KR102660628B1 - 레이저 회피 시스템 및 레이저 회피 방법 - Google Patents

레이저 회피 시스템 및 레이저 회피 방법 Download PDF

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Abstract

레이저 요격 무기에서 조사되는 레이저를 감지하여 회피하는 레이저 회피 시스템 및 레이저 회피 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 레이저 회피 시스템은 레이저에 의한 열을 감지하여 감지 신호를 생성하는 레이저 감지 모듈; 레이저 감지 모듈에 연결되고, 감지 신호에 기초하여 레이저를 회피하기 위한 대상체의 회피 방향을 결정하는 신호 처리 모듈; 및 레이저 감지 모듈 및 신호 처리 모듈에 연결되고, 회피 방향에 기초하여 대상체의 회피 기동을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.

Description

레이저 회피 시스템 및 레이저 회피 방법{LASER AVOIDANCE SYSTEM AND LASER AVOIDANCE METHOD}
본 발명은 레이저 요격 무기에서 조사되는 레이저를 감지하여 회피하는 레이저 회피 시스템 및 레이저 회피 방법에 관한 것이다.
최근, 레이저 요격 무기가 방공 무기로써 개발 진행되고 있다. 레이저 요격 무기는 표적에 레이저를 집광하여 표적을 빠르게 타격하는 신개념의 무기 체계이다. 레이저 요격 무기는 중력장의 영향을 받지 않고 빛의 속도로 에너지를 표적에 전달하기 때문에 매우 빠르게 레이저를 표적에 조사할 수 있다.
이러한 레이저 요격 무기는 드론, 유도 무기 등과 같은 무인 비행체를 요격하기 위한 수단으로 각광받고 있다. 그러나, 무인 비행체 등은 레이저 요격 무기에 대한 방어 수단이 존재하지 않는다.
레이저 요격 무기에서 조사되는 레이저를 감지하기 위해 레이저 경고 시스템이 무인 비행체에 탑재될 수 있다. 레이저 경고 시스템에서 사용되는 레이저 센싱 장치는 광 검출기를 이용한 센서, 카메라를 이용한 센서 등이 존재하며 이를 이용하여 레이저 요격 무기로부터 조사되는 레이저를 검출할 수 있다.
그러나, 레이저 요격 무기는 매우 높은 에너지, 즉 고집적 에너지를 갖는 레이저를 표적에 집광시키기 때문에, 레이저 센싱 장치가 레이저에 노출되는 순간, 신호가 포화되거나 광학계가 손실되는 등 열로 인한 다양한 문제점을 가지게 된다. 이로 인해, 광 센서를 포함하는 레이저 센싱 장치를 사용하여 레이저 요격 무기에 의해 조사되는 레이저를 계측하는 것은 한계가 있다.
본 발명은 레이저 요격 무기로부터 조사되는 레이저에 의한 열을 감지하여 레이저 요격 무기를 회피하는 레이저 회피 시스템 및 레이저 회피 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 요격 무기로부터 대상체에 조사되는 레이저를 회피하는 레이저 회피 시스템이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 레이저 회피 시스템은, 상기 레이저에 의한 열을 감지하여 감지 신호를 생성하는 레이저 감지 모듈; 상기 레이저 감지 모듈에 연결되고, 상기 감지 신호에 기초하여 상기 레이저를 회피하기 위한 상기 대상체의 회피 방향을 결정하는 신호 처리 모듈; 및 상기 레이저 감지 모듈 및 상기 신호 처리 모듈에 연결되고, 상기 회피 방향에 기초하여 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저 감지 모듈은 금속 레이저 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저 감지 모듈은 상기 열에 따라 저항값이 변경되고, 복수개로 분할되어 복수의 채널로 구성되는 열전소자; 및 상기 열전소자 상에 배치되는 마스크를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크는 상기 레이저의 입사 방향에 따라 상기 레이저가 상기 열전소자에 조사되는 위치가 변경되도록 중심을 기준으로 사전 설정된 크기를 갖는 원형의 홀이 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 신호 처리 모듈은 상기 복수의 채널에 해당하는 상기 감지 신호에 기초하여 채널별 비율을 결정하는 채널별 비율 결정부; 상기 채널별 비율 결정부에 연결되고, 상기 채널별 비율에 기초하여 상기 레이저의 입사 방위각을 결정하는 방위각 결정부; 및 상기 방위각 결정부에 연결되고, 상기 입사 방위각에 기초하여 상기 회피 방향을 결정하는 회피 방향 결정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 채널별 비율 결정부는 상기 복수의 채널에 해당하는 상기 감지 신호에 기초하여 제1 축에 대한 제1 채널별 비율 및 제2 축에 대한 제2 채널별 비율을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 방위각 결정부는 사전 설정된 방위각 계산 테이블을 이용하여, 상기 제1 채널별 비율 및 상기 제2 채널별 비율로부터 제1 방위각을 결정하고, 상기 제1 방위각에 기초하여 상기 레이저 감지 모듈의 위치를 고려한 제2 방위각을 결정하고, 상기 제2 방위각에 기초하여 절대 좌표 기준 상기 대상체의 위치를 고려한 제3 방위각을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 방위각 결정부는 상기 레이저 감지 모듈의 사전 설정된 위치 정보를 고려하여, 상기 제1 방위각에 대한 상기 제2 방위각을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 방위각 결정부는 절대 기준 좌표계에 대한 상기 대상체의 위치 변화 정보를 고려하여, 상기 제2 방위각에 대한 상기 제3 방위각을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 회피 방향에 기초하여 회피 위치를 결정하고, 상기 결정된 회피 위치에 기초하여 상기 대상체의 회피 기동을 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 회피 위치에 기초하여 표적 위치 및 지향 각도를 재결정하고, 상기 재결정된 표적 위치 및 지향 각도에 기초하여 표적을 재지향하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 회피 시스템에서의 레이저 회피 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 레이저 회피 방법은 상기 레이저 회피 시스템의 레이저 감지 모듈에서, 레이저 요격 무기로부터 대상체에 조사되는 레이저에 의한 열을 감지하여 감지 신호를 생성하는 단계; 상기 레이저 회피 시스템의 신호 처리 모듈에서, 상기 감지 신호에 기초하여 상기 레이저를 회피하기 위한 상기 대상체의 회피 방향을 결정하는 단계; 및 상기 레이저 회피 시스템의 제어 모듈에서, 상기 회피 방향에 기초하여 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저 감지 모듈은 상기 열에 따라 저항값이 변경되고, 복수개로 분할되어 복수의 채널로 구성되는 열전소자; 및 상기 열전소자 상에 배치되는 마스크를 포함하고, 상기 대상체의 회피 방향을 결정하는 단계는 상기 복수의 채널에 해당하는 상기 감지 신호에 기초하여 채널별 비율을 결정하는 단계; 상기 채널별 비율에 기초하여 상기 레이저의 입사 방위각을 결정하는 단계; 및 상기 입사 방위각에 기초하여 상기 회피 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 채널별 비율을 결정하는 단계는 상기 복수의 채널에 해당하는 상기 감지 신호에 기초하여 제1 축에 대한 제1 채널별 비율 및 제2 축에 대한 제2 채널별 비율을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저의 입사 방향을 결정하는 단계는 사전 설정된 방위각 계산 테이블을 이용하여, 상기 제1 채널별 비율 및 상기 제2 채널별 비율로부터 제1 방위각을 결정하는 단계; 상기 제1 방위각에 기초하여 상기 레이저 감지 모듈의 위치를 고려한 제2 방위각을 결정하는 단계; 및 상기 제2 방위각에 기초하여 절대 좌표 기준 상기 대상체의 위치를 고려한 제3 방위각을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 방위각을 결정하는 단계는 상기 레이저 감지 모듈의 사전 설정된 위치 정보를 고려하여, 상기 제1 방위각에 대한 상기 제2 방위각을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 방위각을 결정하는 단계는 절대 기준 좌표계에 대한 상기 대상체의 위치 변화 정보를 고려하여, 상기 제2 방위각에 대한 상기 제3 방위각을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 단계는 상기 회피 방향에 기초하여 회피 위치를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 회피 위치에 기초하여 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 단계는 상기 회피 위치에 기초하여 표적 위치 및 지향 각도를 재결정하는 단계; 및 상기 재결정된 표적 위치 및 지향 각도에 기초하여 표적을 재지향하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 대상체에 조사되는 레이저의 고집적 에너지에 의한 열을 감지할 수 있는 열 감지 센서를 이용함으로써, 레이저에 의한 센서가 포화되거나 파괴되지 않고 레이저를 감지할 수 있다.
또한, 레이저 요격 무기로부터 조사되는 레이저를 감지할 수 있을 뿐만 아니라 레이저의 입사 방향을 결정할 수 있다. 따라서, 결정된 입사 방향에 기초하여 레이저 요격 무기로부터의 공격에 의한 손실을 입기 전에 레이저를 회피할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 회피 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 감지 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 감지 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 감지 모듈의 동작을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 축 및 제2 축을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 감지 모듈의 위치 정보를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절대 기준 좌표계에 대한 대상체의 위치 변화 정보를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 회피 시스템의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 회피 기동을 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 모듈의 동작을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 발명에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 발명에 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 발명에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어 "부"는, 소프트웨어, 또는 FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, "부"는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 "부" 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 "부"로 결합되거나 추가적인 구성요소와 "부"로 분리될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 기술되는, 결정 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되며, 이 표현은 결정, 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지 않는다.
본 발명에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 회피 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1에 도시된 레이저 회피 시스템(100)은 대상체에 탑재될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 대상체는 레이저 요격 무기에 의해 요격될 수 있는 유도 무기, 드론, 차량 등을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 레이저 회피 시스템(100)은 레이저 감지 모듈(110), 신호 처리 모듈(120) 및 제어 모듈(130)을 포함할 수 있다.
레이저 감지 모듈(110)은 레이저를 감지하여 감지 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이저 감지 모듈(110)은 레이저 요격 무기(도시되지 않음)로부터 조사되는 고집적 에너지를 갖는 레이저를 감지하여 감지 신호를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 레이저 감지 모듈(110)은 레이저 요격 무기로부터 조사되는 레이저의 고집적 에너지에 의한 열을 감지하여 감지 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이저 감지 모듈(110)은 금속 레이저 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 레이저 센서는 열에 따라 저항값이 변경되는 열전소자 물질을 포함할 수 있다.
신호 처리 모듈(120)은 레이저 감지 모듈(110)에 연결될 수 있다. 신호 처리 모듈(120)은 레이저 감지 모듈(110)에 의해 생성된 감지 신호에 기초하여 대상체의 회피 방향을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 처리 모듈(120)은 감지 신호에 기초하여 레이저의 입사 방위각을 결정할 수 있다. 신호 처리 모듈(120)은 결정된 입사 방위각에 기초하여 회피 방향을 결정할 수 있다.
제어 모듈(130)은 레이저 감지 모듈(110) 및 신호 처리 모듈(120)에 연결될 수 있다. 제어 모듈(130)은 레이저 감지 모듈(110) 및 신호 처리 모듈(120)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어 모듈(130)은 결정된 회피 방향에 기초하여 대상체의 회피 기동을 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(130)은 신호 처리 모듈(120)에 의해 결정된 회피 방향에 기초하여 회피 위치를 결정하고, 결정된 회피 위치에 기초하여 대상체의 회피 기동을 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(130)은 결정된 회피 위치에 기초하여 표적 위치 및 지향 각도를 재결정하고, 재결정된 표적 위치 및 지향 각도에 기초하여 표적을 재지향할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 감지 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 감지 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 레이저 감지 모듈(110)은 열전소자(210) 및 마스크(220)를 포함할 수 있다.
열전소자(210)는 레이저의 고집적 에너지에 의한 열에 따라 저항이 변경될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열전소자(210)는 레이저의 입사에 따라 온도가 변하여 저항값이 변경될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 열전소자(210)는 복수개로 분할되어 복수의 채널을 구성할 수 있다. 예를 들면, 열전소자(210)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 4개로 분할될 수 있다. 그러나, 열전소자(210)는 반드시 이에 한정되지 않고, 레이저의 입사를 감지하기 위해 다양하게 분할될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 레이저가 열전소자(210)에 입사됨에 따라 열전소자(210)를 구성하는 복수의 채널 각각의 온도 변화가 상이하게 되며, 복수의 채널 각각은 온도 변화에 따라 저항값이 상이하게 된다. 따라서, 열전소자(210)의 복수의 채널 각각은 변화된 저항값에 해당하는 전압값을 감지 신호로 출력할 수 있다.
마스크(220)는 열전소자(210) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마스크(220)는 레이저가 열전소자(210)에 집속되는 방향을 정확하게 결정하도록 적용될 수 있다. 예를 들면, 마스크(220)는 금속 마스크를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마스크(220)는 레이저의 입사 방향에 따라 레이저가 열전소자(210)에 조사되는 위치가 변경되도록 열전소자(210) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 마스크(220)는 중심을 기준으로 사전 설정된 크기를 갖는 원형의 홀이 형성될 수 있다. 따라서, 레이저의 입사 방향에 따라 레이저가 열전소자(210)에 조사되는 위치가 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 감지 모듈의 동작을 나타낸 예시도이다. 도 3을 참조하면, 레이저가 열전소자(210)에 입사됨에 따라 열전소자(210)를 구성하는 복수의 채널(예를 들어, CH1 내지 CH4) 각각의 온도 변화가 변하게 된다. 즉, 열전소자(210)의 복수의 채널(CH1 내지 CH4)은 마스크(220), 즉 마스크(220)의 홀을 통과한 레이저에 의해 열이 발생할 수 있다. 도 3에 있어서, 도면부호 300은 레이저에 의해 열이 발생하는 위치를 나타낸다. 열전소자(210)의 복수의 채널(CH1 내지 CH4) 각각은 레이저의 열에 의해 저항값이 변경되고, 변경된 저항값에 해당하는 전압값을 감지 신호로 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 4를 참조하면, 신호 처리 모듈(120)은 채널별 비율 결정부(410), 방위각 결정부(420) 및 회피 방향 결정부(430)를 포함할 수 있다.
채널별 비율 결정부(410)는 열전소자(210)로부터 출력되는 감지 신호에 기초하여 채널별 비율을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 채널별 비율 결정부(410)는 열전소자(210)의 복수의 채널에 해당하는 감지 신호에 기초하여 제1 축에 대한 채널별 비율(이하, "제1 채널별 비율"이라 함) 및 제2 축에 대한 채널별 비율(이하, "제2 채널별 비율"이라 함)을 결정할 수 있다. 예를 들면, 제1 축은 도 5에 도시된 바와 같이 X축을 포함할 수 있으며, 제2 축은 도 5에 도시된 바와 같이 Y축을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 채널별 비율 결정부(410)는 열전소자(210)의 복수의 채널(CH1 내지 CH4)에 해당하는 감지 신호를 아래의 수학식 1에 적용하여 제1 채널별 비율 및 제2 채널별 비율을 산출할 수 있다.
수학식 1에 있어서, RX는 제1 채널별 비율을 나타내고, RY는 제2 채널별 비율을 나타내며, CH1 내지 CH4는 열전소자(210)의 채널을 나타낸다.
방위각 결정부(420)는 채널별 비율 결정부(410)에 연결될 수 있다. 방위각 결정부(420)는 채널별 비율 결정부(410)에 의해 결정된 채널별 비율에 기초하여 레이저 입사 방위각을 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 방위각 결정부(420)는 채널별 비율(예를 들어, 제1 채널별 비율 및 제2 채널별 비율), 레이저 감지 모듈(110)의 위치 정보 및 절대 좌표 기준 대상체의 위치 변화 정보에 기초하여 레이저 입사 방위각을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방위각 결정부(420)는 채널별 비율(예를 들어, 제1 채널별 비율 및 제2 채널별 비율)에 기초하여 방위각(이하, "제1 방위각"이라 함)을 결정할 수 있다. 예를 들면, 방위각 결정부(420)는 도 4에 도시된 바와 같이, 사전 설정된 방위각 계산 테이블을 이용하여, 채널별 비율(예를 들어, 제1 채널별 비율 및 제2 채널별 비율)로부터 제1 방위각을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방위각 결정부(420)는 제1 방위각에 기초하여 레이저 감지 모듈(110)의 위치를 고려한 방위각(이하, "제2 방위각"이라 함)을 결정할 수 있다. 예를 들면, 방위각 결정부(420)는 도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 감지 모듈(110)의 사전 설정된 위치 정보(예를 들어, 각도)를 고려하여, 제1 방위각에 대한 제2 방위각을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이저 감지 모듈(110)의 위치 정보는 대상체에 레이저 감지 모듈(110)이 탑재될 때 결정되며, 결정된 위치 정보는 저장 모듈(도시하지 않음)에 저장될 수 있다. 방위각 결정부(420)는 제2 방위각을 결정할 때, 레이저 감지 모듈(110)의 위치 정보를 저장 모듈로부터 추출할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방위각 결정부(420)는 제2 방위각에 기초하여 절대 좌표 기준 대상체의 위치를 고려한 방위각(이하, "제3 방위각"이라 함)을 결정할 수 있다. 예를 들면, 방위각 결정부(420)는 도 7에 도시된 바와 같이, 절대 기준 좌표계에 대한 대상체(TG)의 위치 변화 정보(예를 들어, 각도(좌표계))를 고려하여, 제2 방위각에 대한 제3 방위각을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 절대 기준 좌표계에 대한 대상체(TG)의 위치 변화 정보(예를 들어, 각도(좌표계))는 대상체(TG) 내의 유도 조정 모듈(도시하지 않음)에서 결정될 수 있다. 방위각 결정부(420)는 제3 방위각을 결정할 때, 유도 조정 모듈로부터 위치 변화 정보를 수신할 수 있다.
이와 같이, 방위각 결정부(420)는 제3 방위각을 절대 좌표 기준 레이저의 입사 방위각으로써 결정할 수 있다.
회피 방향 결정부(430)는 방위각 결정부(420)에 연결될 수 있다. 회피 방향 결정부(430)는 방위각 결정부(420)에 의해 결정된 제3 방위각에 기초하여 대상체의 회피 방향을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회피 방향 결정부(430)는 레이저 입사 방위각에 기초하여 레이저 요격 무기를 회피하기 위한 회피 방향을 결정할 수 있다.
본 발명에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동되도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 발명에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 회피 시스템의 동작을 나타낸 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 단계 S802에서, 레이저 회피 시스템(100)은 레이저 요격 무기로부터의 레이저가 대상체에 조사되는지 여부를 모니터링할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이저 회피 시스템(100)의 레이저 감지 모듈(110)은 고집적 에너지를 갖는 레이저가 대상체에 조사되는지 여부를 모니터링할 수 있다.
단계 S804에서, 레이저 회피 시스템(100)은 레이저에 의한 열이 사전 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이저 회피 시스템(100)의 레이저 감지 모듈(110)은 레이저 요격 무기로부터 대상체에 조사되는 레이저에 의한 열이 사전 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 사전 설정된 기준값은 100℃/s를 포함할 수 있다. 그러나, 사전 설정된 기준값은 반드시 이에 한정되지 않고, 레이저 요격 무기 및/또는 대상체에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
단계 S804에서 레이저에 의한 열이 사전 설정된 기준값을 초과하는 것으로 판단되면, 단계 S806에서, 레이저 회피 시스템(100)은 레이저에 의한 열에 해당하는 감지 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이저 회피 시스템(100)의 레이저 감지 모듈(110)은 레이저의 고집적 에너지에 의한 열을 감지한 감지 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 레이저 감지 모듈(110)은 열전소자(210)의 복수의 채널 각각에 대한 감지 신호를 생성할 수 있다.
단계 S808에서, 레이저 회피 시스템(100)은 감지 신호에 기초하여 대상체의 회피 방향을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이저 회피 시스템(100)의 신호 처리 모듈(120)은 열전소자(210)의 복수의 채널로부터 제공되는 감지 신호에 기초하여 대상체의 회피 방향을 결정할 수 있다.
단계 S810에서, 레이저 회피 시스템(100)은 결정된 회피 방향에 기초하여 대상체의 회피 기동을 제어할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이저 회피 시스템(100)의 제어 모듈(130)은 신호 처리 모듈(120)에 의해 결정된 회피 방향에 기초하여 회피 위치를 결정하고, 결정된 회피 위치에 기초하여 도 9에 도시된 바와 같이 대상체(TG)의 회피 기동을 제어할 수 있다. 또한, 제어 모듈(130)은 결정된 회피 위치에 기초하여 표적 위치 및 지향 각도를 재결정하고, 재결정된 표적 위치 및 지향 각도에 기초하여 표적을 재지향하도록 제어할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 모듈의 동작을 나타낸 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 단계 S1002에서, 신호 처리 모듈(120)은 감지 신호에 기초하여 채널별 비율을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 처리 모듈(120)은 열전소자(210)의 복수의 채널에 해당하는 감지 신호에 기초하여 제1 축에 대한 제1 채널별 비율 및 제2 축에 대한 제2 채널별 비율을 결정할 수 있다.
단계 S1004에서, 신호 처리 모듈(120)은 채널별 비율(예를 들어, 제1 채널별 비율 및 제2 채널별 비율)에 기초하여 제1 방위각을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 처리 모듈(120)은 사전 설정된 방위각 계산 테이블을 이용하여, 채널별 비율(예를 들어, 제1 채널별 비율 및 제2 채널별 비율)로부터 제1 방위각을 결정할 수 있다.
단계 S1006에서, 신호 처리 모듈(120)은 제1 방위각에 기초하여 레이저 감지 모듈(110)의 위치를 고려한 제2 방위각을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 처리 모듈(120)은 레이저 감지 모듈(110)의 사전 결정된 위치 정보(예를 들어, 각도)를 고려하여, 제1 방위각에 대한 제2 방위각을 결정할 수 있다.
단계 S1008에서, 신호 처리 모듈(120)은 제2 방위각에 기초하여 절대 좌표 기준 대상체의 위치를 고려한 제3 방위각을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 처리 모듈(120)은 절대 기준 좌표계에 대한 대상체의 위치 변화 정보(예를 들어, 각도(좌표계))를 고려하여, 제2 방위각에 대한 제3 방위각을 결정할 수 있다.
단계 S1010에서, 신호 처리 모듈(120)은 제3 방위각에 기초하여 대상체의 회피 방향을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 처리 모듈(120)은 제3 방위각을 절대 좌표 기준 레이저의 입사 방위각으로 결정하고, 결정된 입사 방위각에 기초하여 레이저 요격 무기를 회피하기 위한 회피 방향을 결정할 수 있다.
위 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 위 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 위 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 발명의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
100: 레이저 회피 시스템, 110: 레이저 감지 모듈, 120: 신호 처리 모듈, 130: 제어 모듈, 210: 열전소자, 220: 마스크, 410: 채널별 비율 결정부, 420: 방위각 결정부, 430: 회피 방향 결정부

Claims (19)

  1. 레이저 요격 무기로부터 대상체에 조사되는 레이저를 회피하는 레이저 회피 시스템으로서,
    상기 레이저에 의한 열을 감지하여 감지 신호를 생성하는 레이저 감지 모듈;
    상기 레이저 감지 모듈에 연결되고, 상기 감지 신호에 기초하여 상기 레이저를 회피하기 위한 상기 대상체의 회피 방향을 결정하는 신호 처리 모듈; 및
    상기 레이저 감지 모듈 및 상기 신호 처리 모듈에 연결되고, 상기 회피 방향에 기초하여 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 제어 모듈
    을 포함하는 레이저 회피 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이저 감지 모듈은 금속 레이저 센서를 포함하는 레이저 회피 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 레이저 감지 모듈은
    상기 열에 따라 저항값이 변경되고, 복수개로 분할되어 복수의 채널로 구성되는 열전소자; 및
    상기 열전소자 상에 배치되는 마스크
    를 포함하는 레이저 회피 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 마스크는 상기 레이저의 입사 방향에 따라 상기 레이저가 상기 열전소자에 조사되는 위치가 변경되도록 중심을 기준으로 사전 설정된 크기를 갖는 원형의 홀이 형성되는 레이저 회피 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 신호 처리 모듈은
    상기 복수의 채널에 해당하는 상기 감지 신호에 기초하여 채널별 비율을 결정하는 채널별 비율 결정부;
    상기 채널별 비율 결정부에 연결되고, 상기 채널별 비율에 기초하여 상기 레이저의 입사 방위각을 결정하는 방위각 결정부; 및
    상기 방위각 결정부에 연결되고, 상기 입사 방위각에 기초하여 상기 회피 방향을 결정하는 회피 방향 결정부
    를 포함하는 레이저 회피 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 채널별 비율 결정부는 상기 복수의 채널에 해당하는 상기 감지 신호에 기초하여 제1 축에 대한 제1 채널별 비율 및 제2 축에 대한 제2 채널별 비율을 결정하는 레이저 회피 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 방위각 결정부는
    사전 설정된 방위각 계산 테이블을 이용하여, 상기 제1 채널별 비율 및 상기 제2 채널별 비율로부터 제1 방위각을 결정하고,
    상기 제1 방위각에 기초하여 상기 레이저 감지 모듈의 위치를 고려한 제2 방위각을 결정하고,
    상기 제2 방위각에 기초하여 절대 좌표 기준 상기 대상체의 위치를 고려한 제3 방위각을 결정하는 레이저 회피 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 방위각 결정부는 상기 레이저 감지 모듈의 사전 설정된 위치 정보를 고려하여, 상기 제1 방위각에 대한 상기 제2 방위각을 결정하는 레이저 회피 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 방위각 결정부는 절대 기준 좌표계에 대한 상기 대상체의 위치 변화 정보를 고려하여, 상기 제2 방위각에 대한 상기 제3 방위각을 결정하는 레이저 회피 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어 모듈은
    상기 회피 방향에 기초하여 회피 위치를 결정하고,
    상기 결정된 회피 위치에 기초하여 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 레이저 회피 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어 모듈은
    상기 회피 위치에 기초하여 표적 위치 및 지향 각도를 재결정하고,
    상기 재결정된 표적 위치 및 지향 각도에 기초하여 표적을 재지향하도록 제어하는 레이저 회피 시스템.
  12. 레이저 회피 시스템에서의 레이저 회피 방법으로서,
    상기 레이저 회피 시스템의 레이저 감지 모듈에서, 레이저 요격 무기로부터 대상체에 조사되는 레이저에 의한 열을 감지하여 감지 신호를 생성하는 단계;
    상기 레이저 회피 시스템의 신호 처리 모듈에서, 상기 감지 신호에 기초하여 상기 레이저를 회피하기 위한 상기 대상체의 회피 방향을 결정하는 단계; 및
    상기 레이저 회피 시스템의 제어 모듈에서, 상기 회피 방향에 기초하여 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 단계
    를 포함하는 레이저 회피 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 레이저 감지 모듈은
    상기 열에 따라 저항값이 변경되고, 복수개로 분할되어 복수의 채널로 구성되는 열전소자; 및
    상기 열전소자 상에 배치되는 마스크
    를 포함하고,
    상기 대상체의 회피 방향을 결정하는 단계는
    상기 복수의 채널에 해당하는 상기 감지 신호에 기초하여 채널별 비율을 결정하는 단계;
    상기 채널별 비율에 기초하여 상기 레이저의 입사 방위각을 결정하는 단계; 및
    상기 입사 방위각에 기초하여 상기 회피 방향을 결정하는 단계
    를 포함하는 레이저 회피 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 채널별 비율을 결정하는 단계는
    상기 복수의 채널에 해당하는 상기 감지 신호에 기초하여 제1 축에 대한 제1 채널별 비율 및 제2 축에 대한 제2 채널별 비율을 결정하는 단계
    를 포함하는 레이저 회피 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 레이저의 입사 방향을 결정하는 단계는
    사전 설정된 방위각 계산 테이블을 이용하여, 상기 제1 채널별 비율 및 상기 제2 채널별 비율로부터 제1 방위각을 결정하는 단계;
    상기 제1 방위각에 기초하여 상기 레이저 감지 모듈의 위치를 고려한 제2 방위각을 결정하는 단계; 및
    상기 제2 방위각에 기초하여 절대 좌표 기준 상기 대상체의 위치를 고려한 제3 방위각을 결정하는 단계
    를 포함하는 레이저 회피 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 방위각을 결정하는 단계는
    상기 레이저 감지 모듈의 사전 설정된 위치 정보를 고려하여, 상기 제1 방위각에 대한 상기 제2 방위각을 결정하는 단계
    를 포함하는 레이저 회피 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제3 방위각을 결정하는 단계는
    절대 기준 좌표계에 대한 상기 대상체의 위치 변화 정보를 고려하여, 상기 제2 방위각에 대한 상기 제3 방위각을 결정하는 단계
    를 포함하는 레이저 회피 방법.
  18. 제12항에 있어서, 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 단계는
    상기 회피 방향에 기초하여 회피 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 회피 위치에 기초하여 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 단계
    를 포함하는 레이저 회피 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 대상체의 회피 기동을 제어하는 단계는
    상기 회피 위치에 기초하여 표적 위치 및 지향 각도를 재결정하는 단계; 및
    상기 재결정된 표적 위치 및 지향 각도에 기초하여 표적을 재지향하도록 제어하는 단계
    를 더 포함하는 레이저 회피 방법.
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