KR20140112588A - 항공기의 종말 유도 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치 - Google Patents

항공기의 종말 유도 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치 Download PDF

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Abstract

항공기의 종말 유도 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치가 개시되어 있다. 무인 항공기의 제어 방법은 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 단계, 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 선택하여 운항 및 타격을 수행하는 단계를 포함하되, 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 단계는 무인 항공기가 위치한 지역이 지상 통제 시스템과 통신이 가능한지 여부 및 무인 항공기의 GPS(global positioning system)가 가용한지 여부를 기초로 수행될 수 있다. 따라서, 항공기에서 GPS가 가용하지 않고 지상과의 통신이 두절 시 추가적인 항법 장치를 구비하지 않고도 유도 무기의 종말 유도를 수행할 수 있다.

Description

항공기의 종말 유도 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치{METHOD OF TERMINAL GUIDANCE OF AIRPLANE AND APPARATUSE FOR USING THE SAME}
본 발명은 항공기의 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무인 항공기의 운항을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
항공 관련 연구 분야에서 전 세계적으로 가장 각광받는 분야 중 하나가 무인 항공기(unmanned aerial vehicle, UAV) 관련 연구이다. 정찰, 전자전, 기만, 공격, 표적 등 군사적 용도뿐만 아니라 산불 감시, 무선통신 중계, 환경오염 측정, 농작물 장황조사 등 민수용 용도로 다양한 분야에서 사용 가능하다. 이러한 다양한 활용 가능성을 토대로 무인 항공기는 미국과 이스라엘을 선두로 다양한 국가에서 연구되고 있다.
무인 항공기란 일반적으로 조종사가 탑승하지 않은 상태에서 지상에서의 원격 조정에 의해 또는 사전에 입력된 프로그래밍 따라 또는 항공기 스스로 주위 환경(장애물, 항로)을 인식하고 판단하여 자율비행(autonomous flying)을 하는 항공기를 말한다. 종말 유도 방법은 항공기가 착륙하거나 공중 투하 시설까지 운항함에 있어 항공기 조종사의 편의를 제공하기 위하여 제공되는 항공기의 운항 보조 방법이다.
예를 들면, 자폭용 소형 무인 항공기에서 사용되는 종말 유도 방법 중 하나로 GPS(global positioning system)를 사용하여 자신의 위치와 표적의 위치를 계산하고 종말 유도를 수행하여 표적을 타격할 수 있다. GPS를 사용하여 종말 유도를 수행하는 경우, 항공기에 구비된 GPS에 외부의 방해에 의해 교란이 일어나게 되면 정확한 종말 유도가 수행될 수 없다. 유도 무기에 적용되는 GPS 기반 항법 장치는 높은 신뢰도가 요구되는 장비이다. 따라서, GPS 기반 항법 장치의 교란에 대비한 보조/비상 항법 장치가 없는 경우 항공기가 종말 유도 시 정확도가 떨어지는 문제가 발생한다.
GPS 교란을 막기 위해서 항공기에서 안티 재밍(Anti-Jamming) 장비와 같은 이중화 장비를 사용할 경우 무게/부피/비용 측면에서 매우 불리하여 소형 유도 무기에는 GPS 교란에 대비한 이중화 장비를 사용하기 어렵다. 예를 들어, 토마호크와 같은 순항 유도무기의 경우 고성능의 GPS 기반 항법 장치를 장착하고 있으며 지형 대조 항법 및 목표물 영상 인식 기법 등을 적용하고 있다. 하지만 이러한 이중화 장비는 고가이기 때문에 고가의 이중화 장비를 소형/저가의 유도무기에는 적용하기 어렵다.
따라서, GPS의 가용성 여부에 상관없이 종말 유도가 가능한 알고리즘 또는 기법이 항공기에 요구되는 추세이다. 종말 유도 알고리즘 또는 기법은 유도 무기의 종말 유도 뿐만 아니라, 정찰용 무인 항공기 또는 무인 차량 등에서도 활용될 수 있다.
본 발명의 목적은 무인 항공기에서 운항 및 타격을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무인 항공기에서 운항 및 타격을 제어하는 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무인 항공기의 제어 방법은 상기 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 단계와 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 선택하여 운항 및 타격을 수행하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 단계는 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 지상 통제 시스템과 통신이 가능한지 여부 및 상기 무인 항공기의 GPS(global positioning system)가 가용한지 여부를 기초로 수행될 수 있다. 상기 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 단계는 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하고 상기 GPS가 가용한 지역인 경우 제1 지역으로 판단하는 단계, 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하고 상기 GPS가 가용하지 않은 지역인 경우 제2 지역으로 판단하는 단계와 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하지 않고 GPS가 가용하지 않은 지역인 경우 제3 지역으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 선택하여 운항 및 타격을 수행하는 단계는 상기 무인 항공기가 상기 제2 지역에 위치한 경우 가상 경로점 생성 방법을 사용하여 운항하는 단계와 상기 무인 항공기가 상기 제2 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상을 상기 지상 통제 시스템으로 전송하고 상기 지상 통제 시스템에서 전송된 목표물 타격 명령에 기초하여 목표물에 대한 타격을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가상 경로점 생성 방법은 상기 무인 항공기의 최종 경로점 및 상기 목표물의 최종 위치를 기초로 가상의 선을 생성하는 단계, 상기 가상의 선 위에 상기 최종 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제1 가상 경로점을 생성하는 단계와 상기 가상의 선 위에 상기 제1 가상 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제2 가상 경로 점을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 선택하여 운항 및 타격을 수행하는 단계는 상기 무인 항공기가 상기 제3 지역에 위치한 경우 가상 경로점 생성 방법을 사용하여 운항하는 단계와 상기 무인 항공기가 상기 제3 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상에 대한 영상 처리를 수행하여 목표물에 대한 트래킹을 수행하여 타격을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가상 경로점 생성 방법은 상기 무인 항공기의 최종 경로점 및 상기 목표물의 최종 위치를 기초로 가상의 선을 생성하는 단계, 상기 가상의 선 위에 상기 최종 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제1 가상 경로점을 생성하는 단계와 상기 가상의 선 위에 상기 제1 가상 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제2 가상 경로 점을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 무인 항공기가 제3 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상에 대한 영상 처리를 수행하여 목표물에 대한 트래킹을 수행하여 타격을 수행하는 단계는 상기 획득된 영상을 기초로 캠쉬프트(CAMshift) 알고리즘을 사용하여 상기 영상에서 상기 목표물에 대한 트래킹을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 무인 항공기 제어 방법은 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 선택된 운항 방법 및 목표물 타격 방법 정보를 상기 무인 항공기를 추종하는 추종 무인 항공기로 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 추종 무인 항공기로 전송하는 운항 방법에는 상기 무인 항공기에서 생성된 가상 경로점 생성 정보가 포함될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 무인 항공기 제어 장치는 상기 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 운항 지역 판단부, 상기 운항 지역 판단부에 의해 판단된 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법을 선택하는 운항 방법 선택부와 상기 운항 지역 판단부에 의해 판단된 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법을 선택하는 목표물 타격 방법 선택부를 포함할 수 있되, 상기 운항 지역 판단부는 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 지상 통제 시스템과 통신이 가능한지 여부 및 상기 무인 항공기의 GPS(global positioning system)가 가용한지 여부를 기초로 운항 지역을 판단하도록 구현될 수 있다. 운항 지역 판단부는 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하고 상기 GPS가 가용한 지역인 경우 제1 지역으로 판단하고 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하고 상기 GPS가 가용하지 않은 지역인 경우 제2 지역으로 판단하고 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하지 않고 GPS가 가용하지 않은 지역인 경우 제3 지역으로 판단하도록 구현될 수 있다. 상기 운항 방법 선택부는 상기 무인 항공기가 상기 제2 지역에 위치한 경우 가상 경로점 생성 방법을 사용하여 운항하도록 구현될 수 있고, 상기 목표물 타격 방법 선택부는 상기 무인 항공기가 상기 제2 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상을 상기 지상 통제 시스템으로 전송하고 상기 지상 통제 시스템에서 전송된 목표물 타격 명령에 기초하여 목표물에 대한 타격을 수행하도록 구현될 수 있다. 상기 가상 경로점 생성 방법은 상기 무인 항공기의 최종 경로점 및 상기 목표물의 최종 위치를 기초로 가상의 선을 생성하는 단계, 상기 가상의 선 위에 상기 최종 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제1 가상 경로점을 생성하는 단계와 상기 가상의 선 위에 상기 제1 가상 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제2 가상 경로 점을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 운항 방법 선택부는 상기 무인 항공기가 상기 제3 지역에 위치한 경우 가상 경로점 생성 방법을 사용하여 운항하도록 구현되고 상기 목표물 타격 방법 선택부는 상기 무인 항공기가 상기 제3 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상에 대한 영상 처리를 수행하여 목표물에 대한 트래킹을 수행하여 타격을 수행하도록 구현될 수 있다. 상기 가상 경로점 생성 방법은 상기 무인 항공기의 최종 경로점 및 상기 목표물의 최종 위치를 기초로 가상의 선을 생성하는 단계, 상기 가상의 선 위에 상기 최종 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제1 가상 경로점을 생성하는 단계와 상기 가상의 선 위에 상기 제1 가상 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제2 가상 경로 점을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 목표물 타격 방법 선택부는 상기 획득된 영상을 기초로 캠쉬프트(CAMshift) 알고리즘을 사용하여 상기 영상에서 상기 목표물에 대한 트래킹을 수행하도록 구현될 수 있다. 상기 무인 항공기 제어 장치는 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 선택된 운항 방법 및 목표물 타격 방법 정보를 상기 무인 항공기를 추종하는 추종 무인 항공기로 전송하도록 구현되는 통신부를 더 포함하되, 상기 추종 무인 항공기로 전송하는 운항 방법에는 상기 무인 항공기에서 생성된 가상 경로점 생성 정보가 포함될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 종말 유도 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치에 따르면, 항공기의 운항 지역에서 GPS(global positioning system) 장치의 가용성 및 통신 두절 여부를 판단하여 GPS 장치의 가용하지 않고 통신이 두절된 경우 가상 경로점 생성 방법 및 표적 영상 분석 방법을 통해 목표물 방향으로 항공기를 운항하여 정확하게 표적을 타격할 수 있다. 따라서, 항공기에서 GPS가 가용하지 않고 지상과의 통신이 두절 시 추가적인 항법 장치를 구비하지 않고도 유도 무기의 종말 유도를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 운용 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 경로점을 이용한 항공기 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 비행기가 가상 경로점 생성 방법을 기초로 운항하는 경우를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 목표물 추적 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 목표물 추적 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 종말 유도 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 제어 장치를 나타낸 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 주로 유도 무기를 장착한 소형 무인 항공기에서 가상 경로점 생성 방법 및 영상 분석 방법을 통해 유도 무기의 종말 유도를 수행하는 방법에 대해 개시한다. 하지만, 이러한 방법은 소형 무인 항공기 뿐만 아니라 다양한 항공기 및 차량 등에 사용될 수 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 운용 방법을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 항공기는 운항 지역에서 지상과의 통신 가능한지 여부 및 GPS(global positioning system)에서 교란이 일어나는지 여부에 따라 항공기의 운항 방법 및 목표물의 타격 방법을 결정할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 항공기의 운항 방법 및 목표물의 타격 방법을 결정하기 위해 지상과의 통신 가능한지 여부 및 GPS(global positioning system)에서 교란이 일어나는지 여부에 따라 분류된 항공기의 운항 지역에 대해 개시한다.
제1 지역(110)은 항공기의 순항 구간으로서 지상과의 통신도 가능하고 GPS의 교란도 일어나지 않는 구간이다. 이러한 제1 지역(110)에서는 예를 들어, GPS/INS(global positioning system/inertial navigation system) 및 auto/manual pilot와 같은 기존의 소형 무인 항공기의 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 사용하여 운항을 하여 목표물을 추적하고 목표물에 대한 타격을 수행할 수 있다.
제2 지역(120)은 통신 LOS(line of sight)가 확보된 구간으로서 지상과의 통신을 통한 항공기의 제어가 가능하나, GPS 교란이 일어나는 지역으로서 GPS 기반의 항법을 사용하는 항공기의 운항은 불가능한 지역이다. 제2 지역(120)에서는 항공기는 운항 방법으로 본 발명의 실시예에 따른 가상 경로점 추종 알고리즘을 사용하여 운항을 수행할 수 있다.
가상 경로점 추종 알고리즘은 항공기에서 최종 타격 목표 지점의 좌표를 입력하면 비행체 탑재되어 있는 비행 조종 컴퓨터와 같은 정보 처리 장치에서 최종 경로점과 타격 목표 지점의 위치를 이어주는 가상의 선을 생성한다. 가상의 선 위에는 복수개의 가상 경로점을 생성하여 항공기가 가상 경로점을 따라 운항을 수행하도록 제어하는 방법이다. 가상 경로점 추종 알고리즘에 대해서는 추가적으로 상술한다. 또한, 제2 지역(120)에서는 목표물을 타격하기 위해 지상과의 통신을 통해 목표물을 락-온(Lock-on)할 수 있다. 예를 들어 항공기와 통신을 하는 지상의 지상 통제 시스템에서는 항공기에 구비된 영상 촬영 장치에서 전송되는 정보를 기초로 목표물의 위치을 판단할 수 있다. 지상 통제 시스템은 항공기가 목표물을 타격할 수 있는 사정 거리 내부에 있을 경우, 항공기로 목표물 타격 명령을 내림으로써 항공기가 목표물을 타격할 수 있도록 제어할 수 있다.
제3 지역(130)은 지상 통제 시스템과 항공기 사이의 통신이 불가능하고 GPS 교란이 일어나 GPS 기반의 항법을 사용한 항공기의 운항이 불가능한 구간이다. 즉, 제2 지역(120)과 다르게 제3 지역(130)에서는 지상 명령에 의해 제어가 불가능하다. 제3 지역(130)에서는 항공기의 운항 방법으로 제2 지역(120)에서와 같이 가상 경로점 추종 알고리즘을 사용할 수 있다. 또한, 제3 지역(130)에서는 지상 통제 시스템과의 통신이 불가능하므로 항공기 내에서 목표물을 타격 여부를 결정하기 위해 다양한 영상 처리 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 민쉬프트(meanshift), 캠쉬프트(CAMShift) 알고리즘과 같은 영상 처리 방법을 기초로 최종 목표물을 추적하여 타격할 수 있다. 이러한 영상 처리를 기초로 한 최종 목표물 추적 방법에 대해서는 이하 본 발명의 실시예에서 추가적으로 상술한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 경로점을 이용한 항공기 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 최종 경로점(200)은 항공기가 가상 경로점 생성 알고리즘을 수행하기 위해 기준이 되는 위치를 나타내고 표적의 위치(250)는 항공기가 추적 및 타격을 수행해야 할 목표물의 위치 또는 항공기의 운항 목표 지점으로서 특정한 좌표값이 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 최종 경로점(200)과 표적의 위치(250)를 이어주는 가상의 선을 생성하고, 가상의 선 위에 복수개의 가상 경로점(200-1 내지 200-4)을 생성할 수 있다. 가상 경로점은 경로점 통과 반경(220) 안에 추가의 다른 경로점을 위치시키는 방법으로 생성될 수 있다. 경로점 통과 반경(220)은 최종 경로점(200) 및 가상 경로점(200-1 내지 200-4)을 기준으로 생성된 소정의 크기의 반경으로서 가상 경로점이 표적과 가까워질수록 경로점 통과 반경의 크기는 작아질 수 있다.
가상 경로점(200-1 내지 200-4)을 사용하여 항공기의 운항을 수행하는 경우 항공기는 표적의 위치를 향해 직선 방향으로 진행하게 된다. 가상 경로점을 따라 항공기가 운항을 수행할 경우 항공기는 목표물은 바라보고 직선으로 운항을 하게 된다. 항공기는 운항을 하면서 정면에 보이는 물체를 영상 촬영 장치를 통해 촬영할 수 있다. 항공기가 표적을 촬영할 수 있는 일정한 거리 내에서 운항되는 경우 항공기는 영상 촬영 장치를 통해 목표물을 촬영할 수 있다. 항공기와 표적의 위치(250)와 가까워 질수록 가상의 선과 나란히 비행하는 항공기에 장착된 카메라에서 표적을 확보할 수 있는 확률을 높아지게 된다.
위와 같은 가상 경로점 생성 방법에 의해 생성된 복수개의 가상 경로점(200-1내지 200-4)을 기초로 항공기가 운행할 경우, 항공기의 운행 경로가 가상 경로점을 벋어나는 경우에도 항공기가 경로점 통과 반경을 지난다면 항공기가 다음 경로점으로 유도되고 다시 복수개의 가상 경로점을 지날 경우 표적의 위치는 항공기의 운행 방향의 전면에 위치할 수 있다. 전방에 위치한 표적을 항공기에 구비된 카메라와 같은 영상 촬영 장치에서 촬영하여 최종적으로 목표물을 추적하여 타격할 수 있다.
가상 경로점을 생성하여 항공기를 운항하는 방법의 경우 GPS가 가용하지 않은 경우 사용되는 방법으로 만약 항공기가 GPS가 가용한 구간으로 다시 진입하는 경우 가상 경로점 생성 방법을 사용하지 않고 다시 GPS를 사용하여 항공기를 운항할 수 있다. 즉, 항공기에서는 가상 경로점 생성 방법을 기초로 항공기를 운항 중인 경우에도 GPS가 가용한지 여부를 주기적으로 판단하여 GPS가 다시 가용한 경우 GPS 기반의 항공기 운항 방법을 통해 항공기를 운항할 수 있다.
가상 경로점을 이용한 운항 방법은 하나의 항공기의 운항 뿐만 아니라 복수의 항공기가 편대로 운항을 하는 경우에도 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 비행기가 가상 경로점 생성 방법을 기초로 운항하는 경우를 나타낸 개념도이다.
도 3에서는 2 대의 비행기가 편대 비행을 하는 경우를 예시적으로 나타낸다.
도 3을 참조하면, 2 대의 비행기(300, 320)가 편대 비행을 하는 경우, 2대의 비행기 중에서 앞서서 운항되는 선도기(300)의 비행 제어 컴퓨터에서 수신한 비행 정보 또는 생성된 비행 정보 등을 추종기(320)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 선도기(300)는 특정한 경로점을 기준으로 비행을 수행할 수 있다.
선도기(300)가 가상 경로점을 생성하여 목표 타격 지점으로 운항을 수행하는 경우, 선도기(300)의 가상 경로점 생성 정보를 항공기간의 통신을 통해 추종기(320)로 전송함으로써 동일한 가상 경로점을 기초로 편대 비행을 수행할 수 있다.
또한, 선도기(300)가 가상 경로점을 기준으로 비행을 수행하고 선도기(300)에서 위도, 경도, 고도, 속도, 헤딩(heading), 헤딩 변화율 등과 같은 다양한 운항 정보를 추종기(320)로 전송함으로써 복수 대의 항공기가 편대 비행을 수행할 수 있다.
선도기(300)에서 추종기(320)로 가상 경로점 정보를 바로 전송하지 않고 다른 편대 제어 알고리즘을 사용하여 선도기(300)와 추종기(320) 사이에 편대 대형을 유지할 수도 있다. 복수의 항공기의 편대 제어 알고리즘으로는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 선도기(300)의 진행 방향을 기준으로 사전에 설정된 앞뒤 거리와 좌우 거리를 추종기(320)가 유지하며 편대 대형을 유지하는 방식이 있을 수 있다. 이러한 방식을 사용할 경우 추종기(320)는 선도기(300)로부터 수신한 선도기(300)의 운항 정보를 이용하여 선도기(300)의 진행 방향을 기준으로 앞뒤 거리와 좌우 거리를 계산한다. 앞뒤 거리와 사전 설정 앞뒤 거리와의 오차를 사용하여 추종기의 쓰로틀(throttle)을 제어하며, 좌우 거리와 사전 설정 좌우 거리와의 오차를 사용하여 추종기의 롤(roll)을 제어할 수 있다.
또 다른 편대 제어 알고리즘으로 추종기(320)에서 선도기(300)의 가상 경로점에 대한 정보를 직접적으로 통신을 통해 제공받지 않고 가상 경로점을 추정하는 방식을 사용할 수 있다. 이러한 방법은 선도기(300)와 추종기(320) 사이에 통신이 불가한 경우 사용될 수 있다.
추종기(320)는 선도기(300)의 위치를 기준으로 앞뒤 거리와 좌우 거리를 일정하게 유지하여 선도기가 생성한 가상 경로점의 위치를 추정하여 추정된 가상 경로점의 위치를 기준으로 운항할 수 있다. 즉, 추종기(320)는 선도기(300)의 위치를 기준으로 가상 경로점을 생성하고 생성된 가상 경로점을 기준으로 운항을 수행하는 방식으로 편대 비행을 수행할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 목표물 추적 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4에서는 민쉬프트(MeanShift) 알고리즘을 사용하여 영상 정보에서 특정한 객체를 추적하기 위한 방법에 대해 개시한다.
민쉬프트 알고리즘은 영상 정보 중 특정 데이터 집합의 밀도 분포를 이용하여 이미지 내의 객체를 추적하는 알고리즘이다. 민쉬프트 알고리즘은 검색 영역의 크기와 위치를 초기값으로 하며 검색 영역 내에서의 데이터들의 중심(mean)으로 이동(shift)을 수행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 민쉬프트 알고리즘은 데이터 집합의 밀도 분포(특징점, 코너, 색상)을 기반으로 관심 영역(region of interest, ROI, 400)의 객체를 고속으로 추적하는 알고리즘이다. 초기의 검색 영역의 크기와 위치를 지정하면 반복되는 색 분할 계산에 의해서 색상 클러스터가 발생하고 초기 지정한 색 영역에 기반하여 경계를 결정하여 관심 물체를 추출할 수 있다. 민쉬프트 알고리즘을 사용하여 특정 데이터들의 중심(mean)으로 이동(shift)하는 방법을 통해 영상 정보에서 특정한 객체를 트래킹(tracking)할 수 있어 항공기의 영상 촬영 장치를 통해 획득한 영상 정보에서 목표물의 위치를 탐지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 1) 일정한 관심 영역(region of interest, ROI, 400)를 선택하고 2) 해당 지역에서 특징점들의 밀도가 가장 큰 곳(질량 중심)(center of mass, 420)을 찾는다. 다음으로 민쉬프트 벡터(meanshift vector, 430)를 사용하여 밀도가 가장 큰 곳을 중심으로 관심 영역(400)을 재설정하고 재설정된 관심 영역(400)을 기준으로 다시 특징점들의 밀도가 가장 큰 곳을 탐지할 수 있다.
민쉬프트 알고리즘을 이용한 반복적인 절차를 통해 항공기는 영상 정보를 기초로 목표물의 위치를 계속적으로 트래킹할 수 있다. 즉, 항공기에서는 가상경로점을 기초로 운항을 하면서 획득된 영상 정보에서 민쉬프트 알고리즘을 사용하여 표적 정보를 탐지하여 표적의 위치를 지속적으로 추적하여 타격할 수 있다.
민쉬프트 알고리즘뿐만 아니라 다양한 알고리즘이 획득된 영상 정보에서 표적 정보를 탐지하기 위해 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 목표물 추적 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5에서는 항공기에서 목표물을 추적하기 위해 민쉬프트(MeanShift) 알고리즘에 기초한 다른 영상 추적 알고리즘인 캠쉬프트(CAMShift) 알고리즘을 사용하여 목표물의 영상을 분석하는 방법에 대해 개시한다.
본 발명에 적용하는 영상 처리 방법인 캠쉬프트(Continuously Adaptive Mean Shift, CAMShift) 알고리즘은 민쉬프트 알고리즘을 기초로 한 알고리즘이다. 캠쉬프트 알고리즘은 영상 추적과 같은 실시간으로 스트리밍되는 환경에서 사용하기 위해 민쉬프트 알고리즘을 개선한 알고리즘이다. 캠쉬프트 알고리즘에서는 탐색 윈도우의 크기를 자동으로 조정하는 기법을 사용하여 항공기에서 목표물을 추적함에 있어서 향상된 실시간성을 가질 수 있다.
캠쉬프트 알고리즘은 기본적으로 HSV 도메인의 이미지를 사용하며 색상(Hue)값을 영상 데이터로 사용한다. HSV 도메인은 색상(Hue), 채도(saturation), 명암(intensity)로 구성될 수 있다. HSV 도메인의 이미지를 사용하며 색상(Hue)값을 영상 데이터로 사용하는 이유는 영상에서 조도의 변화가 휘도에서 가장 크게 나타나므로 색상값을 사용하여 조명의 영향에 덜 민감하게 반응하도록 할 수 있기 때문이다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 캠쉬프트 알고리즘의 동작 방식에 대해 개시한다.
도 5를 참조하면, 관심 영역이 주어지면, HSV 도메인의 색상값(hue)으로 변환한다(단계 S500).
색상 값을 사용하면 조명의 영향에 덜 민감하며 색상 값에서 아주 작은 값(어두움)이나 큰 값(밝음)은 알아볼 수 없으므로 배제 할 수 있다.
히스토그램을 구축하고 컬러 확률분포를 산출한다.(단계 S510).
계산 지역의 색상 히스토그램의 룩업 테이블(look-up table)을 생성하고 생성된 룩업 테이블에 기초하여 컬러 확률 분포를 산출하여 표적을 추적할 수 있다.
초기에 탐색 창(search window)의 크기를 정하고, 탐색 창을 초기 중심점(mean location)의 중앙에 오도록 위치시킨다(단계 S520).
새로운 중심점(mean location)은 먼저 0차 모멘(Moment)를 구하고 다시 x와 y에 대한 1차 모멘트를 각각 구한다 이때, 새로운 탐색창의 중심점(mean location)의 좌표도 구한다.
새로운 탐색창에 대하여 위의 과정을 민쉬프트 알고리즘이 수렴할 때까지 반복한다(단계 S530).
즉, 단계 S520 및 단계 S530은 도 4에서 전술한 민쉬프트 알고리즘에서 수행되는 절차와 동일하게 수행될 수 있다.
민쉬프트 알고리즘은 밀도 그레디언트 함수(density gradient function)가 최대값을 향해 올라가므로 알고리즘이 수렴하게 된다. 중심점으로 선택된 좌표값의 변화가 정해진 임계값보다 작으면 민쉬프트 알고리즘이 반복을 끝내고 해당 위치를 표적의 위치로 추정할 수 있다.
캠쉬프트 알고리즘을 수행함에 있어서 초기 탐색 윈도우 크기와 위치를 선택할 수 있다. 우선 단계 S500에서 계산 지역의 컬러 히스토그램의 룩업 테이블을 생성시에는 초기 탐색 윈도우의 크기보다 큰 탐색 윈도우를 계산 지역의 중심에 할당하여 컬러 히스토그램의 룩업 테이블을 생성하는 방법을 사용할 수 있다(단계 S540).
단계 S520에서 탐색 윈도우에서 객체의 중심을 찾는 경우에는 탐색 윈도우의 크기를 알정한 비율로 감소시켜 사용할 수 있다(단계 S550).
항공기에서는 이러한 캠쉬프트 알고리즘을 기초로 항공기의 영상 촬영 장치에서 획득된 영상 정보를 기초로 목표물을 트래킹할 수 있다. 트래킹된 영상 정보를 기초로 항공기는 목표물이 일정한 사정 거리 내에 포함된 것으로 판단되는 경우 타격을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 종말 유도 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 항공기가 위치한 지역을 판단한다(단계 S600).
항공기의 운항은 지상 통제 시스템 및 항공기에 존재하는 GPS와 같은 운항 장치를 통해 제어될 수 있다. 전술한 바와 같이 항공기의 운항 지역은 항공기와 지상 통제 시스템 사이에서 통신이 가능한지 여부 및 GPS와 같은 항공기에 구비된 운항 장치가 가용한지 여부에 따라 분류될 수 있다. 항공기와 비행 제어 컴퓨터가 통신이 가능한지 여부 및 GPS와 같은 항공기에 구비된 운항 장치가 가용한지 여부를 기초로 분류된 운항 지역에 따라 항공기는 서로 다른 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이 제1 지역은 항공기와 지상 통제 시스템 간에 통신이 가능하고 GPS 또한 가용한 구간, 제2 지역은 항공기와 지상 통제 시스템 간에 통신은 가능하나 GPS가 가용하지 않은 구간, 제3 지역은 항공기와 지상 통제 시스템 간에 통신이 가용하지 않고 GPS 또한 가용하지 않은 구간으로 분류될 수 있다.
항공기가 위치한 지역에 따라 운용 및 타격 방안을 다르게 선택한다(단계 S610).
항공기가 제1 지역에 있을 경우, 일반적인 운항 방법인 GPS/INS 항법, 자동 운항 방법/수동 운항 방법을 자유롭게 선택하여 운항을 수행할 수 있다.
항공기가 제2 지역에 있을 경우, 도 2에서 전술한 가상 경로점 추종 비행 방법을 사용하여 최종 경로점 및 타격 지점을 잇는 가상의 선에 복수개의 경로점을 생성하여 운항을 수행할 수 있다. 통신은 가능한 지역으로서 항공기의 카메라에서 획득된 전방 영상은 지상 통제 시스템으로 전송될 수 있고 지상 통제 시스템에서는 전송된 영상을 기초로 항공기로 목표물 타격 명령을 전송할 수 있다.
항공기가 제3 지역에 있을 경우, 제2 지역과 동일하게 가상 경로점 추종 비행을 통해 항공기가 운항을 할 수 있다. 제3 지역은 통신이 불가능한 지역이기 때문에 항공기에 구비된 카메라에서 획득된 영상을 기초로 표적의 위치를 획득하는 알고리즘을 사용하여 항공기는 표적의 위치를 판단할 수 있다. 표적의 위치를 획득하는 알고리즘으로 예를 들어, 전술한 민쉬프트 알고리즘 또는 캠쉬프트 알고리즘을 사용하여 목표물을 추적할 수 있다. 항공기에서는 영상 분석 알고리즘을 기초로 표적이 일정한 사정 거리에 있는 경우 항공기가 표적을 타격하도록 제어될 수 있다.
항공기의 운항 방법 및 표적 타격 방법을 선택하기 위해 항공기의 운항 위치는 지속적으로 판단될 수 있다. 예를 들어, 제3 지역에서 항공기가 운항되다가 제1 지역으로 변경되는 경우 항공기에서는 다시 제1 지역에서 사용 가능한 운항 방법 및 타격 방법을 기초로 목표물을 타격할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 제어 장치를 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하면, 항공기의 제어 장치는 GPS(700), 통신부(710), 운항 지역 판단부(720), 운항 방법 선택부(730), 목표물 타격 방법 선택부(740)를 포함할 수 있다.
도 7에 개시된 각각의 구성부는 설명의 편의상 기능별로 분리하여 표현한 것으로서 도 7에서 개시된 복수의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐져서 구현되거나 하나의 구성부가 복수의 구성부로 분리되어 구현될 수도 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
GPS(700)는 항공기의 운항을 수행하기 위한 장치로서 구현될 수 있다. GPS(700)는 항공기의 운항을 수행하기 위한 하나의 장치로서 다른 운항 장치가 사용될 수도 있다.
통신부(710)는 지상 통제 시스템 및/또는 다른 항공기와 통신을 수행하기 위해 구현될 수 있다.
운항 지역 판단부(720)는 GPS(700) 및 통신부(710)의 가용성 여부를 기초로 항공기가 위치한 운항 지역이 어떠한 지역인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 항공기가 위치한 지역을 지상 통제 시스템과의 통신이 가능한지 여부 및 항공기의 GPS가 가용한지 여부를 기초로 판단하여 제1 지역, 제2 지역, 제3 지역으로 분류하여 현재 항공기가 운항하는 지역을 판단할 수 있다. 운항 지역 판단부(720)에서 판단된 정보는 운항 방법 선택부(730) 및 목표물 타격 방법 선택부(740)로 전송되어 항공기의 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 결정할 수 있다.
운항 방법 선택부(730)는 운항 지역 판단부(720)에 의해 판단된 정보를 기초로 운항 방법을 결정할 수 있다. 예를 들어, 항공기에서 GPS가 가용하지 않은 지역에 위치한 경우, 운항 방법 선택부(730)는 항공기에서 전술한 가상 경로점 생성 방법을 기초로 운항을 수행하도록 판단할 수 있다.
목표물 타격 방법 선택부(740)는 운항 지역 판단부(720)에 의해 판단된 정보를 기초로 항공기가 목표물을 타격하기 위한 방법을 선택하도록 할 수 있다. 예를 들어, 통신부(710)에서 지상 통제 시스템과 통신이 가능한 경우 목표물 타격 방법 선택부(740)에서는 지상 통제 시스템으로부터 전송되는 정보를 기초로 항공기가 목표물을 타격하도록 제어할 수 있다. 또 다른 예로, 통신부(710)에서 지상 통제 시스템과 통신이 불가능한 경우 목표물 타격 방법 선택부(740)에서는 항공기에서 회득된 영상 정보를 기초로 영상 처리 알고리즘을 기초로 목표물을 트래킹하여 목표물을 타격하도록 제어할 수 있다.
GPS(700) 및 통신부(710)에서 가용성 여부가 판단된 후 GPS(700) 및 통신부(710)의 가용성 여부 정보가 바로 운항 방법 선택부(730) 및 목표물 타격 방법 선택부(740)로 전송될 수도 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 무인 항공기의 제어 방법에 있어서,
    상기 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 단계; 및
    상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 선택하여 운항 및 타격을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 단계는 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 지상 통제 시스템과 통신이 가능한지 여부 및 상기 무인 항공기의 GPS(global positioning system)가 가용한지 여부를 기초로 수행되는 무인 항공기 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 단계는,
    상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하고 상기 GPS가 가용한 지역인 경우 제1 지역으로 판단하는 단계;
    상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하고 상기 GPS가 가용하지 않은 지역인 경우 제2 지역으로 판단하는 단계; 및
    상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하지 않고 GPS가 가용하지 않은 지역인 경우 제3 지역으로 판단하는 단계를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 선택하여 운항 및 타격을 수행하는 단계는,
    상기 무인 항공기가 상기 제2 지역에 위치한 경우 가상 경로점 생성 방법을 사용하여 운항하는 단계; 및
    상기 무인 항공기가 상기 제2 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상을 상기 지상 통제 시스템으로 전송하고 상기 지상 통제 시스템에서 전송된 목표물 타격 명령에 기초하여 목표물에 대한 타격을 수행하는 단계를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가상 경로점 생성 방법은,
    상기 무인 항공기의 최종 경로점 및 상기 목표물의 최종 위치를 기초로 가상의 선을 생성하는 단계;
    상기 가상의 선 위에 상기 최종 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제1 가상 경로점을 생성하는 단계; 및
    상기 가상의 선 위에 상기 제1 가상 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제2 가상 경로 점을 생성하는 단계를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법 및 목표물 타격 방법을 선택하여 운항 및 타격을 수행하는 단계는,
    상기 무인 항공기가 상기 제3 지역에 위치한 경우 가상 경로점 생성 방법을 사용하여 운항하는 단계; 및
    상기 무인 항공기가 상기 제3 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상에 대한 영상 처리를 수행하여 목표물에 대한 트래킹을 수행하여 타격을 수행하는 단계를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가상 경로점 생성 방법은,
    상기 무인 항공기의 최종 경로점 및 상기 목표물의 최종 위치를 기초로 가상의 선을 생성하는 단계;
    상기 가상의 선 위에 상기 최종 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제1 가상 경로점을 생성하는 단계; 및
    상기 가상의 선 위에 상기 제1 가상 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제2 가상 경로 점을 생성하는 단계를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 무인 항공기가 제3 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상에 대한 영상 처리를 수행하여 목표물에 대한 트래킹을 수행하여 타격을 수행하는 단계는,
    상기 획득된 영상을 기초로 캠쉬프트(CAMshift) 알고리즘을 사용하여 상기 영상에서 상기 목표물에 대한 트래킹을 수행하는 단계를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 선택된 운항 방법 및 목표물 타격 방법 정보를 상기 무인 항공기를 추종하는 추종 무인 항공기로 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 추종 무인 항공기로 전송하는 운항 방법에는 상기 무인 항공기에서 생성된 가상 경로점 생성 정보가 포함되는 무인 항공기 제어 방법.
  9. 무인 항공기 제어 장치에 있어서,
    상기 무인 항공기가 위치한 지역을 판단하는 운항 지역 판단부;
    상기 운항 지역 판단부에 의해 판단된 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법을 선택하는 운항 방법 선택부; 및
    상기 운항 지역 판단부에 의해 판단된 상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 운항 방법을 선택하는 목표물 타격 방법 선택부를 포함하고
    상기 운항 지역 판단부는 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 지상 통제 시스템과 통신이 가능한지 여부 및 상기 무인 항공기의 GPS(global positioning system)가 가용한지 여부를 기초로 운항 지역을 판단하도록 구현되는 무인 항공기 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서, 운항 지역 판단부는,
    상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하고 상기 GPS가 가용한 지역인 경우 제1 지역으로 판단하고 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하고 상기 GPS가 가용하지 않은 지역인 경우 제2 지역으로 판단하고 상기 무인 항공기가 위치한 지역이 상기 지상 통제 시스템과의 통신이 가능하지 않고 GPS가 가용하지 않은 지역인 경우 제3 지역으로 판단하도록 구현되는 무인 항공기 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 운항 방법 선택부는 상기 무인 항공기가 상기 제2 지역에 위치한 경우 가상 경로점 생성 방법을 사용하여 운항하도록 구현되고,
    상기 목표물 타격 방법 선택부는 상기 무인 항공기가 상기 제2 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상을 상기 지상 통제 시스템으로 전송하고 상기 지상 통제 시스템에서 전송된 목표물 타격 명령에 기초하여 목표물에 대한 타격을 수행하도록 구현되는 무인 항공기 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가상 경로점 생성 방법은,
    상기 무인 항공기의 최종 경로점 및 상기 목표물의 최종 위치를 기초로 가상의 선을 생성하는 단계;
    상기 가상의 선 위에 상기 최종 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제1 가상 경로점을 생성하는 단계; 및
    상기 가상의 선 위에 상기 제1 가상 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제2 가상 경로 점을 생성하는 단계를 포함하는 무인 항공기 제어 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 운항 방법 선택부는 상기 무인 항공기가 상기 제3 지역에 위치한 경우 가상 경로점 생성 방법을 사용하여 운항하도록 구현되고,
    상기 목표물 타격 방법 선택부는 상기 무인 항공기가 상기 제3 지역에 위치한 경우 상기 무인 항공기에서 획득된 영상에 대한 영상 처리를 수행하여 목표물에 대한 트래킹을 수행하여 타격을 수행하도록 구현되는 무인 항공기 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가상 경로점 생성 방법은,
    상기 무인 항공기의 최종 경로점 및 상기 목표물의 최종 위치를 기초로 가상의 선을 생성하는 단계;
    상기 가상의 선 위에 상기 최종 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제1 가상 경로점을 생성하는 단계; 및
    상기 가상의 선 위에 상기 제1 가상 경로점을 기준으로 생성된 경로점 통과 반경 내에 제2 가상 경로 점을 생성하는 단계를 포함하는 무인 항공기 제어 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 목표물 타격 방법 선택부는,
    상기 획득된 영상을 기초로 캠쉬프트(CAMshift) 알고리즘을 사용하여 상기 영상에서 상기 목표물에 대한 트래킹을 수행하도록 구현되는 무인 항공기 제어 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 무인 항공기가 위치한 지역에 따라 선택된 운항 방법 및 목표물 타격 방법 정보를 상기 무인 항공기를 추종하는 추종 무인 항공기로 전송하도록 구현되는 통신부를 더 포함하되,
    상기 추종 무인 항공기로 전송하는 운항 방법에는 상기 무인 항공기에서 생성된 가상 경로점 생성 정보가 포함되는 무인 항공기 제어 장치.
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