KR20140050240A - 영상처리기반의 피아식별시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

영상처리기반의 피아식별시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상처리기반의 피아식별시스템에 관한 것으로, 상기 발명은 아군을 표시하기 위한 특정패턴을 가진 인식기; 화기의 격발을 제어하기 위한 전자식격발제어장치; 및 표적을 촬영하여 표적의 영상을 획득하고, 획득된 표적의 영상을 분석하여 표적의 영상에 인식기의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단한 경우 화기의 격발을 금지하도록 전자식격발제어장치를 제어하는 영상정보처리장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 획득된 표적에 대한 영상정보를 처리하여 표적의 영상정보에 아군을 표시하기 위한 인식기의 패턴이 존재하는 것을 판단함으로써 시각정보를 활용한 피아식별을 자동으로 수행할 있고, 아군으로 판단된 경우 화기의 격발을 자동으로 금지시킴으로써 아군간의 오인 사격을 방지할 수 있다.

Description

영상처리기반의 피아식별시스템 및 이의 제어방법{Identification of friend or foe system based on image processing, and control method of the same}
본 발명은 피아식별시스템에 관한 것으로, 영상을 획득하고 처리하는 기술을 이용한 영상처리기반의 피아식별시스템에 관한 것이다.
기존의 피아식별 기술은 전차나 지상차량과 같은 무기체계 등을 대상으로 연구개발이 진행되고 있으며, 일반적으로 무선신호의 전송을 통해 피아를 식별하는 기술을 사용하고 있다.
무선신호를 이용하는 방법 외에 아군 전차의 구별을 위하여 열 차단제를 전차에 부착한 후 열상카메라로 병사가 직접 보고 아군 전차를 판별하는 방식이 사용되고 있지만, 영상처리기반의 피아식별시스템의 개발은 여전히 부족한 실정이다.
특히, 개인화기의 사용시 시각정보를 통해 피아의 식별이 이루어지는 것을 고려할 때 교전 시 아군에 의한 오인사격에 의한 피해를 줄이기 위한 방법으로서 영상처리기반의 피아식별시스템은 활용 가능성 및 유용성이 매우 높다고 할 수 있다.
KR 10-2000-0041303 A, 2000. 07. 15, 도면 1
본 발명의 목적은 영상처리기술을 적용하여 시각정보를 활용한 피아식별을 자동으로 수행하고 자동 피아식별을 기반으로 화기 자체의 격발을 제한함으로써 종래 육안에 의존한 피아식별의 오류를 줄임과 동시에 아군간의 오인 사격을 원천적으로 차단함으로써 오인 사격에 의한 피해를 줄일 수 있는 영상처리기반의 피아식별시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 영상처리기반의 피아식별시스템에 관한 것으로, 본 피아식별시스템은 아군을 표시하기 위한 특정패턴을 가진 인식기; 화기의 격발을 제어하기 위한 전자식격발제어장치; 및 표적을 촬영하여 표적의 영상을 획득하고, 획득된 표적의 영상을 분석하여 표적의 영상에 상기 인식기의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단한 경우 화기의 격발을 금지하도록 전자식격발제어장치를 제어하는 영상정보처리장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인식기의 특정패턴은 영상정보처리장치를 통해서 시각적 인식이 가능할 수 있다. 즉 인식기의 특정패턴은 열상 카메라를 통해서 시각적 인식이 가능한 적외선 발광체 또는 복사열 차단제로 형성될 수 있다.
상기 영상정보처리장치는, 화기가 조준경을 통해서 표적을 포착하는 경우, 조준경을 통해 포착된 표적을 촬영하여 표적의 영상정보를 획득할 수 있다.
상기 영상정보처리장치는, 표적을 촬영하여 표적의 영상정보를 획득하는 카메라부; 카메라부에 의해 획득된 표적의 영상정보를 처리하는 신호처리부; 신호처리부에 의해 처리된 표적의 영상정보로부터 영상의 특징을 나타내는 벡터정보를 추출하는 분석부; 분석부에 의해 추출된 벡터정보와 상기 인식기의 특정패턴에 대응하는 기준 벡터정보를 비교하여 사전에 정한 범위 내에서 양자가 일치하는 경우 획득된 표적의 영상에 상기 인식기의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단하는 패턴인식부; 및 패턴인식부에 의해 획득된 표적의 영상에 인식기의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단된 경우 화기의 격발을 금지하는 격발제어신호를 생성하여 전자식격발제어장치로 전달하는 격발제어부를 포함할 수 있다.
상기 카메라부는 화기의 조준경을 통해 포착된 표적을 촬영하도록 마련될 수 있다.
상기 벡터정보는 영상의 질감 혹은 밝기정보를 기반으로 추출될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면은 영상처리기반의 피아식별시스템의 제어방법에 관한 것으로, 본 피아식별시스템의 제어방법은 표적을 촬영하여 표적의 영상정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 표적의 영상정보를 분석하여 표적의 영상정보에 아군을 표시하기 위한 인식기의 특정패턴이 존재하는 지 판단하는 단계; 및 상기 표적의 영상정보에 인식기의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단된 경우 화기의 격발이 금지되도록 전자식격발제어장치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 획득된 표적의 영상정보를 분석하는 것은 획득된 표적의 영상정보로부터 영상의 특징을 나타내는 벡터정보를 추출하는 것에 의해 수행될 수 있다.
상기 표적의 영상정보에 인식기의 특정패턴이 존재하는 지 여부는 추출된 벡터정보와 인식기의 특정패턴에 대응하는 기준 벡터정보가 사전에 정해진 범위 내에서 일치하는 지 여부에 의해 판단될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 획득된 표적에 대한 영상정보를 처리하여 표적의 영상정보에 아군을 표시하기 위한 인식기의 패턴이 존재하는 것을 판단함으로써 시각정보를 활용한 피아식별을 자동으로 수행할 있고, 아군으로 판단된 경우 화기의 격발을 자동으로 금지시킴으로써 아군간의 오인 사격을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피아식별시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피아식별시스템의 사용 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피아식별시스템의 제어 절차도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 피아식별시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피아식별시스템이다. 도 1을 참조하면 피아식별시스템(1)은 영상정보처리장치(10), 전자식격발제어장치(20), 인식기(30)로 이루어질 수 있다.
영상정보처리장치(10)는 표적을 촬영하여 표적의 영상을 획득하고, 획득된 표적의 영상을 분석하며 분석결과 표적의 영상에 인식기(30)의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단한 경우 화기의 격발을 금지하도록 전자식격발제어장치(20)를 제어한다.
전자식격발제어장치(20)는 영상정보처리장치(10)의 제어에 의해 화기의 격발을 제한하거나 허용할 수 있다. 즉 전자식격발제어장치(20)는 영상정보처리장치(10)로부터 전달된 격발제어신호에 의해 화기의 격발을 실제적으로 제한하거나 허용한다.
인식기(30)는 육안으로 인식이 불가능하며 영상정보처리장치(10)를 통해서 시각적 인식이 가능한 특정패턴을 가지고 있다. 즉 인식기(30)의 특정패턴은 육안으로 식별이 곤란하도록 적외선 발광체 또는 복사열 차단제 등으로 형성될 수 있다.
이러한 특정패턴은 아군을 판별하기 위한 것으로 보안의 필요상, 주기적인 변경이 이루어질 수 있다. 주기적으로 변경되는 인식기(30)의 특정패턴에 대한 정보는 영상정보처리장치(10)에서 영상정보 분석 시 아군을 식별하기 위한 기준정보로 업데이트될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피아식별시스템의 사용 예시도이다. 인식기(30)가 병사에 부착되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 인식기(30)는 병사의 헬멧 및/또는 전투복 중 노출도가 높은 부위에 부착될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 영상정보처리장치(10)의 각 구성들에 대해 구체적으로 설명한다. 도 1을 참조하면, 영상정보처리장치(10)는 카메라부(11), 신호처리부(12), 분석부(13), 패턴인식부(13), 격발제어부(14)로 이루어 질 수 있다.
카메라부(11)는 표적을 촬영하여 표적의 영상정보를 획득하고 획득된 표적의 영상정보를 신호처리부(12)로 전달한다. 카메라부(11)는 인식기(30)의 특정패턴을 감지할 수 있도록 열상 카메라와 같은 특수한 카메라로 구현될 수 있다.
일 예로서, 본 실시예에 따른 피아식별시스템(1)이 개인화기에 적용되는 경우 카메라부(11)는 개인화기의 조준경에 설치될 수 있다. 병사가 조준경을 통해 표적을 조준하는 경우 카메라부(11)는 조준경을 통해 포착된 표적을 촬영하여 표적의 영상정보를 획득한다.
신호처리부(12)는 카메라로부터 전달된 영상정보를 데이터의 형변환, 대조비/불균일 보정 등의 선처리를 수행하여 영상정보의 품질을 개선 할 수 있다. 신호처리부(12)는 선처리된 영상정보를 분석부(13)로 전달한다.
분석부(13)는 신호처리부(12)로부터 전달된 영상정보로부터 영상의 특징을 나타내는 벡터정보를 추출한다. 예를 들면 벡터정보는 질감 혹은 밝기정보 등을 기반으로 추출될 수 있다. 분석부(13)는 추출된 벡터정보를 패턴인식부(15)로 전달한다.
패턴인식부(15)는 아군임을 식별하기 위한 인식기(30)의 특정패턴에 대응하는 기준 벡터정보를 사전에 저장하고 있으며, 분석부(13)로부터 전달된 벡터정보를 기준 벡터정보와 비교한다.
그리고 패턴인식부(15)는 비교결과 벡터정보와 기준 벡터정보가 사전에 정해진 범위 내에서 일치하는 것으로 판단된 경우 격발을 금지하는 격발제어신호를 생성하도록 격발제어부(16)를 제어하거나, 일치하지 않은 것으로 판단된 경우 격발을 인가하는 격발제어신호를 생성하도록 격발제어부(16)를 제어한다.
격발제어부(16)는 패턴인식부(15)의 제어에 의해 격발을 금지하거나 격발을 인가하기 위한 격발제어신호를 생성하여 전자식격발제어장치(20)로 전달한다.
전자식격발제어장치(20)는 격발제어부(16)로부터 전달된 격발제어신호에 의해 화기의 격발을 제한하거나 허용하도록 제어할 수 있다.
이하에서는 도 3를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 피아식별시스템(1)의 제어동작을 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피아식별시스템의 제어 절차도이다.
먼저, 영상정보처리장치(10)는 표적을 촬영하여 표적에 대한 영상정보를 획득한다(S310). 예를 들면, 전투원이 도 2와 같이 영상정보처리장치(10)가 장착된 개인화기를 사용하여 표적을 조준하는 경우, 영상정보처리장치(10)는 개인화기의 조준경에 설치된 카메라부(11)에 의해 표적에 대한 영상을 획득할 수 있다.
다음, 영상정보처리장치(10)는 카메라부(11)에 의해 획득된 표적의 영상정보를 처리하고, 처리된 표적의 영상정보를 분석하여(S320) 표적의 영상정보에 인식기(30)의 특정패턴이 존재하는 지를 판단한다(S330).
S320단계 중 표적의 영상정보의 분석은 표적의 영상정보로부터 영상의 특징을 나타내는 벡터정보를 추출하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 벡터정보는 영상의 질감정보 혹은 밝기정보 등을 기반으로 추출될 수 있다. 이러한 벡터정보는 인식기(30)의 특정패턴에 따라 다양한 팩터로 정해질 수 있다.
S330단계는 추출된 벡터정보와 인식기(30)의 특정패턴에 대응하는 기준 벡터정보가 사전에 정해진 범위 내에서 일치하는 지 여부에 의해 수행될 수 있다. 즉 추출된 벡터정보와 기준 벡터정보가 사전에 정해진 범위 내에서 일치하는 경우 표적의 영상정보에 인식기(30)의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단하고, 사전에 정해진 범위 내에서 일치하지 않는 경우 표적의 영상정보에 인식기(30)의 특정패턴이 존재하지 않은 것으로 판단한다.
다음 영상정보처리장치(10)는 표적의 영상정보에 인식기(30)의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단된 경우 화기의 격발이 금지되도록 전자식격발제어장치(20)를 제어한다(S340). 즉 영상정보처리장치(10)는 격발을 금지하는 격발제어신호를 생성하여 전자식격발제어장치(20)로 출력한다.
다음 영상정보처리장치(10)는 표적의 영상정보에 인식기(30)의 특정패턴이 존재하지 않은 것으로 판단된 경우, 화기의 격발이 허용되도록 전자식격발제어장치(20)를 제어한다(S350). 즉 영상정보처리장치(10)는 격발을 인가하는 격발제어신호를 생성하여 전자식격발제어장치(20)로 출력한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 피아식별시스템(1)은 획득된 표적의 영상정보를 처리하여 표적의 영상정보에 아군을 나타내는 인식기(30)의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단된 경우, 화기의 격발을 자동으로 금지시킴으로써 아군간의 오인 사격을 방지할 수 있다.
1: 피아식별시스템
10: 영상정보처리장치
11: 카메라부
12: 신호처리부
13: 분석부
15: 패턴인식부
16: 격발제어부
20: 전자식격발제어장치
30: 인식기

Claims (10)

  1. 아군을 표시하기 위한 특정패턴을 가진 인식기;
    화기의 격발을 제어하기 위한 전자식격발제어장치; 및
    표적을 촬영하여 표적의 영상을 획득하고, 상기 획득된 표적의 영상을 분석하여 상기 표적의 영상에 상기 인식기의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단한 경우 화기의 격발을 금지하도록 상기 전자식격발제어장치를 제어하는 영상정보처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 피아식별시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인식기의 특정패턴은 상기 영상정보처리장치를 통해서 시각적 인식이 가능한 것을 특징으로 하는 피아식별시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인식기의 특정패턴은 열상 카메라를 통해서 시각적 인식이 가능한 적외선 발광체 또는 복사열 차단제로 형성되는 것을 특징으로 하는 피아식별시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상정보처리장치는, 상기 화기가 조준경을 통해서 표적을 포착하는 경우, 상기 조준경을 통해 포착된 표적을 촬영하여 상기 표적의 영상정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 피아식별시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 영상정보처리장치는,
    표적을 촬영하여 표적의 영상정보를 획득하는 카메라부;
    상기 카메라부에 의해 획득된 표적의 영상정보를 처리하는 신호처리부;
    상기 신호처리부에 의해 처리된 표적의 영상정보로부터 영상의 특징을 나타내는 벡터정보를 추출하는 분석부;
    상기 분석부에 의해 추출된 벡터정보와 상기 인식기의 특정패턴에 대응하는 기준 벡터정보를 비교하여 사전에 정해진 범위 내에서 양자가 일치하는 경우 상기 획득된 표적의 영상에 상기 인식기의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단하는 패턴인식부; 및
    상기 패턴인식부에 의해 상기 획득된 표적의 영상에 상기 인식기의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단된 경우 상기 화기의 격발을 금지하는 격발제어신호를 생성하여 상기 전자식격발제어장치로 전달하는 격발제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피아식별시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 카메라부는 화기의 조준경을 통해 포착된 표적을 촬영하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 피아식별시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 벡터정보는 영상의 질감 혹은 밝기정보를 기반으로 추출 되어지는 것을 특징으로 하는 피아식별 시스템.
  8. 표적을 촬영하여 표적의 영상정보를 획득하는 단계;
    상기 획득된 표적의 영상정보를 분석하여 상기 표적의 영상정보에 아군을 표시하기 위한 인식기의 특정패턴이 존재하는 지 판단하는 단계; 및
    상기 표적의 영상정보에 상기 인식기의 특정패턴이 존재하는 것으로 판단된 경우 화기의 격발이 금지되도록 전자식격발제어장치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피아식별시스템의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 획득된 표적의 영상정보를 분석하는 것은 상기 획득된 표적의 영상정보로부터 영상의 특징을 나타내는 벡터정보를 추출하는 것에 의해 수행되는 것을 특징으로 피아식별시스템의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표적의 영상정보에 상기 인식기의 특정패턴이 존재하는 지 여부는 상기 추출된 벡터정보와 상기 인식기의 특정패턴에 대응하는 기준 벡터정보가 사전에 정해진 범위 내에서 일치하는 지 여부에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 피아식별시스템의 제어방법.
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