KR20110034224A - System for measuring target's position coordinates using hmd and method using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system for measuring target's position coordinates using HMD and method using the same is provided to obtain the position of fixed target without an additional senor by using only HMD(Helmet Mounted Display). CONSTITUTION: In a system for measuring target's position coordinates using HMD and method using the same, a data processing unit(110) measures the attitude(Heading, Pitch, Roll), speed, altitude, and coordination value of the airplane, the azimuth and altitude of HMD and processes them. A display unit(120) is mounted in the head of a pilot and includes an indicator indicating the collimation deviation between a target position and a collimation line. A measurement unit(130) measuring the collimation deviation. A coordinate processing unit(150) calculates the coordinate of the target through a triangulation measurement method and processes it.

Description

에이치엠디를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법{System For Measuring Target's Position Coordinates Using HMD and Method Using The Same}System for Measuring Target's Position Coordinates Using HMD and Method Using The Same}

본 발명은 에이치엠디(Helmet Mounted Display, 이하 HMD라 함)를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법에 관한 것으로, HMD(Helmet Mounted Display)만을 이용하여 지상 표적위치에 대한 위치정보를 획득하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a target coordinate measuring system using a Helmet Mounted Display (hereinafter referred to as HMD) and a target coordinate measuring method using the same. Acquiring position information on a ground target position using only a HMD (Helmet Mounted Display). It relates to a target coordinate measuring system using the HMD and a target coordinate measuring method using the same.

일반적으로 군사용 항공기, 특히 공격용 고정익 항공기 등에는 지상의 한 지점을 응시할 수 있는 장치인 HMD(Helmet Mounted Display) 또는 FLIR(Forward Looking Infra-red) 등을 장착하고 지상의 특정 지점에 대한 좌표를 획득할 수 있는 시스템을 구축하고 있다.In general, military aircraft, especially attack fixed-wing aircraft, are equipped with HMD (Helmet Mounted Display) or FLIR (Forward Looking Infra-red), which are devices capable of staring at a point on the ground, and acquire coordinates for a specific point on the ground. We are building system to be able.

현재 상기 HMD 등은 상기 항공기 조종사에게 주요 데이터를 시현하도록 하고 다른 액티브 센서(Active Sensor) 또는 무기와 연동하여 운용되고 있는 실정이다. 즉, 상기 HMD 자체적으로 센서 역할을 하는 것이 아니라 상기 HMD에 연동된 센서가 상기 HMD와 함께 동작하여 지상표적좌표를 획득하고 있다.Currently, the HMD is to operate the aircraft pilot to display the main data and in conjunction with other active sensors (active sensor) or weapons. That is, the HMD does not act as a sensor itself, but the sensor linked to the HMD operates together with the HMD to obtain ground coordinates.

따라서, 특정 항공기 시스템이 독자적으로 지상의 한 지점에 대한 좌표정보를 획득하기 위해서는 상기 항공기의 현재 방위 및 위치를 정확히 알 수 있는 항법장비(예컨대, GPS나 INS 등)를 반드시 구비해야 하고, 이와 함께 지상의 한 지점까지의 방위 및 거리를 측정할 수 있는 센서(예컨대, Targeting FLIR, Radar 또는 Digital Map 등을 포함함)를 필수적으로 구비해야만 한다.Therefore, in order for a specific aircraft system to independently acquire coordinate information about a point on the ground, navigation equipment (eg, GPS or INS, etc.) capable of accurately knowing the current bearing and position of the aircraft must be provided. It must be equipped with sensors (including targeting FLIR, Radar or Digital Map, etc.) capable of measuring azimuth and distance to a point on the ground.

이때, 상기 Targeting FLIR은 LRF(Laser Range Finder) 또는 Radar를 반드시 장착하고 있어야만 거리 측정이 가능하다.At this time, the targeting FLIR can measure the distance only if equipped with a laser range finder (LRF) or a radar.

그러나, 상기 LRF나 Radar는 액티브 센서(Active Sensor)로 분류되어 스텔스(Stealth)성이 요구되는 임무에서는 그 사용이 곤란한 문제가 있다.However, the LRF and the radar are classified as an active sensor, and thus, the use of the LRF and the radar is difficult in a task requiring stealth.

또한, 상기 Digital Map이 함께 사용된다면 지상의 한 지점을 비교적 정밀하게 측정할 수 있으나, 지상이 아닌 인공구조물 등에 대한 한 지점을 추적하기는 곤란한 문제가 있다.In addition, if the digital map is used together, it is possible to measure a point on the ground relatively precisely, but there is a problem that it is difficult to track a point on an artificial structure and the like.

또한, 상기 Radar, Targeting FLIR 그리고 Digital Map 시스템 등은 경우에 따라 특정 항공기에는 그 장착이 불가능할 수 있는 문제가 있다.In addition, the Radar, Targeting FLIR and Digital Map system, there is a problem that can not be mounted on a particular aircraft in some cases.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다른 센서의 도움없이 HMD(Helmet Mounted Display)만을 이용하여 지상 고정 표적의 위치정보를 획득할 수 있도록 하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, and target coordinate measurement system using HMD to obtain the position information of the ground-fixed target using only the HMD (Helmet Mounted Display) without the help of other sensors and The purpose is to provide a method of measuring the target coordinates used.

또한, 본 발명의 다른 목적은 표적 위치좌표에 대한 데이터획득 센서로서 HMD를 운용할 수 있도록 하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a target coordinate measuring system using HMD and a target coordinate measuring method using the HMD to operate the HMD as a data acquisition sensor for the target position coordinate.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템은 특허청구범위 제 1 항에 기재된 바와 같이, HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템에 있어서, 항공기의 비행정보 값(항공기의 Attitute(Heading, Pitch, Roll), 속도, 고도 및 좌표값(Latitude/Longitude)과 상기 HMD의 방위 및 고도 값을 실시간으로 측정하고 저장하는 데이터 처리부와; 상기 항공기 조종사의 머리에 장착되어 표적위치에 대한 조준선과 상기 표적위치에 대한 조준 편차 정도를 나타내는 편차 지시계로 구성된 Targeting Reticle이 구비된 표적화면 표시부와; 상기 편차 지시계의 편차 정도를 측정하는 표적위치 편차 측정부와; 상기 표적위치 편차 측정부에서 측정된 편차 정도가 일정범위 내로 안정화된 각 시점에서 상기 데이터 처리부에서 측정 및 저장된 상기 값들을 이용해 삼각측정법에 의해 상기 표적위치에 대한 표적좌표를 계산하는 표적위치좌표 처리부;를 포함한다.As a means for solving the above-described problems, the target coordinate measuring system using the HMD according to the present invention, as described in claim 1, in the target coordinate measuring system using the HMD, the flight information value of the aircraft (aircraft A data processor for measuring and storing, in real time, the Attitute (Heading, Pitch, Roll), velocity, altitude, and coordinate values (Latitude / Longitude) and azimuth and altitude values of the HMD; A target screen display unit including a targeting line configured with an aiming line and a deviation indicator indicating a degree of aiming deviation with respect to the target position, a target position deviation measuring unit measuring a deviation degree of the deviation indicator, and the target position deviation measuring unit The measured and stored values in the data processor at each time point when the deviation measured in It includes; target position coordinate processing unit for calculating a target coordinate for the target position by triangulation method.

상기 표적 위치좌표 처리부는 특허청구범위 제 2 항에 기재된 바와 같이, 칼만 필터를 구비하여 상기 데이터 처리부에서 측정 및 저장된 상기 값들이 상기 칼만 필터로 공급되어 상기 표적위치에 대한 표적좌표를 계산하도록 한 것을 특징으로 한다.The target position coordinate processor is provided with a Kalman filter, as described in claim 2, wherein the values measured and stored in the data processor are supplied to the Kalman filter to calculate a target coordinate for the target position. It features.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법은 특허청구범위 제 3 항에 기재된 바와 같이, HMD를 이용한 표적좌표의 삼각측정 방법에 있어서, (a)항공기의 현재 및 이전의 위치좌표와 HMD의 현재 및 이전의 방위 및 고도 값을 기초로 지상표적좌표를 계산하는 지상위치 계산 단계(S10)와; (b)상기 지상위치 계산 단계의 솔루션이 존재하는지 여부를 판단하는 솔루션 존재 판단 단계(S20)와; (c)상기 솔루션 존재 판단 단계(S20)에서, 상기 솔루션이 존재하지 않는 경우 상기 지상표적좌표를 초기화하는 단계(S30)를 거쳐 다시 상기 지상위치 계산 단계(S10)로 돌아가고, 상기 솔루션이 존재하는 경우에는 상기 지상위치 계산 단계(S10)에서 계산된 지상표적좌표 값을 축적하여 표준편차를 계산하는 표준편차 계산 단계(S40)와; (d)상기 표준편차 계산 단계(S40)에서 계산된 표준편차를 기초로 타겟팅 레티클(Targeting Reticle)의 조준선(십자선) 길이를 조절하는 단계(S50);를 포함한다.As a means for solving the above problems, the target coordinate measuring method using the HMD according to the present invention, as described in claim 3, in the triangulation method of the target coordinate using the HMD, (a) A ground position calculation step (S10) of calculating ground coordinates based on current and previous position coordinates and current and previous bearing and altitude values of the HMD; (b) a solution presence determination step (S20) of determining whether a solution of the ground position calculation step exists; (c) In the solution existence determination step (S20), if the solution does not exist, go back to the ground position calculation step (S10) after initializing the ground target coordinate (S30), and the solution exists A standard deviation calculation step (S40) of accumulating the ground target coordinate values calculated in the ground position calculation step (S10) and calculating a standard deviation; (d) adjusting an aiming line (cross line) length of a targeting reticle based on the standard deviation calculated in the standard deviation calculation step (S40) (S50).

상기 구성을 갖는 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템 및 이를 이용한 표적좌표 측정 방법은 HMD만으로 지상 표적위치에 대한 위치정보를 획득 할 수 있는 효과가 있다.Target coordinate measurement system using the HMD and the target coordinate measurement method using the same according to the present invention having the above configuration has the effect of obtaining the position information on the ground target position only by the HMD.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한 도면에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 본 발명의 실시예를 설명할 때 동일한 기능 및 작용을 하는 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals will be used for components having the same functions and functions when describing the embodiments of the present invention.

본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템의 기본 원리는 삼각 측정법을 이용한 지상 표적위치에 대한 좌표를 계산하는 것이다.The basic principle of the target coordinate measuring system using the HMD according to the present invention is to calculate the coordinates of the ground target position using the triangulation method.

상기 삼각 측정법은 한 지점을 서로 다른 두 곳에서 관측했을 때, 두 관측지점의 거리와 각 관측지점에서 측정된 상기 표적위치까지의 방위를 알면 상기 표적의 위치를 정확히 알 수 있는 원리이다.In the triangulation method, when one point is observed from two different places, the position of the target can be accurately known by knowing the distance between the two observation points and the orientation to the target position measured at each observation point.

이러한 상기 삼각 측정법은 지진 발생 진원지를 찾아내거나, 멀리 떨어진 별까지의 거리를 측정하는 데 이용되기도 한다.The triangulation method may be used to find the epicenter of an earthquake or to measure the distance to a distant star.

본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템은 상기 삼각 측정법을 이용한 측정을 지속적으로 수행하도록 한다. 즉, 항공기 조종사가 HMD를 장착하고 비행을 하며 상기 HMD의 표적 지정용 심볼을 지상의 한 지점에 고정시키고 있으면, 그 지점의 좌표가 자동으로 계산되도록 설계됨으로써, 시간(비행시간)이 지남에 따 라 상기 표적좌표에 대한 측정값이 누적되어 정밀한 측정값을 계산할 수 있도록 한다.Target coordinate measurement system using the HMD according to the present invention to continuously perform the measurement using the triangulation method. That is, if an aircraft pilot is equipped with an HMD and flies and fixes the HMD's target designation symbol to a point on the ground, the coordinates of the point are designed to be automatically calculated, thereby over time (flight time). D) Accurate measurement values can be calculated by accumulating the measured values of the target coordinates.

상기 HMD는 상기 항공기 조종사가 머리에 쓰도록 착용되는 것으로, 상기와 같은 상기 지상 표적위치에 대한 좌표를 계산하기 위해서는, 상기 조종사가 상기 HMD가 착용된 머리를 상기 지상 표적에 고정시켜야 한다. 이때, 상기 조종사가 상기 항공기의 자세가 변경되고 있는 상황에서 상기 조종사의 머리를 상기 지상 표적위치에 고정하고 있는 것은 어렵지 않게 수행할 수 있다. 오히려, 지속적으로 자세가 바뀌고 있는 상기 항공기에서 마우스와 같은 커서를 이용하여 상기 조종사의 머리가 아닌 수작업에 의해 지상의 한 지점을 계속 가리키게 한다면 이는 거의 불가능에 가까운 것이다.The HMD is worn by the aircraft pilot on the head, and in order to calculate the coordinates for the ground target position, the pilot must fix the head on which the HMD is worn on the ground target. At this time, it is not difficult to fix the head of the pilot at the ground target position in the situation that the pilot is changing the attitude of the aircraft. Rather, it would be almost impossible to point to a point on the ground by hand rather than the pilot's head using a mouse-like cursor in the aircraft constantly changing posture.

상기 항공기가 비행중인 상태에서 어느 순간부터 상기 항공기의 조종사가 어느 순간부터 상기 HMD를 통해 지상의 한 지점을 주시하기 시작했을 때, 일정 시간 간격으로 상기 조종사가 바라보는 지상 표적위치까지의 선(Line of Sight)을 연결하여 이를 연속적으로 한 화면 위에 나타내면 마치 상기 지상 표적위치를 원점으로 하여 부채를 펼쳐 놓은 것과 같은 모양이 형성되고, 이때, 각각 두 지점을 삼각 측정법에 의해 계산하면 상기 지상 표적위치까지의 평균 거리를 계산할 수 있게 된다.When the pilot of the aircraft starts looking at a point on the ground through the HMD from a moment while the aircraft is in flight, a line to the ground target position viewed by the pilot at regular intervals. of Sight) is displayed on one screen in succession to form a fan-like shape with the ground target position as the origin, and when the two points are calculated by triangulation, respectively, to the ground target position. The average distance of can be calculated.

본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템에서는 상기 항공기의 비행정보 값, 즉 상기 항공기의 Attitute(예컨대, 상기 항공기의 헤딩(Heading), 피치(Pitch) 및 롤(Roll)을 포함함), 속도, 고도 및 좌표 값(Latitude/Longitude)과 상기 HMD의 방위(Azimuth, λ) 및 고도(Elevation, φ) 값들을 기초로 상기 지상 표적위치에 대한 좌표 계산이 이루어진다.In the target coordinate measurement system using the HMD according to the present invention, the flight information value of the aircraft, that is, the Attitute (eg, including the heading, pitch, and roll of the aircraft), the speed of the aircraft The coordinate calculation for the ground target position is performed based on the altitude and coordinate values (Latitude / Longitude) and the orientations (Azimuth, λ) and altitude (Elevation, φ) of the HMD.

상기 지상 표적위치를 획득하기 위해 상기 조종사는 상기 지상 표적위치를 상기 HMD 상에서 시현된 Targeting Reticle에 고정한 후, 일정한 시간 동안 유지한다. 이때, 주어진 단위 시간 동안 이동한 상기 항공기의 거리와 상기 HMD의 상기 방위 값을 상기 삼각 측정법을 이용해서 평면에서의 표적좌표를 구하고, 이를 지구좌표계로 변환하면 상기 지상 표적위치에 대한 표적좌표를 구할 수 있다.To obtain the ground target position, the pilot fixes the ground target position to a targeting reticle displayed on the HMD, and then maintains it for a predetermined time. In this case, a target coordinate in a plane is calculated by using the triangulation method of the distance of the aircraft and the azimuth value of the HMD that are moved for a given unit time, and when converted into a global coordinate system, a target coordinate for the ground target position is obtained. Can be.

또한, 상기 항공기의 고도와 상기 HMD의 고도 값을 사용해서 상기 지상 표적좌표의 고도를 보정할 수 있다.The altitude of the ground target coordinate may be corrected using the altitude of the aircraft and the altitude value of the HMD.

또한, 상기 항공기 조종사가 상기 HMD를 통해 항상 정확하게 지상 표적위치를 바라보는 것은 불가능하고 상기 삼각 측정법의 특성상 상기 지상 표적위치에 대한 상기 항공기의 거리에 따라 정밀도가 반비례하므로, 상기 지상 표적위치에 대한 표적좌표 정보의 정밀도를 위해 통계기법 및/또는 칼만 필터(Kalman Filter)를 적용할 수 있다.In addition, since it is impossible for the aircraft pilot to always look at the ground target position accurately through the HMD, and the precision is inversely proportional to the distance of the aircraft to the ground target position due to the characteristics of the triangulation method, the target with respect to the ground target position Statistical techniques and / or Kalman filters can be applied for the accuracy of coordinate information.

이때, 상기 항공기 조종사가 상기 지상 표적위치에 대한 지정을 위해 사용하게 되는 상기 Targeting Reticle은, 상기 지상 표적위치를 지정함과 동시에 현재의 계산 정밀도를 나타낼 수 있는 조준선(121)과 편차 지시계(122)로 구성된다.In this case, the targeting reticle used by the aircraft pilot to designate the ground target position includes an aiming line 121 and a deviation indicator 122 that designate the ground target position and indicate current calculation accuracy. It consists of.

상기 조준선(121)과 편차 지시계(122)를 이용하여 상기 항공기 조종사는 상기 지상 표적위치에 상기 Targeting Reticle을 맞추고, 상기 조준선(121)이 짧아져서 상기 편차 지시계(122) 위치로 안정될 때까지 상기 지상 표적위치를 추적하면 된다.By using the aiming line 121 and the deviation indicator 122, the aircraft pilot adjusts the targeting reticle to the ground target position, and until the aiming line 121 is shortened to stabilize the position of the deviation indicator 122. You can track the ground target position.

이하는 상기 설명한 바와 같은, 상기 지상 표적위치의 계산 원리를 이용한 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 계산 시스템에 대해 설명한다.The following describes the target coordinate calculation system using the HMD according to the present invention using the above described ground target position calculation principle.

도 1은 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a target coordinate measurement system using an HMD according to the present invention.

본 발명의 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템은 도 1에서 도시하는 바와 같이, 데이터 처리부(110), 표적화면 표시부(120), 표적위치 편차 측정부(130), 표적좌표 정보 저장부(140) 및 표적 위치좌표 처리부(150)를 포함한다.Target coordinate measurement system using the HMD of the present invention, as shown in Figure 1, the data processing unit 110, target screen display unit 120, target position deviation measurement unit 130, target coordinate information storage unit 140 and Target position coordinate processing unit 150 is included.

이때, 상기 표적화면 표시부(120)는 조준선(121) 및 편차 지시계(122)를 포함하고, 상기 표적 위치좌표 처리부(150)는 칼만 필터(151)를 더 포함한다.In this case, the target screen display unit 120 includes an aiming line 121 and a deviation indicator 122, and the target position coordinate processing unit 150 further includes a Kalman filter 151.

상기 데이터 처리부(110)는 상기 항공기의 비행정보 값, 즉 상기 항공기의 Attitute(상기 항공기의 헤딩(Heading), 피치(Pitch), 롤(Roll)을 포함함), 속도, 고도 및 좌표값(Latitude/Longitude)과, 상기 HMD의 방위(Azimuth, λ) 및 고도(Elevation, φ) 값을 실시간으로 측정하고 저장하는 기능을 수행한다.The data processor 110 may calculate flight information of the aircraft, that is, attitute of the aircraft (including heading, pitch, and roll of the aircraft), speed, altitude, and coordinate values. / Longitude, and measures the orientation (Azimuth, λ) and altitude (Elevation, φ) of the HMD in real time.

상기 표적화면 표시부(120)는 상기 항공기 조종사가 착용한 상기 HMD 상에 시현되는 Targeting Reticle에 의해 구성되고, 상기 Targeting Reticle은 상기 조준선(121)과 편차 지시계(122)로 구성된다.(도 2 및 도 3 참조)The target screen display unit 120 is configured by a targeting reticle displayed on the HMD worn by the aircraft pilot, and the targeting reticle includes the aiming line 121 and the deviation indicator 122 (FIG. 2 and 3)

상기 조준선(121)은 십자형태의 조준선으로서, 상기 항공기 조종사는 상기 HMD가 장착된 머리를 움직여 상기 지상 표적위치가 상기 조준선(121)의 십자선 중앙에 고정되도록 한다.The line of sight 121 is a crosshair of a crosshair, and the pilot of the aircraft moves the head mounted with the HMD so that the ground target position is fixed at the center of the crosshair of the line of sight 121.

이때, 상기 조준선(121) 상에서 조준 되고 있는 상기 지상 표적위치의 안정화 정도에 따라 상기 조준선(121)의 십자선 길이가 조절된다. 즉, 상기 조준선(121) 상에 상기 표적위치가 일정 수준 이상 안정되게 고정되면, 상기 조준선의 길이가 짧아지고, 불안정한 경우는 길어지게 된다. 상기 조준선이 가장 짧아지는 경우는 상기 표적위치가 가장 정밀하게 안정된 경우를 나타내며, 이때 상기 Targeting Reticle은 도 5와 같다.At this time, the crosshair length of the aiming line 121 is adjusted according to the degree of stabilization of the ground target position being aimed on the aiming line 121. That is, when the target position is stably fixed to the aiming line 121 more than a predetermined level, the length of the aiming line is shortened, and if the unstable line is long. The case where the line of sight is shortest indicates the case where the target position is most precisely stable, and the targeting reticle is shown in FIG. 5.

상기 표적위치 편차 측정부(130)는 상기 HMD를 머리에 착용한 항공기 조종사가 상기 조준선(121) 중앙에 상기 지상 표적위치가 안정적으로 고정된 정도에 따라 상기 조준선(121)의 길이를 조정하는 기능을 수행한다.The target position deviation measuring unit 130 adjusts the length of the aiming line 121 according to the degree that the aircraft pilot wearing the head of the HMD is fixed to the center of the aiming line 121 is stably fixed. Do this.

이때, 상기 표적위치 편차 측정부(130)는 후술하는 표적 위치좌표 처리부(140)에서 지속적으로 계산되는 상기 지상 표적위치에 대한 좌표값을 기초로 하여 표준편차에 대한 계산이 이루어지고, 이 결과가 상기 Targeting Reticle의 조준선(121) 및 편차 지시계(122)를 조절하는 데 피드백된다.At this time, the target position deviation measuring unit 130 is calculated for the standard deviation based on the coordinate values for the ground target position continuously calculated in the target position coordinate processing unit 140 to be described later, the result is Feedback is provided to adjust the line of sight 121 and the deviation indicator 122 of the targeting reticle.

상기 표적 위치좌표 처리부(140)는 상기 데이터 처리부(110)에서 실시간 측정되는 상기 HMD의 방위 및 고도값과 상기 항공기의 비행정보 값을 바탕으로 삼각측정법을 통해 상기 지상 표적위치에 대한 위치좌표 값을 지속적으로 계산하는 기능을 수행한다. 이때, 표적 정보의 안정화를 위해 통계기법 및 상기 칼만 필터(141)가 적용될 수 있다. 이렇게 계산 축적된 상기 지상 표적위치에 대한 위치좌표 값을 바탕으로 상기 표적위치 편차 측정부(130)를 통해 상기 Targeting Reticle의 조준선(121)과 편차 지시계(122)에 피드백 된다.The target position coordinate processor 140 calculates a position coordinate value of the ground target position through a triangulation method based on the azimuth and altitude value of the HMD measured in real time by the data processor 110 and flight information of the aircraft. Perform the function of continuously calculating. In this case, a statistical technique and the Kalman filter 141 may be applied to stabilize the target information. The target position deviation measuring unit 130 is fed back to the aiming line 121 and the deviation indicator 122 of the targeting reticle based on the calculated position coordinate values of the ground target position.

상기 표적 좌표정보 저장부(150)는 상기 표적 위치좌표 처리부(140)에서 계산되는 상기 지상 표적위치에 대한 좌표값을 저장하는 기능을 수행한다.The target coordinate information storage unit 150 stores a coordinate value for the ground target position calculated by the target position coordinate processing unit 140.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의해 상기 HMD에 시현되는 상기 Targeting Reticle에 대한 예시도이다.2 and 3 are exemplary views of the targeting reticle shown in the HMD according to the present invention.

상기 항공기 조종사가 상기 HMD의 Targeting Reticle의 조준선 중앙에 상기 지상 표적위치가 위치하도록 머리를 움직이고, 상기 조준선 중앙에 상기 지상 표적위치가 고정되는 잠시 후 누적되는 계산결과들이 안정화되기 시작하면 표준편차의 크기를 나타내는 상기 조준선의 길이가 줄어들기 시작한다.The aircraft pilot moves his head to position the ground target position at the center of the aiming reticle of the HMD, and after a while the ground target position is fixed at the center of the aiming line. The length of the line of sight, which indicates, begins to decrease.

상기 조준선 및 편차 지시계가 안정화되면 상기 조종사는 상기 지상 표적위치의 좌표정보를 저장하거나 사용할 수 있게 된다.When the line of sight and the deviation indicator are stabilized, the pilot can store or use the coordinate information of the ground target position.

상기 조종사가 상기와 같이 상기 Targeting Reticle을 이용하여 지상의 한 지점을 응시하고 있는 동안, 이때의 상기 HMD의 방위 및 고도 값과 상기 항공기의 비행정보 값을 바탕으로 삼각측정법을 통해 상기 지상 표적위치의 좌표값을 지속적으로 계산되고 축적되어 표준편차까지 계산을 하게 되고, 그 결과가 다시 상기 Targeting Reticle의 조준선 및 편차 지시계에 피드백된다.While the pilot gazes at a point on the ground by using the targeting reticle as described above, the ground target position is determined by triangulation based on the azimuth and altitude values of the HMD and flight information of the aircraft. The coordinate values are continuously calculated and accumulated to calculate the standard deviation, and the results are fed back to the aiming line and the deviation indicator of the targeting reticle.

도 4는 본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법의 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for measuring target coordinates using HMD according to the present invention.

본 발명에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법 역시 삼각측정법을 기본으로 한다.The target coordinate measurement method using the HMD according to the present invention is also based on triangulation.

먼저, 지상위치 계산 단계(S10)로서, 항공기의 현재 및 이전 위치좌표와 상기 HMD의 현재 및 이전 방위 및 고도 값을 기초로 지상 표적좌표를 계산한다.First, in the ground position calculation step S10, ground target coordinates are calculated based on current and previous position coordinates of the aircraft and current and previous azimuth and altitude values of the HMD.

그 다음, 솔루션 존재 판단 단계(S20)로서, 상기 지상위치 계산 단계(S10)에서 솔루션이 존재하는지 여부를 판단한다.Next, as a solution existence determination step (S20), it is determined whether a solution exists in the ground position calculation step (S10).

그 다음, 상기 솔루션 존재 판단 단계(S20)에서 상기 솔루션이 존재하지 않는 경우 상기 지상 표적위치에 대한 위치값 축적을 초기화하는 단계(S30)를 거쳐 다시 상기 지상위치 계산 단계(S10)로 돌아가고, 상기 솔루션이 존재하는 경우 상기 지상위치 계산 단계(S10)에서 계산된 상기 지상 표적좌표 값을 축적하여 표준편차를 계산하는 표준편차 계산 단계(S40)를 진행한다.Then, when the solution does not exist in the solution existence determination step (S20), the process returns to the ground position calculation step (S10) again through the step (S30) of initializing the position value accumulation for the ground target position. If a solution exists, the standard deviation calculation step (S40) of accumulating the ground target coordinate value calculated in the ground position calculation step (S10) and calculating a standard deviation is performed.

그 다음, 타게팅 레티클(Targeting Reticle) 조절 단계(S50)로서, 상기 표준편차 계산 단계(S40)에서 계산된 표준편차를 기초로 상기 타게팅 레티클(Targeting Reticle)의 조준선 길이를 조절한다.Next, as a targeting reticle adjusting step S50, the line length of the targeting reticle is adjusted based on the standard deviation calculated in the standard deviation calculating step S40.

상기와 같은 구성 및 방법에 의해 상기 HMD를 독자적인 센서로서 역할을 수행하는 표적획득 센서로 사용할 수 있는 효과가 있다.According to the configuration and method as described above, there is an effect that the HMD can be used as a target acquisition sensor serving as an independent sensor.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed to solve the technical problem, and those skilled in the art to which the present invention pertains (man skilled in the art) various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention. It will be appreciated that such modifications, changes and the like should be regarded as falling within the scope of the following claims.

본 발명은 지상의 한 지점을 응시할 수 있는 장치(예컨대, HMD, FLIR 등)를 갖춘 모든 항공기 시스템에 적용될 수 있으며, 전방 통제기, 근접 지원기, 구조 헬기 등 지상의 특정 지점의 좌표 정보를 획득할 필요가 있는 모든 형태의 항공기 시스템에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to any aircraft system equipped with a device capable of staring at a point on the ground (eg, HMD, FLIR, etc.), and can obtain coordinate information of a specific point on the ground such as a front controller, a proximity supporter, a rescue helicopter, and the like. It can be applied to all types of aircraft systems that need to be used.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템의 구성도1 is a block diagram of a target coordinate measurement system using HMD according to a preferred embodiment of the present invention

도 2 및 도 3은 상기 HMD에 시현 되는 상기 Targeting Reticle에 대한 예시도2 and 3 are diagrams illustrating the targeting reticle displayed in the HMD.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법에 대한 순서도4 is a flowchart illustrating a method for measuring target coordinates using HMD according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 상기 HMD에 시현 되는 상기 Targeting Reticle에 표적위치가 안정화 된 상태의 조준선을 나타내는 예시도5 is an exemplary view showing an aiming line in a state in which a target position is stabilized in the Targeting Reticle displayed in the HMD;

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 : HMD 표적 좌표 측정 시스템 110 : 데이터 처리부100: HMD target coordinate measuring system 110: data processing unit

120 : 표적 화면 표시부 121 : 조준선120: target screen display unit 121: aiming line

122 : 편차 지시계 130 : 표적 위치 편차 측정부122: deviation indicator 130: target position deviation measuring unit

140 : 표적 위치 좌표 처리부 141 : 칼만 필터140: target position coordinate processing unit 141: Kalman filter

150 : 표적 좌표 정보 저장부 S10 : 지상위치 계산 단계150: target coordinate information storage unit S10: ground position calculation step

S20 : 솔루션 존재 판단 단계 S30 : 위치값 축적 초기화 단계S20: Determination of solution existence step S30: Position value accumulation initialization step

S40 : 표준편차 계산 단계 S50 : 타케팅 레티클 조절 단계S40: Standard deviation calculation step S50: Targeting reticle adjustment step

Claims (3)

HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템에 있어서,In the target coordinate measuring system using HMD, 항공기의 비행정보 값(항공기의 Attitute(Heading, Pitch, Roll), 속도, 고도 및 좌표값(Latitude/Longitude)과 상기 HMD의 방위 및 고도 값을 실시간으로 측정하고 저장하는 데이터 처리부와;A data processor for measuring and storing flight information of the aircraft (attitute (heading, pitch, roll), speed, altitude and coordinate values (Latitude / Longitude) of the aircraft) and azimuth and altitude values of the HMD in real time; 상기 항공기 조종사의 머리에 장착되어 표적위치에 대한 조준선과 상기 표적위치에 대한 조준 편차 정도를 나타내는 편차 지시계로 구성된 Targeting Reticle이 구비된 표적화면 표시부와;A target screen display unit mounted on the head of the aircraft pilot, and provided with a targeting reticle including a line of sight aimed at a target position and a deviation indicator indicating a degree of aiming deviation at the target position; 상기 편차 지시계의 편차 정도를 측정하는 표적위치 편차 측정부와;A target position deviation measuring unit measuring a deviation degree of the deviation indicator; 상기 표적위치 편차 측정부에서 측정된 편차 정도가 일정범위 내로 안정화된 각 시점에서 상기 데이터 처리부에서 측정 및 저장된 상기 값들을 이용해 삼각측정법에 의해 상기 표적위치에 대한 표적좌표를 계산하는 표적위치좌표 처리부;A target position coordinate processing unit for calculating target coordinates for the target position by triangulation using the values measured and stored in the data processing unit at each time point when the deviation degree measured by the target position deviation measuring unit is stabilized within a predetermined range; 를 포함하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템.Target coordinate measurement system using a HMD comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 표적위치좌표 처리부는,The method of claim 1, wherein the target position coordinate processing unit, 칼만 필터를 구비하여 상기 데이터 처리부에서 측정 및 저장된 상기 값들이 상기 칼만 필터로 공급되어 상기 표적위치에 대한 표적좌표를 계산하도록 한 것을 특징으로 하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 시스템.And a Kalman filter so that the values measured and stored by the data processing unit are supplied to the Kalman filter to calculate a target coordinate for the target position. HMD를 이용한 표적좌표의 삼각측정 방법에 있어서,In the triangulation method of the target coordinate using HMD, (a)항공기의 현재 및 이전의 위치좌표와 HMD의 현재 및 이전의 방위 및 고도 값을 기초로 지상표적좌표를 계산하는 지상위치 계산 단계(S10)와;(a) a ground position calculation step (S10) of calculating ground target coordinates based on the current and previous position coordinates of the aircraft and the current and previous bearing and altitude values of the HMD; (b)상기 지상위치 계산 단계의 솔루션이 존재하는지 여부를 판단하는 솔루션 존재 판단 단계(S20)와;(b) a solution presence determination step (S20) of determining whether a solution of the ground position calculation step exists; (c)상기 솔루션 존재 판단 단계(S20)에서, 상기 솔루션이 존재하지 않는 경우 상기 지상표적좌표를 초기화하는 단계(S30)를 거쳐 다시 상기 지상위치 계산 단계(S10)로 돌아가고, 상기 솔루션이 존재하는 경우에는 상기 지상위치 계산 단계(S10)에서 계산된 지상표적좌표 값을 축적하여 표준편차를 계산하는 표준편차 계산 단계(S40)와;(c) In the solution existence determination step (S20), if the solution does not exist, go back to the ground position calculation step (S10) after initializing the ground target coordinate (S30), and the solution exists A standard deviation calculation step (S40) of accumulating the ground target coordinate values calculated in the ground position calculation step (S10) and calculating a standard deviation; (d)상기 표준편차 계산 단계(S40)에서 계산된 표준편차를 기초로 타겟팅 레티클(Targeting Reticle)의 조준선(십자선) 길이를 조절하는 단계(S50);(d) adjusting an aiming line (cross line) length of a targeting reticle based on the standard deviation calculated in the standard deviation calculating step (S40) (S50); 를 포함하는 HMD를 이용한 표적좌표 측정 방법.Target coordinate measurement method using a HMD comprising a.
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