의 방위각 및 고각, 그리고 탄착점 주변 지역의 고도 정보에 근거하여 구해지는 직선의 방정식으로부터 상기 무기체계 탄착점의 위치를 획득하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 탄착점 획득부는, 상기 탄착점의 위치를 획득하기 위한 별도의 측량기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계의 공중폭발 고도 측정 방법은, 하나의 고속 카메라를 통해, 탄착점에 접근하는 상기 무기체계를 고속 촬영한 영상들을 획득하는 단계와, 상기 탄착점의 위치를 획득하는 단계와, 상기 획득된 탄착점을 기준으로 상기 무기체계의 공중폭발 고도를 산출하는 단계와, 상기 무기체계가 상기 탄착점으로 진입하는 진입각을 산출하는 단계와, 상기 고속 카메라와 지면, 상기 탄착점과 상기 무기체계가 공중폭발한 폭발점의 기하학적 관계에 근거하여 상기 탄착점을 기준으로 산출된 폭발고도를, 상기 폭발점을 기준으로 하는 폭발고도로 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 진입각을 산출하는 단계는, 상기 고속 카메라 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계에 따라, 고속 카메라에서 무기체계까지의 거리, 상기 고속 카메라 렌즈로부터 상기 무기체계의 영상을 센싱하는 상기 고속 카메라의 광학센서까지의 거리, 상기 고속 카메라 렌즈의 초점 거리 및, 상기 무기체계의 높이로부터, 상기 무기체계의 거리 변화량과 낙하 거리 변화량을 산출하는 단계 및, 하기 수학식 6에 근거하여, 상기 무기체계의 거리 변화량(
Figure 112018066872305-pat00009
)과 낙하거리(
Figure 112018066872305-pat00010
)으로부터 상기 무기체계의 진입각을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 6]
Figure 112018066872305-pat00011
일 실시 예에 있어서, 상기 탄착점 기준 폭발고도를 폭발점 기준 폭발고도로 보정하는 단계는, 상기 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 제1각(
Figure 112018066872305-pat00012
)을 산출하는 단계 및, 상기 진입각(
Figure 112018066872305-pat00013
)과 상기 탄착점을 바라보는 상기 고속 카메라의 고각인 제2각(
Figure 112018066872305-pat00014
), 그리고 상기 제1각(
Figure 112018066872305-pat00015
) 및, 하기 수학식 11에 근거하여, 상기 탄착점 기준 폭발고도(HOBI)를 폭발점 기준 폭발고도(HOBR)로 보정하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 11]
Figure 112018066872305-pat00016
일 실시 예에 있어서, 상기 제1각을 산출하는 단계는, 상기 고속 카메라의 렌즈 초점거리(f), 탄착점과 폭발점 사이의 픽셀 수(c), 그리고 상기 고속 카메라 센서의 픽셀 크기(p) 및 하기 수학식 7에 근거하여 상기 제1각을 산출하는 단계임을 특징으로 한다.
[수학식 7]
Figure 112018066872305-pat00017
일 실시 예에 있어서, 상기 탄착점의 위치를 획득하는 단계는, 고속 카메라의 위치를 기준으로 산출된 탄착점을 향하는 방향의 방위각 및 고각을 산출하는 단계와, 상기 탄착점 주변 지역의 고도 정보(Hp)에 근거하여 하기 수학식 2와 같은 직선의 방정식을 정의하는 단계 및, 하기 수학식 3 및 4에 근거하여 탄착점의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 2]
Figure 112018066872305-pat00018
[수학식 3]
Figure 112018066872305-pat00019
[수학식 4]
Figure 112018066872305-pat00020
여기서, X0, Y0, H0는 각각 카메라 설치 위치의 3차원 좌표,
Figure 112018066872305-pat00021
,
Figure 112018066872305-pat00022
는 고속 카메라를 기준으로 탄착점까지의 방위각 및 고각, Hp는 탄착점 주변의 고도 정보이며, Xi, Yi는 각각 탄착점의 2차원 X, Y 좌표임.
본 발명에 따른 무기체계의 공중폭발 고도 측정 장치 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 무기체계의 진입각에 근거하여 상기 무기체계의 탄착점을 기준으로 산출된 폭발고도를 보정함으로써, 상기 무기체계가 실제로 폭발한 폭발점의 고도를 정확하게 측정할 수 있다는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 하나의 고속 카메라를 이용하여 무기체계의 공중폭발 고도를 측정할 수 있도록 함으로서, 보다 다양한 시험 환경에서도 적용할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 탄착점을 향하는 방향의 방위각 및 고각을 포함하는 극좌표와 이에 대응하는 직교 좌표계 및 광학장비와 탄착점의 위치 관계를 도시한 개념도이다.
도 4는 고속 카메라로부터 획득된 영상으로부터 폭발점과 탄착점 사이의 높이차를 산출하는 예를 도시한 예시도이다.
도 5는 공중폭발 후 탄착점에 도달하는 무기체계의 진입각을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 고속 카메라와 지면, 탄착점과 폭발점의 기하학적 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는, 도 6의 고속 카메라와 지면, 탄착점과 폭발점의 기하학적 관계로부터, 폭발점을 기준으로 고속 카메라와 탄착점의 사이각과, 탄착점 기준 폭발고도를 기준으로 탄착점과 폭발점 사이의 각도를 산출하는 예를 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치에서 무기체계의 진입각을 산출하는 과정을 보다 자세하게 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는, 도 8의 진입각을 산출하기 위해 볼록 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계를 도시한 개념도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
한편 이하의 설명에서, 무기체계는 탄착점 주변의 공중에서 폭발하며, 상기 공중폭발 이후 형체를 확인할 수 있고 지면에 탄착하는 것을 가정하여 설명하기로 한다.
우선 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치(1)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치(1)는, 제어부(100)와, 상기 제어부(100)에 연결되며, 상기 제어부(100)에 의해 제어되는 영상 획득부(110), 탄착점 획득부(112), 탄착점 기준 폭발고도 산출부(114), 진입각 산출부(116) 및 메모리(118)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 영상 획득부(110)는 하나의 고속 카메라로 구성될 수 있다. 여기서 고속 카메라는 초당 기 설정된 프레임 이상의 고속 촬영이 가능한 카메라를 의미할 수 있다. 따라서 상기 영상 획득부(110)는 상기 탄착점으로 이동하는 무기체계의 영상을 고속 촬영할 수 있으며, 이에 따라 상기 무기체계가 폭발하는 시점의 영상과 상기 무기체계가 탄착점에 도달하는 시점의 영상이 서로 다른 프레임의 영상으로 획득될 수 있다. 그리고 상기 영상 획득부(110)에서 획득된 영상들은 제어부(100)에 입력될 수 있다.
한편 탄착점 획득부(112)는 산출된 영상들로부터 탄착점의 위치를 산출할 수 있다. 상기 탄착점 획득부(112)는 고속 카메라의 위치를 기준으로 탄착 위치를 향하는 방향인 방위각 및 고각을 산출하고, 탄착점 주변의 높이 정보에 근거하여 상기 탄착점의 위치를 산출할 수 있다.
여기서 상기 탄착점 주변의 높이 정보는 탄착점 주변의 고도 정보일 수 있다. 이 경우 상기 탄착점 주변 지역의 고도 정보가 기 저장되어 있는 경우 탄착점 획득부(112)는 상기 고도 정보를 이용할 수 있다. 그러나 상기 탄착점 주변 지역의 고도 정보가 없는 경우 탄착점 획득부(112)는 상기 탄착점 주변의 높이를 측량하기 위한 별도의 측량기를 통해 상기 탄착점 주변의 높이 정보를 획득할 수도 있다.
한편 탄착점 획득부(112)는 탄착 위치를 직접적으로 측량할 수 있는 RTK(Real Time Kinematic), RTX(Real Time eXtended) 또는 VRS(Virtual Reference Station)와 같은 측량기를 포함할 수도 있다. 이 경우 제어부(100)는 상기 탄착점 획득부(112)에 구비된 측량기로부터 측량된 결과에 근거하여 상기 무기체계의 탄착점을 획득할 수 있다.
한편 탄착점 기준 폭발고도 산출부(114)는 상기 탄착점 획득부(112)에서 획득된 탄착점의 위치와 상기 영상 획득부(110)에서 획득된 영상들에 근거하여 탄착점 기준의 폭발고도를 산출할 수 있다. 일 예로 상기 탄착점 기준 폭발고도 산출부(114)는 무기체계가 폭발하는 시점의 영상과 무기체계가 탄착하는 시점의 영상에 근거하여, 상기 무기체계의 폭발점과 탄착점 사이의 픽셀수를 산출할 수 있다. 그리고 영상 획득부(110), 즉 고속 카메라와 탄착점 위치까지의 거리, 그리고 상기 고속 카메라의 렌즈 초점 거리에 근거하여 상기 탄착점에서의 폭발고도를 산출할 수 있다.
한편 진입각 산출부(116)는 상기 영상 획득부(110)를 통해 획득된 무기체계의 영상들에 근거하여 상기 무기체계의 진입각을 산출할 수 있다. 일 예로 진입각 산출부(116)는 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계에 근거하여 정의된, 렌즈 초점거리(f)와 무기체계까지의 거리(r)에 대한 영상 내 화소수(i)와 무기체계의 낙하 거리(y)의 관계에 근거하여, 무기체계의 낙하거리(
Figure 112018066872305-pat00023
), 고속 카메라를 기준으로 무기체계까지의 거리 변화(
Figure 112018066872305-pat00024
)를 산출할 수 있다. 그리고 산출된 거리 변화(
Figure 112018066872305-pat00025
)와 낙하거리(
Figure 112018066872305-pat00026
)로부터 상기 무기체계의 진입각을 산출할 수 있다.
또한, 메모리(118)는 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치(1)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(118)는 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치(1)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치(1)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다.
그리고 제어부(100)는 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치(1)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 데이터, 정보 등을 처리하거나, 연결된 각 구성요소를 제어하여 적어도 하나의 구성요소로부터 입력되는 정보 또는 데이터를 연결된 다른 구성요소로 제공하여 상기 다른 구성요소가 동작하도록 제어할 수 있다.
또한 제어부(100)는 상기 영상 획득부(110)를 통해 획득된 영상들에 근거하여 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 사이각(제1각)을 산출할 수 있다. 일 예로 제어부는 상기 고속 카메라의 렌즈 초점거리와 상기 폭발점과 탄착점 사이의 픽셀수, 그리고 상기 산출된 탄착점의 위치로부터 상기 고속 카메라까지의 거리에 근거하여 상기 폭발점과 탄착점 사이의 상기 제1각을 산출할 수 있다.
그리고 제어부(100)는 상기 탄착점을 바라보는 상기 고속 카메라의 고각(제2각)과 상기 산출된 제1각에 근거하여 상기 무기체계가 실제 폭발한 폭발점을 기준으로 상기 고속 카메라와 탄착점 사이의 사이각(제3각)을 산출할 수 있다. 또한 제어부(100)는 상기 고속 카메라와 지면, 그리고 탄착점과 폭발점 사이의 기하학적 관계와 상기 산출된 진입각과 상기 제1각 내지 제3각에 근거하여 상기 탄착점 기준 폭발고도를 실제 무기체계가 공중폭발한 폭발점을 기준으로 하는 폭발고도로 보정할 수 있다.
도 2는 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치(1)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 먼저 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치(1)의 제어부(100)는 영상 획득부(110)의 고속 카메라를 통해 탄착점 주변으로 근접하는 무기체계를 고속 촬영하여, 상기 무기체계의 공중 폭발에 따른 고속 촬영 영상들을 획득할 수 있다(S200).
그리고 제어부(100)는 탄착점을 획득할 수 있다(S202). 만약 상기 탄착점 획득부(112)가 상기 탄착점의 위치를 획득할 수 있는 RTK, RTX 또는 VRS와 같은 별도의 측량기를 포함하고 있는 경우 상기 S202 단계는 상기 탄착점 획득부(112)로부터 측량된 탄착점의 위치를 획득하는 단계일 수 있다. 그러나 상기 탄착점 획득부(112)가 별도의 측량기를 포함하고 있지 않은 경우 제어부(100)는 상기 영상 획득부(110)로부터 획득된 영상들에 근거하여 탄착점의 위치를 산출할 수도 있음은 물론이다.
이러한 경우 제어부(100)는 먼저 탄착점 주변 지역의 고도 정보를 획득할 수 있다. 상기 탄착점 주변 지역의 고도 정보는 메모리(118)에 기 저장된 정보일 수 있으며, 또는 상기 탄착점 주변 지역의 고도 정보를 획득하기 위한 별도의 고도 측량기를 통해 획득될 수 있다.
도 3은 탄착점을 향하는 방향의 방위각 및 고각을 포함하는 극좌표와 이에 대응하는 직교 좌표계 및 광학장비와 탄착점의 위치 관계를 도시한 개념도이다.
도 3을 참조하여 살펴보면, 제어부(100)는 고속 카메라의 위치(X0, Y0, H0)를 기준으로 탄착점을 향하는 방향의 방위각(
Figure 112018066872305-pat00027
) 및 고각(
Figure 112018066872305-pat00028
)을 계산할 수 있다. 그리고 획득된 탄착점 주변 지역의 고도 정보(Hp)에 근거하여 하기 수학식 2와 같은 직선의 방정식을 구할 수 있다. 그리고 하기 수학식 3과 4에 근거하여 탄착점(Xi, Yi)의 위치를 산출할 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00029
Figure 112018066872305-pat00030
Figure 112018066872305-pat00031
여기서, (X0, Y0, H0)는 카메라 설치 위치,
Figure 112018066872305-pat00032
,
Figure 112018066872305-pat00033
는 고속 카메라를 기준으로 탄착점까지의 방위각 및 고각, Hp는 측량기로 획득한 탄착점 주변의 고도 정보이며, Xi, Yi는 각각 탄착점의 X, Y 좌표임.
한편 상기 S202 단계에서 탄착점의 위치가 획득되면, 제어부(100)는 서로 다른 프레임의 영상들로부터 탄착점에 근거한 무기체계의 폭발고도를 산출할 수 있다(S204). 이를 위해 제어부(100)는 고속 카메라로부터 획득된 영상으로부터 폭발점과 탄착점 사이의 픽셀수를 산출할 수 있다.
도 4는 참조하여 살펴보면, 도 4의 (a)는 무기체계의 폭발이 발생한 시점의 영상을 도시하고 있으며, 도 4의 (b)는 상기 무기체계가 탄착점에 탄착한 시점의 영상을 도시하고 있다. 그리고 제어부(100)는 도 4의 (a)와 (b)에서 보이고 있는 바와 같이, 서로 다른 프레임의 영상들에서 상기 폭발이 발생한 위치(이하 폭발점:300)와 탄착점(350) 사이의 픽셀 수를 계수(count)할 수 있으며, 하기 수학식 5에서 보이고 있는 바와 같이 계수된 픽셀 수와 고속 카메라의 렌즈 초점거리에 근거하여 상기 폭발점과 지면 사이의 거리, 즉 탄착점을 기준으로 하는 무기체계(200)의 폭발고도(HOBI)를 산출할 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00034
여기서 HOBI는 탄착위치 기준 폭발고도, R은 고속 카메라에서 폭발점 까지의 거리, c는 고속 카메라에서 획득된 영상 내에서 폭발점과 탄착점 간의 높이 차이에 해당하는 픽셀 수, 그리고 f는 렌즈의 초점 거리임.
상기 S204 단계에서 탄착점 기준 폭발고도(HOBI)가 산출되면, 제어부(100)는 상기 무기체계의 진입각을 산출할 수 있다(S206). 여기서 무기체계의 진입각은 무기체계의 진행 방향이 일정하다고 가정하고 무기체계가 다가온 거리와 무기체계가 낙하한 거리를 활용하여 계산한다.
도 5는 공중폭발 후 탄착점에 도달하는 무기체계의 진입각을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5에서 보이고 있는 바와 같이, 무기체계의 진입각은 상기 무기체계(200)가 폭발(300)하는 시점으로부터 탄착(350)하는 시점까지 고속 카메라를 기준으로 무기체계까지의 거리 변화(
Figure 112018066872305-pat00035
)와 영상 내에서 무기체계의 낙하거리(
Figure 112018066872305-pat00036
)에 따라, 하기 수학식 6에 근거하여 산출될 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00037
한편 제어부(100)는 상기 영상 획득부(110)를 통해 획득된 서로 다른 프레임의 무기체계의 영상들과 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계에 근거하여 상기 거리 변화(
Figure 112018066872305-pat00038
) 및 낙하거리(
Figure 112018066872305-pat00039
)를 산출할 수 있다. 그리고 산출된 거리 변화(
Figure 112018066872305-pat00040
) 및 낙하거리(
Figure 112018066872305-pat00041
)를 상기 수학식 6에 입력하여 진입각(
Figure 112018066872305-pat00042
)를 구할 수 있다.
이하 상기 S206 단계에서 상기 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계에 근거하여 상기 거리 변화(
Figure 112018066872305-pat00043
) 및 낙하거리(
Figure 112018066872305-pat00044
)를 구하고, 진입각(
Figure 112018066872305-pat00045
)를 구하는 과정을 하기 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
한편 상기 S206 단계에서 무기체계의 진입각이 산출되면, 제어부(100)는 먼저 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 사이각, 즉 제1각을 산출할 수 있다(S208). 여기서 상기 제1각(
Figure 112018066872305-pat00046
)는 하기 수학식 7과 같이, 고속 카메라의 렌즈 초점거리, 탄착점과 폭발점 사이의 픽셀 수, 그리고 고속 카메라 센서의 픽셀 크기에 근거하여 산출될 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00047
여기서 c는 영상 내 탄착점과 폭발점 사이의 픽셀 수, p는 고속 카메라 센서의 픽셀 크기, f는 고속 카메라 렌즈의 초점거리임.
한편 제어부(100)는 상기 S208 단계에서 제1각(
Figure 112018066872305-pat00048
)이 산출되면, 고속 카메라와 지면, 탄착점과 폭발점의 기하학적 관계에 근거하여 폭발점을 기준으로 고속 카메라와 탄착점 사이의 사이각(제3각)을 산출할 수 있다(S210). 이를 위해 제어부(100)는 상기 S206 단계에서 산출된 진입각(
Figure 112018066872305-pat00049
)과, 탄착점을 바라보는 고속 카메라의 고각(제2각)을 이용할 수 있다.
먼저 도 6은 고속 카메라(600)와 지면, 탄착점(650)과 폭발점(610)의 기하학적 관계를 나타낸 개념도이다.
이러한 경우 제어부(100)는 도 7a에서 보이고 있는 바와 같이, 고속 카메라의 고각(제2각,
Figure 112018066872305-pat00050
)과 진입각(
Figure 112018066872305-pat00051
), 그리고 상기 S208 단계에서 산출된 제1각(
Figure 112018066872305-pat00052
)에 근거하여, 폭발점(610)을 기준으로 고속 카메라(600)와 탄착점(650) 사이의 사이각, 즉 제3각(
Figure 112018066872305-pat00053
)을 산출할 수 있다. 상기 도 7a에서 보이고 있는 바와 같이 상기 제3각(
Figure 112018066872305-pat00054
)은 하기 수학식 8에 따라 산출될 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00055
여기서,
Figure 112018066872305-pat00056
는 폭발점 기준 고속 카메라와 탄착점 사이의 사이각,
Figure 112018066872305-pat00057
는 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 사이각,
Figure 112018066872305-pat00058
는 탄착점을 바라보는 고속 카메라의 고각임.
그리고 제어부(100)는 상기 제3각(
Figure 112018066872305-pat00059
)가 산출되면, 고속 카메라(600)와 지면, 탄착점(650)과 폭발점(610)의 기하학적 관계와 상기 산출된 진입각(
Figure 112018066872305-pat00060
) 및, 상기 제1각(
Figure 112018066872305-pat00061
), 제2각(
Figure 112018066872305-pat00062
) 그리고 제3각(
Figure 112018066872305-pat00063
)에 근거하여, 탄착점 기준 폭발고도(HOBI)를 보정하여 실제 폭발점을 기준으로 하는 폭발점 기준 폭발고도(HOBR)를 산출할 수 있다(S212).
상기 S212 단계에서 제어부(100)는 먼저 고속 카메라(600)와 지면, 탄착점(650)과 폭발점(610)의 기하학적 관계로부터 하기 수학식 9와 같이 탄착점 기준 폭발고도(HOBI)와 상기 제3각(
Figure 112018066872305-pat00064
)의 관계를 탄착점(650)과 폭발점(610) 사이의 거리(x)와 탄착점 기준 폭발고도(HOBI)에서 탄착점(650)과 폭발점(610) 사이의 사이각에 대한 관계로 정의할 수 있다. 그리고 정의된 관계에 근거하여 탄착점(650)과 폭발점(610) 사이의 거리(x)를 산출할 수 있다.
여기서 상기 '탄착점 기준 폭발고도(HOBI)에서 탄착점(650)과 폭발점(610) 사이의 사이각'은 도 7b에서 보이고 있는 바와 같이, '90도-제2각(
Figure 112018066872305-pat00065
)'과 제1각(
Figure 112018066872305-pat00066
)의 합으로 산출될 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00067
여기서 HOBI는 탄착점 기준 폭발고도,
Figure 112018066872305-pat00068
는 폭발점 기준 고속 카메라와 탄착점 사이의 사이각,
Figure 112018066872305-pat00069
는 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 사이각,
Figure 112018066872305-pat00070
는 탄착점을 바라보는 고속 카메라의 고각, 그리고 x는 탄착점과 폭발점 사이의 거리임.
한편 상기 도 6에서 보이고 있는 고속 카메라(600)와 지면, 탄착점(650)과 폭발점(610)의 기하학적 관계에 따라 무기체계가 실제 폭발한 폭발점의 폭발고도와 상기 탄착점과 폭발점 사이의 거리(x)의 관계는 하기 수학식 10과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00071
여기서 HOBR은 폭발점 기준 폭발고도, x는 탄착점과 폭발점 사이의 거리,
Figure 112018066872305-pat00072
는 무기체계의 진입각임.
따라서 상기 수학식 9에서 산출된 x값과 상기 수학식 10에 근거하여, 폭발점 기준 폭발고도(HOBR)는 하기 수학식 11과 같은 일반식으로 정의될 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00073
여기서 HOBR은 폭발점 기준 폭발고도,
Figure 112018066872305-pat00074
는 무기체계의 진입각,
Figure 112018066872305-pat00075
는 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 사이각,
Figure 112018066872305-pat00076
는 탄착점을 바라보는 고속 카메라의 고각임.
따라서 제어부(100)는 상기 수학식 11에, 탄착점 기준으로 폭발고도(HOBI)가 산출되면, 무기체계의 진입각(
Figure 112018066872305-pat00077
)을 산출하고, 산출된 진입각(
Figure 112018066872305-pat00078
)와, 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 사이각인 제1각(
Figure 112018066872305-pat00079
), 탄착점을 바라보는 고속 카메라의 고각인 제2각(
Figure 112018066872305-pat00080
)을 입력하여 탄착점 기준 폭발고도(HOBI)로부터 실제 폭발점을 기준으로 하는 폭발점 기준 폭발고도(HOBR)를 산출할 수 있다.
한편 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계 공중폭발 고도 측정 장치에서 무기체계의 진입각을 산출하는 과정을 보다 자세하게 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저 본 발명의 실시 예에 따른 무기체계 폭발고도 측정 장치(1)의 제어부(100)는 탄착점으로 진입하는 무기체계의 진입각을 산출하기 위해 고속 카메라 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계를 이용할 수 있다.
도 9는 고속 카메라의 볼록 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계를 도시한 개념도이다.
도 9를 참조하여 살펴보면, 렌즈(900)에 의한 빛의 굴절에서
Figure 112018066872305-pat00081
ory(910)와
Figure 112018066872305-pat00082
obi(915)는 서로 닮음을 알 수 있다. 그리고
Figure 112018066872305-pat00083
foy'(920)와
Figure 112018066872305-pat00084
fbi(925)가 서로 닮음을 알 수 있다. 이에 따라 서로 닮음비를 이용하여 하기 수학식 2와 같이 카메라 렌즈(900)에서 대상체까지의 거리 r과 카메라 렌즈(900)에서 이미지를 센싱하는 광학 센서까지의 거리 b, 그리고 초점거리 f 사이의 관계를 정의할 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00085
한편, 광학계측 업무를 수행하는 환경은 카메라에서 대상체까지의 거리가 수백 m이고, 운용렌즈의 초점거리는 수 십~수 백mm이다. 따라서
Figure 112018066872305-pat00086
이고,
Figure 112018066872305-pat00087
로 근사할 수 있으므로 삼각형 닮은비를 이용하여 하기 수학식 13을 얻을 수 있다.
Figure 112018066872305-pat00088
여기서 r은 카메라에서 대상체까지의 거리, b는 카메라 렌즈에서 광학센서까지의 거리, f는 카메라 렌즈의 초점거리, i는 영상 내 대상체의 픽셀 수, y는 대상체의 크기임.
한편 고속 카메라를 기준으로 무기체계까지의 거리 변화(
Figure 112018066872305-pat00089
)는 카메라를 기준으로 깊이 정보이기 때문에 영상 내에서 무기체계의 크기를 이용하여 계산할 수 있다. 따라서 상기 수학식 13에서 y는, 무기체계의 길이 v로, i는 무기체계가 영상 내에서 차지하는 픽셀 수 cr로 대체하여 정리하면 하기 수학식 14와 같을 수 있다. 그리고 초점거리 f와 무기체계의 실제 길이 v가 거리에 따라 변하지 않기 때문에
Figure 112018066872305-pat00090
은 수학식 15와 같이 산출될 수 있다(S800).
Figure 112018066872305-pat00091
Figure 112018066872305-pat00092
한편 수학식 13에서 y는 무기체계의 Y축상의 위치라고, 상기 수학식 13에서 거리 r을 일정하게 고정시켜 R로 대체하고 i를 무치체계가 위치한 y축 상의 픽셀 cy로 대체하면 수학식 16과 같다. 무기체계가 낙하하면서 거리 R이 달라질 수 있으나 그 변화량이 작으므로 근사적으로 거리 R을 고정시킨다. 초점거리 f는 변하지 않는 값이므로
Figure 112018066872305-pat00093
는 영상 내에서 무기체계가 낙하한 거리에 대응하는 픽셀 수 변화량
Figure 112018066872305-pat00094
에 대한 수학식 17과 같다(S802).
Figure 112018066872305-pat00095
여기서 y는 무기체계의 Y축상의 위치임.
Figure 112018066872305-pat00096
여기서,
Figure 112018066872305-pat00097
는 무기 체계가 낙하한 거리,
Figure 112018066872305-pat00098
는 무기체계가 낙하한 거리에 대응하는 픽셀 수 변화량, R은 무기체계와 고속 카메라 사이의 거리, f는 고속 카메라 렌즈의 초점 거리임.
한편 상기 S800 단계와 S802 단계를 통해 무기체계의 거리 변화량(
Figure 112018066872305-pat00099
) 및 낙하거리(
Figure 112018066872305-pat00100
)이 산출되면, 제어부(100)는 산출된 무기체계의 거리 변화량(
Figure 112018066872305-pat00101
) 및 낙하거리(
Figure 112018066872305-pat00102
) 및 상기 수학식 6에 근거하여 무기체계가 탄착점으로 진입하는 진입각(
Figure 112018066872305-pat00103
)을 산출할 수 있다(S804). 그리고 제어부(100)는 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 제1각을 산출하는 상기 도 2의 S208단계가 진행할 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다.
그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 무기체계 폭발고도 측정 장치
100 : 제어부 110 : 영상 획득부
112 : 탄착점 산출부 114 : 탄착점 기준 폭발고도 산출부
116 : 진입각 산출부 118 : 메모리

Claims (12)

  1. 하나의 고속 카메라로부터 획득되는 영상들에 근거하여 무기체계의 폭발고도를 측정하는 무기체계 폭발고도 측정 장치에 있어서,
    하나의 고속 카메라를 포함하며, 탄착점에 접근하는 상기 무기체계를 고속 촬영하는 영상 획득부;
    상기 탄착점의 위치를 획득하는 탄착점 획득부;
    상기 획득된 탄착점을 기준으로 상기 무기체계의 공중폭발 고도를 산출하는 폭발고도 산출부;
    상기 무기체계가 상기 탄착점으로 진입하는 진입각을 산출하는 진입각 산출부; 및,
    상기 고속 카메라와 지면, 상기 탄착점과 상기 무기체계가 공중폭발한 폭발점의 기하학적 관계에 근거하여 상기 탄착점을 기준으로 산출된 폭발고도를, 상기 폭발점을 기준으로 하는 폭발고도로 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진입각 산출부는,
    상기 고속 카메라 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계에 따라, 고속 카메라에서 무기체계까지의 거리, 상기 고속 카메라 렌즈로부터 상기 무기체계의 영상을 센싱하는 상기 고속 카메라의 광학센서까지의 거리, 상기 고속 카메라 렌즈의 초점 거리 및, 상기 무기체계의 높이로부터, 상기 무기체계의 거리 변화량과 낙하 거리 변화량을 산출하고, 산출된 거리 변화량과 낙하 거리 변화량으로부터 상기 무기체계의 진입각을 산출하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 진입각과, 상기 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 제1각, 상기 탄착점을 바라보는 상기 고속 카메라의 고각인 제2각, 상기 폭발고도 산출부에서 산출된 상기 탄착점 기준 폭발고도, 그리고 하기 수학식 11에 근거하여, 상기 탄착점 기준 폭발고도를 폭발점 기준 폭발고도로 보정하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 장치.
    [수학식 11]
    Figure 112018066872305-pat00104

    여기서, HOBI는 탄착점 기준 폭발고도, HOBR은 폭발점 기준 폭발고도,
    Figure 112018066872305-pat00105
    는 무기체계의 진입각,
    Figure 112018066872305-pat00106
    는 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 제1각,
    Figure 112018066872305-pat00107
    는 탄착점을 바라보는 고속 카메라의 고각인 제2각임.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 고속 카메라의 렌즈 초점거리, 탄착점과 폭발점 사이의 픽셀 수, 그리고 상기 고속 카메라 센서의 픽셀 크기 및 하기 수학식 7에 근거하여 상기 제1각을 산출하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 장치.
    [수학식 7]
    Figure 112018066872305-pat00108

    여기서 c는 영상 내 탄착점과 폭발점 사이의 픽셀 수, p는 고속 카메라 센서의 픽셀 크기, f는 고속 카메라 렌즈의 초점거리임.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폭발고도 산출부는,
    상기 고속 카메라에서 폭발점까지의 거리, 상기 고속 카메라를 통해 상기 무기체계의 폭발 시점에 촬영된 영상과 상기 무기체계가 탄착점에 도달한 시점에 촬영된 영상으로부터 획득된 폭발점과 탄착점 사이의 픽셀 수, 및 상기 고속 카메라 렌즈의 초점거리에 근거하여 하기 수학식 5에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 장치.
    [수학식 5]
    Figure 112018066872305-pat00109

    여기서, R은 고속 카메라에서 폭발점까지의 거리, c는 상기 고속 카메라를 통해 상기 무기체계의 폭발 시점에 촬영된 영상과 상기 무기체계가 탄착점에 도달한 시점에 촬영된 영상으로부터 획득된 폭발점과 탄착점 사이의 픽셀 수, 그리고 f는 상기 고속 카메라 렌즈의 초점거리임.
  6. 제1항에 있어서, 상기 탄착점 획득부는,
    고속 카메라의 위치를 기준으로 산출된 탄착점을 향하는 방향의 방위각 및 고각, 그리고 탄착점 주변 지역의 고도 정보에 근거하여 구해지는 직선의 방정식으로부터 상기 무기체계 탄착점의 위치를 획득하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 탄착점 획득부는,
    상기 탄착점의 위치를 획득하기 위한 별도의 측량기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 장치.
  8. 하나의 고속 카메라로부터 획득되는 영상들에 근거하여 무기체계의 폭발고도를 측정하는 무기체계 폭발고도 측정 방법에 있어서,
    상기 하나의 고속 카메라를 통해, 탄착점에 접근하는 상기 무기체계를 고속 촬영한 영상들을 획득하는 단계;
    상기 탄착점의 위치를 획득하는 단계;
    상기 획득된 탄착점을 기준으로 상기 무기체계의 공중폭발 고도를 산출하는 단계;
    상기 무기체계가 상기 탄착점으로 진입하는 진입각을 산출하는 단계;
    상기 고속 카메라와 지면, 상기 탄착점과 상기 무기체계가 공중폭발한 폭발점의 기하학적 관계에 근거하여 상기 탄착점을 기준으로 산출된 폭발고도를, 상기 폭발점을 기준으로 하는 폭발고도로 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 진입각을 산출하는 단계는,
    상기 고속 카메라 렌즈의 빛 굴절에 따른 기하학적 관계에 따라, 고속 카메라에서 무기체계까지의 거리, 상기 고속 카메라 렌즈로부터 상기 무기체계의 영상을 센싱하는 상기 고속 카메라의 광학센서까지의 거리, 상기 고속 카메라 렌즈의 초점 거리 및, 상기 무기체계의 높이로부터, 상기 무기체계의 거리 변화량과 낙하 거리 변화량을 산출하는 단계; 및,
    하기 수학식 6에 근거하여, 상기 무기체계의 거리 변화량과 낙하거리로부터 상기 무기체계의 진입각을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 방법.
    [수학식 6]
    Figure 112018066872305-pat00110

    여기서,
    Figure 112018066872305-pat00111
    은 상기 무기체계의 거리 변화량이며,
    Figure 112018066872305-pat00112
    는 상기 무기체계의 낙하거리임.
  10. 제8항에 있어서, 상기 탄착점 기준 폭발고도를 폭발점 기준 폭발고도로 보정하는 단계는,
    상기 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 제1각을 산출하는 단계; 및,
    상기 진입각과 상기 탄착점을 바라보는 상기 고속 카메라의 고각인 제2각, 그리고 상기 제1각 및, 하기 수학식 11에 근거하여, 상기 탄착점 기준 폭발고도를 폭발점 기준 폭발고도로 보정하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 방법.
    [수학식 11]
    Figure 112018066872305-pat00113

    여기서, HOBI는 탄착점 기준 폭발고도, HOBR은 폭발점 기준 폭발고도,
    Figure 112018066872305-pat00114
    는 무기체계의 진입각,
    Figure 112018066872305-pat00115
    는 고속 카메라를 기준으로 폭발점과 탄착점 사이의 제1각,
    Figure 112018066872305-pat00116
    는 탄착점을 바라보는 고속 카메라의 고각인 제2각임.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1각을 산출하는 단계는,
    상기 고속 카메라의 렌즈 초점거리, 탄착점과 폭발점 사이의 픽셀 수, 그리고 상기 고속 카메라 센서의 픽셀 크기 및 하기 수학식 7에 근거하여 상기 제1각을 산출하는 단계임을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 방법.
    [수학식 7]
    Figure 112018066872305-pat00117

    여기서 c는 영상 내 탄착점과 폭발점 사이의 픽셀 수, p는 고속 카메라 센서의 픽셀 크기, f는 고속 카메라 렌즈의 초점거리임.
  12. 제8항에 있어서, 상기 탄착점의 위치를 획득하는 단계는,
    고속 카메라의 위치를 기준으로 산출된 탄착점을 향하는 방향의 방위각 및 고각을 산출하는 단계;
    상기 탄착점 주변 지역의 고도 정보(Hp)에 근거하여 하기 수학식 2와 같은 직선의 방정식을 정의하는 단계; 및,
    하기 수학식 3 및 4에 근거하여 탄착점의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기체계 폭발고도 측정 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112018066872305-pat00118

    [수학식 3]
    Figure 112018066872305-pat00119

    [수학식 4]
    Figure 112018066872305-pat00120

    여기서, X0, Y0, H0는 각각 카메라 설치 위치의 3차원 좌표,
    Figure 112018066872305-pat00121
    ,
    Figure 112018066872305-pat00122
    는 고속 카메라를 기준으로 탄착점까지의 방위각 및 고각, Hp는 탄착점 주변의 고도 정보이며, Xi, Yi는 각각 탄착점의 2차원 X, Y 좌표임.
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