KR102207203B1 - 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 hils 시스템 - Google Patents

이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 hils 시스템 Download PDF

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Abstract

이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템이 개시된다.
시험평가 대상인 이종센서 영상탐색기; 상기 이종센서 영상탐색기가 탑재되며, 모의비행 시나리오에 따라 비행체의 자세를 모사하는 비행자세 모의장치; 무반향 챔버 내에 구비되는 적외선 및 가시광 표적원; 표적운동 시나리오에 따라 상기 적외선 및 가시광 표적원을 제어하여 원하는 위치의 표적을 생성하는 표적운동 모의장치; 상기 이종센서 영상탐색기로부터 탐색된 모의표적에 대한 표적 정보를 수집하는 데이터 획득장치; 및 모의비행 시나리오에 따라 상기 비행자세 모의장치의 동작을 제어하고, 표적운동 시나리오에 따라 상기 표적운동 모의장치의 동작을 제어하며, 상기 데이터 획득장치를 통해 수집된 표적 정보와 상기 표적운동 모의장치를 통해 모의한 표적 정보를 비교 분석하여 상기 이종센서 영상탐색기의 성능을 평가하는 시스템통제 제어장치;를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템{HILS SYSTEM FOR DUAL-SENSOR IMAGING SEEKER'S TEST AND EVALUATION}
본 발명은 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이종센서 영상탐색기의 표적 추적성능시험평가를 수행할 수 있도록 하는 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 유도탄에 탑재되는 탐색기는 표적 탐색 및 인지, 포착, 추적을 수행하여 표적 포착된 위치 정보에 대해, 유도탄을 운용 제어하는 유도조종장치로 제공하는 역할을 수행하며, 탑재되는 센서의 종류와 복잡 다양한 환경의 대지 및 대공의 표적 특성에 따라 알고리즘 형태는 다를 수 있지만, 기본적인 표적 탐색 및 인지, 포착, 추적 등의 기능은 유사하다.
특히 탐색기는 유도탄의 실사격 시험을 통하여 표적 포착 및 추적 성능을 입증하게 되는데, 실사격 시험은 확보된 예산, 기간과 인력을 고려해야 하므로, 실사격 시험 전에 탐색기의 기본 기능과 하드웨어 성능 입증을 실제 환경과 가장 유사한 환경으로 모사가 가능한 HILS(Hardware In-the-Loop Simulation) 시스템이 요구된다.
HILS 시스템은 모델링 및 시뮬레이션 기반 시험평가 기법으로, 실험실 내에서 유도탄에 탑재되는 구성품 중 탐색기의 하드웨어 성능을 확인하는데 매우 유용한 방법이다.
또한 실제의 전장 환경처럼 모사하기 힘든 다양한 조건을 제공할 수 있어 실사격 시험 회수의 최소화와 개발기간 단축 및 비용을 절감할 수 있으며, 하드웨어의 실시간성 검증으로 신뢰도를 높일 수 있다.
미국, 러시아, 프랑스, 중국, 독일 등의 유도탄을 개발하는 나라에서는 다양한 종류의 HILS 시스템과 시험장비를 보유 및 운용하고 있다.
HILS 시스템은 구현 방법이 비교적 간단하고 기동 속도가 느린 직선 운용의 표적 모사만 가능한 기계식 표적운동 모사방식과, 시나리오 기반의 직선뿐만 아니라, 곡선, 급선회 등과 같은 다양한 표적운동 모사가 가능하고, 정확한 표적 각도 정보를 제공하는 전자식 표적운동 모사방식으로 구분될 수 있다
한편, 표적 포착의 신뢰도를 높이기 위해 이종센서 영상탐색기를 이용한 영상융합 신호처리 기법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 이종센서 영상탐색기의 성능을 평가할 수 있는 HILS 시스템이 요구된다.
한국등록특허공보 제10-1134118호(공고일 2012.04.09.)
본 발명은 전술한 요구에 따라 안출된 것으로, 이종센서 영상탐색기의 표적 추적성능시험평가를 수행할 수 있도록 하는 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템은, 시험평가 대상인 이종센서 영상탐색기; 상기 이종센서 영상탐색기가 탑재되며, 모의비행 시나리오에 따라 비행체의 자세를 모사하는 비행자세 모의장치; 무반향 챔버 내에 구비되는 적외선 및 가시광 표적원; 표적운동 시나리오에 따라 상기 적외선 및 가시광 표적원을 제어하여 원하는 위치의 표적을 생성하는 표적운동 모의장치; 상기 이종센서 영상탐색기로부터 탐색된 모의표적에 대한 표적 정보를 수집하는 데이터 획득장치; 및 모의비행 시나리오에 따라 상기 비행자세 모의장치의 동작을 제어하고, 표적운동 시나리오에 따라 상기 표적운동 모의장치의 동작을 제어하며, 상기 데이터 획득장치를 통해 수집된 표적 정보와 상기 표적운동 모의장치를 통해 모의한 표적 정보를 비교 분석하여 상기 이종센서 영상탐색기의 성능을 평가하는 시스템통제 제어장치;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 시스템통제 제어장치는, 시험평가 대상인 이종센서 영상탐색기에 대한 성능 평가 요청이 있으면, 상기 적외선 및 가시광 표적원 전체에 대해 온도, 지연 시간을 기본 값으로 초기화하고, 복수의 표적운동 시나리오 중에서 선택된 표적운동 시나리오 파일을 불러온 후, 불러온 표적운동 시나리오에 포함되어 있는 제어 데이터에 기반하여 모의신호 발생장치로 제어 신호를 인가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 표적운동 시나리오는, 적어도 하나 이상의 표적에 대해 직선, 곡선, 급회선, 기동, 정지 운용 중에서 적어도 하나를 포함하도록 설계되며, 동시 구동 개수, 적외선 표적원 모듈 ID, 적외선 표적원 온도, 적외선 표적원 모듈간 지연 시간을 제어 데이터로 지정받아 생성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템은, 유도탄 실사격 시험 전에 이종센서 영상탐색기의 종합성능시험을 위한 최적의 모의비행환경을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 비행자세 모의장치를 예시적으로 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 무반향 챔버실을 예시적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 적외선 표적원의 설치 거리에 따른 크기 분석 결과를 예시적으로 보인 그래프이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 이종센서 영상탐색기가 7.0m 거리에서 표적 포착 가능한 화소를 분석한 결과를 예시적으로 보인 그래프이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 적외선 및 가시광 표적원의 배열 구조를 예시적으로 보인 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 적용되는 적외선 및 가시광 표적원의 설치 상태를 예시적으로 보인 도면이다.
도 9는 본 발명에 따라 무반향 챔버실에 설치된 적외선 및 가시광 표적원과 기준점의 거리 오차를 측정한 결과를 예시적으로 보인 도면이다.
도 10은 본 발명에 따라 무반향 챔버실에 설치된 적외선 및 가시광 표적원의 고각 및 방위각 오차를 예시적으로 보인 도면이다.
도 11은 본 발명에 적용되는 이종센서 영상탐색기의 적외선 센서를 이용한 적외선 표적원 측정 결과를 예시적으로 보인 도면이다.
도 12는 본 발명에 적용되는 적외선 및 가시광 표적원의 셔터 개폐 결과를 예시적으로 보인 도면이다.
도 13은 본 발명에 적용되는 표적운동 모의장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템의 운용 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 17은 본 발명에 적용되는 표적운동 시나리오 생성 및 실행제어 콘솔을 예시적으로 보인 도면이다.
도 18은 적외선 표적원의 표적운동 시나리오 데이터 포맷을 예시적으로 보인 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템 및 그 운용 방법에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템(100)은 이종센서 영상탐색기(110), 비행자세 모의장치(120), 무반향 챔버(130), 적외선 및 가시광 표적원(140), 표적운동 모의장치(150), 모의신호 발생장치(160), 데이터 획득장치(170), 시스템통제 제어장치(180) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 이종센서 영상탐색기(110)는 시험평가 대상으로, 본 발명에 적용되는 이종센서 영상탐색기(110)는 적외선 영상 센서와 가시광 영상 센서를 포함하여 이루어질 수 있다.
비행자세 모의장치(120)는 시스템통제 제어장치(180)의 제어 하에, 이종센서 영상탐색기(110)가 탑재되는 비행체(예를 들어, 유도탄)의 자세를 모사한다.
비행자세 모의장치(120)는 도 2에 도시하는 바와 같이 구현될 수 있으며, 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)의 3축으로 제작되어, 시나리오에 따라 비행체(예를 들어, 유도탄)의 비행궤적을 모사한다.
무반향 챔버(130)는 시험평가 대상인 이종센서 영상탐색기(110)의 표적추적성능시험을 수행하기 위해, 외부 전자파를 완전히 차단하고 내부에서 발생한 전자파를 흡수한다. 이와 같이 내/외부의 전자파를 흡수 및 차단함으로써, 이종센서 영상탐색기(110)가 완전한 자유공간에 위치한 것처럼 모의할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 적용되는 무반향 챔버실을 예시적으로 보인 도면으로, 무반향 챔버실(130) 내에 적외선 및 가시광 표적원(140)이 설치된다.
적외선 및 가시광 표적원(140)는 도 3에 도시하는 바와 같이 무반향 챔버(130)에 구비되며, 표적운동 모의장치(150)로부터 인가되는 표적생성신호에 따라 적외선 및 가시광 표적을 모사한다.
본 발명에서는 이종센서 영상탐색기(110)의 표적추적성능시험을 수행하기 위해 고정표적과 시나리오 기반 이동표적의 기동성을 고려하여 아래 표 1의 조건으로 적외선 및 가시광 표적원(140)을 제안할 수 있다.
구분 내용 또는 값 결과(충족)
HILS 시스템 공간 가로 7.4 m × 세로 7 m × 높이 4 m 충족
표적원 배치 간격 165 ± 2 ㎜ 충족
표적원 수량 100 개 이상 100 개
표적원 운용 개별 또는 시나리오 운용 충족
표적원 종류 적외선(가시광) 충족
표적원 온도 25 ℃ ~ 65 ℃ 충족
본 발명의 실시예에서 HILS 시스템(100) 내에 적외선 및 가시광 표적원(140)을 제안하기 위해서는 1995년도에 나토협의체 간 설정된 군사용 장비규격서에서 다루는 적외선 장비의 표적 탐지, 인지, 식별 거리 성능에 대한 정의인 STANAG(STANdardization AGreement)-4347의 기준을 적용할 수 있다. 본 발명에서 다루는 적외선 표적원의 탐지, 즉 포착은 1쌍 흑/백을 구분해야 하는 것으로 영상 전시화면에서는 2화소이다. 인지는 3~4쌍 흑/백을 구분해야 하며, 식별은 6쌍 흑/백을 구분해야 한다. 따라서 예를 들어 7.4m의 설치 거리에서 적외선 표적원의 크기를 제안하려면 수학식 1과 같을 수 있다.
Figure 112019066209861-pat00001
수학식 1에서
Figure 112019066209861-pat00002
는 HILS 시스템(100) 내의 적외선 표적원 크기,
Figure 112019066209861-pat00003
는 적외선 센서에서 한 개의 화소당 표적 면적,
Figure 112019066209861-pat00004
는 표적 포착 화소수이다. 그리고 한 개의 화소당 표적 면적(
Figure 112019066209861-pat00005
)을 구하려면, 수학식 2와 같다.
Figure 112019066209861-pat00006
수학식 2에서
Figure 112019066209861-pat00007
는 적외선 센서에서 한 개의 화소당 표적 면적,
Figure 112019066209861-pat00008
는 표적 포착 거리, FOV(Field Of View)는 이종센서 영상탐색기(110)의 광학시계,
Figure 112019066209861-pat00009
는 영상 해상도이다. 수학식 1과 수학식 2를 통하여 적외선 표적원의 크기를 분석한 결과는 도 4와 같으며, 크기가 10mm일 때, 7.0m 이상의 거리에서 이종센서 영상탐색기(110)의 적외선 센서가 2화소 이상을 포착할 수 있는 가장 적정한 크기로 분석된다. 또한 7.4m 정도의 거리에서 적외선 표적원을 설치할 때, 온도 오차 및 설치의 기계적 공차 등이 발생할 수 있는 것을 고려하여 7.0m 정도의 거리에 설치하는 것이 바람직하다. 적외선 표적원의 열원은 열전 소자(thermoelectric element)로 구현될 수 있으며, 전류의 방향을 바꿈으로 냉각뿐만 아니라, 가열도 가능하고, 온도 변화에 빨리 반응하는 부품으로 선정되는 것이 바람직하다.
26~60℃의 온도 구간에서 열전 소자의 최대 온도 편차는 실험을 통하여 확보하였으며, 실험결과 ±2℃이다. HILS 시스템(100)에는 적외선 표적원뿐만 아니라, 가시광 표적원도 탑재되며, 가시광 표적원의 주요 목적은 적외선 표적원의 동작 상황과 표적 움직임을 육안으로 확인하기 위함이다.
도 5는 적외선 표적원에 대한 기구물의 가공, 체결 등의 설치 오차를 고려할 때, 이종센서 영상탐색기(110)가 7.0m 거리에서 표적 포착 가능한 화소를 분석한 결과이다.
유도탄 고도와 표적의 거리 및 움직임 등과 같은 유도탄 및 표적의 운용 개념을 고려하고, 표 1의 조건을 반영하여 적외선 및 가시광 표적원(140)을 도 6에 도시하는 바와 같이 가로축 및 중앙 위주로 배열할 수 있다.
도 6에서 가로축 방향은 적어도 하나 이상의 표적에 대하여 이동, 일시 정지한 다음 이동, 교차, 거짓 표적 등의 시나리오가 가능하며, 중앙은 정지 및 거짓 표적 등의 시나리오가 가능하다. 또한 적외선 및 가시광 표적원(140) 각각은 물리적으로 무반향 챔버(130)의 기준점(anechoic chamber reference point:ACRP)을 바라보도록 설치하였으며, 각각의 표적원(140)들은 ACRP로부터 등거리를 유지하기 위해 구의 곡면 구조에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 HILS 시스템(100)의 무반향 챔버(130) 내에는 밀리미터파 탐색기(도시하지 않음)의 성능시험에 사용되는 혼 안테나(145), 밀리미터파 탐색기 안테나(도시하지 않음) 등이 설치될 수 있으며, 이러한 경우 적외선 및 가시광 표적원(140)의 구조와 배열 간격은 혼 안테나(145)의 빔 폭, 밀리미터파 탐색기 안테나(도시하지 않음)의 빔 폭 등의 간섭을 최소화하기 위해 도 6에 도시하는 바와 같이 4개의 혼 안테나(145) 중앙 배치되는 것이 바람직하다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 적용되는 적외선 및 가시광 표적원의 설치 상태를 예시적으로 보인 도면으로, 도 7은 무반향 챔버실(130) 내에 적외선 및 가시광 표적원(140)과 혼 안테나(145)를 설치한 정면을 나타내는 도면이고, 도 8은 무반향 챔버실(130) 내에 설치된 적외선 및 가시광 표적원(140)의 후면을 나타내는 도면이며, 후면에는 표적원들의 고각 및 방위각에 대해 틀어짐을 교정하기 위한 보정 구조가 설치될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따라 무반향 챔버실에 설치된 적외선 및 가시광 표적원과 기준점의 거리 오차를 측정한 결과를 예시적으로 보인 도면으로, 100개의 적외선 및 가시광 표적원(140)에 대한 거리 오차를 측정한 결과이며, 도 4의 그래프에서 분석한 7.4m 거리 내에서 설치된 적외선 표적원의 거리 오차는 최대 5.2㎝가 떨어져 있음을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따라 무반향 챔버실에 설치된 적외선 및 가시광 표적원의 고각 및 방위각 오차를 예시적으로 보인 도면으로, 100개의 적외선 및 가시광 표적원(140)에 대한 고각 및 방위각 오차를 측정한 결과이며, 방향에 따라 기계적 오차가 최대 ±0.3도 틀어져 있음을 확인할 수 있으나, 이종센서 영상탐색기(110)의 표적 포착 및 추적 성능을 시험하기 위한 조건으로는 충분하다고 분석된다.
도 11은 본 발명에 적용되는 이종센서 영상탐색기의 적외선 센서를 이용한 적외선 표적원 측정 결과를 예시적으로 보인 도면으로, 적외선 센서를 이용하여 26℃부터 60℃까지 온도별로 적외선 표적원을 획득한 영상이며, 단일 또는 이종센서 영상탐색기(110)의 적외선 센서 시계(FOV)와 표적 포착 거리에 대한 시뮬레이션 결과를 반영하여 4각 둥근 형태로 가로 및 세로를 각각 10mm로 제작한 결과이다.
도 12는 본 발명에 적용되는 적외선 및 가시광 표적원의 셔터 개폐 결과를 예시적으로 보인 도면으로, 적외선 및 가시광 표적원(140)은 표적운동 모의장치(150)의 제어 하에, 셔터 개방시 적외선 열원(b)과 가시광 광원(a)을 동시에 출력하고, 셔터가 닫히는 경우 적외선 열원(d)과 가시광 광원(c)을 출력하지 않는다. 이와 같이 구현한 이유는 이종센서 영상탐색기(110)의 적외선 및 가시광 센서를 개별 또는 그룹으로 운용할 수 있도록 하기 위함이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 다양한 종류의 표적과 시나리오 기반 이동표적의 궤적을 모사하기 위해 100개의 적외선 및 가시광 표적원(140)을 대칭되도록 배치하고, 표적원(140)의 고각 및 방위각 오차는 ±0.3° 이내, 기준점과 표적원(140) 간의 거리 오차는 최대 5.2㎝ 이내로 요구 규격을 충족하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 표적운동 모의장치(150)는 적외선 및 가시광 표적원(140)에 대하여 계획적인 운용 및 원하는 위치의 표적을 생성한다.
도 13은 본 발명에 적용되는 표적운동 모의장치의 구성을 개략적으로 보인 도면으로, 본 발명에 적용되는 표적운동 모의장치(150)는 전원부(153), 제어부(155), 통신부(157)를 포함하여 이루어질 수 있다.
전원부(153)는 적외선 및 가시광 표적원(140)으로 구동에 필요한 전원을 공급한다.
제어부(155)는 모의신호 발생장치(160)로부터 인가받은 제어 명령에 의거하여 각각의 적외선 및 가시광 표적원(140)에 대한 구동을 제어한다.
통신부(157)는 각각의 적외선 및 가시광 표적원(140)들과 통신을 수행하여, 각각의 적외선 및 가시광 표적원(140)에 대응하는 구동 제어 신호를 전송한다.
모의신호 발생장치(160)는 시스템통제 제어장치(180)의 제어 하에, 표적운동 시나리오에 따라 모의표적에 대한 속도 정보, 위치 정보 등을 포함하는 표적 모의신호를 생성하여 표적운동 모의장치(150)로 인가한다.
데이터 획득장치(170)는 이종센서 영상탐색기(110)에서 탐색된 모의표적에 대한 표적 정보(모의표적에 대한 속도 정보, 위치 정보 등)를 수집하여 저장한다.
즉, 데이터 획득장치(170)는 이종센서 영상탐색기(110)로부터 그림 11에 도시하는 바와 같이 적외선 표적원을 포함하는 영상 정보를 제공받아 저장한다.
시스템통제 제어장치(180)는 HILS 시스템(100)의 전반적인 동작에 대한 제어를 수행한다.
구체적으로, 시스템통제 제어장치(180)는 다양한 모의비행 시나리오에 따라 비행자세 모의장치(120)의 동작을 제어하고, 다양한 표적운동 시나리오에 따라 표적운동 모의장치(150)의 동작을 제어한다.
여기서, 다양한 표적운동 시나리오에 따라 표적운동 모의장치(150)의 동작을 제어할 때, 시스템통제 제어장치(180)는 표적운동 모의장치(150)의 동작을 제어하여 모의표적에 대한 위치, 속도, 방향, 배경 클리터 및 재밍 환경 등을 개별 또는 그룹 형태로 모사할 수 있게 된다.
또한, 시스템통제 제어장치(180)는 데이터 획득장치(170)를 통해 수집된 표적 정보 즉, 이종센서 영상탐색기(110)에서 탐색된 모의표적에 대한 표적 정보(모의표적에 대한 속도 정보, 위치 정보 등)와 표적운동 모의장치(150)를 통해 모의한 모의표적에 대한 표적 정보를 비교 분석하여 이종센서 영상탐색기(110)의 성능을 검증한다.
또한, 시스템통제 제어장치(180)는 시험평가 대상인 이종센서 영상탐색기(110)의 성능을 평가하기 위해, 이종센서 영상탐색기(110)와 비행자세 모의장치(120)를 정렬할 수 있다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템 운용 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템 운용 방법은, 도 14에 도시하는 바와 같이 크게 시험평가 대상인 이종센서 영상탐색기(110)를 시험평가하기 위한 표적운동 시나리오를 생성하는 표적운동 시나리오 생성단계(S100)와, 표적운동 시나리오에 따라 표적운동 모의장치(150)의 동작을 제어하는 시나리오 수행단계(S200)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기한 표적운동 시나리오 생성단계(S100)를 도 15를 참조하여 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
운용자는 도 17의 표적운동 시나리오 생성 및 실행제어 콘솔을 통해 표적운동 시나리오를 생성하는데, 적어도 하나 이상의 표적에 대해 직선뿐만 아니라 곡선, 급회선 또는 기동, 정지 등을 포함하는 표적운동 시나리오를 설계한다(S110).
운용자는 표적운동 시나리오 생성 및 실행제어 콘솔을 통해 표적을 표시할 수 있으며, 표시된 표적에 대해 직선, 곡선, 급회선 또는 기동, 정지 등의 운용을 포함하는 시나리오를 설계할 수 있다.
이후, 운용자는 동시 구동 개수, 적외선 표적원 모듈 ID, 적외선 표적원 온도, 적외선 표적원 모듈간 지연 시간 등을 지정하여 상기한 단계 S110에서 설계된 표적운동 시나리오에 대한 제어 데이터를 생성한다(S120).
도 18은 적외선 표적원의 표적운동 시나리오 데이터 포맷을 예시적으로 보인 도면으로, 도 18에서 시나리오 개수(1), 동시 구동 개수(2), 적외선 표적원 모듈 ID(3), 적외선 표적원 온도(4), 적외선 표적원 모듈간 지연 시간(5) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 시나리오 개수(1)는 상기한 단계 S110에서 설계된 표적운동 시나리오의 개수로, 표적에 대해 직선, 곡선, 급회선 또는 기동, 정지 등의 운용을 포함하는 시나리오의 수이다.
동시 구동 개수(2)는 표적에 대해 동시에 구동할 수 있는 시나리오의 개수로, 1개, 2개, 4개, 8개 등의 개별 또는 그룹으로 지정될 수 있다.
적외선 표적원 모듈 ID(3)는 표적의 식별번호이다.
적외선 표적원 온도(4)는 표적에 대해 개별 또는 그룹으로 표적의 온도를 지정하되, 25℃부터 60℃까지 지정할 수 있다.
적외선 표적원 모듈간 지연 시간(5)은 개별 또는 그룹으로 모듈을 정의하고 1초부터 1분정도까지 지연 시간을 설정할 수 있다.
이후에는 상기한 단계 S110 및 단계 S120을 통해 생성된 표적운동 시나리오를 파일로 저장한다(S130).
한편, 상기한 시나리오 수행단계(S200)를 도 15를 참조하여 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
우선, 운용자로부터 콘솔 등을 통해 시험평가 대상인 이종센서 영상탐색기(110)에 대한 성능 평가 요청이 있으면, 시스템통제 제어장치(180)는 적외선 표적원(140)을 초기화한다(S210).
상기한 단계 S210에서 적외선 표적원(140)의 초기화 시에, 시스템통제 제어장치(180)는 100개의 적외선 표적원(140) 전체에 대해 온도, 지연 시간 등을 기본 값으로 초기화한다.
상기한 단계 S210에서 적외선 표적원(140)을 초기화하는 이유는, 각각의 적외선 표적원(140)에 대한 오차를 최소화하기 위함이다.
이후, 시스템통제 제어장치(180)는 상기한 표적운동 시나리오 생성단계(S100)에서 생성된 표적운동 시나리오 중에서 선택된 시나리오 파일을 불러온 후(S220), 불러온 표적운동 시나리오에 포함되어 있는 제어 데이터에 기반하여 적외선 표적원(140)을 개별 또는 그룹 단위로 구동을 제어한다(S230).
상기한 단계 S230에서 시스템통제 제어장치(180)는 표적운동 시나리오에 포함되어 있는 제어 데이터에 기반하여 모의신호 발생장치(160)로 제어 신호를 인가하고, 모의신호 발생장치(160)는 시스템통제 제어장치(180)로부터 인가받은 제어 신호에 따라 모의표적에 대한 속도 정보, 위치 정보 등을 포함하는 표적 모의신호를 생성하여 표적운동 모의장치(150)로 인가하며, 표적운동 모의장치(150)는 모의신호 발생장치(160)로부터 인가받은 표적 모의신호에 따라 적외선 표적원(140)의 구동을 제어할 수 있다.
한편, 상기한 단계 S230을 수행하기에 앞서 시스템통제 제어장치(180)는 이종센서 영상탐색기(110)와 비행자세 모의장치(120)를 정렬할 수도 있다.
이후, 시스템통제 제어장치(180)는 표적운동 시나리오에 따라 구동되는 적외선 표적원(140)의 동작 결과를 소정 메모리 영역에 저장한다(S240).
그리고 이종센서 영상탐색기(110)의 성능을 평가하기 위해 상기한 단계 S240에서 저장된 적외선 표적원(140)의 동작 결과 즉 모의표적에 대한 속도 정보, 위치 정보 등을 포함하는 표적 정보와 데이터 획득장치(170)를 통해 수집된 표적 정보 즉, 이종센서 영상탐색기(110)에서 탐색된 모의표적에 대한 표적 정보를 비교 분석하여 이종센서 영상탐색기(110)의 성능을 평가한다(S250).
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100. HILS 시스템, 110. 이종센서 영상탐색기,
120. 비행자세 모의장치, 130. 무반향 챔버,
140 적외선 및 가시광 표적원, 150. 표적운동 모의장치,
160. 모의신호 발생장치, 170. 데이터 획득장치,
180. 시스템통제 제어장치

Claims (3)

  1. 시험평가 대상인 이종센서 영상탐색기;
    상기 이종센서 영상탐색기가 탑재되며, 모의비행 시나리오에 따라 비행체의 자세를 모사하는 비행자세 모의장치;
    무반향 챔버 내에 구비되는 적외선 및 가시광 표적원;
    표적운동 시나리오에 따라 상기 적외선 및 가시광 표적원을 제어하여 원하는 위치의 표적을 생성하는 표적운동 모의장치;
    상기 이종센서 영상탐색기로부터 탐색된 모의표적에 대한 표적 정보를 수집하는 데이터 획득장치; 및
    모의비행 시나리오에 따라 상기 비행자세 모의장치의 동작을 제어하고, 표적운동 시나리오에 따라 상기 표적운동 모의장치의 동작을 제어하며, 상기 데이터 획득장치를 통해 수집된 표적 정보와 상기 표적운동 모의장치를 통해 모의한 표적 정보를 비교 분석하여 상기 이종센서 영상탐색기의 성능을 평가하는 시스템통제 제어장치;를 포함하며,
    상기 표적운동 시나리오는, 적어도 하나 이상의 표적에 대해 직선, 곡선, 급회선, 기동, 정지 운용 중에서 적어도 하나를 포함하도록 설계되며, 동시 구동 개수, 적외선 표적원 모듈 ID, 적외선 표적원 온도, 적외선 표적원 모듈간 지연 시간을 제어 데이터로 지정받아 생성되는, 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스템통제 제어장치는,
    시험평가 대상인 이종센서 영상탐색기에 대한 성능 평가 요청이 있으면, 상기 적외선 및 가시광 표적원 전체에 대해 온도, 지연 시간을 기본 값으로 초기화하고, 복수의 표적운동 시나리오 중에서 선택된 표적운동 시나리오 파일을 불러온 후, 불러온 표적운동 시나리오에 포함되어 있는 제어 데이터에 기반하여 모의신호 발생장치로 제어 신호를 인가하는, 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 HILS 시스템.
  3. 삭제
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