KR20150006279A - 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비디오를 이용한 유도 방식과 레이저를 이용한 유도방식의 장점을 결합하여 빠르고 정확하게 항공기의 종류를 판별할 수 있는 주기 유도 장치에 관한 것으로 비디오 카메라로 촬영한 영상 신호로부터 항공기 이미지 데이터를 추출하는 비디오 이미지 추출부, 3차원 레이저 스캐너로 스캔한 스캔 신호로부터 항공기 스캔 데이터를 추출하는 레이저 이미지 추출부, 비디오 이미지 추출부에서 추출한 항공기 이미지 데이터와 레이저 이미지 추출부에서 추출한 항공기 스캔 데이터를 병합하고 항공기 조종사에게 주기를 위한 정보를 제공하는 제어부를 포함하는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

하이브리드 비주얼 주기 유도 장치 및 방법{A DEVICE AND METHOD FOR HYBRID TYPE VISUAL DOCKING GUIDANCE SYSTEM}

본 발명은 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치 및 방법에 관한 것이다.

항공기가 목적지 공항 활주로에 착지하고 나면 활주로를 빠져나와 유도로를 거쳐서 계류장으로 접근하여 지정된 탑승교에 갖다 붙이게 되는데 이를 접현한다고 한다.

이 때 FIMS(Flight Information Management System)라고 불리는 “비행정보시스템”이 작동된다. 즉 관제사가 착륙한 항공기마다 개별적으로 탑승교 번호 및 이동 경로를 지정해서 조종실의 스크린 화면에 띄워 주면 이에 따라 활주로에서 목적하는 계류장까지 이동하게 된다.

이 때 조종사는 정해진 탑승구에 탑승교 접현 위치까지 항공기를 이동시키는데 이를 보조하기 위해서 종래에는 항공기 유도사(Mashaller)가 4인 1조로 항공기를 정해진 위치까지 유도하였다.

도 1은 종래 항공기 유도사가 수신호를 이용하여 항공기의 위치를 유도하는 것을 나타낸다. 항공기 유도사는 양손에 패들(Paddle, 유도판)을 들고 수신호로 항공기를 정해진 위치까지 유도한다. 그러나 항공기가 워낙 커서 혼자서 항공기 진입로를 다 볼 수 없기 때문에 이들은 4인 1조로 일을 하는데, 날개 쪽 좌우에 윙 가이드맨을 1명씩 배치하고 한 명은 앞바퀴가 멈추어야 하는 라인 옆에, 그리고 항공기 유도사는 항공기 전면에 있는 유도대(臺) 위에 서서 유도한다.

조종실에서는 정지선이 보이지 않기 때문에 이들은 끝까지 기장과 눈을 맞추면서 선회, 직진, 서행, 정지 등의 신호를 보내서 노랑색 정지선에 정확하게 앞바퀴가 정렬하도록 한다. 그러나 항공기 유도사를 활용한 주기 유도 시스템은 항공기 유도사의 안전, 인건비 소요, 정확성, 심야근무자 확보곤란 및 인력수급의 어려움으로 인해 점차 그 수가 줄어들고 있다.

이에 직접 항공기 유도사가 항공기를 유도하는 것이 아닌 디스플레이 장치를 활용하여 항공기를 유도하는 시각 주기 유도 시스템(VDGS : Visual Docking Guidance System)이 도입되었다.

도 2는 종래 비디오 카메라를 이용한 항공기 유도 시스템을 나타낸다.

도 2에 따르면 종래 비디오 카메라를 이용한 항공기 유도 시스템은 항공기의 영상 이미지를 획득하고 그로부터 항공기의 윤곽선을 추출하여 항공기의 기종과 형상을 판별하며, 항공기 위치를 유도하는 방식으로 동작한다.

그러나 비디오 카메라를 이용하여 유도하는 방식은 안개나 눈, 비 등이 심한 악천후에 획득되는 이미지가 열악하고, 야간에 영상획득을 위하여 조명이 필수적으로 요구되는 등의 단점이 있으며, 무엇보다 판별오류가 발생하는 결점이 있다.

최근에는 이러한 단점을 보완하기 위하여 단일 포인트로 강력한 광 에너지를 집속하여 송출하고 이를 이용하여 항공기를 스캔하는 레이저 스캔 방식이 많이 사용되고 있다.

도 3은 레이저 빔을 이용하여 영상 이미지를 획득하는 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS : Advanced-VDGS) 장치를 나타낸 것이다.

그러나 이 방식은 점 광원인 레이저 빔(Laser Beam)을 사용하므로 영상 이미지를 획득하기 위해서는 수많은 화소(Point Cloud)를 형성할 수 있도록 수직 및 수평축으로 주사(Scanning)하여야 하고, 해상도가 높은 영상을 얻기 위해서는 더 많은 화소의 고속 스캔이 요구되어 한 프레임의 영상을 얻는데 많은 시간이 소요되어 레이저 방식의 시각 주기 유도 시스템에서는 수 개의 특징적인 부위의 위치정보를 토대로 항공기를 판별하고 추적 및 유도할 수밖에 없어 정확한 판별과 추적 및 유도에 한계가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치 및 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치는 비디오 카메라로 촬영한 영상 신호로부터 항공기 이미지 데이터를 추출하는 비디오 이미지 추출부, 3차원 레이저 스캐너로 스캔한 스캔 신호로부터 항공기 스캔 데이터를 추출하는 레이저 이미지 추출부, 상기 비디오 이미지 추출부에서 추출한 항공기 이미지 데이터와 상기 레이저 이미지 추출부에서 추출한 항공기 스캔 데이터를 병합하고 항공기 조종사에게 주기를 위한 정보를 제공하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 비디오 이미지 추출부는 비디오 영상을 촬영하기 위한 비디오 카메라, 상기 비디오 카메라로 촬영한 비디오 영상을 전기적 신호로 변환하고, 항공기 이미지 데이터를 추출하는 제1 비디오 이미지 처리부 및 상기 제1 비디오 이미지 처리부에 의해 영상 처리 작업이 완료된 영상 신호로부터 불필요한 이미지를 마스킹(Masking) 처리 하여 항공기 이미지 데이터를 추출하는 제2 비디오 이미지 처리부로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 비디오 이미지 추출부는 상기 비디오 카메라를 이용하여 항공기 주기장 상태를 모니터링 하는 비디오 모니터링 시스템을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 비디오 이미지 추출부는 상기 비디오 카메라로 촬영한 비디오 영상에 대해서 오토 포커싱(Auto Focusing)기능을 수행하여 상기 비디오 카메라의 초점을 최적의 상태로 유지하는 자동 초점 조절부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 비디오 이미지 추출부는 상기 비디오 카메라로 촬영한 비디오 영상의 특정 영역을 확대하거나 전체 영상의 줌(Zoom)기능을 제어하는 줌 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 레이저 이미지 추출부는 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 항공기 스캔 이미지를 추출하고, 항공기의 거리 정보를 측정하는 레이저 스캐너부를 포함하고, 상기 레이저 스캐너부는 레이저 빔을 송출하는 송출부와 상기 송출된 레이저 빔의 반사파를 수신하는 수신부를 구비하고 송출된 레이저 빔과 수신된 반사파의 도달 시간의 차이를 이용하여 항공기와의 거리 정보를 측정하는 레이저 거리 측정 장치, 상기 레이저 거리 측정 장치를 회전시키는 레이저 회전 모터 및 상기 송출부에서 레이저 빔을 송출되는 방향과 다른 방향으로 굴절시키기 위한 하나 이상의 굴절부를 더 포함하고, 상기 레이저 회전 모터는 레이저 거리 측정 장치와 동일한 회전축에서 회전하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 굴절부는 상기 항공기의 상체를 스캔하기 위한 제1 삼각 미러, 상기 항공기의 하체를 스캔하기 위한 제2 삼각 미러, 상기 항공기의 코(Nose)부분을 스캔하기 위한 제1 평면 미러 및 상기 항공기의 꼬리(Tail)부분을 스캔하기 위한 제2 평면 미러로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 레이저 이미지 추출부는 상기 레이저 스캐너부로부터 항공기 스캔 이미지와 항공기의 거리정보를 수신하여 불필요한 부분을 제거하는 제1 레이저 이미지 처리부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 레이저 이미지 추출부는 상기 제1 레이저 이미지 처리부로부터 불필요한 부분이 제거된 항공기 스캔 이미지와 항공기의 거리정보를 이용하여 항공기의 에지 정보를 추출하고 상기 거리 정보를 결합하여 항공기 스캔 데이터를 추출하는 제2 레이저 이미지 처리부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 제어부는 상기 비디오 이미지 추출부에서 추출한 항공기 이미지 데이터와 상기 레이저 이미지 추출부에서 추출한 항공기 스캔 데이터를 병합하여 항공기의 이미지 데이터인 항공기 템플릿과 항공기의 규격정보를 포함하는 항공기 데이터 프로파일을 작성하는 비디오/레이저 병합부, 공항 전산 시스템과 네트워크를 통해 연결되고, 항공기의 스케쥴과 항공기 기종에 관한 정보를 저장하는 항공기 정보 저장부 및 상기 비디오/레이저 병합부에서 생성한 상기 항공기 템플릿 및 항공기 데이터 프로파일과 상기 항공기 정보 저장부에 저장된 항공기 정보를 비교하여 주기 대상 항공기를 인식하는 시스템 제어부로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 제어부는 상기 시스템 제어부의 항공기 인식 결과에 따른 정보를 이용하여 항공기 조종사에게 주기 유도를 위한 정보를 디스플레이하는 파일럿 디스플레이부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 제어부는 교류 상용 전원을 직류로 변환하여 상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 필요한 전력을 공급하는 전력공급부 및 교류 상용전원이 정전인 경우 직류전압을 직접 공급하는 예비 전력 공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 제어부는 상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치를 점검하는 시스템 점검부를 더 포함하고, 상기 시스템 점검부는 상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 기준값정보를 저장하고 시스템 점검시 상기 저장된 기준값정보와 측정값정보를 비교하여 시스템의 이상유무를 판단하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 기준값정보는 상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치와 가장 가까운 정지선과 중심진행선의 교차점을 기준점으로 하고, 상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치와 상기 기준점까지의 거리인 거리정보, 상기 기준점과 수직방향의 각도 차이인 수직각 정보 및 상기 기준점과 수평방향의 각도 차이인 수평각 정보인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 방법은 비디오 카메라를 이용하여 항공기 비디오 이미지를 추출하는 단계, 레이저 스캐너를 이용하여 항공기 스캔 이미지를 추출하는 단계, 상기 추출한 항공기 비디오 이미지 및 항공기 스캔 이미지를 병합하여 최종 이미지를 합성하는 단계, 상기 최종 이미지와 상기 레이저 스캐너의 거리 정보를 이용하여 항공기를 식별하는 단계 및 식별된 항공기를 정해진 위치로 유도하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 항공기 비디오 이미지를 추출하는 단계는 비디오 카메라로 항공기 촬영이미지를 촬영하는 단계, 상기 항공기 촬영이미지로부터 에지를 추출하는 단계 및 상기 항공기 촬영이미지로부터 불필요한 부분을 마스킹하는 단계로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 항공기 스캔 이미지를 추출하는 단계는 3차원 스캐너를 이용하여 항공기 이미지를 생성하고 거리정보를 추출하는 단계, 상기 항공기 이미지로부터 항공기의 에지를 추출하는 단계 및 상기 항공기 이미지로부터 불필요한 부분을 마스킹하는 단계로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 최종 이미지를 합성하는 단계는 상기 항공기 비디오 이미지로부터 항공기에 대한 시각 데이터인 항공기 템플릿을 생성하는 단계 및 상기 항공기 스캔 이미지로부터 항공기의 규격을 계산하여 텍스트 데이터인 항공기 프로파일을 생성하는 단계로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 항공기를 식별하는 단계는, 상기 항공기 템플릿 및 상기 항공기 프로파일을 미리 저장된 도착예상 항공기의 템플릿 및 프로파일과 비교하여 상기 항공기가 도착예상 항공기와 일치하는지를 판단하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 식별된 항공기를 정해진 위치로 유도하는 단계는, 상기 식별된 항공기를 비디오 카메라를 이용하여 식별 항공기 비디오 이미지를 추출하는 단계, 상기 식별된 항공기를 레이저 스캐너를 이용하여 식별 항공기 스캔 이미지를 추출하는 단계 및 상기 식별 항공기 비디오 이미지와 식별 항공기 스캔 이미지를 이용하여 항공기의 실시간 위치 및 미리 정해진 정지선과의 차이를 항공기 조종사에게 디스플레이 하는 단계로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 레이저 이미지 추출부는, 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 항공기 스캔 이미지를 추출하고, 항공기의 거리 정보를 측정하는 레이저 스캐너부를 포함하고, 상기 레이저 스캐너부는 레이저 빔을 송출하는 송출부와 상기 송출된 레이저 빔의 반사파를 수신하는 수신부를 구비하고 송출된 레이저 빔과 수신된 반사파의 도달 시간 이용하여 항공기와의 거리 정보를 측정하는 레이저 거리 측정 장치, 상기 레이저 거리 측정 장치로부터 송출된 상기 레이저 빔을 송출된 방향과 수직한 방향으로 굴절시키기 위한 회전거울, 상기 회전거울에 의해 굴절된 레이저 빔을 회전거울에 의해 굴절된 방향과 수직한 방향으로 굴절시키기 위한 하나 이상의 굴절부 및 상기 회전거울과 동일한 회전축에서 회전하는 구동부로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상기 굴절부는 상기 항공기의 상체를 스캔하기 위한 제1 삼각 미러, 상기 항공기의 하체를 스캔하기 위한 제2 삼각 미러, 상기 항공기의 코(Nose)부분을 스캔하기 위한 제1 평면 미러 및 상기 항공기의 꼬리(Tail)부분을 스캔하기 위한 제2 평면 미러로 구성된 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명은 비디오를 이용한 유도 방식과 레이저를 이용한 유도방식의 장점을 결합하여 빠르고 정확하게 항공기의 종류를 판별할 수 있다는 효과가 있다.

또한 본 발명은 레이저 방식을 이용하여 열악한 기상상황에서도 정확하고 정밀한 주기 유도할 수 있다는 효과가 있다.

또한 본 발명은 이미지 템플릿과 데이터 프로파일의 이중의 매칭 시스템을 이용하여 정확성과 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

또한 본 발명은 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 교정을 수행하여 장비의 오류를 방지하는 효과가 있다.

도 1은 항공기 유도사가 수신호를 이용하여 항공기의 위치를 유도하는 것을 나타낸다.
도 2는 종래 비디오 카메라를 이용한 항공기 유도 시스템을 나타낸다.
도 3은 레이저 빔을 이용하여 영상 이미지를 획득하는 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS : Advanced-VDGS) 장치를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 있어 레이저 스캐너부의 구조를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 6은 각 항공기 제조사에서 제공하는 항공기들의 규격을 비교한 것을 나타낸 예이다.
도 7은 비디오 카메라(21) 및 레이저 거리측정장치(2)에 의해 획득한 항공기의 정면도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 의해 획득한 항공기 이미지의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 10 및 11은 본 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 교정 기능을 설명하기 위한 것이다.
도 11은 도 10을 위에서 바라본 평면도를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 사용되는 레이저 스캐너부의 다른 실시 형태를 나타낸 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시 예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 있어 레이저 스캐너부의 구조를 나타낸 것이다.

본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 레이저 스캐너부는 레이저 거리 측정 장치(1), 회전원판(4), 레이저 회전모터(5), 삼각 미러(10, 11), 평면 미러(12, 13) 및 미러 회전모터(6, 7, 8, 9)로 구성될 수 있다.

레이저 거리측정장치(1)는 레이저 빔을 발생시켜 송출하고, 항공기로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 전자회로를 포함할 수 있다.

레이저 거리측정장치(1)는 내부에 레이저 송신용 레이저 다이오드(2)(LD : Laser Diode)와 레이저 수신용 포토 다이오드(3)(PD: Photo Diode) 또는 아발란체 포토 다이오드(APD: Avalanche Photo Diode)를 포함할 수 있다. 또한 레이저 다이오드와 포토다이오드 외에도 이들을 제어하는 전자회로를 포함할 수 있다.

회전원판(4)은 레이저 거리측정장치(1)를 고정하는 수단이고, 회전모터(5)는 회전원판(4)을 회전시키는 동력을 제공하며, 스텝핑 모터(Stepping motor) 또는 서보 모터(Servo motor)가 사용될 수 있으나, 어느 하나에 한정되는 것은 아니다. 회전모터(5)에 의해서 레이저 거리측정장치(1)는 360도 방향으로 회전을 하며 스캐닝을 실시한다.

레이저 스캐너부에 사용되는 미러(10, 11, 12, 13)들은 레이저 다이오드에서 발생한 레이저 빔을 90도 각도로 굴절시켜 수평방향으로 송신하고, 레이저 광을 수신할 때도 입사하는 방향으로부터 수평방향으로 들어온 반사파 신호를 90도 각도로 굴절시켜 레이저 거리측정장치(1)의 수광소자인 포토 다이오드 또는 아발란체 포토 다이오드 쪽으로 입사시킨다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 사용되는 레이저 스캐너부의 경우 평면 미러(12, 13)와 삼각 미러(10, 11)의 2가지 종류의 미러가 사용될 수 있으나, 그 구성 방법에 따라 다양한 형태와 숫자의 미러가 사용될 수 있다.

레이저 거리측정장치(1)는 한 번 회전 하는 동안에 각각 다른 4개의 미러(10, 11, 12, 13)를 이용하여 각기 다른 네 지점으로 레이저 빔을 송수신함으로써 여러 지점의 거리와 방향을 동시에 측정할 수 있다.

제1 삼각 미러(10)는 항공기의 위 부분(상체) 스캔에 사용되고, 제2 삼각 미러(11)는 항공기의 아래 부분(하체) 스캔에 사용될 수 있다.

또 제1 평면 미러(12)는 항공기의 코(Nose) 부분을 향하도록 구성되어 항공기의 감지(Detection), 추적(Tracking) 및 거리(Distance)측정을 할 수 있다.

제2 평면 미러(13)는 항공기의 꼬리(Tail)부분의 거리 측정과 제1 평면 미러와 함께 항공기 방향(Azimuth)을 측정할 수 있다.

미러 회전모터(6, 7, 8, 9)는 각 미러에 연결되고, 미러를 회전시키며 각각 독립하여 작동할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 구성을 나타낸 것이다.

도 5에 따르면 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치는 비디오 이미지 추출부(20), 레이저 이미지 추출부(30) 및 전체 시스템을 제어하는 제어부(40)로 구성될 수 있다.

먼저 비디오 이미지 추출부(20)에 대해서 이하 상세히 설명한다.

비디오 이미지 추출부(20)는 비디오 카메라(21), 자동초점 조절부(22), 줌 제어부(23), 제1 비디오 이미지 처리부(24) 및 제2 비디오 이미지 처리부(25)로 구성될 수 있다.

비디오 카메라(21)는 전방의 영상을 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 장치로, CCD(Charge Coupled Device)카메라나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)카메라가 사용될 수 있으며, 그 외에도 다양한 카메라 모듈이 사용될 수 있으며, 특정 종류의 비디오 카메라에 한정되지 않는다.

자동초점 조절부(22)는 비디오 카메라(21)로 촬영된 영상에 대해서 오토 포커싱(Auto Focusing) 기능을 수행하여 카메라의 초점을 최적의 상태로 유지하는 장치이다.

줌 제어부(23)는 비디오 카메라(21)의 촬영시 특정 영역에 대해서 확대하거나 전체 영상의 줌(Zoom)기능을 제어하는 부분으로, 자동초점 조절부(22)와 줌 제어부(23)의 입력신호를 받아 비디오 카메라(21)는 최적의 영상을 촬영하여 전기적 신호로 변환할 수 있다.

제1 비디오 이미지 처리부(24)에 대해서 이하 상세히 설명한다.

제1 비디오 이미지 처리부(24)는 비디오 카메라(21)로부터 전기적 신호를 수신하여 적절한 해상도를 갖는 디지털 이미지 신호로 변환할 수 있다. 제1 비디오 이미지 처리부(24)는 변환한 디지털 이미지 신호에 대해서 다양한 이미지 처리를 할 수 있다.

제1 비디오 이미지 처리부(24)는 디지털 이미지 신호로부터 필요한 각종 데이터를 획득하기 위해서 대수연산, 논리연산, 명암대비 확장 또는 변환, 히스토그램 평활화(Histogram Equalization), 샤프닝(Sharpening)등의 영상처리 작업을 행할 수 있다.

제1 비디오 이미지 처리부(24)는 디지털 이미지 신호에 대해서 다양한 영상처리 작업을 수행하고 영상 처리가 완료된 이미지를 제2 비디오 이미지 처리부(25)로 전송한다.

제2 비디오 이미지 처리부(25)는 항공기의 기종을 판별하거나 항공기의 추적을 위해서 전송받은 이미지 신호에 Roberts, Prewitt, Sobel, Frei-Chen등의 1차 미분 연산자나, 라플라시안(Laplacian), 가우시안 라플라시안(LOG : Laplacian of Gaussian), 가우시안 차(DOG : Difference of Gaussian) 연산자 등의 2차 미분 연산자를 사용할 수 있다.

제2 비디오 이미지 처리부(25)에서 1차 및 2차 미분연산자를 사용하여 이미지 신호로부터 에지(Edge)를 추출하고, 이미지 신호를 향상시키거나, 에지(Edge)를 추적하거나 항공기 이미지를 제외한 배경 이미지나 불필요한 영상부분을 마스킹(Masking) 처리 할 수 있다.

항공기의 에지(Edge)를 추출하고 배경 이미지나 불필요한 영상부분을 마스킹 처리한 이미지는 비디오/레이저 병합부(41)로 전송될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치는 비디오 모니터링 시스템(26)을 더 포함할 수 있다.

비디오 모니터링 시스템(26)은 비디오 카메라(21)에서 획득한 영상 이미지를 일반적인 항공기 주기장 상태를 모니터링하는 시스템으로, 공항의 중앙감시반에서 장비 운용자나 관리자들이 영상을 감시하거나 저장할 수 있다.

또한 비디오 모니터링 시스템(26)은 필요시 이미지 검색이 가능하도록 비디오 카메라(21)를 이용할 수 있다.

이하, 레이저 이미지 추출부(30)의 구성요소 및 동작에 대해서 상세히 설명한다.

레이저 이미지 추출부(30)는 레이저 스캐너부, 제1 레이저 이미지 처리부(31), 제2 레이저 이미지 처리부(32), 거리정보 추출부(33) 및 방향정보 추출부(34)로 구성될 수 있다.

레이저 스캐너부는 도 4의 레이저 스캐너부와 동일한 것으로 레이저 거리 측정 장치(1), 레이저 회전모터(5), 삼각 미러(10, 11), 평면 미러(12, 13) 및 미러 회전모터(6, 7, 8, 9)로 구성될 수 있다.

레이저 거리 측정 장치(1)는 도 4의 레이저 스캐너부 내의 레이저 거리 측정 장치(1)와 동일한 장치로, 레이저 빔을 방출하는 레이저 다이오드(2)(LD : Laser Diode)와 목표물에서 반사되어 온 레이저 광선을 수신하는 광수신소자인 포토 다이오드(3)(PD : Photo Diode) 또는 아바란체 포토 다이오드(APD : Avalance Photo Diode)를 포함할 수 있으며, 레이저 송신 펄스와 반사파 수신 펄스의 시각 차이를 측정하고 그로부터 반사점의 거리를 계산하는 회로 및 소프트웨어를 포함할 수 있다.

또 레이저 회전모터(5)는 레이저 거리 측정 장치(1)를 회전 시킴으로써 전방을 일직선 또는 원형으로 스캔하는 이른바 라인(Line) 스캐닝이 가능하도록 하는 장치이다.

삼각 미러(10, 11), 평면 미러(12, 13) 및 미러 회전모터(6, 7, 8, 9)는 도 1의 레이저 스캐너부의 삼각 미러(10, 11), 평면 미러(12, 13) 및 미러 회전모터(6, 7, 8, 9)와 각각 동일하며 미러 회전모터(6, 7, 8, 9)는 각각 독립적으로 동작 가능하다.

제1 삼각 미러(10)는 항공기의 위 부분(상체) 스캔에 사용되고, 제2 삼각 미러(11)는 항공기의 아래 부분(하체) 스캔에 사용될 수 있다.

또 제1 평면 미러(12)는 항공기의 코(Nose) 부분을 향하도록 구성되어 항공기의 감지(Detection), 추적(Tracking) 및 거리(Distance)측정을 할 수 있다.

제2 평면 미러(13)는 항공기의 꼬리(Tail)부분의 거리 측정과 제1 평면 미러와 함께 항공기 방향(Azimuth)을 측정할 수 있다.

제1 레이저 이미지 처리부(31)는 레이저 거리 측정 장치(1)로부터 거리정보 측정 데이터를 수신하고, 레이저 회전모터(5)로부터 회전각 위치 데이터를 수신하여 각 위치에 따른 거리 정보를 토대로 불필요한 데이터를 제거하는 등 정확한 영상을 얻기 위한 작업을 수행할 수 있다.

제2 레이저 이미지 처리부(32)는 제1 레이저 이미지 처리부(31)로부터 수신한 신호를 미분하여 목표물의 에지(Edge) 이미지를 취득하고 불필요한 부분의 이미지를 제거하며, 레이저 회전모터(5)와 미러 회전모터(6, 7, 8, 9)의 위치정보, 레이저 빔의 송출시각 및 각 반사파 도착시간 등의 정보를 바탕으로 각각의 이미지 및 측정 거리정보를 결합하여 최종 이미지와 데이터 정보를 저장한다.

이하 제어부(40)의 구성에 대해서 상세히 설명한다.

제어부(40)는 비디오/레이저 병합부(41), 시스템 제어부(42), 항공기 정보 저장부(43), 파일럿 디스플레이부(44), 수동조작유닛(45), 전력공급부(46), 예비 전력 공급부(47) 및 시스템 점검부(48)로 구성될 수 있다.

비디오/레이저 병합부(41)는 제2 비디오 이미지 처리부(25)를 통해 처리된 비디오 이미지 정보와 제2 레이저 이미지 처리부(32)를 통해 처리된 레이저 이미지 및 데이터 정보를 병합하여 최종 이미지를 완성하고 그에 따른 항공기의 특정 부분의 위치 데이터에 대한 프로파일(Profile)을 작성할 수 있다.

항공기 특정부분의 위치 데이터는 기체 장(Body Length), 날개 폭(Wing Span), 코 높이(Nosal Height) 및 날개 각(Wing Angle)등의 데이터를 포함하며 그외 각 주요 부위의 길이나 각도 등의 데이터 프로파일을 별도의 텍스트 데이터 레코드의 형태로 저장될 수 있다.

시스템 제어부(42)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 종합적인 제어 및 최종 처리 시스템 프로세서이다.

시스템 제어부(42)는 비디오/레이저 병합부(41)로부터 얻은 최종 이미지 및 데이터를 기준으로 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 목적인 항공기 기종 판별 및 주기 유도를 위한 종합적인 제어와 데이터 처리를 할 수 있다.

즉, 시스템 제어부(42)는 비디오/레이저 병합부(41)로부터 얻은 최종 이미지로부터 항공기 정보 저장부(43)에 저장된 항공기 이미지 템플릿 중 매칭되는 템플릿을 찾아내고 동시에 기체 장(Body Length), 날개 폭(Wing Span), 코 높이(Nosal Height) 및 날개 각(Wing Angle)등 항공기 주요 부위의 길이나 각도 등의 프로파일을 항공기 정보 저장부(43)에 미리 저장된 항공기 제작사의 각 기종별 데이터와 비교하여 완전히 정합 되는 기종을 판별할 수 있다.

시스템 제어부(42)는 이미지 템플릿과 데이터 프로파일을 비교하는 이중 매칭을 확인함으로써 판별 오류를 최소화 하기 때문에 기존의 시각 주기 유도 시스템(VDGS)보다 정확성과 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.

거리정보 추출부(33)는 제1 사각 미러(12)와 미러 회전 모터(8)에 의해 계속적으로 항공기의 코끝 위치를 추적하여 항공기의 거리(Distance)를 실시간으로 측정할 수 있다. 측정된 거리 정보는 항공기의 정지지점으로부터 잔여거리를 실시간으로 계산하는데 사용될 수 있다. 계산된 잔여거리는 파일럿 디스플레이부(44)를 통해 항공기 조종사에게 제공될 수 있다.

방향정보 추출부(34)는 제2 사각 미러(13)과 미러 회전 모터(9)에 의해 계속적으로 항공기 코끝의 위치와 꼬리의 위치를 조합하여 항공기의 방향(Azimuth)을 실시간으로 특정하고, 중심선으로부터 항공기의 주행방향이 얼마나 차이가 나는지를 실시간으로 계산하여 항공기 조종사에게 파일럿 디스플레이부(44)를 통해 제공할 수 있다.

수동조작유닛(45)은 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 에러가 발생하거나 비상정지(Emergency Stop)가 발생한 경우 수동모드(Manual Mode)로 파일럿 디스플레이부(44)에 필요한 정보를 디스플레이 할 수 있다.

즉 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 고장이나 작동이 어려운 상황에서 기본적인 주기를 위한 정보를 항공기 조종사를 위해 파일럿 디스플레이부(44)에 디스플레이 할 수 있다.

전력 공급부(46)는 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 교류(AC)전압을 직류 24V로 변환하여 전원을 공급할 수 있다.

또한 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치는 교류 상용전원이 정전인 경우를 대비하여 직류전압을 직접 공급하는 예비 전력 공급부(47)를 더 포함할 수 있다.

시스템 점검부(48)는 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 이상 유무를 점검할 수 있다. 시스템 점검부(48)의 동작에 대해서는 도 10 및 11에서 상세히 설명한다.

도 6은 각 항공기 제조사에서 제공하는 항공기들의 규격을 비교한 예을 나타낸 것이다.

도 6에 따르면, 휴즈(Hughes)사의 H-4 Spruce Goose, Myria AN-255, Airbus사의 A-380-800 및 보잉(Boeing)사의 B-747-8 모델의 각 규격을 비교한 것을 볼 수 있다.

각각의 항공기는 날개 길이, 날개 각도, 기체 길이 및 코끝 높이 등이 상이하여 이들 요소들을 비교하여 각 항공기의 기종을 판별할 수 있다.

도 6에 나타난 항공기는 일부 예시에 불과하며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치가 판별 가능한 항공기를 도시한 것이 아니다.

도 7은 비디오 카메라(21) 및 레이저 거리측정장치(2)에 의해 획득한 최종 항공기의 정면도를 나타낸 것이다.

도 7에 따르면, T(100)는 최원점인 항공기의 꼬리지점이고, N(200)은 항공기의 최근점인 코끝이다. L(300)과 R(400)은 각각 항공기의 최좌점 및 최우점이다. 또한 항공기의 날개각을 구하기 위해 W1(500) 및 W2(600)의 거리 및 위치각 정보를 획득하는데 이는 좌우 날개의 시작지점이다.

비디오 영상이나 레이저 스캔에 따르면, 평면도는 명확하게 표현되지 않을 수 있으나, 주요 특징지점의 위치만 확인되면 항공기 기종 판별이 가능하다.

도 8은 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 의해 획득한 항공기 이미지의 평면도이다.

도 8에 따르면 최원점(100)과 최근점(200)을 연결한 중심선과 최좌점(300) 및 좌측날개 시작지점(500)을 연결한 선이 이루는 각을 항공기 날개각(700)이라 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 동작방법을 나타낸 순서도이다.

도 9에 따르면 먼저, 항공기의 착륙 일정 시간 전 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치가 동작을 개시할 수 있다.

하이브리드 비주얼 주기 유도 장치는 항공기의 도래가 예상되는 지점으로 레이저 빔을 발사하여 반사파의 수신 여부를 점검할 수 있다(S10). 이를 대기 모드라고 할 수 있고, 항공기가 감지되지 않으면, 계속 대기 모드에 있다가, 항공기가 감지되고 난 뒤 미리 설정해 놓은 시간 또는 거리에 항공기가 이르게 되면, 비디오 영상을 획득하고(S20), 획득된 영상으로부터 에지(Edge)를 검출할 수 있다(S21).

비디오 영상은 비디오 카메라에 투시된 영상에서 한 프레임(Frame)의 영상을 포착(Catch)하는 방식으로 획득할 수 있다. 그와 동시에 항공기에 대한 레이저 이미지를 스캔하게 된다(S30). 레이저 이미지 스캔을 위해 레이저 스캐너부의 제1 삼각 미러(10) 및 제2 삼각 미러(11)를 사용하여 레이저 이미지를 스캔하고, 스캔 이미지로부터 휘도 및 거리 값의 미분 값을 이용해서 에지 검출(Edge Detection) 및 에지 향상(Edge Enhancement)등의 처리를 할 수 있다(S31).

비디오 영상과 레이저 스캔 이미지의 에지 검출이 끝나면 두 이미지를 하나고 병합하고(S40), 최종 에지를 추출하고, 이를 명암대비 확장 등의 기법으로 향상시킨다.

그 뒤 항공기 몸체 등 필요하고 관심 있는 영상 이미지만 추출하고 나머지 불필요한 이미지를 마스킹(Masking)한다(S41).

최종 이미지가 완성되면 항공기 정보 저장부(43)내의 항공기 템플릿 데이터(S43)로부터 완성된 항공기 이미지 템플릿과 가장 일치하는 항공기 이미지 템플릿을 검색한 뒤, 그 차이가 미리 설정된 오차범위 내에 있는지를 판별한다(S44).

오차범위 내에 해당하면, 항공기 트래킹(Tracking) 모드로 진입하지만, 그렇지 않은 경우에는 비디오 이미지 및 레이저 이미지를 다시 추출할 수 있다.

한편, 레이저 스캔 이미지로부터 거리 정보 데이터를 추출할 수 있다.

거리 정보 데이터는 최원점(The Farthest Point), 최근점(The Nearest Point), 최좌점(The Leftmost Point) 및 최우점(The Rightmost Point)에 대한 거리 및 각도 데이터를 포함한다(S32). 거리 정보 데이터를 이용하여 항공기의 기체 장(Body Length), 날개 폭(Wing Span), 코 높이(Nosal Height) 및 날개 각(Wing Angle)등의 값을 계산하고(S33), 그 결과를 텍스트 프로파일 레코드 형태로 항공기 프로파일을 작성한다(S34).

또한 항공기 정보 저장부(43)내에 항공기 프로파일 데이터(S36)로부터 해당 항공기 프로파일 데이터와 가장 유사한 프로파일을 추출하고 오차범위 내에 해당하는지를 비교한다(S35,S37). 비교한 결과 오차범위 내라면 트래킹 단계(S50)로 진입하지만, 그렇지 못한 경우에는 다시 비디오 이미지 및 레이저 스캔 이미지를 다시 획득한다. 이 경우 불일치의 주 원인이 되는 항공기 진입속도를 낮추기 위해 항공기 조종사에게 천천히를 의미하는 "SLOW"를 출력할 수 있다(S38).

일반적으로 공항에서는 공항 네트워크(S51)를 통해 운항정보관리시스템(FIMS : Flight Information Management System), 게이트 운영 시스템(GOS : Gate Operating System)등 공항 전산 시스템이 존재 하는데(S52), 항공기가 트래킹 모드로 진입하게 되면, 비디오와 레이저로부터 획득한 데이터가 운항정보상의 예정된 기종명과 상호 일치하는지 판단한다(S53).

만일 공항내 운항정보관리시스템에 입력된 항공기 정보와 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치가 검출한 항공기 정보가 불일치 하는 경우 운항 규정상 항공기 조종사에게 긴급정지(Emergency Stop)을 의미하는 "E.STOP"를 조종사에게 출력할 수 있다. 이 경우 동시에 자동모드에서 수동모드로 전환된다(S55).

위와 같은 공항 전산 시스템은 공항 네트워크에 통신 인터페이스를 사용하여 접속할 수 있다.

계획된 운항정보와 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치가 판별한 항공기 정보가 일치하는 경우 항공기 모델 즉 기종명을 확정하고, 파일럿 디스플레이부(44)를 통해 항공기 모델명을 예를 들어 "B-747-400"과 같이 기종명과 형명을 표시해주고 주기단계에 진입한다(S56,57,60)

주기단계부터는 항공기를 계속 추적하면서 주행로의 중심선으로부터의 이격방향과 항공기 진입속도를 실시간으로 측정하여 정지지점까지의 거리, 주행로 중심선으로부터의 이격방향 및 항공기 진입속도의 항목들에 대해서 파일럿 디스플레이부(44)를 통해 표시할 수 있다(S61).

정지지점에서 0.1미터 이내가 되면 주기단계를 종료하고 항공기 조종사에게 정지를 의미하는 "STOP"를 출력할 수 있다(S62,63,64).

만일 항공기 조종사가 정지 조작을 늦게 행하여 항공기가 정지지점으로부터 0.1미터 이상 초과하면 항공기 조종사에게 "TOO FAR"를 출력할 수 있다(S65,66).

도 10 및 11은 본 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 장치 교정 기능을 설명하기 위한 것이다.

도 11은 도 10을 위에서 바라본 평면도를 도시한 것이다.

도 10에 따르면 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 교정(Calibration) 기능은 주기적, 비주기적, 일 1회, 월 1회 등 횟수나 주기를 임의로 지정할 수 있다.

하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 교정기능은 제어부(42)내 시스템 점검부(48)에서 수행될 수 있다. 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치 본체(700)는 다양한 위치에 설치될 수 있다. 도 10에서는 설명이 용이하도록 지지 수단(720)에 의해 고정된 것으로 되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 교정방법은 다음과 같다. 항공기 유도로는 항공기의 주기 유도가 실시되는 도로를 의미한다. 항공기 유도로에는 중심진행선(Centerline)(740)이 있고, 항공기의 정지 위치에는 다수의 정지선(Stopline)(730)이 존재한다. 항공기 기종에 따라 정지선의 위치가 각각 상이할 수 있다.

본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 교정을 위해 기준이 되는 지점인 기준점(Reference Point)은 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 가장 인접한 정지선인 인접정지선(731)과 중심진행선(740)의 교차점일 수 있다.

본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치(700)로부터 기준점까지의 거리인 거리정보d(71)와 장치로부터 기준점(Reference Point)으로 투사되는 레이저 빔 경로의 수직 면에서의 각도를 나타내는 수직각정보φ(72) 및 장치의 설치방향과 중심진행선(740)의 수평면에서의 각도를 나타내는 수평각정보θ(73)를 사전에 측정하여 기준값으로 설정할 수 있다.

따라서 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 교정시 미리 설정된 거리정보d(71), 수직각정보φ(72) 및 수평각정보θ(73)의 기준값과 측정값을 비교하여, 오차범위 밖에 있는 경우, 자체 교정(Self Calibration)을 실시하여 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 정확도를 높일 수 있다.

도 12는 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 사용되는 레이저 스캐너부의 다른 형태를 나타낸 것이다.

도 12에 따르면, 본 발명의 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 사용되는 레이저 스캐너부는 도 4의 경우와 같이 레이저 거리측정장치(1) 자체를 회전시킬 수도 있지만, 도 12와 같이 회전미러(4')를 구비하고, 회전미러를 회전시키는 회전 미러 모터(5')를 이용하여 고정된 레이저 거리측정장치(1')로부터 송출된 레이저 빔을 전방으로 굴절시켜 전송하고 반사파을 수신함으로서 보다 효율적이고 안정된 구조를 구현할 수 있다..

도 12와 같은 구성에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 레이저 스캐너부는 레이저 거리측정장치(1)를 회전시키지 않아 보다 높은 내구도를 갖는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치를 구현할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시 예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1 : 레이저 거리측정장치
2 : 레이저 다이오드
3 : 포토 다이오드
4 : 회전원판
5 : 레이저 회전모터
6, 7, 8, 9 : 미러 회전모터
10 : 제1 삼각 미러
11 : 제2 삼각 미러
12 : 제1 평면 미러
13 : 제2 평면 미러
20 : 비디오 이미지 추출부
21 : 비디오 카메라
22 : 자동초점 조절부
23 : 줌 제어부
24 : 제1 비디오 이미지 처리부
25 : 제2 비디오 이미지 처리부
26 : 비디오 모니터링 시스템
31 : 제1 레이저 이미지 처리부
32 : 제2 레이저 이미지 처리부
33 : 거리정보 추출부
34 : 방향정보 추출부
40 : 제어부
41 : 비디오/레이저 병합부
42 : 시스템 제어부
43 : 항공기 정보 저장부
44 : 파일럿 디스플레이부
45 : 수동조작 유닛
46 : 전력 공급부
47 : 예비 전력 공급부
48 : 시스템 점검부
100 : 최원점
200 : 최근점
300 : 최좌점
400 : 최우점
700 : 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치
720 : 지지수단
730 : 정지선
731 : 인접정지선
740 : 중심진행선

Claims (22)

1. 비디오 카메라로 촬영한 영상 신호로부터 항공기 이미지 데이터를 추출하는 비디오 이미지 추출부;
   3차원 레이저 스캐너로 스캔한 스캔 신호로부터 항공기 스캔 데이터를 추출하는 레이저 이미지 추출부;
   상기 비디오 이미지 추출부에서 추출한 항공기 이미지 데이터와 상기 레이저 이미지 추출부에서 추출한 항공기 스캔 데이터를 병합하고 항공기 조종사에게 주기를 위한 정보를 제공하는 제어부로 구성된 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
   
2. 제1항에 있어서 상기 비디오 이미지 추출부는,
   비디오 영상을 촬영하기 위한 비디오 카메라;
   상기 비디오 카메라로 촬영한 비디오 영상을 전기적 신호로 변환하고, 항공기 이미지 데이터를 추출하기 위한 영상 처리 작업을 수행하는 제1 비디오 이미지 처리부; 및
   상기 제1 비디오 이미지 처리부에 의해 영상 처리 작업이 완료된 영상 신호로부터 에지(Edge)정보를 추출하고, 불필요한 이미지를 마스킹(Masking)처리 하여 항공기 이미지 데이터를 추출하는 제2 비디오 이미지 처리부로 구성된 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
   
3. 제1항에 있어서 상기 비디오 이미지 추출부는,
   상기 비디오 카메라를 이용하여 항공기 주기장 상태를 모니터링하는 비디오 모니터링 시스템을 더 포함하는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서 상기 비디오 이미지 추출부는,
   상기 비디오 카메라로 촬영한 비디오 영상에 대해서 오토 포커싱(Auto Focusing)기능을 수행하여 상기 비디오 카메라의 초점을 최적의 상태로 유지하는 자동 초점 조절부를 더 포함하는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
   
5. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서 상기 비디오 이미지 추출부는,
   상기 비디오 카메라로 촬영한 비디오 영상의 특정 영역을 확대하거나 전체 영상의 줌(Zoom)기능을 제어하는 줌 제어부를 더 포함하는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
   
6. 제 1항에 있어서 상기 레이저 이미지 추출부는,
   3차원 레이저 스캐너를 이용하여 항공기 스캔 이미지를 추출하고, 항공기의 거리 정보를 측정하는 레이저 스캐너부를 포함하고,
   상기 레이저 스캐너부는
   레이저 빔을 송출하는 송출부와 상기 송출된 레이저 빔의 반사파를 수신하는 수신부를 구비하고 송출된 레이저 빔과 수신된 반사파의 도달 시간 이용하여 항공기와의 거리 정보를 측정하는 레이저 거리 측정 장치;
   상기 레이저 거리 측정 장치를 회전시키는 레이저 회전 모터;및
   상기 송출부에서 레이저 빔을 송출되는 방향과 다른 방향으로 굴절시키기 위한 하나 이상의 굴절부를 더 포함하고,
   상기 레이저 회전 모터는 레이저 거리 측정 장치와 동일한 회전축에서 회전하는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
   
7. 제 6항에 있어서 상기 굴절부는,
   상기 항공기의 상체를 스캔하기 위한 제1 삼각 미러;
   상기 항공기의 하체를 스캔하기 위한 제2 삼각 미러;
   상기 항공기의 코(Nose)부분을 스캔하기 위한 제1 평면 미러;및
   상기 항공기의 꼬리(Tail)부분을 스캔하기 위한 제2 평면 미러로 구성된 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
   
8. 제 6항에 있어서 상기 레이저 이미지 추출부는,
   상기 레이저 스캐너부로부터 항공기 스캔 이미지와 항공기의 거리정보를 수신하여 불필요한 부분을 제거하는 제1 레이저 이미지 처리부를 더 포함하는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
   
9. 제 8항에 있어서 상기 레이저 이미지 추출부는,
   상기 제1 레이저 이미지 처리부로부터 불필요한 부분이 제거된 항공기 스캔 이미지와 항공기의 거리정보를 이용하여 항공기의 에지 정보를 추출하고 상기 거리정보를 결합하여 항공기 스캔 데이터를 추출하는 제2 레이저 이미지 처리부를 더 포함하는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
   
10. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 비디오 이미지 추출부에서 추출한 항공기 이미지 데이터와 상기 레이저 이미지 추출부에서 추출한 항공기 스캔 데이터를 병합하여 항공기의 이미지 데이터인 항공기 템플릿과 항공기의 규격정보를 포함하는 항공기 데이터 프로파일을 작성하는 비디오/레이저 병합부;
    공항 전산 시스템과 네트워크를 통해 연결되고, 항공기의 스케쥴과 항공기 기종에 관한 정보를 저장하는 항공기 정보 저장부;및
    상기 비디오/레이저 병합부에서 생성한 상기 항공기 템플릿 및 항공기 데이터 프로파일과 상기 항공기 정보 저장부에 저장된 항공기 정보를 비교하여 주기 대상 항공기를 인식하는 시스템 제어부로 구성된 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
    
11. 제 10항에 있어서 상기 제어부는,
    상기 시스템 제어부의 항공기 인식 결과에 따른 정보를 이용하여 항공기 조종사에게 주기 유도를 위한 정보를 디스플레이하는 파일럿 디스플레이부를 더 포함하는 하이브리드 비주얼 주기유도 장치.
    
12. 제 1항에 있어서 상기 제어부는,
    교류 상용 전원을 직류로 변환하여 상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치에 필요한 전력을 공급하는 전력공급부 및 교류 상용전원이 정전인 경우 직류전압을 직접 공급하는 예비 전력 공급부를 더 포함하는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
    
13. 제 1항에 있어서 상기 제어부는,
    상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치를 점검하는 시스템 점검부를 더 포함하고, 상기 시스템 점검부는 상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치의 기준값 정보를 저장하고 시스템 점검시 상기 저장된 기준값 정보와 측정값 정보를 비교하여 시스템의 이상 유무를 판단하는 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
    
14. 제 13항에 있어서 상기 기준값정보는,
    상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치와 가장 가까운 정지선과 중심진행선의 교차점을 기준점으로 하고, 상기 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치와 상기 기준점까지의 거리인 거리정보;
    상기 기준점과 수직면상의 각도 차이인 수직각 정보; 및
    상기 기준점과 수평면상의 각도 차이인 수평각 정보인 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
    
15. 비디오 카메라를 이용하여 항공기 비디오 이미지를 추출하는 단계;
    레이저 스캐너를 이용하여 항공기 스캔 이미지를 추출하는 단계;
    상기 추출한 항공기 비디오 이미지 및 항공기 스캔 이미지를 병합하여 최종 이미지를 합성하는 단계;
    상기 최종 이미지와 상기 레이저 스캐너의 거리 정보를 이용하여 항공기를 식별하는 단계;및
    식별된 항공기를 정해진 위치로 유도하는 단계로 이루어진 하이브리드 비주얼 주기 유도 방법.
    
16. 제 15항에 있어서 상기 항공기 비디오 이미지를 추출하는 단계는,
    비디오 카메라로 항공기 촬영이미지를 촬영하는 단계;
    상기 항공기 촬영이미지로부터 에지를 추출하는 단계;및
    상기 항공기 촬영이미지로부터 불필요한 부분을 마스킹하는 단계로 이루어진 하이브리드 비주얼 주기 유도 방법.
    
17. 제 16항에 있어서 상기 항공기 스캔 이미지를 추출하는 단계는,
    3차원 스캐너를 이용하여 항공기 이미지를 생성하고 거리정보를 추출하는 단계;
    상기 항공기 이미지로부터 항공기의 에지를 추출하는 단계;및
    상기 항공기 이미지로부터 불필요한 부분을 마스킹하는 단계로 이루어진 하이브리드 비주얼 주기 유도 방법.
    
18. 제 17항에 있어서 상기 최종 이미지를 합성하는 단계는
    상기 항공기 비디오 이미지로부터 항공기에 대한 시각 데이터인 항공기 템플릿을 생성하는 단계 및 상기 항공기 스캔 이미지로부터 항공기의 규격을 계산하여 텍스트 데이터인 항공기 프로파일을 생성하는 단계로 이루어진 하이브리드 주기 유도 방법.
    
19. 제 18항에 있어서 상기 항공기를 식별하는 단계는,
    상기 항공기 템플릿 및 상기 항공기 프로파일을 미리 저장된 도착예상 항공기의 템플릿 및 프로파일과 비교하여 상기 항공기가 도착예상 항공기와 일치하는지를 판단하는 하이브리드 주기 유도 방법.
    
20. 제 15항에 있어서 상기 식별된 항공기를 정해진 위치로 유도하는 단계는,
    상기 식별된 항공기를 비디오 카메라를 이용하여 식별 항공기 비디오 이미지를 추출하는 단계;
    상기 식별된 항공기를 레이저 스캐너를 이용하여 식별 항공기 스캔 이미지를 추출하는 단계; 및
    상기 식별 항공기 비디오 이미지와 식별 항공기 스캔 이미지를 이용하여 항공기의 실시간 위치 및 미리 정해진 정지선과의 차이를 항공기 조종사에게 디스플레이 하는 단계로 이루어진 하이브리드 주기 유도 방법.
    
21. 제 1항에 있어서 상기 레이저 이미지 추출부는,
    3차원 레이저 스캐너를 이용하여 항공기 스캔 이미지를 추출하고, 항공기의 거리 정보를 측정하는 레이저 스캐너부를 포함하고,
    상기 레이저 스캐너부는
    레이저 빔을 송출하는 송출부와 상기 송출된 레이저 빔의 반사파를 수신하는 수신부를 구비하고 송출된 레이저 빔과 수신된 반사파의 도달 시간 이용하여 항공기와의 거리 정보를 측정하는 레이저 거리 측정 장치;
    상기 레이저 거리 측정 장치로부터 송출된 상기 레이저 빔을 송출된 방향과 수직한 방향으로 굴절시키기 위한 회전거울;
    상기 회전거울에 의해 굴절된 레이저 빔을 회전거울에 의해 굴절된 방향과 수직한 방향으로 굴절시키기 위한 하나 이상의 굴절부;및
    상기 회전거울과 동일한 회전축에서 회전하는 구동부로 구성된 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.
    
22. 제 21항에 있어서 상기 굴절부는,
    상기 항공기의 상체를 스캔하기 위한 제1 삼각 미러;
    상기 항공기의 하체를 스캔하기 위한 제2 삼각 미러;
    상기 항공기의 코(Nose)부분을 스캔하기 위한 제1 평면 미러;및
    상기 항공기의 꼬리(Tail)부분을 스캔하기 위한 제2 평면 미러로 구성된 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치.

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