KR20220140342A - 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법 및 그를 위한 장치 - Google Patents

유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법 및 그를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법 및 그를 위한 장치를 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법은, 표적의 좌표, 상기 표적의 중심을 기준으로 기 설정된 거리 및 각도에 설치된 영상 촬영장치의 좌표를 측정하는 초기 좌표 측정 단계; 유도 비행체가 지면에 탄착되는 경우, 상기 영상 촬영장치로부터 탄착 위치에 대한 상기 유도 비행체의 탄착 영상을 획득하는 탄착 영상 획득 단계; 상기 탄착 영상을 기반으로 상기 유도 비행체의 진입시점 및 탄착시점에 대한 영상 픽셀좌표를 추출하는 픽셀 좌표 추출 단계; 및 상기 영상 픽셀좌표를 기반으로 제1 경사각을 산출하고, 기 설정된 초기 진입값 및 초기 탄착각을 이용하여 산출된 왜곡 픽셀좌표를 기반으로 제2 경사각을 산출하며, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각을 이용하여 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성하는 계측 처리 단계를 포함할 수 있다.

Description

유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법 및 그를 위한 장치{Method and Apparatus for Measuring Impact Information of Guided Air Vehicle}
본 발명은 유도 비행체의 탄착 정보를 계측하는 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 유도 비행체에 대한 체계 개발 시에는 유도 비행체에 계측 장비가 장착된 상태에서 비행 궤적, 탄착 정확도 등의 시험 평가를 수행하여 시험평가 결과를 획득 및 검증한다. 하지만, 유도 비행체에 대한 체계 개발이 완료된 이후 양산된 유도 비행체에 대해 실사격 시험 등을 수행하는 경우 유도 비행체에 원격 계측장비가 탑재되지 않기 때문에 표적에 대한 유도 비행체의 진입각, 탄착각에 대한 측정이 불가능하다.
유도 비행체의 진입각은 표적 평면에 대해 유도 비행체가 진입하는 각을 의미하며, 표적 주변 지형물 또는 구조물 등을 회피하도록 기 계획된 경로로의 비행 여부를 확인한다. 유도 비행체의 탄착각은 표적의 평면과 지면 탄착 시 유도 비행체의 속도 벡터가 이루는 경사각으로 효과도와 연관된 중요한 성능평가 항목이다.
일반적으로 고정된 지상 표적에 대한 유도 비행체의 시험에서 탄착점을 측정하기 위해 영상, GPS 좌표 측정, 계측 장비로 측정된 탄 내 항법정보(위치) 등을 이용하는 다양한 방법으로 탄착위치를 획득한다. 이와 같이, 유도 비행체의 탄착점 위치를 산출하는 선행특허는 대한민국등록특허 제10-1624416호, 대한민국등록특허 제10-1116156호 등이 존재하나, 종래에는 탄착점 위치를 산출할 뿐이며, 진입각, 탄착각을 계산하기는 어렵다.
고가의 원격 송수신 장비(원격 계측장비)가 탑재되지 않은 유도 비행체의 실사격 시험에서 진입각과 탄착각 검증이 어렵고, 종래에는 영상 등의 다양한 방법을 이용하여 탄착 위치만을 추출하기 위한 시스템 및 방법에 대한 기술만이 존재하여 유도 비행체의 진입각, 탄착각 계산은 불가능함에 따라 성능평가에 있어 한계가 있다.
본 발명은 유도 비행체의 탄착 영상을 기반으로 유도 비행체의 제1 경사각을 산출하고, 초기 설정값을 기반으로 유도 비행체의 제2 경사각을 산출하며, 제1 경사각 및 제2 경사각을 이용하여 유도 비행체의 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법은, 표적의 좌표, 상기 표적의 중심을 기준으로 기 설정된 거리 및 각도에 설치된 영상 촬영장치의 좌표를 측정하는 초기 좌표 측정 단계; 유도 비행체가 지면에 탄착되는 경우, 상기 영상 촬영장치로부터 탄착 위치에 대한 상기 유도 비행체의 탄착 영상을 획득하는 탄착 영상 획득 단계; 상기 탄착 영상을 기반으로 상기 유도 비행체의 진입시점 및 탄착시점에 대한 영상 픽셀좌표를 추출하는 픽셀 좌표 추출 단계; 및 상기 영상 픽셀좌표를 기반으로 제1 경사각을 산출하고, 기 설정된 초기 진입값 및 초기 탄착각을 이용하여 산출된 왜곡 픽셀좌표를 기반으로 제2 경사각을 산출하며, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각을 이용하여 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성하는 계측 처리 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 유도 비행체 계측장치는, 표적의 좌표, 상기 표적의 중심을 기준으로 기 설정된 거리 및 각도에 설치된 영상 촬영장치의 좌표를 측정하는 초기 좌표 측정부; 유도 비행체가 지면에 탄착되는 경우, 상기 영상 촬영장치로부터 탄착 위치에 대한 상기 유도 비행체의 탄착 영상을 획득하는 탄착 영상 획득부; 상기 탄착 영상을 기반으로 상기 유도 비행체의 진입시점 및 탄착시점에 대한 영상 픽셀좌표를 추출하는 픽셀 좌표 추출부; 및 상기 영상 픽셀좌표를 기반으로 제1 경사각을 산출하고, 기 설정된 초기 진입값 및 초기 탄착각을 이용하여 산출된 왜곡 픽셀좌표를 기반으로 제2 경사각을 산출하며, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각을 이용하여 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성하는 계측 처리부를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 원격 계측장비가 장착되지 않은 유도 비행체 실사격 시험에서 지상에 설치된 다수의 카메라를 이용하여 획득한 영상 정보로부터 유도 비행체의 성능 평가 파라미터인 진입각과 탄착각의 추출이 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체 계측 시스템의 운용 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체 계측 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진입 시점 및 탄착 시점의 탄착 영상을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체가 탄착되는 경사각을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체 계측을 위한 좌표계 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다. 이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명에서 제안하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법 및 그를 위한 장치에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 지상 표적에 탄착하는 유도 비행체의 시험 시 탄착지에 설치된 다수의 카메라 영상정보를 이용하여 탄착각과 진입각을 산출하는 시스템과 방법을 제공한다.
본 발명에서는 유도 비행체의 비행 정보를 나타내는 항법정보(위치, 속도, 자세 등)를 지상으로 송신할 수 있는 원격 계측장비를 탑재하지 않은 유도 비행체의 탄착각과 진입각을 산출하는 것으로 가정한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체 계측 시스템의 운용 개념을 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로 유도 비행체에 대한 체계 개발 시에는 유도 비행체에 계측 장비가 장착된 상태에서 비행 궤적, 탄착 정확도 등의 시험 평가를 수행하여 시험평가 결과를 획득 및 검증한다. 하지만, 유도 비행체에 대한 체계 개발이 완료된 이후 양산된 유도 비행체에 대해 실사격 시험 등을 수행하는 경우 유도 비행체에 원격 계측장비가 탑재되지 않기 때문에 표적에 대한 유도 비행체의 진입각, 탄착각에 대한 측정이 불가능하다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체 계측 시스템(10)은 탄착 지역에 설치된 다수의 카메라를 통해 획득된 영상 정보를 이용하여 유도 비행체의 진입각 및 탄착각에 대한 탄착 정보를 생성한다.
도 1을 참고하면, 유도 비행체 계측 시스템(10)은 지상 또는 공중에서 발사된 유도 비행체가 지상에 설치된 표적에 탄착되면, 탄착 지역에 설치된 다수의 카메라로부터 탄착 영상을 획득한다. 유도 비행체 계측 시스템(10)에서 설치되는 카메라의 개수는 특정하여 제한하지 않으나, 최소 3 개 이상인 것이 바람직하다.
유도 비행체 계측 시스템(10)에서는 설치된 표적의 중심(O)을 기준으로 일정거리 및 각도에 카메라(C1, C2, C3) 를 설치하여 탄착 영상을 촬영한다. 또한, 유도 비행체 계측 시스템(10)에서는 촬영된 영상 내에 유도 비행체가 명확히 식별된 특정 시점(진입 시점)을 t1, 지면에 탄착되는 특정 시점(탄착 시점)을 t2로 정의한다. 유도 비행체 계측 시스템(10)에서는 진입 시점에서의 유도 비행체의 진입 위치를 Pt1으로 정의하고, 탄착 시점에서의 유도 비행체의 탄착 위치를 Pt2로 정의한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체 계측 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 유도 비행체 계측 시스템(100)은 영상 촬영장치(200) 및 유도 비행체 계측장치(300)를 포함한다. 영상 촬영장치(200)는 복수의 카메라(210, 220, 230)을 포함한다. 또한, 유도 비행체 계측장치(300)는 초기 좌표 측정부(310), 탄착 영상 획득부(320), 픽셀 좌표 추출부(330) 및 계측 처리부(340)를 포함한다. 도 1의 유도 비행체 계측 시스템(100)은 일 실시예에 따른 것으로서, 도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 유도 비행체 계측 시스템(100)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
유도 비행체 계측 시스템(100)은 탄착지에 설치된 영상 촬영장치(200)를 이용하여 지상 표적에 탄착되는 유도 비행체에 대한 탄착 영상을 촬영하고, 탄착 영상을 기반으로 유도 비행체의 진입각 및 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성한다.
영상 촬영장치(200)는 탄착지에 설치되어 유도 비행체의 탄착 영상을 촬영하는 장치를 의미한다.
여기서, 영상 촬영장치(200)는 복수의 카메라(210, 220, 230)를 포함할 수 있다. 복수의 카메라(210, 220, 230) 각각은 탄착지에 설치된 표적의 중심을 기준으로 기 설정된 거리 및 각도에 설치된다.
본 실시예에 따른 영상 촬영장치(200)는 제1 카메라(210), 제2 카메라(220) 및 제3 카메라(230)와 같이 3 개의 카메라로 구성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 카메라의 개수는 변경될 수 있다.
영상 촬영장치(200)는 촬영된 탄착 영상을 유도 비행체 계측장치(300)로 전송한다. 여기서, 탄착 영상은 2 차원 영상일 수 있으며, 적어도 하나의 프레임을 포함한 영상일 수 있다.
유도 비행체 계측장치(300)는 유도 비행체의 탄착 영상을 기반으로 유도 비행체의 제1 경사각을 산출하고, 초기 설정값을 기반으로 유도 비행체의 제2 경사각을 산출하며, 제1 경사각 및 제2 경사각을 이용하여 유도 비행체의 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성한다. 이하, 유도 비행체 계측장치(300)에 포함된 구성요소 각각에 대해 설명하도록 한다.
초기 좌표 측정부(310)는 기 설치된 표적과 영상 촬영장치(200) 등의 초기 좌표를 측정하는 동작을 수행한다.
초기 좌표 측정부(310)는 표적의 좌표, 표적의 중심을 기준으로 기 설정된 거리 및 각도로 설치된 영상 촬영장치(200)의 좌표 등에 대한 초기 좌표를 측정한다. 여기서, 초기 좌표는 GPS 좌표인 것이 바람직하다.
초기 좌표 측정부(310)는 기 설정된 센서 또는 탐색 장치에 의해 측정된 좌표를 기반으로 초기 좌표를 측정할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자에 의래 측정된 좌표 또는 외부 측정 장치로부터 측정된 좌표를 입력 받아 초기 좌표를 측정할 수도 있다.
초기 좌표 측정부(310)에서 측정된 초기 좌표는 표적에 관련된 좌표, 영상 촬영장치(200)에 포함된 적어도 하나의 카메라 각각에 대한 좌표, 설치 각도 등을 포함할 수 있다.
탄착 영상 획득부(320)는 유도 비행체가 지면에 탄착되는 경우, 영상 촬영장치(200)로부터 탄착 위치에 대한 유도 비행체의 탄착 영상을 획득한다.
탄착 영상 획득부(320)는 탄착 위치를 측정하기 위한 유도 비행체의 탄착 영상을 획득하고, 획득된 탄착 영상을 저장할 수 있다. 여기서, 탄착 영상은 유도 비행체 계측장치(300) 내에 저장하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 저장장치, 데이터베이스, 클라우드 등에 저장될 수도 있다.
여기서, 탄착 영상은 2차원 영상인 것이 바람직하며, 영상 촬영장치(200)에 포함된 적어도 하나의 카메라 각각에서 촬영된 적어도 하나의 영상을 포함할 수 있다.
픽셀 좌표 추출부(330)는 유도 비행체의 탄착 영상을 기반으로 유도 비행체의 영상 픽셀좌표를 추출한다.
픽셀 좌표 추출부(330)는 탄착 영상에서 유도 비행체의 진입시점과 탄착시점 각각에 대한 영상 픽셀좌표를 추출한다.
픽셀 좌표 추출부(330)는 탄착 영상 내에서 제1 시점에서의 제1 영상 픽셀좌표 및 제2 시점에서의 제2 영상 픽셀좌표를 추출한다. 여기서, 제1 영상 픽셀좌표는 유도 비행체의 진입 시점에서 추출된 좌표이고, 제2 영상 픽셀좌표는 유도 비행체의 탄착 시점에서 추출된 좌표를 의미한다. 예를 들어, 픽셀 좌표 추출부(330)는 탄착 영상 내에서 t1 시점(진입점)에서의 제1 영상 픽셀좌표를 (xp1, yp1)로 추출하고, t2 시점(탄착점)에서의 제2 영상 픽셀좌표를 (xp2, yp2)로 추출할 수 있다.
계측 처리부(340)는 영상 픽셀좌표를 기반으로 제1 경사각을 산출하고, 기 설정된 초기 진입값 및 초기 탄착각을 이용하여 산출된 왜곡 픽셀좌표를 기반으로 제2 경사각을 산출한다. 계측 처리부(340)는 제1 경사각 및 제2 경사각을 이용하여 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성한다.
이하, 계측 처리부(340)에서 최종 진입각 및 최종 탄착각을 산출하기 위한 구체적인 단계에 대해 설명하도록 한다.
우선, 계측 처리부(340)는 제1 경사각을 계산하는 단계를 수행한다.
계측 처리부(340)는 표적 좌표계의 변환을 수행하며, 제1 시점에서의 제1 영상 픽셀좌표 및 제2 시점에서의 제2 영상 픽셀좌표를 이용하여 제1 경사각을 계산한다.
계측 처리부(340)는 탄착 영상에서 지면의 수평선에 대해 제1 영상 픽셀좌표의 진입점과 제2 영상 픽셀좌표의 탄착점을 연결한 벡터가 이루는 제1 경사각을 계산한다. 여기서, 제1 경사각은 항상 양의 값인 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 계측 처리부(340)에서 제1 경사각을 계산하는 동작은 도 4의 단계 S420에 기재된 동작과 대응된다.
다음으로, 계측 처리부(340)는 제2 경사각을 계산하는 단계를 수행한다.
계측 처리부(340)는 탄착 좌표계의 변환을 수행하며, 기 설정된 상기 초기 진입값 및 상기 초기 탄착각을 기반으로 제1 공간 좌표 및 제2 공간 좌표를 산출한다. 여기서, 계측 처리부(340)는 초기 진입값 및 초기 탄착각을 이용하여 탄착 좌표계를 표적 좌표계로 변환한 제1 공간 좌표 및 제2 공간 좌표를 추정한다.
이후, 계측 처리부(340)는 제1 공간 좌표 및 제2 공간 좌표를 정규화 영상좌표로 변환한 후 제1 왜곡 픽셀좌표 및 제2 왜곡 픽셀좌표를 산출하여 제2 경사각을 계산한다.
계측 처리부(340)는 제1 공간 좌표 및 제2 공간 좌표를 정규화 영상 좌표계 기반으로 변환한 후 픽셀 영상 좌표계 변환을 통해 제1 시점의 좌표를 대체하기 위한 제1 왜곡 픽셀좌표를 산출하고, 제2 시점의 좌표를 대체하기 위한 제2 왜곡 픽셀좌표를 산출한다.
계측 처리부(340)는 제1 왜곡 픽셀좌표 및 제2 왜곡 픽셀좌표를 연결한 벡터가 이루는 제2 경사각을 계산한다.
본 실시예에 따른 계측 처리부(340)에서 제2 경사각을 계산하는 동작은 도 4의 단계 S430 내지 단계 S470에 기재된 동작과 대응된다.
마지막으로, 계측 처리부(340)는 탄착 정보 계측 처리 단계를 수행한다.
계측 처리부(340)는 제1 경사각 및 제2 경사각 기반의 목적함수를 이용하여 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성한다.
계측 처리부(340)는 제1 경사각과 제2 경사각의 잔차 제곱을 최소화하는 목적 함수를 이용하여 최종 진입각 및 상기 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성한다.
계측 처리부(340)는 목적 함수의 산출값이 기 설정된 허용오차 이상인 경우, 초기 진입값 및 초기 탄착각을 업데이트하여 신규 제2 경사각을 산출하는 동작을 반복하여 수행한다. 이후, 계측 처리부(340)는 제1 경사각 및 신규 제2 경사각의 잔차 제곱을 최소화하는 최종 진입각 및 최종 탄착각을 산출한다.
본 실시예에 따른 계측 처리부(340)에서 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성하는 동작은 도 4의 단계 S480 내지 단계 S490에 기재된 동작과 대응된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3는 유도 비행체 계측장치(300)에서 유도 비행체의 탄착 정보를 계측하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
유도 비행체 계측장치(300)는 기 설치된 표적 및 영상 촬영장치(200)에 대한 표적 중심 좌표, 영상 촬영장치(200)에 포함된 카메라 각각의 좌표를 포함한느 초기 좌표를 측정한다(S310). 여기서, 초기 좌표는 GPS 좌표인 것이 바람직하다.
유도 비행체 계측장치(300)는 유도 비행체가 지면에 탄착되면 탄착 위치를 측정하고, 측정된 탄착 위치에 대한 탄착 영상을 획득한다(S320, S330). 여기서, 탄착 영상은 2차원 영상인 것이 바람직하다.
유도 비행체 계측장치(300)는 유도 비행체의 탄착 영상을 기반으로 유도 비행체의 진입시점 및 탄착시점 각각에 대한 영상 픽셀좌표(이미지 좌표)를 추출한다(S340).
유도 비행체 계측장치(300)는 영상 픽셀좌표, 초기 설정값 등을 이용하여 유도 비행체의 진입각 및 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성한다(S350).
유도 비행체 계측장치(300)는 탄착 영상에서 추출된 영상 픽셀좌표를 기반으로 유도 비행체의 제1 경사각을 산출하고, 초기 설정값을 기반으로 유도 비행체의 제2 경사각을 산출하며, 제1 경사각 및 제2 경사각을 이용하여 유도 비행체의 최종 진입각 및 최종 탄착각을 산출한다.
도 4는 유도 비행체 계측장치(300)에서 유도 비행체의 탄착 정보를 계측하는 방법을 구체적으로 나타낸 순서도이다.
유도 비행체 계측장치(300)는 표적점을 기준으로 기 설정된 일정 거리 및 각도에 설치된 카메라와 표적의 초기 좌표를 측정한다(S410). 유도 비행체 계측장치(300)는 표적의 중심좌표, 카메라 좌표를 입력 받을 수 있다.
또한, 유도 비행체 계측장치(300)는 유도 비행체가 탄착된 이후 탄착 영상을 통해 추출된 탄착점의 좌표, 영상 픽셀좌표 등을 입력 받을 수 있다. 구체적으로, 유도 비행체 계측장치(300)는 유도 비행체 지면 탄착 후 탄착위치를 측정하고, 탄착 영상을 저장한다. 유도 비행체 계측장치(300)는 카메라의 2차원 영상에서 유도 비행체의 진입시점과 탄착시점의 영상 픽셀좌표를 추출한다. 유도 비행체 계측장치(300)는 탄착 영상에서 제1 시점(진입점)에서의 제1 영상 픽셀좌표 (xp1, yp1)와 제2 시점(탄착점)에서의 제2 영상 픽셀좌표(xp2, yp2) 를 추출한다.
유도 비행체 계측장치(300)는 카메라의 설치 각도를 계산하며, 좌표계 변환을 수행하고, 제1 시점에서의 제1 영상 픽셀좌표 및 제2 시점에서의 제2 영상 픽셀좌표를 이용하여 제1 경사각을 계산한다(S420).
단계 S420에서, 유도 비행체 계측장치(300)는 GPS 좌표를 표적 좌표계로 변환하는 단계를 수행한다.
유도 비행체 계측장치(300)는 지상에서 측정된 표적 중심과 카메라, 탄착점은 WGS 84 GPS(위도, 고도, 경도)로 이를 ECEF(지구중심 좌표)로 변환한다.
유도 비행체 계측장치(300)는 변환된 지구중심 좌표축에서 표적 중심을 원점으로 하고 진북방향을 X축, 동쪽방향을 Y축, 지면방향을 Z 축으로 정의하는 NED(North-East-Down) 좌표계로 변환하는 행렬을 구성하여 표적 및 카메라 기준점을 계산한다. 예를 들어, 표적 원점은 O = (0, 0, 0)로 정의되고, 카메라 위치는 PC = (XC, YC, ZC)로 정의되며, 탄착 위치는 Pip = (Xip, Yip, Zip)로 정의된다.
이후, 유도 비행체 계측장치(300)는 카메라 설치각을 계산할 수 있다. 유도 비행체 계측장치(300)는 측정된 카메라 위치에서 [수학식 1]을 이용하여 진북기준 설치각을 계산할 수 있다.
Figure pat00001
(ψc: 카메라 설치각, XC: 카메라 위치의 x좌표, YC: 카메라 위치의 y좌표)
이후, 유도 비행체 계측장치(300)는 표적 좌표계 및 카메라 좌표계 간의 변환 행렬을 계산한다. 유도 비행체 계측장치(300)에서 표적 좌표계로부터 카메라 좌표계 변환은 병진이동(To/c)과 회전행렬
Figure pat00002
을 이용하여 계산될 수 있다.
회전행렬
Figure pat00003
은 3-2-1 변환(Z-Y-X) 법칙을 따르며, 병진이동 및 회전행렬은 [수학식 2]와 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00004
(ψc: 카메라 설치각, PC: 카메라 위치 좌표,
Figure pat00005
: 회전행렬)
이후, 유도 비행체 계측장치(300)는 영상 픽셀좌표를 이용하여 제1 경사각을 계산하는 동작을 수행한다.
유도 비행체 계측장치(300)는 제1 시점에서의 진입점에 대한 제1 영상 픽셀좌표(xp1, yp1)와 제2 시점에서의 탄착점에 대한 제2 영상 픽셀좌표(xp2, yp2)를 이용하여 제1 경사각(θm)을 계산한다. 여기서, 제1 경사각은 2 차원 탄착 영상 내의 영상 좌표에서 지면의 수평선에 대해 진입점 및 탄착점을 연결한 벡터가 이루는 각을 의미한다. 유도 비행체 계측장치(300)는 수학식 3을 이용하여 제1 경사각(θm)을 산출할 수 있다. 여기서, y'p1 = -yp1, y'p2 = -yp2로 정의한다.
Figure pat00006
(θm: 제1 경사각, xp1: 제1 영상 픽셀좌표의 x 좌표, yp1: 제1 영상 픽셀좌표의 y 좌표, xp2: 제2 영상 픽셀좌표의 x 좌표, yp2: 제2 영상 픽셀좌표의 y 좌표, y'p1: - yp1, y'p2: - yp2)
유도 비행체 계측장치(300)는 최적 함수 계산을 위해 기 설정된 초기 진입값(λ0) 및 초기 탄착각(γ0)을 설정한다(S430).
유도 비행체 계측장치(300)는 탄착 좌표계의 단위 벡터를 표적 좌표계로 변환하는 동작을 수행한다(S440).
탄착 좌표계는 탄착 위치를 원점으로 표적 좌표계에 대해 진입각, 탄착각만큼 회전한 좌표계로 X축방향은 유도 비행체의 속도 벡터와 평행하다.
유도 비행체 계측장치(300)에서, 제2 시점(t2, 탄착시점)의 3 차원 좌표(P2)는 측정되나 결정적으로 제1 시점(t1, 진입시점)의 3 차원 좌표(P1)는 측정이 불가하다. 이를 해결하기 위해 탄착 좌표계 단위벡터 [1,0,0]를 제1 시점(t1, 진입시점)으로 가정하여 적용한다. 이는 제1 시점(t1, 진입시점)의 3 차원 좌표를 알지 못하더라도 단위 벡터가 제1 시점(t1, 진입시점) 및 제2 시점(t2, 탄착시점)의 좌표를 연결한 선분과 평행하며 선분 상에 위치하기 때문에 계산되는 경사각은 동일하다.
유도 비행체 계측장치(300)에서, 제2 시점(t2, 탄착시점)의 3 차원 좌표(P2, 제2 공간 좌표) 및 제1 시점(t1, 진입시점)의 3 차원 좌표(P1, 제1 공간 좌표)는 [수학식 4]에 의해 산출된다. 여기서, 제1 시점(t1)의 3 차원 좌표(제1 공간 좌표) 및 제2 시점(t2)의 3 차원 좌표(제2 공간 좌표)는 표적 좌표계 기반의 좌표를 의미한다.
Figure pat00007
(P1: 제1 시점(t1)의 3 차원 좌표, P2: 제2 시점(t2)의 3 차원 좌표, λ0: 초기 진입값, γ0: 초기 탄착각)
이후, 유도 비행체 계측장치(300)는 표적 좌표계의 제1 공간 좌표 및 제2 공간 좌표를 정규화영상 좌표로 변환한다(S450).
사영기하학은 투영을 다루는 기하학이며 카메라로 획득한 영상은 3차원 공간에 있는 점들을 영상픽셀 평면에 투영시킨 것이다. 카메라 초점과 투영된 점을 연결하면 투영선이 나오고 투영선상에 있는 3차원 모든 점들은 동일한 점으로 투영된다. 이러한 투영관계는 동차 좌표의 개념과 일치하며 동차 좌표는 임의의 0이 아닌 상수 w에 대해 (x,y)를 (wx, wy, w)로 표현하는 것으로 스케일은 무시된다.
3차원 공간상의 제1 공간 좌표 및 제2 공간 좌표에서 정규화영상 좌표로의 변환은 [수학식 5]와 같이 수행될 수 있다. 여기서, 초점거리(f)는 1에 해당된다.
Figure pat00008
[수학식 5]를 이용하여 제1 공간 좌표 및 제2 공간 좌표가 변환된 제1 정규화영상 좌표 및 제2 정규화영상 좌표는 [수학식 6]과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00009
유도 비행체 계측장치(300)는 정규화영상 좌표를 왜곡된 픽셀 좌표로 변환한다.
유도 비행체 계측장치(300)는 제1 정규화영상 좌표 및 제2 정규화영상 좌표를 왜곡된 제1 왜곡 픽셀좌표 및 제2 왜곡 픽셀좌표로 변환한다(S460).
정규화영상 좌표는 카메라 파라미터 영향이 제거된 기하학적 좌표계이다. 카메라 내부 파라미터와 렌즈왜곡 파라미터는 카메라 보정을 통해 구할 수 있다. 카메라 보정은 사진계측/컴퓨터비전 분야에서 일반적으로 다루어지고 목적에 따라 다양한 응용기술 및 이론이 존재하므로 여기서는 구체적인 설명은 생략한다. 제시된 카메라 왜곡에 대한 수학적 모델도 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 모델로 변경 가능하다.
유도 비행체 계측장치(300)는 [수학식 7]과 같이 왜곡된 정규화영상 좌표를 산출한다.
Figure pat00010
이후, 유도 비행체 계측장치(300)는 [수학식 8]을 이용하여 왜곡된 정규화영상 좌표
Figure pat00011
를 픽셀좌표로 변환하여 왜곡된 왜곡 픽셀좌표
Figure pat00012
를 계산한다.
Figure pat00013
유도 비행체 계측장치(300)는 [수학식 8]을 이용하여 제1 시점(t1)에서의 진입점 좌표를 대체한 제1 왜곡 픽셀좌표
Figure pat00014
와 제2 시점(t2)에서의 탄착점 좌표를 대체한 제2 왜곡 픽셀좌표
Figure pat00015
를 추출한다. 여기서,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
로 정의한다.
이후, 유도 비행체 계측장치(300)는 변환된 왜곡 픽셀좌표를 기반으로 제2 경사각(θest)을 계산한다(S470).
유도 비행체 계측장치(300)는 변환된 왜곡 픽셀좌표에서 제1 시점(t1)에서의 진입점 좌표를 대체한 제1 왜곡 픽셀좌표
Figure pat00018
와 제2 시점(t2)에서의 탄착점 좌표를 대체한 제2 왜곡 픽셀좌표
Figure pat00019
를 이용하여 제2 경사각(θest)을 계산한다. 여기서, 제2 경사각(θest)은 2 차원 영상좌표에서 지면의 수평선에 대해 제1 왜곡 픽셀좌표 및 제2 왜곡 픽셀좌표를 연결한 벡터가 이루는 각을 의미하며, 항상 양의 값을 가진다.
유도 비행체 계측장치(300)는 [수학식 9]를 이용하여 제2 경사각(θest)을 산출한다.
Figure pat00020
(θest: 제2 경사각,
Figure pat00021
: 제1 왜곡 픽셀좌표의 x 좌표,
Figure pat00022
: 제1 왜곡 픽셀좌표의 y 좌표,
Figure pat00023
: 제2 왜곡 픽셀좌표의 x 좌표,
Figure pat00024
: 제2 왜곡 픽셀좌표의 y 좌표,
Figure pat00025
:
Figure pat00026
,
Figure pat00027
:
Figure pat00028
)
유도 비행체 계측장치(300)는 제1 경사각 및 제2 경사각을 이용하여 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성한다(S480, S482, S490). 유도 비행체 계측장치(300)는 최적의 최종 진입각 및 최종 탄착각을 산출하기 위하여 목적함수를 이용하며, 목적함수를 통한 반복 계산을 수행한다.
유도 비행체 계측장치(300)는 탄착 영상에서 산출된 제1 경사각(θm)과 기 설정된 초기 진입값 및 초기 탄착각을 통해 추정된 제2 경사각(θest)의 잔차 제곱을 최소화하는 목적함수를 이용하여 최종 진입각 및 최종 탄착각을 산출한다. 목적함수는 다양한 방법으로 정의가 가능하며 최적값을 계산하기 위한 알고리듬은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 변형 가능하다.
유도 비행체 계측장치(300)는 목적함수의 출력값이 목적함수가 설정한 허용오차(ε)보다 큰 경우 진입각과 탄착각을 업데이트한다. 유도 비행체 계측장치(300)는 목적함수의 출력값이 허용오차(ε) 미만이 될 때까지 진입각과 탄착각을 반복 계산한다.
유도 비행체 계측장치(300)는 [수학식 10]을 이용하여 목적함수의 출력값을 산출한다. 여기서, k는 카메라 개수이며 w는 가중치를 의미한다.
Figure pat00029
유도 비행체 계측장치(300)는 허용오차(ε) 기준을 만족하는 목적함수의 진입각 및 탄착각을 최종 진입각 및 최종 탄착각으로 결정한다.
도 3 및 도 4에서는 각 단계를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3 및 도 4에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3 및 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
도 3 및 도 4에 기재된 본 실시예에 따른 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법은 애플리케이션(또는 프로그램)으로 구현되고 단말장치(또는 컴퓨터)로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법을 구현하기 위한 애플리케이션(또는 프로그램)이 기록되고 단말장치(또는 컴퓨터)가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨팅 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치 또는 매체를 포함한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진입 시점 및 탄착 시점의 탄착 영상을 나타낸 예시도이다.
도 5는 유도 비행체 계측 시스템(100)에 포함된 복수의 카메라(C1, C2, C3) 각각으로부터 획득한 2차원 탄착 영상을 나타낸다.
도 5에서는 탄착 영상에서 보여지는 진입 시점(t1)에서의 유도 비행체의 진입 위치를 Pt1으로 나타내고, 탄착 영상에서 보여지는 탄착 시점(t2)에서의 유도 비행체의 탄착 위치를 Pt2로 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체가 탄착되는 경사각을 나타낸 예시도이다.
유도 비행체 계측장치(300)에서 탄착 영상을 기반으로 산출된 제1 경사각을 나타낸다.
유도 비행체 계측장치(300)는 탄착 영상에서 지면의 수평선에 대해 유도 비행체의 진입 위치(Pt1)과 탄착 위치를 (Pt2)를 연결한 벡터가 이루는 제1 경사각을 산출한다.
도 6을 참고하면, 유도 비행체 계측장치(300)는 복수의 카메라(C1, C2, C3) 각각으로부터 획득한 탄착 영상 각각에 대한 제1 경사각을 나타낸다.
도 6에서는 제1 카메라(C1)의 탄착 영상으로 산출된 제1 경사각(θ1), 제2 카메라(C2)의 탄착 영상으로 산출된 제1 경사각(θ2), 제3 카메라(C3)의 탄착 영상으로 산출된 제1 경사각(θ3)을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체 계측을 위한 좌표계 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 유도 비행체 계측 시스템(100)에서 사용되는 좌표계 및 그들 간의 관계를 나타낸다.
표적 좌표계(X, Y, Z)는 표적중심을 원점으로 하고 진북방향을 X축, 동쪽을 Y축, 지면을 Z축으로 정의하는 NED(North-East-Down) 좌표계로 정의한다.
탄착 좌표계(Xi, Yi, Zi)는 탄착점을 원점으로하며 표적 좌표계에서 진입각, 탄착각만큼 회전 이동한 좌표계이다.
카메라 좌표계(Xc, Yc, Zc)는 카메라 렌즈(초점)의 중심을 원점으로 하고 정면 광학축 방향을 Z축, 오른쪽방향을 X, 아래방향을 Y축으로 정의한 좌표계이다.
픽셀영상 좌표계(Xp, Yp)는 획득한 영상 좌표계로 영상의 왼쪽상단 끝점을 원점으로 오른쪽방향을 X축, 아래방향을 Y축으로 정의한 평면상의 픽셀단위 좌표계이며 공간상의 3차원 점이 투영되며 카메라 원점으로부터 초점거리만큼 떨어져 있다.
정규화영상 좌표계(u, v)는 카메라 초점과의 거리가 1인 가상의 평면으로 좌표계의 단위가 정규화되어 카메라 내부 파라미터의 영향을 제거한 좌표계이다. 정규화영상좌표계의 원점은 평면의 중심이며 카메라 광학축(Zc)과의 교점이며 오른쪽 방향을 u축, 아래방향을 v축으로 정의한다.
본 실시예에 따른 유도 비행체 계측장치(300)는 표적 좌표계, 탄착 좌표계, 픽셀영상 좌표계, 정규화영상 좌표계, 카메라 좌표계 등의 좌표계 간 변환을 통해 제1 경사각 및 제2 경사각을 산출하여 유도 비행체의 최종 진입각 및 최종 탄착각을 산출하여 탄착 정보를 생성한다.
이상의 설명은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유도 비행체 계측 시스템
200: 영상 촬영장치 300: 유도 비행체 계측장치
310: 초기 좌표 측정부 320: 탄착 영상 획득부
330: 픽셀 좌표 추출부 340: 계측 처리부

Claims (13)

  1. 유도 비행체 계측장치에서 탄착 정보를 계측하는 방법에 있어서,
    표적의 좌표, 상기 표적의 중심을 기준으로 기 설정된 거리 및 각도에 설치된 영상 촬영장치의 좌표를 측정하는 초기 좌표 측정 단계;
    유도 비행체가 지면에 탄착되는 경우, 상기 영상 촬영장치로부터 탄착 위치에 대한 상기 유도 비행체의 탄착 영상을 획득하는 탄착 영상 획득 단계;
    상기 탄착 영상을 기반으로 상기 유도 비행체의 진입시점 및 탄착시점에 대한 영상 픽셀좌표를 추출하는 픽셀 좌표 추출 단계; 및
    상기 영상 픽셀좌표를 기반으로 제1 경사각을 산출하고, 기 설정된 초기 진입값 및 초기 탄착각을 이용하여 산출된 왜곡 픽셀좌표를 기반으로 제2 경사각을 산출하며, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각을 이용하여 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성하는 계측 처리 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀 좌표 추출 단계는,
    상기 탄착 영상 내에서 제1 시점에서의 제1 영상 픽셀좌표 및 제2 시점에서의 제2 영상 픽셀좌표를 추출하되,
    상기 제1 영상 픽셀좌표는 상기 유도 비행체의 진입 시점에서 추출된 좌표이고, 상기 제2 영상 픽셀좌표는 상기 유도 비행체의 탄착 시점에서 추출된 좌표인 것을 특징으로 하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 계측 처리 단계는,
    표적 좌표계의 변환을 수행하며, 상기 제1 영상 픽셀좌표 및 상기 제2 영상 픽셀좌표를 이용하여 상기 제1 경사각을 계산하는 제1 경사각 계산 단계;
    탄착 좌표계의 변환을 수행하며, 기 설정된 상기 초기 진입값 및 상기 초기 탄착각을 기반으로 제1 공간 좌표 및 제2 공간 좌표를 산출하고, 상기 제1 공간 좌표 및 상기 제2 공간 좌표를 정규화 영상좌표로 변환한 후 제1 왜곡 픽셀좌표 및 제2 왜곡 픽셀좌표를 산출하여 상기 제2 경사각을 계산하는 제2 경사각 계산 단계; 및
    상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각 기반의 목적함수를 이용하여 상기 최종 진입각 및 상기 최종 탄착각을 포함하는 상기 탄착 정보를 생성하는 탄착 정보 계측 처리 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 경사각 계산 단계는,
    상기 탄착 영상에서 지면의 수평선에 대해 상기 제1 영상 픽셀좌표의 진입점과 상기 제2 영상 픽셀좌표의 탄착점을 연결한 벡터가 이루는 상기 제1 경사각을
    Figure pat00030

    (θm: 제1 경사각, xp1: 제1 영상 픽셀좌표의 x 좌표, yp1: 제1 영상 픽셀좌표의 y 좌표, xp2: 제2 영상 픽셀좌표의 x 좌표, yp2: 제2 영상 픽셀좌표의 y 좌표, y'p1: - yp1, y'p2: - yp2)
    를 이용하여 계산하되, 상기 제1 경사각은 항상 양의 값인 것을 특징으로 하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 경사각 계산 단계는,
    상기 초기 진입값 및 상기 초기 탄착각을 이용하여 탄착 좌표계를 표적 좌표계로 변환한 상기 제1 공간 좌표 및 상기 제2 공간 좌표를 추정하고,
    상기 제1 공간 좌표 및 상기 제2 공간 좌표를 정규화 영상 좌표계 기반으로 변환한 후 픽셀 영상 좌표계 변환을 통해 상기 제1 시점의 좌표를 대체하기 위한 상기 제1 왜곡 픽셀좌표 및 상기 제2 시점의 좌표를 대체하기 위한 상기 제2 왜곡 픽셀좌표를 산출하되,
    상기 제1 왜곡 픽셀좌표 및 상기 제2 왜곡 픽셀좌표를 이용하여 상기 제2 경사각을 계산하는 것을 특징으로 하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 경사각 계산 단계는,
    상기 제1 왜곡 픽셀좌표 및 상기 제2 왜곡 픽셀좌표를 기반으로 상기 제2 경사각을
    Figure pat00031

    (θest: 제2 경사각,
    Figure pat00032
    : 제1 왜곡 픽셀좌표의 x 좌표,
    Figure pat00033
    : 제1 왜곡 픽셀좌표의 y 좌표,
    Figure pat00034
    : 제2 왜곡 픽셀좌표의 x 좌표,
    Figure pat00035
    : 제2 왜곡 픽셀좌표의 y 좌표,
    Figure pat00036
    :
    Figure pat00037
    ,
    Figure pat00038
    :
    Figure pat00039
    )
    를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 탄착 정보 계측 처리 단계는,
    상기 제1 경사각과 상기 제2 경사각의 잔차 제곱을 최소화하는 목적 함수를 이용하여 상기 최종 진입각 및 상기 최종 탄착각을 포함하는 상기 탄착 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄착 정보 계측 처리 단계는,
    상기 목적 함수의 산출값이 기 설정된 허용오차 이상인 경우, 상기 초기 진입값 및 상기 초기 탄착각을 업데이트하여 신규 제2 경사각을 산출하는 동작을 반복하고, 상기 제1 경사각 및 상기 신규 제2 경사각의 잔차 제곱을 최소화하는 상기 최종 진입각 및 상기 최종 탄착각을 산출하는 것을 특징으로 하는 유도 비행체의 탄착 정보 계측 방법.
  9. 유도 비행체의 탄착 정보를 계측하는 장치에 있어서,
    표적의 좌표, 상기 표적의 중심을 기준으로 기 설정된 거리 및 각도에 설치된 영상 촬영장치의 좌표를 측정하는 초기 좌표 측정부;
    유도 비행체가 지면에 탄착되는 경우, 상기 영상 촬영장치로부터 탄착 위치에 대한 상기 유도 비행체의 탄착 영상을 획득하는 탄착 영상 획득부;
    상기 탄착 영상을 기반으로 상기 유도 비행체의 진입시점 및 탄착시점에 대한 영상 픽셀좌표를 추출하는 픽셀 좌표 추출부; 및
    상기 영상 픽셀좌표를 기반으로 제1 경사각을 산출하고, 기 설정된 초기 진입값 및 초기 탄착각을 이용하여 산출된 왜곡 픽셀좌표를 기반으로 제2 경사각을 산출하며, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각을 이용하여 최종 진입각 및 최종 탄착각을 포함하는 탄착 정보를 생성하는 계측 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 비행체 계측장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 픽셀 좌표 추출부는,
    상기 탄착 영상 내에서 제1 시점에서의 제1 영상 픽셀좌표 및 제2 시점에서의 제2 영상 픽셀좌표를 추출하되,
    상기 제1 영상 픽셀좌표는 상기 유도 비행체의 진입 시점에서 추출된 좌표이고, 상기 제2 영상 픽셀좌표는 상기 유도 비행체의 탄착 시점에서 추출된 좌표인 것을 특징으로 하는 유도 비행체 계측장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 계측 처리 단계는,
    표적 좌표계의 변환을 수행하며, 상기 제1 영상 픽셀좌표 및 상기 제2 영상 픽셀좌표를 이용하여 상기 제1 경사각을 계산하는 제1 경사각 계산부;
    탄착 좌표계의 변환을 수행하며, 기 설정된 상기 초기 진입값 및 상기 초기 탄착각을 기반으로 제1 공간 좌표 및 제2 공간 좌표를 산출하고, 상기 제1 공간 좌표 및 상기 제2 공간 좌표를 정규화 영상좌표로 변환한 후 제1 왜곡 픽셀좌표 및 제2 왜곡 픽셀좌표를 산출하여 상기 제2 경사각을 계산하는 제2 경사각 계산부; 및
    상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각 기반의 목적함수를 이용하여 상기 최종 진입각 및 상기 최종 탄착각을 포함하는 상기 탄착 정보를 생성하는 탄착 정보 계측 처리 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 비행체 계측장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 경사각 계산부는,
    상기 탄착 영상에서 지면의 수평선에 대해 상기 제1 영상 픽셀좌표의 진입점과 상기 제2 영상 픽셀좌표의 탄착점을 연결한 벡터가 이루는 상기 제1 경사각을 계산하되, 상기 제1 경사각은 항상 양의 값인 것을 특징으로 하는 유도 비행체 계측장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 경사각 계산부는,
    상기 초기 진입값 및 상기 초기 탄착각을 이용하여 탄착 좌표계를 표적 좌표계로 변환한 상기 제1 공간 좌표 및 상기 제2 공간 좌표를 추정하고,
    상기 제1 공간 좌표 및 상기 제2 공간 좌표를 정규화 영상 좌표계 기반으로 변환한 후 픽셀 영상 좌표계 변환을 통해 상기 제1 시점의 좌표를 대체하기 위한 상기 제1 왜곡 픽셀좌표 및 상기 제2 시점의 좌표를 대체하기 위한 상기 제2 왜곡 픽셀좌표를 산출하되,
    상기 제1 왜곡 픽셀좌표 및 상기 제2 왜곡 픽셀좌표를 이용하여 상기 제2 경사각을 계산하는 것을 특징으로 하는 유도 비행체 계측장치.
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