KR102234599B1 - 전차의 360도 상황인식시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전차의 360도 상황인식시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 전차의 360도 상황인식시스템은 전차의 외면에 일정한 간격마다 배치되어 상기 전차의 인근의 전장상황 및 표적을 촬영하며, 영상촬영 및 표적의 열원감지하는 복수의 카메라부와, 상기 카메라부로부터 촬영된 영상신호를 제공 받아 촬영된 영상을 합성하는 영상합성부와, 상기 영상합성부로부터 합성된 영상을 전차 내부에 설치된 디스플레이로 현시하는 상황전시부 및 상기 복수의 카메라부로부터 수집된 영상을 분석하여 촬영된 표적의 수평 방위각 및 수직 방위각을 산출하는 표적산출부를 포함한다.
이에 따라, 본 발명의 전차의 360도 상황인식시스템은 전차의 인근에 다수의 카메라를 설치하여 전차의 인근에 위치한 표적을 감지하고, 표적의 수직 방위각 및 수평 방위각을 산출하며, 산출된 데이터를 근거로 원격으로 전투장비를 조정할 수 있다.

Description

전차의 360도 상황인식시스템{360 Degree Situation Recognition System for Main battle tank}

본 발명은 전차의 360도 상황인식시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 전차 주변의 상황을 감지하며, 표적의 수평 방위각 및 수직 방위각을 산출하기 위한 전차의 360도 상황인식시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전차는 위력이 큰 포나 기관총 등을 탑재하고, 두꺼운 장갑으로 방호된 차체에 도로가 없는 야지(野地)에서도 기동할 수 있는 강력한 추진기관과 주행장치를 지닌 전투차량을 말한다.

따라서 전차에는 표적을 공격하기 위해 전차장과 포수가 각각의 임무수행 및 주변상황을 인식할 수 있도록 전차장조준경 및 포수조준경과, 표적의 위치를 포착해서 컴퓨터에 의해 표적의 이동방향이나 속도 등을 계산하고 포를 그 방향으로 지향 조준하게 하는 사격통제장치 및 항법장치 등이 탑재되어 운용되고 있다.

즉, 전차는 전차장이 전차장조준경을 통해 표적을 탐지하면, 전차장조준경의 표적지시기능과 사격통제장치 및 항법장치에 의해 포신이 전차장이 발견한 표적으로 조준 됨에 따라, 포수는 포수조준경을 통해 표적을 재확인한 다음, 탄약장전 후 발사하여 표적을 공격하는 것이다.

그런데 전차는 막강한 공격력을 갖추는 반면에, 전차승무원의 전차주변 상황인지 능력은 포탑에 장착된 전차장조준경에 의존함에 따라, 적의 대전차유도미사일 및 보병화기 등 근접 위협에 대한 방호가 취약하였다.

이유인즉, 전투시에 전차승무원, 특히 전차장은 전차 내에서 전차장조준경을 360도 회전시켜 전차조준경이 보내온 영상을 통해 전차주변의 전장상황과 표적을 탐지할 수 있지만, 만약 전차장조준경의 방향이 전차의 전방 표적만 주시할 경우, 전차의 후방 및 측방은 전차조준경의 시계에서 벗어난 사각지대가 되므로, 전차의 후방 및 측방으로부터의 대전차유도미사일 및 보병화기 등 근접 위협에는 전차승무원이 미리 대처할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 상기의 상황은 전차승무원의 생존과 직결되기 때문에, 이를 해결하기 위한 방안으로, 장갑 개량, 방호네트 적용 등을 통해 방호 능력을 향상시킬 수도 있으나, 이 또한 전차 방호에 한계가 있으므로, 전차승무원의 생존성 향상에 별 도움을 주는 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0071954호

본 발명의 목적은 전차 주변의 상황을 감지하며, 표적의 수평 방위각 및 수직 방위각을 산출하기 위한 전차의 360도 상황인식시스템을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여,

본 발명의 일실시 예에 따른 360도 상황인식시스템은 전차의 외면에 일정한 간격마다 배치되어 상기 전차의 인근의 전장상황 및 표적을 촬영하며, 영상촬영 및 표적의 열원감지하는 복수의 카메라부;

상기 카메라부로부터 촬영된 영상신호를 제공 받아 촬영된 영상을 합성하는 영상합성부;

상기 영상합성부로부터 합성된 영상을 전차 내부에 설치된 디스플레이로 현시하는 상황전시부; 및

상기 복수의 카메라부로부터 수집된 영상을 분석하여 촬영된 표적의 수평 방위각 및 수직 방위각을 산출하는 표적산출부;

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 360도 상황인식시스템에 있어서, 상기 표적산출부는 상기 카메라부로부터 촬영된 영상의 중심을 표시하며, 상기 영상의 중심으로부터 종방향으로 표시된 제1 영상중심선 및 상기 영상의 중심으로부터 횡방향으로 표시된 제2 영상중심선을 포함하는 영상중심부; 및

을 포함하고, 상기 영상중심선이 상기 디스플레이에 표시될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 360도 상황인식시스템에 있어서, 상기 표적산출부는 표적이 상기 카메라부로부터 촬영되면, 상기 표적 및 제1 영상중심선 사이의 각도를 측정하고, 사전에 설정된 제1 가중치를 더하여 최종 수평 방위각을 계산할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 360도 상황인식시스템에 있어서, 상기 표적산출부는 표적이 상기 카메라부로부터 촬영되면, 상기 표적 및 제2 영상중심선 사이의 각도를 측정하고, 사전에 설정된 제2 가중치를 더하여 최종 수직 방위각을 계산할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 360도 상황인식시스템에 있어서, 상기 표적산출부로부터 산출된 수평 방위각 및 수직 방위각의 데이터를 제공받아 전투장치를 원격으로 조정할 수 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 영상촬영 카메라 및 열화상 카메라를 이용하여 주간 및 야간에 표적을 자동으로 탐지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 전차의 인근에 다수의 카메라를 설치하여 전차의 인근에 위치한 표적을 감지하고, 표적의 수직 방위각 및 수평 방위각을 산출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 산출된 수직 방위각 및 수평 방위각을 토대로 원격으로 전투장비를 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 전차의 360도 상황인식시스템을 나타내 보인 블록도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일실시 예에 따른 전차의 360도 상황인식시스템의 기준 방위각 및 카메라부를 통해 촬영된 영상을 나타내 보인 모식도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시 예에 따른 전차의 360도 상황인식시스템의 카메라로부터 촬영된 표적을 나타내 보인 예시도.
도 3c 및 도 3d는 본 발명의 일실시 예에 따른 전차의 360도 상황인식시스템의 표적의 수평 방위각 및 수직 방위각을 산출하는 방법을 나타내 보인 예시도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 전차의 360도 상황인식시스템은 전차(1)의 외면에 일정한 간격마다 배치되어 전차(1)의 인근의 전장상황 및 표적을 촬영하며, 영상촬영 및 표적의 열원을 감지하는 카메라부(10)와, 카메라부(10)로부터 촬영된 영상신호를 제공 받아 촬영된 영상을 합성하는 영상합성부(20)와, 영상합성부로부터 합성된 영상을 전차(1) 내부에 설치된 디스플레이로 현시하는 상황전시부(30) 및 카메라부(10)로부터 수집된 영상을 분석하여 촬영된 표적의 수평 방위각 및 수직 방위각을 산출하는 표적산출부(40)를 포함한다.

전차(1)는 외부에 일정한 간격마다 카메라부(10)가 설치됨으로써, 전차(1)의 인근(360도)을 영상촬영하며, 전차(1)의 인근을 위치한 표적을 감시할 수 있다.

카메라부(10)는 영상촬영하는 영상촬영 카메라 및 열원을 감지하는 열화상 카메라를 포함하며, 주간에는 영상촬영하여 표적을 확인할 수 있고, 야간 및 우천시에는 열화상 카메라를 통해 표적을 감지할 수 있다.

이러한 카메라부(10)는 전차(1)의 외부에 일정한 간격마다 설치되며, 본 발명에서는 6대의 카메라가 설치되나, 이에 한정하는 것은 아니다.

이러한 카메라부(10)는 다수의 카메라로부터 촬영된 데이터(영상 또는 열원)를 영상합성부(20)에 제공될 수 있다.

영상합성부(20)는 다수의 카메라로부터 촬영된 데이터를 제공받아 영상 및 영상 사이를 합성하여 하나의 영상으로 표시될 수 있다.

구체적으로는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 다수의 카메라로부터 수집된 영상을 하나의 디스플레이에 표시될 수 있도록 영상과 또 다른 영상의 사이가 연결되며, 실시간으로 전차(1)의 인근을 감시할 수 있도록 구성된다.

또한, 영상합성부(20)는 하나의 디스플레이에 표시하기 위해 영상 및 영상의 사이를 연결하는 것으로 설명되었으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 전차(1)에 설치된 카메라에 맞게 디스플레이가 전차(1)의 내부에 구비되고, 하나의 카메라에 촬영된 영상이 하나의 디스플레이에 표시될 수 있다.

또한, 영상합성부(20)의 일부 전원이 카메라부(10)에 공급될 수 있다.

상황전시부(30)는 영상합성부(20)로부터 합성된 영상을 전차(1) 내부에 현시하는 기능을 수행하며, 전차 내부에 설치된 디스플레이를 통해 현시될 수 있다.

표적산출부(40)는 카메라부(10)로부터 촬영된 영상에서 표적이 발견되었을 경우, 전차 및 표적간의 방위각(수평 방위각 및 수직 방위각)을 산출하는 기능을 수행한다.

또한, 표적산출부(40)는 카메라부(10)로부터 촬영된 영상의 중심을 표시하는 영상중심부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 영상중심부(41)는 영상의 중심으로부터 종방향으로 일자로 표시된 제1 영상중심선(42) 및 영상의 중심으로부터 횡방향으로 일자로 표시된 제2 영상중심선(43)을 포함할 수 있으며, 제1 영상중심선(42) 및 제2 영상중심선(43)이 영상의 정중앙에 교차되도록 구성될 수 있다.

이후, 표적산출부(40)는 촬영된 영상의 표적의 수평 방위각 및 수직 방위각을 산출 할 수 있다.

먼저, 영상에 촬영된 표적의 수평 방위각을 산출하는 방법은 다음과 같다.

영상에 촬영된 표적(t, HD1) 및 제1 영상중심선(42)의 사이의 각도를 측정하고, 사전에 설정된 제1 가중치를 더하여 최종 수평 방위각을 산출할 수 있다.

여기서, 제1 가중치는 사전에 설정된 기준 방위각(s)으로부터 현재 표적(t, HD1)을 촬영하고 있는 카메라 간의 각도이며, 본 발명에서는 도 3c에 도시된 바와 같이, 기준 방위각(본 발명에서는 전차(1)의 포신으로 설정)으로부터 카메라 간의 각도가 120도이므로, 제1 가중치는 -120도로 산출될 수 있다.

즉, 표적의 최종 수평 방위각은 제1 가중치의 -120도 및 제1 영상중심선(42) 및 표적(t, HD1)간의 각도 -15도를 더한 값 -135도로 측정된다.

다음으로, 영상에 촬영된 표적의 수직 방위각을 산출하는 방법은 다음과 같다.

영상에 촬영된 표적(t, VD1) 및 제2 영상중심선(43)의 사이의 각도를 측정하고, 사전에 설정된 제2 가중치를 더하여 최종 수직 방위각을 산출할 수 있다.

여기서, 제2 가중치는 사전에 설정된 기준 방위각(s)이며, 제1 가중치에서 설명한 기준 방위각과 동일하다.

즉, 표적의 최종 수직 방위각은 제2 영상중심선(43) 및 표적(t, VD1)간의 각도-31.5도로 측정될 수 있다.

여기서, 최종 수직 방위각 및 최종 수평 방위각에서 산출된 값은 단순한 본 발명을 설명하기 위한 단순한 예시일 뿐, 이에 한정되는 것이 아님을 사전에 밝혀둔다.

한편, 전차(1)는 표적산출부(40)에서 산출된 최종 수평 방위각 및 최종 수직 방위각의 데이터를 제공 받아 전투장치(미사일, 포, 기관총 등 표적을 향해 사격할 수 있는 모든 장치)를 원격으로 조정할 수 있다.

이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전차의 360도 상황인식시스템은 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 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 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 - 전차 10 - 카메라부
20 - 영상합성부 30 - 상황전시부
40 - 표적산출부 41 - 영상중심부
42 - 제1 영상중심선 43 - 제2 영상중심선
s - 기준 방위각 t - 표적

Claims (5)

1. 전차의 외면에 일정한 간격마다 배치되어 상기 전차의 인근의 전장상황 및 표적을 촬영하며, 영상촬영 및 표적의 열원감지하는 복수의 카메라부;
   상기 카메라부로부터 촬영된 영상신호를 제공 받아 촬영된 영상을 합성하는 영상합성부;
   상기 영상합성부로부터 합성된 영상을 전차 내부에 설치된 디스플레이로 현시하는 상황전시부; 및
   상기 복수의 카메라부로부터 수집된 영상을 분석하여 촬영된 표적의 수평 방위각 및 수직 방위각을 산출하는 표적산출부; 를 포함하고,
   상기 표적산출부는 상기 카메라부로부터 촬영된 영상의 중심을 표시하며, 상기 영상의 중심으로부터 종방향으로 표시된 제1 영상중심선 및 상기 영상의 중심으로부터 횡방향으로 표시된 제2 영상중심선을 포함하는 영상중심부; 를 포함하며,
   상기 영상중심선이 상기 디스플레이에 표시되고,
   상기 표적산출부는 표적이 상기 카메라부로부터 촬영되면, 상기 표적 및 제1 영상중심선 사이의 각도를 측정하고, 사전에 설정된 제1 가중치를 더하여 최종 수평 방위각을 산출하며,
   상기 표적산출부는 표적이 상기 카메라부로부터 촬영되면, 상기 표적 및 제2 영상중심선 사이의 각도를 측정하고, 사전에 설정된 제2 가중치를 더하여 최종 수직 방위각을 산출하는, 전차의 360도 상황인식시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 표적산출부로부터 산출된 수평 방위각 및 수직 방위각의 데이터를 제공받아 전투장치를 원격으로 조정하는 전차의 360도 상황인식시스템.

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