KR102032960B1 - 영상 추적 레이저 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

영상 추적 레이저 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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박희찬
배민지
김춘호
하남구
장현성
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국방과학연구소
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Abstract

개시된 영상 추적 레이저 제어장치는, 표적에 대한 추적 영상의 시간 순서에 의한 복수의 프레임에서 각각 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 영상 추적부와, 표적 추적 위치값에 기초하여 복수의 프레임 중 이전 프레임에서 추정된 현재 프레임의 표적 예측 상태와 현재 프레임에서 추출된 표적 현재 상태의 오차를 산출한 후, 현재 프레임에서 획득된 표적 추적 위치값에 오차를 반영하는 보정을 통해 표적 보정 위치값을 산출하는 보정부와, 표적 보정 위치값에 기초하여 표적에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

영상 추적 레이저 제어장치 및 제어방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LASER BASED ON IMAGE TRACKING}
본 발명은 영상 추적 레이저 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 획득한 영상 내의 표적을 추적한 결과에 기초하여 표적에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 반능동 레이저 유도무기체계는 표적에 대하여 획득된 영상 내에서 표적의 위치를 추적하는 표적 영상 탐지기, 위치 추적된 표적에 레이저를 조사하는 레이저 조사기, 표적에서 반사된 레이저를 탐지하는 탐색기를 포함하는 유도무기를 포함한다.
그런데, 항공기 등과 같이 고속으로 이동하는 표적에 대해서는 표적 영상 탐지기를 포함하는 반능동 레이저 유도무기체계를 적용할 수가 없었다.
이는 고속으로 이동하는 표적의 경우 표적 영상 탐지기와 레이저 조사기의 실시간 연동에 제한이 있었던 것이 원인 중의 하나로 작용하였다. 즉, 표적 영상 탐지기가 영상 내에서 표적을 추적하고 난 뒤, 표적을 조준하기 위해서 레이저 조사기의 팬/틸트(Pan/Tilt)용 짐벌(Gimbal) 장치를 트래킹 제어하는데, 짐벌 트래킹에 소요되는 시간 동안 표적의 위치가 변화되어 레이저를 표적에 정확히 조사할 수 없기 때문이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1944423호, 등록일자 2019년 01월 25일.
일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는, 표적에 대한 추적 영상으로부터 표적의 위치값을 획득한 후 시간 흐름에 따른 표적의 위치 변화를 반영하여 표적의 위치값을 보정함으로써 표적에 레이저를 정확히 조사할 수 있도록 하는 영상 추적 레이저 제어장치 및 제어방법을 제공한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제 1 관점에 따른 영상 추적 레이저 제어장치는, 표적에 대한 추적 영상의 시간 순서에 의한 복수의 프레임에서 각각 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 영상 추적부와, 상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 복수의 프레임 중 이전 프레임에서 추정된 현재 프레임의 표적 예측 상태와 상기 현재 프레임에서 추출된 표적 현재 상태의 오차를 산출한 후, 상기 현재 프레임에서 획득된 상기 표적 추적 위치값에 상기 오차를 반영하는 보정을 통해 표적 보정 위치값을 산출하는 보정부와, 상기 표적 보정 위치값에 기초하여 표적에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 보정부는, 상기 추적 영상의 시간 순서에 의한 기설정된 프레임마다 상기 오차에 대응하는 보정계수를 결정하고, 상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 시간간격 및 상기 보정계수를 반영하여 상기 표적 보정 위치값을 산출할 수 있다.
상기 보정부는, 상기 복수의 프레임에서 각각 표적 속도를 산출한 후, 상기 보정계수를 반영하여 상기 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출하고, 상기 레이저 조사부는, 상기 표적 보정 위치값 및 상기 표적 보정 속도에 기초하여 표적에 레이저를 조사할 수 있다.
상기 보정부는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 표적 보정 위치값을 산출할 수 있다.
Figure 112019041461426-pat00001
(여기서,
Figure 112019041461426-pat00002
는 현재 프레임의 표적 추적 위치값이고,
Figure 112019041461426-pat00003
는 현재 프레임의 표적 보정 위치값이며,
Figure 112019041461426-pat00004
는 이전 프레임의 표적 보정 위치값이고,
Figure 112019041461426-pat00005
는 현재 프레임의 보정계수이며,
Figure 112019041461426-pat00006
는 프레임 시간간격이고,
Figure 112019041461426-pat00007
은 이전 프레임의 표적 보정 속도이다.)
상기 보정부는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출할 수 있다.
Figure 112019041461426-pat00008
(여기서,
Figure 112019041461426-pat00009
은 현재 프레임의 표적 보정 속도이고,
Figure 112019041461426-pat00010
는 현재 프레임의 속도추정치(
Figure 112019041461426-pat00011
)이다.)
본 발명의 제 2 관점에 따른 영상 추적 레이저 제어장치에서 수행하는 레이저 조사방법은, 표적에 대한 추적 영상의 시간 순서에 의한 이전 프레임과 현재 프레임을 포함하는 복수의 프레임 중 상기 이전 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 단계와, 상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 이전 프레임에서 상기 현재 프레임의 표적 예측 상태를 추정하는 단계와, 상기 현재 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 단계와, 상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 현재 프레임에서 표적 현재 상태를 추출하는 단계와, 상기 이전 프레임에서 추정된 표적 예측 상태와 상기 현재 프레임에서 추출된 표적 현재 상태의 오차를 산출하는 단계와, 상기 현재 프레임에서 획득된 상기 표적 추적 위치값에 상기 오차를 반영하는 보정을 통해 표적 보정 위치값을 산출하는 단계와, 상기 표적 보정 위치값에 기초하여 표적에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기를 제어하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 추적 영상의 시간 순서에 의한 기설정된 프레임마다 상기 오차에 대응하는 보정계수를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 표적 보정 위치값을 산출하는 단계는, 상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 시간간격 및 상기 보정계수를 반영하여 상기 표적 보정 위치값을 산출할 수 있다.
상기 복수의 프레임에서 각각 표적 속도를 산출한 후, 상기 보정계수를 반영하여 상기 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 레이저를 조사하는 단계는, 상기 표적 보정 위치값 및 상기 표적 보정 속도에 기초하여 표적에 레이저를 조사할 수 있다.
상기 표적 보정 위치값을 산출하는 단계는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 표적 보정 위치값을 산출할 수 있다.
Figure 112019041461426-pat00012
(여기서,
Figure 112019041461426-pat00013
는 현재 프레임의 표적 추적 위치값이고,
Figure 112019041461426-pat00014
는 현재 프레임의 표적 보정 위치값이며,
Figure 112019041461426-pat00015
는 이전 프레임의 표적 보정 위치값이고,
Figure 112019041461426-pat00016
는 현재 프레임의 보정계수이며,
Figure 112019041461426-pat00017
는 프레임 시간간격이고,
Figure 112019041461426-pat00018
은 이전 프레임의 표적 보정 속도이다.)
상기 표적 보정 속도를 산출하는 단계는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출할 수 있다.
Figure 112019041461426-pat00019
(여기서,
Figure 112019041461426-pat00020
은 현재 프레임의 표적 보정 속도이고,
Figure 112019041461426-pat00021
는 현재 프레임의 속도추정치(
Figure 112019041461426-pat00022
)이다.)
본 발명의 제 3 관점에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에는, 표적에 대한 추적 영상의 시간 순서에 의한 이전 프레임과 현재 프레임을 포함하는 복수의 프레임 중 상기 이전 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 단계와, 상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 이전 프레임에서 상기 현재 프레임의 표적 예측 상태를 추정하는 단계와, 상기 현재 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 단계와, 상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 현재 프레임에서 표적 현재 상태를 추출하는 단계와, 상기 이전 프레임에서 추정된 표적 예측 상태와 상기 현재 프레임에서 추출된 표적 현재 상태의 오차를 산출하는 단계와, 상기 현재 프레임에서 획득된 상기 표적 추적 위치값에 상기 오차를 반영하는 보정을 통해 표적 보정 위치값을 산출하는 단계와, 상기 표적 보정 위치값에 기초하여 표적에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기를 제어하는 단계를 포함하는 레이저 제어방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된다.
일 실시예에 따르면, 표적에 대한 추적 영상으로부터 표적의 위치값을 획득한 후 시간 흐름에 따른 표적의 위치 변화를 반영하여 표적의 위치값을 보정함으로써 짐벌 트래킹에 소요되는 시간 동안 표적의 위치가 변화되더라도 표적에 레이저를 정확히 조사할 수 있다.
아울러, 별도의 속도센서 등을 이용하지 않고서도 표적의 속도를 산출할 수 있고, 이렇게 산출된 표적 속도값을 이용하여 표적에 대한 레이저 조사의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예들에 따른 영상 추적 레이저 제어장치를 포함하는 레이저 유도무기체계의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 추적 레이저 제어장치의 세부 구성도이다.
도 3은 표적 추적 영상에 추적게이트를 표시하는 예를 나타낸 것이다.
도 4는 카메라에 의한 영상의 중심에 레이저 광원에 의한 레이저광이 포커싱되도록 카메라와 레이저 광원이 고정 결합된 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 추적게이트를 벗어난 곳에 레이저광이 포커싱된 상태를 예시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 추적 레이저 제어장치에서 수행하는 레이저 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 추적 레이저 제어장치에 의한 표적 표준 상태를 예시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 추적 레이저 제어장치를 포함하는 레이저 유도무기체계의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 추적 레이저 제어장치(100)의 세부 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 유도무기체계(10)는 카메라(20), 짐벌 장치(30) 및 레이저 광원(40)을 포함하는 레이저 조사기(50), 유도무기(60) 및 영상 추적 레이저 제어장치(100)를 포함할 수 있다. 영상 추적 레이저 제어장치(100)는 영상 추적부(110), 보정부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
카메라(20)는 표적(1)을 촬영하여 획득한 영상을 영상 추적 레이저 제어장치(100)에 제공한다.
영상 추적 레이저 제어장치(100)는 표적(1)에 대한 영상 내에서 표적(1)을 추적하여 위치값을 산출하고, 산출된 위치값에 기초하여 표적에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기(50)를 제어한다. 이러한 영상 추적 레이저 제어장치(100)가 레이저 조사기(50)를 제어하는 세부 과정에 대해서는 아래에서 추가로 설명하기로 한다.
레이저 조사기(50)는 영상 추적 레이저 제어장치(100)의 제어에 따라 짐벌 장치(30)의 팬/틸트(Pan/Tilt)를 조정하여 표적(1)을 조준한 후, 레이저 광원(40)에 의해 생성된 레이저를 표적(1)에 조사한다. 여기서, 카메라(20)와 레이저 광원(40)은 고정 결합되어 있어서 카메라(20)의 영상 중심에 레이저 광원(40)에 의한 레이저광이 포커싱된다.
유도무기(60)는 표적(1)에서 반사된 레이저를 탐지하여 표적(1)을 식별하고, 표적(1)의 이동에 대응하여 표적(1)을 능동적으로 추적할 수 있다.
영상 추적 레이저 제어장치(100)는 카메라(20)에 의한 촬영 영상을 이용하여 표적(1)을 추적할 때에 사용자에게 표적(1)의 위치를 알려주기 위하여 도 3에 도시한 바와 같이 화면(300)상에 네모박스 등의 형태로 추적게이트(310)를 표시하고, 추적게이트(310) 내에 표적(1)의 위치를 표시할 수 있다.
표적(1)은 화면 중심(301)이 아닌 다른 곳에 위치할 수 있으며, 이에 따라 추적게이트(310) 또한 화면 중심(301)이 아닌 다른 곳에 위치할 수 있다. 이때, 도 4에 나타낸 바와 같이 카메라(20)에 의한 영상(400)의 중심에 레이저 광원(40)에 의한 레이저광이 포커싱되도록 카메라(20)와 레이저 광원(40)이 고정 결합되어 있기 때문에 표적(1)에 레이저가 조사되도록 하기 위해서는 짐벌 장치(30)를 트래킹 제어하여 표적(1)이 영상의 중심에 위치하도록 카메라(20)와 레이저 광원(40)의 방향을 조절해야 한다.
그런데, 짐벌 장치(30)가 트래킹 제어에 따라 팬/틸트를 조정하려면 모터 등의 구동시간이 소요되기 때문에 표적(1)의 위치가 추적된 후 짐벌 장치(30)의 트래킹 제어가 완료되기까지 시간 편차가 발생하고, 이러한 시간 편차에 대한 보상 방안을 강구하지 않으면 시간 편차에 대응하는 시간 동안 표적(1)의 실제 위치가 변화되기 때문에 표적(1)에 레이저를 정확히 조사할 수가 없다. 예를 들어, 도 5에 나타낸 바와 같이 추적게이트를 벗어난 곳에 레이저광(41)이 포커싱된다. 도 5의 화살표는 표적(1)의 진행방향을 지시하는 것이다.
영상 추적 레이저 제어장치(100)는 표적(1)의 위치가 추적된 후 짐벌 장치(30)의 트래킹 제어가 완료되기까지 시간 편차에 대한 보상을 통하여 표적(1)에 레이저가 정확히 조사될 수 있도록 한다. 이러한 영상 추적 레이저 제어장치(100)에 의한 위치 추적의 시간 편차에 대한 보상 동작을 살펴보기로 한다.
영상 추적부(110)는 카메라(20)에 의해 획득된 표적(1)에 대한 추적 영상의 시간 순서에 의한 복수의 프레임에서 각각 표적(1)을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하고, 획득된 표적 추적 위치값을 보정부(120)에 제공한다.
그리고, 보정부(120)는 영상 추적부(110)로부터 제공받은 표적 추적 위치값에 기초하여 복수의 프레임 중 이전 프레임에서 추정된 현재 프레임의 표적 예측 상태와 현재 프레임에서 추출된 표적 현재 상태의 오차를 산출한 후, 현재 프레임에서 획득된 표적 추적 위치값에 오차를 반영하는 보정을 통해 표적 보정 위치값을 산출한다.
이러한 보정부(120)에 의한 위치 추적의 시간 편차에 대한 보상 동작을 시계열적으로 설명하면 다음과 같다. 이하의 설명에서는 카메라(20)에 의해 획득된 영상의 복수의 프레임 중 어느 한 프레임에서 위치 추적의 시간 편차에 대한 보상 동작을 수행할 때에 그 직전 프레임을 '이전 프레임'이라 호칭하고, 시간 편차에 대한 보상의 대상이 되는 프레임을 '현재 프레임'이라 호칭하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 추적 레이저 제어장치(100)에서 수행하는 레이저 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하, 도 6을 추가로 참조하여 설명한다.
먼저, 영상 추적부(110)는 이전 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하고, 획득된 표적 추적 위치값을 보정부(120)에 제공한다(S610).
그러면, 보정부(120)는 이전 프레임에서 영상 추적부(110)에 의한 표적 추적 위치값에 기초하여 현재 프레임의 표적 예측 상태를 추정한다(S620).
그리고, 영상 추적부(110)는 현재 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하고, 획득된 표적 추적 위치값을 보정부(120)에 제공한다(S630).
그러면, 보정부(120)는 현재 프레임에서 영상 추적부(110)로부터 제공 받은 표적 추적 위치값에 기초하여 표적 현재 상태를 추출한다(S640).
아울러, 보정부(120)는 단계 S620에서 추정한 표적 예측 상태와 단계 S620에서 추출한 표적 현재 상태를 비교하여 표적 예측 상태와 표적 현재 상태간의 오차를 산출한다(S650).
이러한 보정부(120)는 단계 S650을 통해 표적 예측 상태와 표적 현재 상태간의 오차를 산출하는 과정을 추적 영상의 시간 순서에 의한 기설정된 프레임마다 수행하고, 산출된 오차에 대응하는 보정계수를 산출한다. 예를 들어, 보정부(120)는 프레임마다 매번 오차 및 보정계수를 산출할 수 있고, 프레임마다 매번 오차 및 보정계수를 산출하려면 단계 S630과 함께 매 프레임마다 현재 프레임의 표적 추적 위치값을 이용하여 다음 프레임의 표적 예측 상태를 추정하여야 한다.
여기서, 보정부(120)는 프레임마다 매번 현재 프레임의 표적 추적 위치값에 기초하여 다음 프레임의 표적 예측 위치값을 표적 예측 상태로서 추정하고, 다음 프레임에서 표적 추적 위치값을 표적 현재 상태로서 추출하며, 추출된 표적 추적 위치값과 이전 프레임에서 추정된 표적 예측 위치값을 비교하고, 그 비교 결과를 오차로서 산출할 수 있다(S650).
그리고, 보정부(120)는 프레임마다 매번 단계 S650에서 산출된 오차에 대응하는 보정계수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 오차의 증감과 보정계수의 증감은 상호간에 선형적인 관계식을 가질 수 있다. 또는 반복적인 실험 결과를 토대로 오차와 보정계수간의 관계식을 도출한 후 도출된 관계식을 이용하여 오차에 대응하는 보정계수를 결정할 수 있다. 또는, 사전에 이루어진 기계학습이나 딥러닝(Deep Learning)에 기반하여 기 저장된 오차-보정계수 매핑테이블을 이용하여 보정계수를 결정할 수도 있다(S660).
다음으로, 보정부(120)는 단계 S660에서 결정된 보정계수 및 이전 프레임과 현재 프레임의 시간간격을 단계 S630에서 획득된 현재 프레임의 표적 추적 위치값에 반영하여 표적 보정 위치값을 산출한다. 이때, 보정부(120)는 표적 보정 위치값과 함께 표적(1)의 속도를 산출할 수 있는데, 이전 프레임에서 산출된 표적 보정 속도에 보정계수를 반영하여 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 보정부(120)는 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 표적 보정 위치값 및 표적 보정 속도를 산출할 수 있다.
Figure 112019041461426-pat00023
여기서,
Figure 112019041461426-pat00024
는 현재 프레임의 표적 추적 위치값이고,
Figure 112019041461426-pat00025
는 현재 프레임의 표적 보정 위치값이며,
Figure 112019041461426-pat00026
는 이전 프레임의 표적 보정 위치값이고,
Figure 112019041461426-pat00027
는 현재 프레임의 보정계수이며,
Figure 112019041461426-pat00028
는 프레임 시간간격이고,
Figure 112019041461426-pat00029
은 이전 프레임의 표적 보정 속도이다.
Figure 112019041461426-pat00030
여기서,
Figure 112019041461426-pat00031
은 현재 프레임의 표적 보정 속도이고,
Figure 112019041461426-pat00032
는 현재 프레임의 속도추정치(
Figure 112019041461426-pat00033
)이다. 이러한 수학식 2는 짧은
Figure 112019041461426-pat00034
시간 동안은 가속도가 일정하다는 가정하에 계산된 것이다.
이처럼, 단계 S610에서 이전 프레임의 표적 추적 위치값
Figure 112019041461426-pat00035
이 획득되고, 단계 S630에서 현재 프레임의 표적 추적 위치값
Figure 112019041461426-pat00036
이 획득되면, 단계 S670에서 표적 보정 위치값
Figure 112019041461426-pat00037
및 표적 보정 속도
Figure 112019041461426-pat00038
가 산출되는 것이다(S670).
다음으로, 제어부(130)는 단계 S670에서 산출된 표적 보정 위치값
Figure 112019041461426-pat00039
및 표적 보정 속도
Figure 112019041461426-pat00040
에 기초하여 표적(1)에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기(50)를 제어하며, 레이저 조사기(50)는 제어부(130)의 제어에 따라 짐벌 장치(30)의 팬/틸트를 조정하여 표적(1)을 조준한 후, 레이저 광원(40)에 의해 생성된 레이저를 표적(1)에 조사한다. 이러한, 레이저 조사기(50)의 표적(1)에 대한 조준에는 단계 S650에서 산출된 오차가 반영되어 있기 때문에, 도 7에 나타낸 바와 같이 추적게이트(310) 내부의 표적(1)에 정확히 레이저광(41)이 포커싱된다(S680).
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 표적에 대한 추적 영상으로부터 표적의 위치값을 획득한 후 시간 흐름에 따른 표적의 위치 변화를 반영하여 표적의 위치값을 보정함으로써 짐벌 트래킹에 소요되는 시간 동안 표적의 위치가 변화되더라도 표적에 레이저를 정확히 조사할 수 있도록 한다.
아울러, 별도의 속도센서 등을 이용하지 않고서도 표적의 속도를 산출할 수 있고, 이렇게 산출된 표적 속도값을 이용하여 표적에 대한 레이저 조사의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 첨부된 각 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 영상 추적 레이저 제어장치
110: 영상 추적부
120: 보정부
130: 제어부

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 표적에 대한 추적 영상의 시간 순서에 의한 복수의 프레임에서 각각 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 영상 추적부와,
    상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 복수의 프레임 중 이전 프레임에서 추정된 현재 프레임의 표적 예측 상태와 상기 현재 프레임에서 추출된 표적 현재 상태의 오차를 산출한 후, 상기 현재 프레임에서 획득된 상기 표적 추적 위치값에 상기 오차를 반영하는 보정을 통해 표적 보정 위치값을 산출하는 보정부와,
    상기 표적 보정 위치값에 기초하여 표적에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 보정부는, 상기 추적 영상의 시간 순서에 의한 기설정된 프레임마다 상기 오차에 대응하는 보정계수를 결정하고, 상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 시간간격 및 상기 보정계수를 반영하여 상기 표적 보정 위치값을 산출하며, 상기 복수의 프레임에서 각각 표적 속도를 산출한 후, 상기 보정계수를 반영하여 상기 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출하고,
    상기 레이저 조사기는, 상기 표적 보정 위치값 및 상기 표적 보정 속도에 기초하여 표적에 레이저를 조사하는
    영상 추적 레이저 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보정부는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 표적 보정 위치값을 산출하는
    Figure 112019041461426-pat00041

    (여기서,
    Figure 112019041461426-pat00042
    는 현재 프레임의 표적 추적 위치값이고,
    Figure 112019041461426-pat00043
    는 현재 프레임의 표적 보정 위치값이며,
    Figure 112019041461426-pat00044
    는 이전 프레임의 표적 보정 위치값이고,
    Figure 112019041461426-pat00045
    는 현재 프레임의 보정계수이며,
    Figure 112019041461426-pat00046
    는 프레임 시간간격이고,
    Figure 112019041461426-pat00047
    은 이전 프레임의 표적 보정 속도이다.)
    영상 추적 레이저 제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보정부는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출하는
    Figure 112019041461426-pat00048

    (여기서,
    Figure 112019041461426-pat00049
    은 현재 프레임의 표적 보정 속도이고,
    Figure 112019041461426-pat00050
    는 현재 프레임의 속도추정치(
    Figure 112019041461426-pat00051
    )이다.)
    영상 추적 레이저 제어장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 영상 추적 레이저 조사장치에서 수행하는 레이저 조사방법으로서,
    표적에 대한 추적 영상의 시간 순서에 의한 이전 프레임과 현재 프레임을 포함하는 복수의 프레임 중 상기 이전 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 단계와,
    상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 이전 프레임에서 상기 현재 프레임의 표적 예측 상태를 추정하는 단계와,
    상기 현재 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 단계와,
    상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 현재 프레임에서 표적 현재 상태를 추출하는 단계와,
    상기 이전 프레임에서 추정된 표적 예측 상태와 상기 현재 프레임에서 추출된 표적 현재 상태의 오차를 산출하는 단계와,
    상기 추적 영상의 시간 순서에 의한 기설정된 프레임마다 상기 오차에 대응하는 보정계수를 결정하는 단계와,
    상기 복수의 프레임에서 각각 표적 속도를 산출한 후, 상기 보정계수를 반영하여 상기 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출하는 단계와,
    상기 현재 프레임에서 획득된 상기 표적 추적 위치값에 상기 오차를 반영하는 보정을 통해 표적 보정 위치값을 산출하는 단계와,
    상기 표적 보정 위치값에 기초하여 표적에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 표적 보정 위치값을 산출하는 단계는, 상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 시간간격 및 상기 보정계수를 반영하여 상기 표적 보정 위치값을 산출하며,
    상기 레이저를 조사하는 단계는, 상기 표적 보정 위치값 및 상기 표적 보정 속도에 기초하여 표적에 레이저를 조사하는
    영상 추적 레이저 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 표적 보정 위치값을 산출하는 단계는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 표적 보정 위치값을 산출하는
    Figure 112019041461426-pat00052

    (여기서,
    Figure 112019041461426-pat00053
    는 현재 프레임의 표적 추적 위치값이고,
    Figure 112019041461426-pat00054
    는 현재 프레임의 표적 보정 위치값이며,
    Figure 112019041461426-pat00055
    는 이전 프레임의 표적 보정 위치값이고,
    Figure 112019041461426-pat00056
    는 현재 프레임의 보정계수이며,
    Figure 112019041461426-pat00057
    는 프레임 시간간격이고,
    Figure 112019041461426-pat00058
    은 이전 프레임의 표적 보정 속도이다.)
    영상 추적 레이저 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 표적 보정 속도를 산출하는 단계는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출하는
    Figure 112019041461426-pat00059

    (여기서,
    Figure 112019041461426-pat00060
    은 현재 프레임의 표적 보정 속도이고,
    Figure 112019041461426-pat00061
    는 현재 프레임의 속도추정치(
    Figure 112019041461426-pat00062
    )이다.)
    영상 추적 레이저 제어방법.
  11. 표적에 대한 추적 영상의 시간 순서에 의한 이전 프레임과 현재 프레임을 포함하는 복수의 프레임 중 상기 이전 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 단계와,
    상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 이전 프레임에서 상기 현재 프레임의 표적 예측 상태를 추정하는 단계와,
    상기 현재 프레임에서 표적을 탐색하여 표적 추적 위치값을 획득하는 단계와,
    상기 표적 추적 위치값에 기초하여 상기 현재 프레임에서 표적 현재 상태를 추출하는 단계와,
    상기 이전 프레임에서 추정된 표적 예측 상태와 상기 현재 프레임에서 추출된 표적 현재 상태의 오차를 산출하는 단계와,
    상기 추적 영상의 시간 순서에 의한 기설정된 프레임마다 상기 오차에 대응하는 보정계수를 결정하는 단계와,
    상기 복수의 프레임에서 각각 표적 속도를 산출한 후, 상기 보정계수를 반영하여 상기 현재 프레임의 표적 보정 속도를 산출하는 단계와,
    상기 현재 프레임에서 획득된 상기 표적 추적 위치값에 상기 오차를 반영하는 보정을 통해 표적 보정 위치값을 산출하는 단계와,
    상기 표적 보정 위치값에 기초하여 표적에 레이저를 조사하도록 레이저 조사기를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 표적 보정 위치값을 산출하는 단계는, 상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 시간간격 및 상기 보정계수를 반영하여 상기 표적 보정 위치값을 산출하며,
    상기 레이저를 조사하는 단계는, 상기 표적 보정 위치값 및 상기 표적 보정 속도에 기초하여 표적에 레이저를 조사하는 레이저 제어방법을 프로세서가 수행하도록 하는
    컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102407206B1 (ko) * 2020-12-22 2022-06-10 엘아이지넥스원 주식회사 표적 거리에 따른 표적 추출 방법 및 그를 위한 장치
CN117876945A (zh) * 2024-03-11 2024-04-12 上海通用卫星导航有限公司 一种用于导引头的目标跟踪方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101528843B1 (ko) * 2013-12-19 2015-06-15 국방과학연구소 레이저 조준 안정화 제어시뮬레이터 및 그 작동방법
KR101944423B1 (ko) 2018-03-28 2019-01-30 엘아이지넥스원 주식회사 김발 복합 센서 호밍 장치 및 방법
KR101961663B1 (ko) * 2017-05-29 2019-03-27 국방과학연구소 플랫폼 운용시스템 및 그의 표적 포착 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101528843B1 (ko) * 2013-12-19 2015-06-15 국방과학연구소 레이저 조준 안정화 제어시뮬레이터 및 그 작동방법
KR101961663B1 (ko) * 2017-05-29 2019-03-27 국방과학연구소 플랫폼 운용시스템 및 그의 표적 포착 방법
KR101944423B1 (ko) 2018-03-28 2019-01-30 엘아이지넥스원 주식회사 김발 복합 센서 호밍 장치 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102407206B1 (ko) * 2020-12-22 2022-06-10 엘아이지넥스원 주식회사 표적 거리에 따른 표적 추출 방법 및 그를 위한 장치
CN117876945A (zh) * 2024-03-11 2024-04-12 上海通用卫星导航有限公司 一种用于导引头的目标跟踪方法
CN117876945B (zh) * 2024-03-11 2024-06-07 上海通用卫星导航有限公司 一种用于导引头的目标跟踪方法

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