KR20220032230A

KR20220032230A - 위험 관리 지도 생성 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20220032230A
Application number: KR1020200113768A
Authority: KR
Inventors: 박국권; 유창경
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2022-03-15
Also published as: KR102400618B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 방법은 임무 지역을 격자화하여 격자 지도를 생성하고, 비행체와 지형의 충돌 여부와 관련된 지형 간섭을 계산하는 지형 처리 단계, 상기 생성된 격자 지도에 대한 격자 별 위협 정보를 기초로 위협에 대한 비행체의 회피 여부를 계산하는 위협 처리 단계, 상기 격자 지도를 기초로 임무 장비의 임무 수행 능력을 계산하는 임무 수행 능력 처리 단계, 지형 정보, 상기 위협 정보 및 임무 장비 정보를 합성하여 위험 관리 지도를 생성하는 임무 정보 합성 단계를 포함한다.

Description

위험 관리 지도 생성 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS GENERATING RISK MANAGEMENT MAP}

본 발명은 위험 관리 지도 생성 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 임무 정보 합성을 통한 위험 관리(Risk Management) 지도를 생성하기 위한 방법 및 그 장치에 관한다.

최근, 다수의 비행체를 활용한 임무 수행이 증가하고 있으며 효율적인 임무 수행을 위하여 비행 전/중에 임무계획이 필수적이다. 임무계획은 비행체의 상태와 임무 환경을 고려하며 임무 적합도를 평가하여 임무 수행률이 높은 최적의 임무 및 경로를 비행체에 할당한다.

임무계획을 위하여 임무 환경은 지형 및 지물 정보를 다루며 비행체의 지형 추종 비행에 필요한 수준의 복잡한 정보가 아닌 비행 상황에서 지형지물과의 충돌 방지를 위한 정보를 요구한다. 또한 적대적 환경에서는 레이더와 같은 위협에 의한 탐지는 지형지물과의 충돌과 마찬가지로 비행체의 생존성에 영향을 주기 때문에 이에 대한 지형 차폐가 요구된다. 악기상 환경 또한 비행체의 생존성과 운용성에 영향을 미치므로 이에 대한 회피가 요구된다.

이와 같은 임무 환경 정보들은 비행체들의 운용 범위가 커질수록 관련 정보를 처리하는 것에 많은 계산량을 요구한다. 임무계획에서는 임무 수행을 위한 경로의 정확도보다 비행체에 할당된 임무의 적합도가 중요시되므로 이러한 정보처리에 대한 연산 부담은 임무계획 알고리즘의 성능 저하를 야기한다.

임무계획 및 경로계획에서 분석 정보 생성과 관련된 연구는 무인 차량 전역 경로계획을 위한 지형분석정보를 형성함에 있어서 기존 디지털화된 지형 정보와 항공사진을 함께 활용하여 높은 정확도의 지형분석 정보를 형성하는 방법이 있다. 또한, 유사 연구로 전장 환경에 대한 위협 정도와 지형분석 정보를 추가로 활용하여 해당 전장 환경에 대한 위협 정도를 격자 형태로 나타내는 위협맵에 대한 생성 및 가시화 방법이 있다. 그러나, 종래의 분석 정보 생성 기술은 임무 환경에 대한 정보로 지형 및 위협 정보만을 다루고 있으며 개체가 보유한 임무 장비에 대한 특성이 배제되어 있다. 또한 다수의 이종 개체를 운용할 경우 분석 정보에 대한 개체별 차별성이 없어 이종의 임무 장비를 고려한 임무 분석이 어려운 문제가 있다.

본 발명은 임무계획에서 지형과 위협만을 고려한 지도를 생성하는 것이 아닌 3차원 임무 지역에 대한 지형, 장애물, 위협에 대한 정보와 탑재 임무 장비의 특성을 고려한 임무수행능력을 공통의 격자 지도로 생성하는 위험 관리 지도 생성 방법 및 그 장치를 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 방법은 임무 지역을 격자화하여 격자 지도를 생성하고, 비행체와 지형의 충돌 여부와 관련된 지형 간섭을 계산하는 지형 처리 단계, 상기 생성된 격자 지도에 대한 격자 별 위협 정보를 기초로 위협에 대한 비행체의 회피 여부를 계산하는 위협 처리 단계, 상기 격자 지도를 기초로 임무 장비의 임무 수행 능력을 계산하는 임무 수행 능력 처리 단계, 지형 정보, 상기 위협 정보 및 임무 장비 정보를 합성하여 위험 관리 지도를 생성하는 임무 정보 합성 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서 상기 지형 처리 단계는, 상기 비행체의 운용 가능 고도를 지정된 기준으로 분리한 고도층에 대하여 수평면을 격자화하여 상기 격자 지도를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서 상기 지형 처리 단계는, 상기 격자 지도에 대하여 격자 별로 상기 비행체와 상기 지형 간 간섭 여부를 계산하여 비행체의 비행 가능 영역을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서 상기 위협 정보는, 전장 환경에서의 대공망 정보, 레이더망 정보 및 재난상황에서의 악기상 조건 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에서 상기 위협 처리 단계는, 상기 비행체와 위협 대상물을 잇는 가시선에 대한 지형 간섭 여부를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서 상기 임무 장비는, 관측 장비이고, 상기 임무 수행 능력 처리 단계는, 상기 격자 지도를 기초로 상기 관측 장비의 운용 범위 및 지형을 고려한 상기 관측 장비의 관측 가능 영역을 계산할 수 있다.

일 실시예에서 상기 임무 장비는, 발사 장비이고, 상기 임무 수행 능력 처리 단계는, 상기 격자 지도를 기초로 발사 장비의 발사 유효 범위를 계산할 수 있다.

일 실시예에서 상기 위험 관리 지도는, 격자 정보를 포함하고, 상기 격자 정보는 격자별 지형 정보, 위협 정모 및 임무 장비 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 임무 지역을 격자화하여 격자 지도를 생성하고, 비행체와 지형의 충돌 여부와 관련된 지형 간섭을 계산하고, 상기 생성된 격자 지도에 대한 격자 별 위협 정보를 기초로 위협에 대한 비행체의 회피 여부를 계산하고, 상기 격자 지도를 기초로 임무 장비의 임무 수행 능력을 계산하고, 지형 정보, 상기 위협 정보 및 임무 장비 정보를 합성하여 위험 관리 지도를 생성할 수 있다.

일 실시예에서 상기 프로세서는, 상기 비행체의 운용 가능 고도를 지정된 기준으로 분리한 고도층에 대하여 수평면을 격자화하여 상기 격자 지도를 생성할 수 있다.

일 실시예에서 상기 프로세서는, 상기 격자 지도에 대하여 격자 별로 상기 비행체와 상기 지형 간 간섭 여부를 계산하여 비행체의 비행 가능 영역을 계산할 수 있다.

일 실시예에서 상기 프로세서는, 상기 비행체와 위협 대상물을 잇는 가시선에 대한 지형 간섭 여부를 계산할 수 있다.

일 실시예에서 상기 임무 장비는, 관측 장비이고, 상기 프로세서는, 상기 격자 지도를 기초로 상기 관측 장비의 운용 범위 및 지형을 고려한 상기 관측 장비의 관측 가능 영역을 계산할 수 있다.

일 실시예에서 상기 임무 장비는, 발사 장비이고, 상기 프로세서는, 상기 격자 지도를 기초로 발사 장비의 발사 유효 범위를 계산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 장치에 포함된 프로세서의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 위험 관리 지도를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지형 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위협 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 임무 장비 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 실시예들은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 일부 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 실시예들을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 실시예들의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어들은 단지 실시예들의 설명을 위해 사용된 것으로, 본 실시예들을 한정하려는 의도가 아니다.

본 실시예들에 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 실시예들에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하에서는 후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 장치를 포함하는 위험 관리 지도 생성 시스템의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치(10)는 메모리(11), 프로세서(12), 통신 모듈(13) 및 입출력 인터페이스(14)를 포함할 수 있다.

메모리(11)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(11)에는 위험 관리 지도 생성 장치(10)를 제어하기 위한 프로그램 코드 및 설정이 일시적 또는 영구적으로 저장될 수 있다.

프로세서(12)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(11) 또는 통신 모듈(13)에 의해 프로세서(12)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(12)는 메모리(11)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치(10)의 프로세서(12)는 임무 지역을 격자화하여 격자 지도를 생성하고, 비행체와 지형의 충돌 여부와 관련된 지형 간섭을 계산하고, 상기 생성된 격자 지도에 대한 격자 별 위협 정보를 기초로 위협에 대한 비행체의 회피 여부를 계산하고, 상기 격자 지도를 기초로 임무 장비의 임무 수행 능력을 계산하고, 지형 정보, 상기 위협 정보 및 임무 장비 정보를 합성하여 위험 관리 지도를 생성할 수 있다.

통신 모듈(13)은 네트워크를 통해 외부 서버와 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 위험 관리 지도 생성 장치(10)의 프로세서(12)가 메모리(11)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청이 통신 모듈(13)의 제어에 따라 네트워크를 통해 외부 서버로 전달될 수 있다. 역으로, 외부 서버의 프로세서의 제어에 따라 제공되는 제어 신호나 명령, 컨텐츠, 파일 등이 네트워크를 거쳐 통신 모듈(13)을 통해 위험 관리 지도 생성 장치(10)로 수신될 수 있다. 예를 들어 통신 모듈(13)을 통해 수신된 외부 서버의 제어 신호나 명령 등은 프로세서(12)나 메모리(11)로 전달될 수 있고, 컨텐츠나 파일 등은 위험 관리 지도 생성 장치(10)가 더 포함할 수 있는 저장 매체로 저장될 수 있다.

통신 방식은 제한되지 않으며, 네트워크가 포함할 수 있는 통신망(일례로, 이동통신망, 유선 인터넷, 무선 인터넷, 방송망)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 네트워크는, PAN(personal area network), LAN(local area network), CAN(campus area network), MAN(metropolitan area network), WAN(wide area network), BBN(broadband network), 인터넷 등의 네트워크 중 하나 이상의 임의의 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크는 버스 네트워크, 스타 네트워크, 링 네트워크, 메쉬 네트워크, 스타-버스 네트워크, 트리 또는 계층적(hierarchical) 네트워크 등을 포함하는 네트워크 토폴로지 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 통신 모듈(13)은 외부 서버와 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 통신 방식은 제한되지 않지만, 네트워크는 근거리 무선통신망일 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Wifi 통신망일 수 있다.

입출력 인터페이스(14)는 입출력 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 키보드 또는 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 어플리케이션의 통신 세션을 표시하기 위한 디스플레이와 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스(14)는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 보다 구체적인 예로, 위험 관리 지도 생성 장치(10)의 프로세서(12)는 메모리(11)에 로딩된 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리함에 있어서 외부 서버가 제공하는 데이터를 이용하여 구성되는 서비스 화면이나 컨텐츠가 입출력 인터페이스(14)를 통해 디스플레이에 표시될 수 있다.

이하 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 장치의 프로세서의 내부 구성에 대하여 상세히 검토한다. 후술되는 프로세서는 이해의 용이를 위하여 도 1에 도시된 위험 관리 지도 생성 장치(10)의 프로세서(12)임을 가정하고 설명하나, 일 실시예에서 상기 위험 관리 지도 생성 방법이 외부 서버에서 수행되는 경우 후술되는 프로세서는 외부 서버의 프로세서일 수 있음에 유의한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 장치의 프로세서(12)는 지형 처리부(21) 및 위협 처리부(22), 임무 수행 능력 처리부(23) 및 임무 정보 합성부(24)를 포함한다. 몇몇 실시예에 따라 프로세서(12)의 구성요소들은 선택적으로 프로세서(12)에 포함되거나 제외될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 따라 프로세서(12)의 구성요소들은 프로세서(12)의 기능의 표현을 위해 분리 또는 병합될 수도 있다.

이러한 프로세서(12) 및 프로세서(12)의 구성요소들은 도 3의 위험 관리 지도 생성 방법이 포함하는 단계들(S110 내지 S140)을 수행하도록 위험 관리 지도 생성 장치(10)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(12) 및 프로세서(12)의 구성요소들은 메모리(11)가 포함하는 운영체제의 코드와 적어도 하나의 프로그램의 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 여기서, 프로세서(12)의 구성요소들은 위험 관리 지도 생성 장치(10)에 저장된 프로그램 코드가 제공하는 명령에 따라 프로세서(12)에 의해 수행되는 프로세서(12)의 서로 다른 기능들(different functions)의 표현들일 수 있다. 프로세서(12)의 내부 구성 및 구체적인 동작에 대해서는 도 3의 위험 관리 지도 생성 방법의 순서도를 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 방법의 순서도이다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 방법은 임무 지역에 대한 추상화를 수행하여 양질의 임무 계획 정보를 제공하는 방법으로써 지형 처리 단계, 위협 처리 단계, 임무 수행 능력 격자화 단계 및 임무 정보 합성 단계를 포함할 수 있다.

단계 S110에서 위험 관리 지도 생성 장치는 임무 지역을 격자화하여 격자 지도를 생성하고, 비행체와 지형의 충돌 여부와 관련된 지형 간섭을 계산할 수 있다. 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 비행체의 운용 가능 고도를 지정된 기준으로 분리한 고도층에 대하여 수평면을 격자화하여 격자 지도를 생성할 수 있다. 이후, 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 격자 지도에 대하여 격자 별로 비행체와 지형 간 간섭 여부를 계산하여 비행체의 비행 가능 영역을 계산할 수 있다. 보다 상세한 설명은 이하 관련 도면에서 후술한다.

단계 S120에서 위험 관리 지도 생성 장치는 생성된 격자 지도에 대한 격자 별 위협 정보를 기초로 위협에 대한 비행체의 회피 여부를 계산할 수 있다. 일 실시예에서 위협 정보는 전장 환경에서의 대공망 정보, 레이더망 정보 및 재난상황에서의 악기상 조건 정보를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 비행체와 위협 대상물을 잇는 가시선에 대한 지형 간섭 여부를 계산할 수 있다. 보다 구체적인 설명은 이하 관련 도면에서 후술한다.

단계 S130에서 위험 관리 지도 생성 장치는 격자 지도를 기초로 임무 장비의 임무 수행 능력을 계산할 수 있다. 일 실시예에서 임무 장비는 관측 장비일 수 있다. 본 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 격자 지도를 기초로 관측 장비의 운용 범위 및 지형을 고려한 관측 장비의 관측 가능 영역을 계산할 수 있다. 다른 실시예에서 임무 장비는 발사 장비일 수 있다. 이 경우 위험 관리 지도 생성 장치는 격자 지도를 기초로 발사 장비의 발사 유효 범위를 계산할 수 있다. 보다 구체적인 설명은 이하 관련 도면에서 후술한다.

단계 S140에서 위험 관리 지도 생성 장치는 지형 정보, 위협 정보 및 임무 장비 정보를 합성하여 위험 관리 지도를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 위험 관리 지도는 격자 정보를 포함하고, 상술한 격자 정보는 격자별 지형 정보, 위협 정모 및 임무 장비 정보를 포함할 수 있다. 보다 구체적인 설명은 이하 관련 도면에서 후술한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 위험 관리 지도를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에는 위험 관리 지도에 대한 격자 지도의 예가 도시되어 있다. 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 지형지물 정보를 생성하고 위협 회피 및 임무수행가능 정보를 생성하여 위험 관리 지도를 구성한다. 일 실시예에서 격자 지도는 지형지물 데이터로부터 지형간섭영역(T10)과 비행가능영역(P10)의 지형지물 정보를 포함할 수 있다.

위협 차폐 정보와 임무수행가능 정보는 전술한 단계 S110에서 지형지물 정보를 갖는 격자 지도에 기반한다. 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 비행체/위협 데이터로부터 위협노출영역(T20)과 위협차폐영역(P20)의 위협 차폐 정보를 생성하고 비행체/임무 장비 데이터로부터 임무 수행 불가능 영역(T30)과 임무수행가능영역(P30)의 임무 수행 가능 정보를 생성할 수 있다.

일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 임무 지역의 지형지물 정보를 격자 지도로 구성한다. 일반적으로 임무지역에서 지형지물의 정보는 교차(intersection)기법을 이용하여 생성된 격자에 내에 지형지물과의 간섭이 발생하는지를 계산하며 간섭 유무에 따른 정보를 격자에 할당할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지형 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 임무 지역을 격자화하여 격자 지도를 생성하고, 비행체와 지형의 충돌 여부와 관련된 지형 간섭을 계산할 수 있다.

일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 비행체의 운용 가능 고도를 지정된 기준으로 분리한 고도층에 대하여 수평면을 격자화하여 격자 지도를 생성할 수 있다.

이후, 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 격자 지도에 대하여 격자 별로 비행체와 지형 간 간섭 여부를 계산하여 비행체의 비행 가능 영역을 계산할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 지형간섭영역(T10)과 비행가능영역(P10)이 표시된 개략적인 격자 지도의 예가 나타나 있다. 지형간섭영역(T10)은 비행체가 지형과의 충돌이 발생하는 격자로 정의하며, 비행가능영역(P10)은 지형 충돌 없이 비행 가능한 격자로 정의한다.

위험 관리 지도 생성 장치는 지형 정보, 위협 정보 및 임무 장비 정보를 합성하여 위험 관리 지도를 생성할 수 있다. 본 실시예에서 격자 지도 정보는 비행가능영역(P10)을 유효한 값으로 취급하므로, 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 전술한 단계 S120 내지 단계 S130에서 비행가능영역(P10)에서의 정보를 처리할 수 있다.

일 실시예에서 격자 지도는 3차원 지형 정보에 대하여 비행체의 기동 특성을 고려하여 수평(X, Y)과 수직(고도)으로 격자를 나눈다. 격자 지도의 수직축은 비행체의 운용 고도(

)에 대하여 고도 분할된 격자 지도(G1,...,Gk,...,Gn)로 구성될 수 있다.

그리고, 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 위협에 대한 회피 여부를 계산하여 상기 격자 지도에 위협 처리 정보를 작성한다. 본 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치의 동작을 위한 위협 정보는 임무계획에서 입력한 정보가 될 수 있으며, 비행 중 내/외부 센서로부터 인지된 위협 정보가 될 수 있다. 또한, 본 실시예에서 위협 정보는 전장환경에서의 대공망 및 레이더망과 재난상황에서의 악기상 조건을 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위협 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

위험 관리 지도 생성 장치는 생성된 격자 지도에 대한 격자 별 위협 정보를 기초로 위협에 대한 비행체의 회피 여부를 계산할 수 있다.

일 실시예에서 위협 정보는 전장 환경에서의 대공망 정보, 레이더망 정보 및 재난상황에서의 악기상 조건 정보를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 비행체와 위협 대상물을 잇는 가시선에 대한 지형 간섭 여부를 계산할 수 있다.

도 6에는 본 발명의 실시예에 따른 지형 차폐를 통한 위협 회피 정보 예가 도시되어 있다. 지형 차폐를 통한 위협회피는 전장환경에서의 대공망 및 레이더망와 같은 위협을 대상으로 한다. 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 장치는 상기 격자 지도에 대한 비행체와 위협 사이에서, 위협의 가시선에 대한 선형 탐색(line search) 기법을 이용하여 지형의 간섭 여부를 계산할 수 있다. 이 경우 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 장치는 비행체가 속한 격자에 차폐 영역이 존재하지 않으면 위협간섭영역(T20)이고 차폐 영역이 존재하면 위협회피영역(P20)인 위협 처리 정보를 생성할 수 있다.

재난상황에서의 악기상 조건과 같이 자연환경에 의한 위협은 지형의 간섭 영향이 매우 적으며, 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 전술한 단계 S110에서와 동일한 방식으로 위협회피영역을 계산할 수 있다. 이 경우 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 해당 위협 영역 내에 속한 격자는 위협간섭영역(T20)으로, 위협 영역 밖에 속한 격자는 위협회피영역(P20)으로 위협 처리 정보를 작성할 수 있다.

이후, 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 비행체의 탑재 임무 장비에 대한 임무수행능력을 처리한 격자 지도 정보를 작성할 수 있다.

여기서, 임무 장비에 대한 임무수행능력은 관측 장비의 경우 관측가능영역, 무장의 경우 발사유효범위로 대응 가능하며 임무 목표를 기준으로 비행체 위치에 따른 영역을 포함할 수 있다.

상기 임무 장비의 임무수행능력 중 관측 장비에 관한 임무수행능력은 비행체 탑재 장비의 성능과 관측 모드를 이용하여 계산된다. 임무 목표를 기준으로 최소/최대 관측 각도로 측정하여 도넛 형의 관측가능영역이 나타난다. 도넛의 중심은 최소 관측 각도와 관측 모드에 따른 제약으로 나타날 수 있다.

상기 임무 장비의 임무수행능력 중 무장에 관한 임무수행능력은 비행체 탑재무장의 발사유효범위(Launch Acceptable Region, LAR)를 기반으로 계산된다. 일반적으로 발사유효범위는 비행체를 기준으로 계산되어 부채꼴 형태를 갖지만, 위험 관리 지도에서 임무수행능력은 임무 목표를 기준으로 하므로 부채꼴의 연속적인 형태인 도넛 형의 발사가능영역으로 확장된다. 여기서 발사가능영역의 크기는 발사유효범위의 최소 거리(

)/최대 거리(

)이다.

여기서 발사유효범위와 관측가능영역과 같이 임무수행능력을 계산하는 일련의 과정은 본 발명의 출원 이전에 다양하게 공지되어 시행되는 통상의 기술을 이용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 임무 장비 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

위험 관리 지도 생성 장치는 격자 지도를 기초로 임무 장비의 임무 수행 능력을 계산할 수 있다. 일 실시예에서 임무 장비는 관측 장비일 수 있다. 본 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 격자 지도를 기초로 관측 장비의 운용 범위 및 지형을 고려한 관측 장비의 관측 가능 영역을 계산할 수 있다. 다른 실시예에서 임무 장비는 발사 장비일 수 있다. 이 경우 위험 관리 지도 생성 장치는 격자 지도를 기초로 발사 장비의 발사 유효 범위를 계산할 수 있다.

도 7에는 임무 장비의 임무수행능력의 영역과 이를 격자 지도로 작성한 예가 도시되어 있다. 관측 장비의 경우 목표를 기점으로 도넛 형의 유효 범위를 가지며, 무장의 경우 목표를 기점으로 부채꼴의 연속인 도넛 형의 유효 범위를 가진다. 일 실시예에 따른 위험 관리 지도 생성 장치는 임무 목표에 임무 장비의 유효 범위에 대하여 임무수행불가능영역(T30)과 임무수행가능영역(P30)을 격자 지도로 작성하며 다종의 임무 장비를 고려한 처리 정보를 생성할 수 있다.

일례로, 관측가능범위인 최소 거리(

)/최대 거리(

)는 비행체 운용 고도와 임무 장비 정보를 이용하여 수식 1과 같이 계산한다.

[수식 1]

여기서,

는 3차원 격자 지도에서 고도축에 해당하며 비행체의 운용 고도를 의미한다.

는 관측 장비의 최소/최대 관측 각도를 의미한다. 일 실시예에서 위험 관리 지도 생성 장치는 전술한 단계 S110 내지 S130에서 계산된 정보를 통합하여 임 무계획의 위험 관리를 위한 격자 지도를 작성할 수 있다.

일 실시예에서 위험 관리 지도 정보(Map)는 지형, 위협, 임무 장비 정보를 활용하여 수식 2과 같이 계산한다.

[수식 2]

여기서,

,

는 3차원 격자 지도에서 해당 격자의 X, Y, 고도 인덱스를 의미한다.

는 지형지물 정보로써 지형간섭영역(T10)=0과 비행가능영역(P10)=1의 값을 갖는다.

은 위협 차폐 정보로써 위협노출영역(T20)=0과 위협차폐영역(P20)=1의 값을 갖는다.

는 임무 장비 종류이며 장비 번호(자연수)를 나타낸다. 그리고

는 임무 장비의 임무수행가능 정보로써 임무수행불가능영역(T30)=0과 임무수행가능영역(P30)=1의 값을 갖는다. 한편, 위험 관리 지도 정보에는 0이 아닌 비행 및 임무수행 가능한 유효한 정보만을 나타내며 계측 적인 구조를 가진다. 격자에 해당하는 정보를 역으로 분할하면 효과적으로 임무 장비의 종류와 유효성뿐만 아니라 위협 회피 정보를 확인할 수 있다.

한편, 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 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.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 위험 관리 지도 생성 방법에 있어서,
임무 지역을 격자화하여 격자 지도를 생성하고, 비행체와 지형의 충돌 여부와 관련된 지형 간섭을 계산하는 지형 처리 단계;
상기 생성된 격자 지도에 대한 격자 별 위협 정보를 기초로 위협에 대한 비행체의 회피 여부를 계산하는 위협 처리 단계;
상기 격자 지도를 기초로 임무 장비의 임무 수행 능력을 계산하는 임무 수행 능력 처리 단계;
지형 정보, 상기 위협 정보 및 임무 장비 정보를 합성하여 위험 관리 지도를 생성하는 임무 정보 합성 단계;
위험 관리 지도 생성 방법.
제1 항에 있어서,
상기 지형 처리 단계는,
상기 비행체의 운용 가능 고도를 지정된 기준으로 분리한 고도층에 대하여 수평면을 격자화하여 상기 격자 지도를 생성하는 단계를 포함하는,
위험 관리 지도 생성 방법.
제1 항에 있어서,
상기 지형 처리 단계는,
상기 격자 지도에 대하여 격자 별로 상기 비행체와 상기 지형 간 간섭 여부를 계산하여 비행체의 비행 가능 영역을 계산하는 단계를 포함하는,
위험 관리 지도 생성 방법.
제1 항에 있어서,
상기 위협 정보는,
전장 환경에서의 대공망 정보, 레이더망 정보 및 재난상황에서의 악기상 조건 정보를 포함하는,
위험 관리 지도 생성 방법.
제1 항에 있어서,
상기 위협 처리 단계는,
상기 비행체와 위협 대상물을 잇는 가시선에 대한 지형 간섭 여부를 계산하는 단계를 포함하는,
위험 관리 지도 생성 방법.
제1 항에 있어서,
상기 임무 장비는,
관측 장비이고,
상기 임무 수행 능력 처리 단계는,
상기 격자 지도를 기초로 상기 관측 장비의 운용 범위 및 지형을 고려한 상기 관측 장비의 관측 가능 영역을 계산하는 단계를 포함하는,
위험 관리 지도 생성 방법.
제1 항에 있어서,
상기 임무 장비는,
발사 장비이고,
상기 임무 수행 능력 처리 단계는,
상기 격자 지도를 기초로 발사 장비의 발사 유효 범위를 계산하는 단계를 포함하는,
위험 관리 지도 생성 방법.
제1 항에 있어서,
상기 위험 관리 지도는,
격자 정보를 포함하고,
상기 격자 정보는
격자별 지형 정보, 위협 정모 및 임무 장비 정보를 포함하는,
위험 관리 지도 생성 방법.
프로세서; 를 포함하고,56
상기 프로세서는,
임무 지역을 격자화하여 격자 지도를 생성하고, 비행체와 지형의 충돌 여부와 관련된 지형 간섭을 계산하고, 상기 생성된 격자 지도에 대한 격자 별 위협 정보를 기초로 위협에 대한 비행체의 회피 여부를 계산하고, 상기 격자 지도를 기초로 임무 장비의 임무 수행 능력을 계산하고, 지형 정보, 상기 위협 정보 및 임무 장비 정보를 합성하여 위험 관리 지도를 생성하는,
위험 관리 지도 생성 장치.
제9 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 비행체의 운용 가능 고도를 지정된 기준으로 분리한 고도층에 대하여 수평면을 격자화하여 상기 격자 지도를 생성하는,
위험 관리 지도 생성 장치.
제9 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 격자 지도에 대하여 격자 별로 상기 비행체와 상기 지형 간 간섭 여부를 계산하여 비행체의 비행 가능 영역을 계산하는,
위험 관리 지도 생성 장치.
제9 항에 있어서,
상기 위협 정보는,
전장 환경에서의 대공망 정보, 레이더망 정보 및 재난상황에서의 악기상 조건 정보를 포함하는,
위험 관리 지도 생성 장치.
제9 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 비행체와 위협 대상물을 잇는 가시선에 대한 지형 간섭 여부를 계산하는,
위험 관리 지도 생성 장치.
제9 항에 있어서,
상기 임무 장비는,
관측 장비이고,
상기 프로세서는,
상기 격자 지도를 기초로 상기 관측 장비의 운용 범위 및 지형을 고려한 상기 관측 장비의 관측 가능 영역을 계산하는,
위험 관리 지도 생성 장치.
제9 항에 있어서,
상기 임무 장비는,
발사 장비이고,
상기 프로세서는,
상기 격자 지도를 기초로 발사 장비의 발사 유효 범위를 계산하는,
위험 관리 지도 생성 장치.
제9 항에 있어서,
상기 위험 관리 지도는,
격자 정보를 포함하고,
상기 격자 정보는
격자별 지형 정보, 위협 정모 및 임무 장비 정보를 포함하는,
위험 관리 지도 생성 장치.
컴퓨터를 이용하여 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.