KR20120050180A

KR20120050180A - 타격체계 위치 파악 방법 및 이를 이용한 타격체계 제어 방법

Info

Publication number: KR20120050180A
Application number: KR1020100111565A
Authority: KR
Inventors: 박인규
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2012-05-18
Also published as: KR101485991B1

Abstract

본 발명은 타격체계 위치 파악 방법 및 이를 이용한 타격체계 제어 방법을 개시한다.
본 발명의 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법은, 감시체계가 상기 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치를 계산하는 단계; 상기 감시체계가 표적의 위치를 실시간 상기 타격체계로 전송하는 단계; 및 상기 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치 및 상기 표적의 위치를 기초로, 상기 타격체계가 상기 타격체계를 기준으로 하는 표적 지향각을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

타격체계 위치 파악 방법 및 이를 이용한 타격체계 제어 방법{Method for detecting position of firing system and controlling of firing system}

본 발명은 감시경계 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 감시체계의 타격체계 위치 파악 방법 및 이를 이용한 타격체계 제어 방법에 관한 것이다.

영상장치를 활용하여 감시/경계를 행하는 감시경계 시스템은, 영상장치가 표적을 발견하고 지향할 때 타격체계가 자동으로 영상장치가 지향하는 표적을 지향하도록 감시체계와 타격체계를 서로 연동하여 감시/경계를 수행한다.

이때, 감시체계를 기준으로 타격체계의 위치와 방향을 정확하게 알고 있어야만 감시체계에서 관측한 표적의 정보를 활용하여, 타격체계가 마치 감시체계의 영상을 보고서 타격하는 것과 같은 효과를 가지며 정확하게 타격할 수 있다.

현재 감시경계 시스템은, GPS 혹은 레이더를 활용하여 감시체계를 기준으로 타격체계의 위치를 파악하고 있다. 일반적으로 흔히 활용되는 군사용 GPS의 측정오차는 ±6m 이고, 레이더의 측정오차는 ±1°이다. 이 오차들로 인해 감시체계에서 측정한 값을 직접적으로 활용하여 표적을 타격할 수 없어, 감시체계로부터 지령된 명령을 수행하는 타격체계는 추가적으로 재조준을 해야 하는 번거로움이 있다. 또한, 큰 오차 범위로 인해 타격체계의 영상장치에서 표적을 놓쳐버려 표적의 위치를 제대로 파악하지 못할 우려가 있다.

본 발명은 감시체계를 기준으로 측정한 타격체계의 위치와 방향의 측정오차를 최소화하여 감시체계가 지향하는 표적의 위치를 실시간으로 타격체계가 연동하여 타격할 수 있는 감시경계 시스템의 타격체계 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법은, 감시체계가 상기 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치를 계산하는 단계; 상기 감시체계가 표적의 위치를 실시간 상기 타격체계로 전송하는 단계; 및 상기 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치 및 상기 표적의 위치를 기초로, 상기 타격체계가 상기 타격체계를 기준으로 하는 표적 지향각을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감시체계와 타격체계가 상호 관측이 가능한 감시경계 시스템에서 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 파악하는 방법은, 표적 출몰 예상 방향을 x축으로 하는 상기 감시체계의 좌표계를 기준 좌표계로 설정하는 단계; 및 상기 감시체계와 상기 타격체계가 상호 마주한 상태에서 카메라 및 레이저 거리측정기를 이용하여 측정된 상기 타격체계를 표적으로 하는 링크 파라미터를 이용하여 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감시체계와 타격체계가 상호 관측이 불가능한 감시경계 시스템에서 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 파악하는 방법은, 표적 출몰 예상 방향을 x축으로 하는 상기 감시체계의 좌표계를 기준 좌표계로 설정하는 단계; 상기 타격체계가 제1표적을 지향하는 방향을 x_R축으로 하는 상기 타격체계의 초기 좌표계를 설정하는 단계; 상기 감시체계와 상기 타격체계가 각 좌표계에서 제1표적 및 제2표적에 대한 거리 및 방향을 측정하는 단계; 상기 제1표적 및 상기 제2표적에 대한 거리 및 방향을 기초로 상기 감시체계와 상기 타격체계의 각 좌표계에서 상기 제1표적과 상기 제2표적 간의 공통벡터를 계산하는 단계; 공통벡터 좌표계를 기준으로 상기 감시체계의 좌표계와 상기 타격체계의 좌표계가 나란하도록 회전시킨 각도인 옵셋 각을 계산하는 단계; ; 및 상기 옵셋 각을 이용하여 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명은 GPS나 레이더를 활용하지 않고 감시체계를 기준으로 최소의 오차로 타격체계의 위치와 방향을 측정할 수 있어, 감시체계가 지향하는 표적의 위치를 실시간으로 타격체계가 연동하여 타격할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감시체계와 타격체계가 연동하는 감시경계 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감시체계와 타격체계 간에 위치 관측이 상호 가능한 경우, 타격체계의 제어 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 3 내지 도 6은 도 2의 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치 파악 방법을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 타격체계의 제어 방법을 도시한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 감시체계와 타격체계 간에 위치 관측이 상호 불가능한 경우, 타격체계의 원격 제어 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 10 내지 도 14는 도 9의 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치 파악 방법을 개략적으로 설명하는 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감시체계와 타격체계가 연동하는 감시경계 시스템을 도시한다.

도 1은, 감시체계를 중심으로 주변에 다수의 타격체계(타격체계A, 타격체계B, 타격체계C)가 배치된 상황을 나타낸다. 감시체계와 타격체계는 표적을 쉽게 감시하고 타격할 수 있는 공간과 방향을 갖도록 임의로 배치된다. 도 1은, 타격체계A와 타격체계B는 감시체계와 상호 관측이 가능하나, 타격체계C는 감시체계와 상호 관측이 불가능한 예를 도시하고 있다.

감시체계는 고성능 카메라와 정밀 거리 측정기(예:레이저 거리측정기(LRF) 등)를 구비하고 원격으로 주변 환경을 감시하고, 필요시 무장을 장착하여 경계를 할 수 있다. 감시체계는 원격영상화면을 통하여 표적 출몰을 감시하고 발견된 표적과의 거리를 거리측정기로 정밀하게 측정한다. 감시체계의 카메라와 거리측정기는 정밀 서보 모터로 구동되며, 정밀 절대 엔코더 신호로 표적의 공간상 정밀 위치 데이터를 파악할 수 있다.

각 타격체계는 무장을 장착하여 독립 영역에서 감시/경계임무를 수행하며, 감시체계와 같이 고성능 카메라와 고정도 거리측정기(예를 들어, LRF(Laser Range Finder))를 구비할 수 있다. 타격체계는 필요시 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치와 방향 벡터가 파악된 후 무장을 제외한 카메라와 거리측정기를 제거할 수 있다. 타격체계는 무장을 장착한 정밀 로봇형 구조이고, 타격체계는 감시체계와 데이터 송수신이 가능하도록 구성되어 감시체계에서 데이터를 받아 표적을 지향하고 타격한다. 이때 감시체계와 타격체계 간에 공유하는 초기 데이터는 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치정보이며, 표적을 감지했을 경우 감시/타격 체계 간 실시간 전송 데이터는 표적의 위치와 방향 벡터가 된다.

본 발명의 감시체계와 타격체계는 무장 및 카메라를 모두 구비하고 표적을 먼저 발견한 체계가 감시체계가 될 수 있다.

감시체계는 카메라를 이용하여 영상을 통해 표적을 발견하고, 표적으로의 집중 사격이 필요하다고 판단할 경우, 타격체계들로 사격 지령을 전송하여 타격체계들이 표적을 동시에 지향하여 집중 사격을 할 수 있도록 할 수 있다. 이때 필요에 따라 모든 타격체계를 감시체계가 지향하는 곳으로 지향할 수 있도록 할 수도 있고, 특정 지역을 계속 감시해야할 꼭 필요성이 있는 다른 감시체계(또는 타격체계)는 표적을 먼저 발견한 감시체계의 명령을 따르지 않고 고유의 감시업무를 진행할 수도 있다. 이때 감시체계만 카메라와 거리측정기를 지니고 있고 타격체계는 무장만 지니고 있다 하더라도 미리 계산된 정밀한 상호 거리와 방향 벡터들의 연동 계산으로 정밀한 동시 타격이 가능하다. 연동할 수 있는 타격체계의 수는 제한이 없으나, 감시체계와 타격체계 간 거리는 카메라와 거리 측정기의 가용 범위 내로 제한된다.

타격체계의 제어를 위해, 즉, 감시체계가 표적의 위치를 파악하여 목표위치 지령을 타격체계들에 내려 일사불란하게 연동하여 움직일 수 있도록 하기 위해서는 감시체계를 기준으로 한 타격체계들의 위치를 정확하게 알아야 한다. 이를 위해 감시체계가 타격체계들의 위치 관측이 가능한 경우와 관측이 불가능한 경우에 대한 별도의 고려가 필요하다.

감시체계에서 측정된 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치는 타격체계로 전송되어 감시체계와 타격체계에 각각 저장되어 공유된다. 즉, 감시체계와 타격체계는 상호 간의 위치 정보를 공유한다. 따라서, 필요에 따라, 또는 표적을 먼저 발견한 임의의 타격체계가 감시체계로 활용이 가능해진다. 이후, 감시체계가 표적의 위치를 실시간 타격체계로 전송하고, 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치 및 상기 표적의 위치를 기초로, 타격체계는 타격체계를 기준으로 하는 표적 지향각(선회각, 고저각)을 결정한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감시체계와 타격체계 간에 위치 관측이 상호 가능한 경우, 타격체계의 제어 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다. 도 3 내지 도 6은 도 2의 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치 파악 방법을 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 7 및 도 8은 도 2의 타격체계의 제어 방법을 도시한다. 이하, 도 2를 참조하여, 도 3 내지 도 8을 설명하겠다.

감시체계(10)와 타격체계(20)는 표적 출몰 예상 지역에 배치되어 있고, 상호 관측이 가능하다.

도 3을 참조하면, 감시체계(10)는 감시체계(10)의 좌표계 및 위치를 설정한다(S201). 감시체계(10)는 표적 출몰 예상 방향을 x₀ 축으로 하는 감시체계(10)의 좌표계{0-x,y,z}를 기준 좌표계로 설정한다. 기준 좌표계에서 감시체계(10)의 위치는 영점(

)으로 설정한다.

도 4를 참조하면, 감시체계(10)는 감시체계(10)를 기준으로 타격체계(20)의 위치(

)를 계산한다.

도 4(a)는 감시체계(10)와 타격체계(20)의 평면 측면도이고, 도 4(b)는 감시체계(10)와 타격체계(20)의 정면 관측도이다. 감시체계(10)와 타격체계(20)는 무장의 방향을 서로 마주보도록 상호 약속된 위치를 주시한다. 감시체계(10)는 레이저 거리측정기를 이용하여 측정한 감시체계(10)와 타격체계(20) 간의 거리(a₂), 선회각(Azimuthal joint angle: θ_A), 및 고저각(Elevational joint angle: θ_E)을 링크 파라미터로 하여 타격체계(20)의 위치(

)를 계산한다.

무장을 구비한 감시체계(10) 또는 타격체계(20)의 링크 구조는 도 5와 같다. 링크 정보는 표1과 같이 데나비트-하텐버그(Denavit-Hatenburg: D-H) 파라미터로 나타낼 수 있다. 이웃하는 링크는 각 계에서 링크 길이(a_i), 링크 뒤틀림(α_i), 링크 오프셋(d_i), 및 관절각(θ_i)으로 D-H 파라미터를 정의한다. D-H 파라미터 계산법은 공지된 기술이므로 이하 상세한 설명은 생략하겠다.

Joint i	θ_i	α_i	a_i	d_i
1	θ₁	90°	a₁	d₁
2	θ₂	-90°	a₂	0

도 5의 베이스 좌표계를 기준으로 한 변환행렬(Transformation matrix)은 하기 식(1)과 같다. 식(1)로부터 표적의 위치([wP_x,wP_y,wP_z]^T)를 링크 파라미터로 표현할 수 있다. 본 실시예에서는 링크 파라미터를 D-H 파라미터 계산법에 의해 표현하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 링크의 정보를 알 수 있는 기타 다양한 수학적 혹은 기하학적 표현으로 링크 파라미터를 정의할 수 있음은 물론이다.

.....(1)

타격체계(20)를 표적으로 하여 식(1)을 적용하면 감시체계(10)를 기준으로 하는 타격체계(20)의 위치는 하기 식(2)에 의해 계산할 수 있다.

.....(2)

감시체계(10)는 계산된 감시체계(10)를 기준으로 하는 타격체계(20)의 위치를 직접 또는 중앙 운영 서버를 경유하여 타격체계(20)로 전송한다.

감시체계(10)는 표적 발견시 움직이는 표적의 위치 정보를 실시간으로 타격체계(20)로 전송한다. 타격체계(20)는 감시체계(10)를 기준으로 하는 타격체계(20)의 위치 정보와 표적의 위치 정보를 기초로 타격체계(20)를 기준으로 하는 표적 지향각(선회각 및 고저각)을 결정하고, 실시간 정확한 타격을 수행한다.

도 6을 참조하면, 표적의 위치 정보를 수신한 타격체계(20)는 감시체계(10)의 좌표계와 나란한 타격체계(20)의 좌표계를 설정한다(S203). 감시체계(10)가 자신의 좌표계의 x₀ 축을 따라 φ 만큼 회전되어 있으므로, 타격체계(20) 또한 자신의 좌표계의 x_R 축을 따라 -φ 만큼 회전되어야 한다. 이를 이용하여, 감시체계(10)의 x₀ 축과 감시체계(10)와 타격체계(20) 간에 형성되는 일직선이 평면상에서 이루는 각(φ)을 하기 식(3)에 의해 계산한다. 타격체계(20)를 φ만큼 회전시킬 때 타격체계(20)의 방향이 감시체계(10)의 x₀ 축과 나란한 x_R 축이 된다.

.....(3)

여기서, 감시체계(10)와 타격체계(20) 간의 평면 거리는

이다.

도 7을 참조하면, 타격체계(20)는 선회각(θ₁)을 계산한다.

타격체계(20)를 기준으로 표적(P)의 위치 벡터

와 감시체계(10)의 위치 벡터

사이의 각 β를 식(4)에 의해 결정한다.

.....(4)

여기서,

이다.

타격체계(20)의 선회각(θ₁)은 식(5)에 의해 결정한다.

θ₁=β-φ.....(5)

도 8을 참조하면, 타격체계(20)는 고저각(θ₂)을 계산한다.

타격체계(20)의 베이스를 원점(

)으로 설정하고, 식(1)의 링크 파라미터를 이용하여 원점에서 표적(P)까지의 위치 벡터를 하기 식(6)에 의해 계산한다.

.....(6)

한편, 무장의 회전 중심에서 표적(P)까지의 거리(a₂)는 하기 식(7)에 의해 계산되고, 타격체계의 고저각(θ₂)은 하기 식(8)에 의해 계산된다.

.....(7)

.....(8)

도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 감시체계와 타격체계 간에 위치 관측이 상호 불가능한 경우, 타격체계의 원격 제어 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다. 도 10 내지 도 14는 도 9의 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치 파악 방법을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하, 도 9를 참조하여, 도 10 내지 도 14를 설명하겠다.

감시체계(10)와 타격체계(20)는 표적 출몰 예상 지역에 배치되어 있고, 상호 관측이 불가능하다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 감시체계(10)는 감시체계(10)의 좌표계 및 위치를 설정한다(S901). 감시체계(10)는 표적 출몰 예상 방향을 x₀ 축으로 하는 감시체계(10)의 영점 좌표계{0-x,y,z}를 기준 좌표계로 설정한다. 기준 좌표계에서 감시체계(10)의 위치는 영점(

)으로 설정한다.

도 10을 참조하면, 감시체계(10)와 타격체계(20)는 제1공동표적(P1)을 설정하고, 감시체계(10)와 타격체계(20)의 각 좌표계에서 제1공동표적(P1)에 대한 거리와 방향을 측정한다(S902). 이때, 타격체계(20)의 좌표계는 R점 좌표계({R-x,y,z})이고, R점 좌표계({R-x,y,z}에서 타격체계(20)의 위치는 영점(

)으로 설정한다. 또한, 타격체계(20)의 최초 x_R축 방향은 제1공동표적(P1)을 지시하는 방향으로 설정한다. 즉, 좌표계의 x_R축 방향과 타격체계(20)의 무장의 선회각은

=0°가 된다.

감시체계(10)와 타격체계(20)로부터 제1공동표적(P1)까지의 위치벡터는 각각

,

으로 표현되고, 감시체계(10)와 타격체계(20)에서 제1공동표적(P1)까지의 거리는 각각

,

으로 표현된다. 감시체계(10)에서 제1공동표적(P1)에 대한 선회각(

)은 임의의 상수값을 갖고, 타격체계(20)에서 제1공동표적(P1)에 대한 선회각(

)은 0°의 값을 갖도록 초기 좌표의 기준 방향을 설정한다. 감시체계(10)에서 제1공동표적(P1)에 대한 고저각과 타격체계(20)에서 제1공동표적(P1)에 대한 고저각은 각각

,

으로 표현된다.

감시체계(10)와 타격체계(20) 각각은 측정값을 메모리에 저장한다.

도 11을 참조하면, 감시체계(10)와 타격체계(20)는 제2공동표적(P2)을 설정하고, 감시체계(10)와 타격체계(20)의 각 좌표계에서 제2공동표적(P2)에 대한 거리와 방향을 측정한다(S903).

감시체계(10)와 타격체계(20)로부터 제2공동표적(P2)까지의 위치벡터는 각각

,

으로 표현되고, 감시체계(10)와 타격체계(20)에서 제2공동표적(P2)까지의 거리는 각각

,

으로 표현된다. 감시체계(10)에서 제2공동표적(P2)에 대한 선회각과 타격체계(20)에서 제2공동표적(P2)에 대한 선회각은 각각

,

로 표현되고, 임의의 상수 값을 갖는다. 감시체계(10)에서 제2공동표적(P2)에 대한 고저각과 타격체계(20)에서 제2공동표적(P2)에 대한 고저각은 각각

,

으로 표현한다.

도 12를 참조하면, 감시체계(10)와 타격체계(20)는 각 좌표계에서 제1공동표적(P1)과 제2공동표적(P2) 간의 공통벡터를 계산한다(S904).

감시체계(10)의 영점 좌표계에서 계산된 제1공동표적(P1)과 제2공동표적(P2) 간의 공통벡터(L₀)와 타격체계(20)의 R점 좌표계에서 계산된 제1공동표적(P1)과 제2공동표적(P2) 간의 공통벡터(L_R)는, 지구 좌표를 기준으로 계산된 공통벡터(L)와 크기와 방향이 동일(L=L₀=L_R)하다.

타격체계(20)는 공통벡터(L_R) 정보를 감시체계(10)로 전송하여 정보를 공유할 수 있고, 감시체계(10)가 공통벡터(L₀) 정보를 타격체계(20)로 전송하여 정보를 공유할 수 있다.

도 13을 참조하면, 감시체계(10)는 공통벡터 좌표계(w)를 기준으로 감시체계(10)와 타격체계(20)의 좌표계가 나란하도록 회전시킨 각도, 즉, 공통벡터 좌표계(w)를 기준으로 감시체계(10)와 타격체계(20) 각각의 좌표계에서 공통벡터를 바라보게 하여 회전시킨 각도인 옵셋 각(δ)을 계산한다(S905).

감시체계(10)의 좌표계와 타격체계(20)의 좌표계를 포개놓으면 xyz축이 상호 일치하게 되는데, 이 때 각 좌표계의 공통벡터 간에 서로 옵셋 각(δ)으로 기울어진다. 이 옵셋 각(δ)만큼 타격체계(20)를 보상해주면 감시체계(10)와 타격체계(20)는 동일한 좌표계를 사용할 수 있다.

감시체계(10)와 타격체계(20) 각각에서 측정한 공통벡터(L)가 중앙 서버 등 제3의 장소에 저장되었을 경우, 제3의 장소에서 감시체계(10)와 타격체계(20)의 좌표계가 아닌 하나의 좌표계를 기준(예를 들어, 감시체계 좌표계 또는 신규 좌표계)으로 공통벡터(L)를 표시함으로써 이루는 경사각인 옵셋 각(δ)을 계산할 수도 있다.

옵셋 각(δ)의 값은 하기 식(9)에 의해 계산될 수 있다.

.....(9)

도 14를 참조하면, 감시체계(10)는 감시체계(10)를 기준으로 타격체계(20)의 위치를 계산한다(S906). 이때, 제1공동표적(P1)을 기준점(

)으로 하여, 영점 좌표계의 감시체계(10)의 위치는

으로 표현된다. 제1공동표적(P1)을 기준점(

)으로 하여, 감시체계(10)의 위치벡터(

)와 타격체계(20)의 위치벡터(

)는 각각 ,

이다. 제1공동표적(P1)을 기준점(

)으로 하여, 타격체계(20)와 감시체계(10) 간의 사이각은 (

)이다.

따라서, 타격체계(20)의 좌표계는 옵셋 각(δ) 만큼 회전하면 감시체계(10)의 좌표계와 나란해진다. 감시체계(10)를 기준으로 하는 타격체계(20)의 위치(

)는 코사인 제2법칙을 이용하여 계산할 수 있다.

표적의 위치 정보를 수신한 타격체계(20)가 타격체계(20)를 기준으로 하는 표적 지향각의 결정은, 도 7 및 도 8을 참조하여 전술된 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략하겠다.

타격체계(20)는 감시체계(10)의 좌표계와 나란한 타격체계(20)의 좌표계를 설정(S907)하고, 타격체계(20)의 선회각(θ₁)을 계산(S908)하고, 타격체계(20)의 고저각(θ₂)을 계산(S909)한다.

본 발명은 감시체계와 타격체계 상호 간에 관측이 가능한 경우, GPS나 레이더를 활용하지 않고, LRF(레이저 거리측정기)와 카메라의 영상 정보를 활용하여 감시체계를 기준으로 타격체계의 위치와 방향을 정확하게 계산할 수 있다.

또한, 본 발명은 감시체계와 타격체계 상호 간에 관측이 불가능한 경우에도, 각 체계에서 두 개의 공동표적 간 거리와 방향을 측정하여 계산 한 후, 공통 벡터를 활용하여 감시체계를 기준으로 타격체계의 위치와 방향을 계산할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

감시체계가 상기 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치를 계산하는 단계;
상기 감시체계가 표적의 위치를 실시간 상기 타격체계로 전송하는 단계; 및
상기 감시체계를 기준으로 하는 타격체계의 위치 및 상기 표적의 위치를 기초로, 상기 타격체계가 상기 타격체계를 기준으로 하는 표적 지향각을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 타격체계의 위치 계산 단계는,
표적 출몰 예상 방향을 x축으로 하는 상기 감시체계의 좌표계를 기준 좌표계로 설정하는 단계; 및
상기 감시체계와 상기 타격체계가 상호 마주한 상태에서 상기 타격체계를 표적으로 하는 링크 파라미터를 이용하여 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 링크 파라미터는 상기 감시체계와 상기 타격체계 간의 거리, 및 상기 감시체계의 선회각 및 고저각을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 감시체계와 상기 타격체계 간의 거리는 정밀 거리측정기를 이용하는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 타격체계의 위치 계산 단계는, 상기 감시체계와 상기 타격체계가 상호 관측이 가능한 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 타격체계의 위치 계산 단계는,
표적 출몰 예상 방향을 x축으로 하는 상기 감시체계의 좌표계를 기준 좌표계로 설정하는 단계;
상기 타격체계가 제1표적을 지향하는 방향을 x_R축으로 하는 상기 타격체계의 초기 좌표계를 설정하는 단계;
상기 감시체계와 상기 타격체계가 각 좌표계에서 제1표적 및 제2표적에 대한 거리 및 방향을 측정하는 단계;
상기 제1표적 및 상기 제2표적에 대한 거리 및 방향을 기초로 상기 감시체계와 상기 타격체계의 각 좌표계에서 상기 제1표적과 상기 제2표적 간의 공통벡터를 계산하는 단계;
공통벡터 좌표계를 기준으로 상기 감시체계의 좌표계와 상기 타격체계의 좌표계가 나란하도록 회전시킨 각도인 옵셋 각을 계산하는 단계; 및
상기 옵셋 각을 이용하여 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1표적에 대한 상기 타격체계의 방향을 기준 방향으로 설정하는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 타격체계의 위치 계산 단계는, 상기 감시체계와 상기 타격체계가 상호 관측이 불가능한 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 타격체계를 기준으로 하는 표적 지향각 결정 단계는,
상기 감시체계와 나란한 상기 타격체계의 좌표계를 설정하는 단계; 및
상기 타격체계의 상기 표적에 대한 선회각 및 고저각을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제9항에 있어서, 상기 타격체계의 좌표계 설정 단계는,
상기 감시체계와 상기 타격체계 간에 형성되는 일직선과 상기 감시체계의 x축이 이루는 회전각을 계산하는 단계; 및
상기 타격체계를 상기 회전각만큼 회전시킨 방향을 x축으로 하는 상기 타격체계의 좌표계를 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
제9항에 있어서, 상기 타격체계의 선회각 및 고저각 결정 단계는,
상기 타격체계를 기준으로 표적의 위치벡터와 상기 감시체계의 위치벡터 사이의 사이각을 계산하는 단계;
상기 사이각과, 상기 감시체계와 상기 타격체계 간에 형성되는 일직선과 상기 감시체계의 x축이 이루는 회전각의 차이로 상기 선회각을 결정하는 단계; 및
링크 파라미터를 이용하여 계산된 상기 타격체계의 중심에서 표적까지의 거리를 기초로 상기 고저각을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시체계와 타격체계를 연동한 타격체계의 제어 방법.
감시체계와 타격체계가 상호 관측이 가능한 감시경계 시스템에서 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 파악하는 방법에 있어서,
표적 출몰 예상 방향을 x축으로 하는 상기 감시체계의 좌표계를 기준 좌표계로 설정하는 단계; 및
상기 감시체계와 상기 타격체계가 상호 마주한 상태에서 카메라 및 레이저 거리측정기를 이용하여 측정된 상기 타격체계를 표적으로 하는 링크 파라미터를 이용하여 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시체계의 타격체계 위치 파악 방법.
감시체계와 타격체계가 상호 관측이 불가능한 감시경계 시스템에서 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 파악하는 방법에 있어서,
표적 출몰 예상 방향을 x축으로 하는 상기 감시체계의 좌표계를 기준 좌표계로 설정하는 단계;
상기 타격체계가 제1표적을 지향하는 방향을 x_R축으로 하는 상기 타격체계의 초기 좌표계를 설정하는 단계;
상기 감시체계와 상기 타격체계가 각 좌표계에서 제1표적 및 제2표적에 대한 거리 및 방향을 측정하는 단계;
상기 제1표적 및 상기 제2표적에 대한 거리 및 방향을 기초로 상기 감시체계와 상기 타격체계의 각 좌표계에서 상기 제1표적과 상기 제2표적 간의 공통벡터를 계산하는 단계;
공통벡터 좌표계를 기준으로 상기 감시체계의 좌표계와 상기 타격체계의 좌표계가 나란하도록 회전시킨 각도인 옵셋 각을 계산하는 단계; 및
상기 옵셋 각을 이용하여 상기 감시체계가 상기 타격체계의 위치를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시체계의 타격체계 위치 파악 방법.