KR102926365B1 - Laser target pointing device using high-speed steering mirror and system including the same - Google Patents
Laser target pointing device using high-speed steering mirror and system including the sameInfo
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치는 제1 파장 대역의 제1 레이저 빔을 펄스 형태로 출력하는 레이저 발생부; 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역의 제2 레이저 빔을 펄스 또는 연속 형태로 출력하는 레이저 조명부; 상기 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 제어 단말로부터 수신하는 제어 신호에 대응하여 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔을 상기 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 표적을 향해 조준하여 반사하는 조향 미러부; 및 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 상기 조향 미러부로부터 수신하고, 감지된 데이터를 영상으로 변환하는 영상 변환부;를 포함하고, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템을 적용함으로써 여러 가지 동작 모드를 지원하여 다양한 상황에 대응하여 표적을 향해 레이저 빔을 조준할 수 있고, 표적의 중심을 향해 조준하거나 표적의 종류에 따라 취약한 부분을 자동으로 조준할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a laser target designation device includes: a laser generating unit that outputs a first laser beam of a first wavelength band in a pulse form; a laser illuminating unit that outputs a second laser beam of a second wavelength band different from the first wavelength band in a pulse or continuous form; a steering mirror unit that aims and reflects the first laser beam or the second laser beam toward a target located outside the laser target designation device in response to a control signal received from a control terminal located outside the laser target designation device; and an image converting unit that receives a laser beam reflected from the outside and returns from the steering mirror unit and converts sensed data into an image; and according to various embodiments of the present invention, by applying a laser target designation device and a system including the same, it is possible to support various operation modes, aim a laser beam toward a target in response to various situations, aim toward the center of the target, or automatically aim at a vulnerable part depending on the type of the target.
Description
본 발명은 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a laser target designation device and a system including the same.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present embodiment and does not constitute prior art.
일반적으로 레이저 무기는 표적에 레이저 빔을 집광하여 표적을 빠르게 타격하는 신개념의 무기체계이다. 레이저 무기는 중력장의 영향을 받지 않고 빛의 속도로 에너지를 표적에 전달한다. 레이저 무기는 비선형 및 소규모 분산형 전투, 비 살상전, 비 접적 및 원격대리전, 그리고 우주전의 특징을 가지는 미래전에서 전쟁의 패러다임을 변화시킬 수 있다.Laser weapons are a novel weapon system that rapidly strikes a target by focusing a laser beam. Laser weapons transmit energy to the target at the speed of light, unaffected by gravitational fields. Laser weapons have the potential to transform the paradigm of future warfare, characterized by nonlinear and small-scale distributed combat, non-lethal warfare, non-contact and remote proxy warfare, and space warfare.
레이저 무기는 표적에 레이저 빔을 집광하여 표적을 빠르게 타격하는 무기체계로 레이저 무기로부터 표적까지의 정확한 거리를 알아야 레이저 빔 집광이 가능하므로 거리 측정기가 필요하며, 표적을 추적하고 조준하기 위한 추적/조준용 카메라의 저조도 성능을 보완하기 위한 조명기가 필요하다.Laser weapons are weapon systems that focus a laser beam on a target and quickly strike the target. Since the laser beam can be focused only when the exact distance from the laser weapon to the target is known, a rangefinder is required, and an illuminator is required to supplement the low-light performance of the tracking/aiming camera to track and aim at the target.
즉, 레이저 무기는 고밀도의 레이저 빔을 표적에 조사하여 표적의 능력을 상실하게 하거나 표적을 파괴하는 기능을 가지고 있으며, 이를 위해 표적에 조사되는 레이저 빔을 정확히 집광하기 위하여 레이저 거리 측정기가 탑재된다.That is, laser weapons have the function of irradiating a high-density laser beam on a target to cause the target to lose its capabilities or destroy the target, and for this purpose, a laser rangefinder is installed to accurately focus the laser beam irradiated on the target.
레이저 무기는 표적식별을 위해 카메라가 탑재되나 태양광 반사나 타격용 레이저 조사시 반사광 혹은 저조도 환경으로 인해 표적을 쉽게 잃는 문제점을 해결하기 위하여 레이저 조명기가 탑재된다.Laser weapons are equipped with cameras for target identification, but are also equipped with laser illuminators to address the problem of easily losing targets due to sunlight reflection, reflected light from striking lasers, or low-light environments.
지상 레이저 표적지 시기는 레이저 표적 지시기, 열상 관측기 및 삼각대로 구성된다. 레이저 표적 지시기는 광학 조준기, 레이저 거리 측정기 및 레이저 조사기로 구성되며, 표적에 펄스 레이저를 조사하는데 사용된다. 열상 관측기는 광학계와 영상 검출기로 구성되며, 표적의 열영상 및 표적에 조사된 레이저 스팟을 확인하는데 사용된다. 삼각대는 레이저표적지시기와 열상관측기를 장착하기 위한 장착대와 고각 및 방위각을 조정하기 위한 조정 장치로 구성되며, 표적을 수동으로 조준하는데 사용된다.The ground laser target designation system consists of a laser target designator, a thermal imager, and a tripod. The laser target designator, which includes an optical sight, a laser rangefinder, and a laser source, is used to illuminate the target with a pulsed laser beam. The thermal imager, which consists of an optical system and an image detector, is used to confirm the target's thermal image and the laser spot illuminated on the target. The tripod, which includes a mounting base for the laser target designator and thermal imager, and an adjustment device for adjusting the elevation and azimuth angles, is used for manually aiming the target.
수 km 이상의 거리에 위치한 표적을 관측 또는 레이저 빔을 지시하기 위해서는 삼각대의 고각 및 방위각의 정밀 조정이 필요하다. 그러나 삼각대의 조정장치 내부 기어의 최소 회전각, 백래쉬 등으로 인한 최소 조정 각도에 제한이 있다. 운용자의 수동 조작으로 인한 정밀도 한계 및 손 떨림이나 비, 바람, 안개 등의 환경 특성에 따른 조준 오차가 발생한다. 악천후 시 표적의 위치 파악이 어려운 문제가 있다.Observing targets or directing laser beams at distances exceeding several kilometers requires precise adjustment of the tripod's elevation and azimuth. However, the minimum adjustment angle is limited by the minimum rotational angle and backlash of the internal gears of the tripod's adjustment mechanism. Manual operation by the operator limits precision, and aiming errors can occur due to hand tremors, rain, wind, fog, and other environmental factors. Target location can also be difficult to pinpoint in adverse weather conditions.
광학조준기, 레이저거리측정기 및 레이저조사기로 구성된 레이저표적지시기는 목표물 조준 시 육안으로 대략적인 표적의 위치를 확인하고, 운용자가 삼각대의 방위각 및 고각을 수동으로 조절하여 목표물을 조준한다.The laser target designator, which consists of an optical sight, a laser rangefinder, and a laser illuminator, visually confirms the approximate location of the target when aiming at the target, and the operator manually adjusts the azimuth and elevation angles of the tripod to aim at the target.
이 경우, 표적 정밀 조준에 한계가 있다. 표적 조준 시 삼각대의 방위각 및 고각을 수동으로 조정하고, 손 떨림 등에 의하여 표적 정밀 조준이 어렵다. 또한, 야간, 악천후 등 사용환경에 제약이 있다. 운용 환경에 따라 육안으로 표적 식별 및 조준이 어렵다.In this case, precise targeting is limited. The tripod's azimuth and elevation must be manually adjusted when aiming, and precise targeting is difficult due to hand tremors. Furthermore, there are limitations to operating conditions, such as at night and in bad weather. Depending on the operating environment, target identification and aiming with the naked eye can be difficult.
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 여러 가지 동작 모드를 지원하여 다양한 상황에 대응하여 표적을 향해 레이저 빔을 조준할 수 있고, 표적의 움직임에 맞추어 자동으로 표적을 추적하고, 레이저 빔이 계속 표적을 조준하도록 할 수 있는 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to provide a laser target designation device and a system including the same, which can support various operation modes to aim a laser beam toward a target in response to various situations, automatically track the target in accordance with the movement of the target, and enable the laser beam to continuously aim at the target.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Additional, unspecified, purposes of the present invention can be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the detailed description and effects thereof below.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치는, 제1 파장 대역의 제1 레이저 빔을 펄스 형태로 출력하는 레이저 발생부; 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역의 제2 레이저 빔을 펄스 또는 연속 형태로 출력하는 레이저 조명부; 상기 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 제어 단말로부터 수신하는 제어 신호에 대응하여 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔을 상기 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 표적을 향해 조준하여 반사하는 조향 미러부; 및 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 상기 조향 미러부로부터 수신하고, 감지된 데이터를 영상으로 변환하는 영상 변환부;를 포함한다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above-described object, a laser target designation device includes: a laser generating unit that outputs a first laser beam of a first wavelength band in a pulse form; a laser illuminating unit that outputs a second laser beam of a second wavelength band different from the first wavelength band in a pulse or continuous form; a steering mirror unit that aims and reflects the first laser beam or the second laser beam toward a target located outside the laser target designation device in response to a control signal received from a control terminal located outside the laser target designation device; and an image converting unit that receives a laser beam reflected from the outside and returns from the steering mirror unit and converts sensed data into an image.
상기 조향 미러부는, 상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 각도 조정을 수행하는 수동 조향 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.The above steering mirror unit is characterized in that it operates in a manual steering mode in which angle adjustment is performed in response to a signal input from the control terminal.
상기 조향 미러부는, 상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 상기 표적을 조준하고, 상기 표적의 움직임에 대응하여 자동으로 표적을 추적하여 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 상기 표적을 조준하도록 하는 유도 추적 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.The steering mirror unit is characterized in that it operates in a guided tracking mode that aims at the target in response to a signal input from the control terminal and automatically tracks the target in response to the movement of the target so that the first laser beam or the second laser beam aims at the target.
상기 조향 미러부는, 상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 상기 표적의 중심을 향해 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 조사되도록 하는 표적 중심 조준 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.The steering mirror unit is characterized in that it operates in a target center aiming mode so that the first laser beam or the second laser beam is irradiated toward the center of the target in response to a signal input from the control terminal.
상기 조향 미러부는, 상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 상기 표적의 종류에 따라 표적의 취약부로 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 조사되도록 하는 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.The above steering mirror unit is characterized in that it operates in a target vulnerable part automatic aiming mode so that the first laser beam or the second laser beam is irradiated to the vulnerable part of the target depending on the type of the target in response to a signal input from the control terminal.
상기 조향 미러부는, 상기 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 경우, 상기 표적의 구동부를 조준하는 표적 구동부 조준 모드, 상기 표적의 엔진을 조준하는 표적 엔진 조준 모드, 상기 표적의 연료 탱크를 조준하는 표적 연료 탱크 조준 모드, 상기 표적에 탑승한 인원이 위치하는 곳을 조준하는 표적 조종사 조준 모드 또는 상기 표적에 탑재된 수송물 또는 공격 무기를 조준하는 표적 구조물 조준 모드 중 어느 하나로 동작하는 것을 특징으로 한다.The steering mirror unit is characterized in that, when operating in the target vulnerable part automatic targeting mode, it operates in one of a target drive unit targeting mode that targets the drive unit of the target, a target engine targeting mode that targets the engine of the target, a target fuel tank targeting mode that targets the fuel tank of the target, a target pilot targeting mode that targets the location of a person on board the target, or a target structure targeting mode that targets a transport or attack weapon mounted on the target.
상기 조향 미러부를 통하여 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 필터링하여 상기 영상 변환부로 전달하는 광학 필터부;를 더 포함하고, 상기 광학 필터부는, 상기 제1 파장 대역만 투과 가능하도록 마련된 제1 광학 필터; 상기 제2 파장 대역만 투과 가능하도록 마련된 제2 광학 필터; 상기 제1 파장 대역 및 상기 제2 파장 대역만 투과 가능하도록 마련된 제3 광학 필터; 및 모든 파장 대역이 투과 가능하도록 마련된 전체 투과 영역;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The optical filter unit further includes an optical filter unit that filters a laser beam reflected from the outside and returned through the steering mirror unit and transmits the filtered laser beam to the image conversion unit, and the optical filter unit includes a first optical filter configured to transmit only the first wavelength band; a second optical filter configured to transmit only the second wavelength band; a third optical filter configured to transmit only the first wavelength band and the second wavelength band; and an entire transmission area configured to transmit all wavelength bands.
상기 광학 필터부는, 상기 제어 단말의 제어 신호에 따라 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔이 상기 제1 광학 필터, 상기 제2 광학 필터, 상기 제3 광학 필터 및 상기 전체 투과 영역 중 어느 하나를 통하여 상기 영상 변환부로 입력되도록 하는 것을 특징으로 한다.The optical filter unit is characterized in that a laser beam reflected from the outside and returned according to a control signal of the control terminal is input to the image conversion unit through any one of the first optical filter, the second optical filter, the third optical filter, and the entire transmission area.
상기 제1 레이저 빔은 투과하고, 상기 제2 레이저 빔은 반사하여 상기 조향 미러부로 전달하는 다이크로익 미러;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by further including a dichroic mirror through which the first laser beam is transmitted and the second laser beam is reflected and transmitted to the steering mirror unit.
상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 통과하여 상기 조향 미러부로 향하도록 홀(hole)을 포함하고, 상기 홀 주위에 반사면을 포함하여 상기 반사면을 통하여 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔 또는 표적의 광 스펙트럼을 상기 영상 변환부로 전달하는 홀 반사 미러;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by further including a hole reflecting mirror including a hole through which the first laser beam or the second laser beam passes and is directed to the steering mirror unit, and including a reflecting surface around the hole to transmit the laser beam or the light spectrum of the target reflected from the outside through the reflecting surface to the image conversion unit.
이동 가능하도록 위치하는 렌즈를 포함하고, 상기 레이저 표적 지시 장치의 움직임에 대응하여 상기 렌즈를 이동시키는 방식으로 상기 레이저 표적 지시 장치의 흔들림을 보정하는 진동 보상부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by further including a vibration compensation unit that includes a lens positioned to be movable and compensates for shaking of the laser targeting device by moving the lens in response to movement of the laser targeting device.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 시스템은 사용자의 조작에 따라 제어 신호를 송신하는 제어 단말; 및 제1 파장 대역의 제1 레이저 빔을 펄스 형태로 출력하는 레이저 발생부, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역의 제2 레이저 빔을 펄스 또는 연속 형태로 출력하는 레이저 조명부, 상기 제어 단말로부터 수신하는 제어 신호에 대응하여 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔을 상기 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 표적을 향해 조준하여 반사하는 조향 미러부 및 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 상기 조향 미러부로부터 수신하고, 감지된 데이터를 영상으로 변환하는 영상 변환부를 포함하는 레이저 표적 지시 장치;를 포함한다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above-described object, a laser target designation system includes a control terminal for transmitting a control signal according to a user's operation; and a laser target designation device including a laser generating unit for outputting a first laser beam of a first wavelength band in a pulse form, a laser illuminating unit for outputting a second laser beam of a second wavelength band different from the first wavelength band in a pulse or continuous form, a steering mirror unit for aiming and reflecting the first laser beam or the second laser beam toward a target located outside the laser target designation device in response to a control signal received from the control terminal, and an image conversion unit for receiving a laser beam reflected from the outside and returning from the steering mirror unit and converting sensed data into an image.
상기 조향 미러부는, 상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 상기 표적의 종류에 따라 표적의 취약부로 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 조사되도록 하는 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.The above steering mirror unit is characterized in that it operates in a target vulnerable part automatic aiming mode so that the first laser beam or the second laser beam is irradiated to the vulnerable part of the target depending on the type of the target in response to a signal input from the control terminal.
상기 조향 미러부는, 상기 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 경우, 상기 표적의 구동부를 조준하는 표적 구동부 조준 모드, 상기 표적의 엔진을 조준하는 표적 엔진 조준 모드, 상기 표적의 연료 탱크를 조준하는 표적 연료 탱크 조준 모드, 상기 표적에 탑승한 인원이 위치하는 곳을 조준하는 표적 조종사 조준 모드 또는 상기 표적에 탑재된 수송물 또는 공격 무기를 조준하는 표적 구조물 조준 모드 중 어느 하나로 동작하는 것을 특징으로 한다.The steering mirror unit is characterized in that, when operating in the target vulnerable part automatic targeting mode, it operates in one of a target drive unit targeting mode that targets the drive unit of the target, a target engine targeting mode that targets the engine of the target, a target fuel tank targeting mode that targets the fuel tank of the target, a target pilot targeting mode that targets the location of a person on board the target, or a target structure targeting mode that targets a transport or attack weapon mounted on the target.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템을 적용함으로써 여러 가지 동작 모드를 지원하여 다양한 상황에 대응하여 표적을 향해 레이저 빔을 조준할 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, by applying a laser target designation device and a system including the same, it is possible to support various operation modes and aim a laser beam toward a target in response to various situations.
또한, 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템을 적용함으로써 표적의 움직임에 맞추어 자동으로 표적을 추적하고, 레이저 빔이 계속 표적을 조준하도록 할 수 있다.In addition, by applying a laser target designation device and a system including the same, it is possible to automatically track a target in accordance with the movement of the target and to continuously aim the laser beam at the target.
또한, 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템을 적용함으로써 표적의 중심을 향해 조준하거나 표적의 종류에 따라 취약한 부분을 자동으로 조준할 수 있다.Additionally, by applying a laser target designation device and a system including the same, it is possible to aim toward the center of a target or automatically aim at a vulnerable part depending on the type of target.
또한, 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템을 적용함으로써 제1 파장 대역, 제2 파장 대역, 제1과 제2 파장 대역 모두, 또는 모든 파장 대역이 투과 가능하도록 설정하여 다양한 레이저 빔을 필터링하고 이를 영상으로 변환할 수 있다.In addition, by applying a laser target designation device and a system including the same, various laser beams can be filtered and converted into images by setting the first wavelength band, the second wavelength band, both the first and second wavelength bands, or all wavelength bands to be transmittable.
또한, 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템을 적용함으로써 레이저 표적 지시 장치의 움직임에 대응하여 이동 가능한 렌즈를 이동시키는 방식으로 진동을 보정할 수 있다.Additionally, by applying a laser target designation device and a system including the same, vibration can be compensated by moving a movable lens in response to the movement of the laser target designation device.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effect is not explicitly mentioned herein, the effect and its provisional effect described in the following specification expected by the technical features of the present invention are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치를 포함하는 레이저 표적 지시 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 수동 조향 모드로 동작하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 유도 추적 모드로 동작하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 표적 중심 조준 모드로 동작하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치의 광학 필터부에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 LRF 수신 신호를 이용하여 동기화를 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치에서 수행되는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 1 is a drawing for explaining the configuration of a laser target designation system including a laser target designation device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a drawing for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention operates in a manual steering mode.
FIG. 3 is a drawing for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention operates in a guided tracking mode.
FIG. 4 is a drawing for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention operates in a target-centered aiming mode.
FIG. 5 is a drawing for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention operates in a target vulnerable part automatic aiming mode.
FIG. 6 is a drawing for explaining an optical filter unit of a laser target designation device according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 7 to 10 are drawings for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention performs synchronization using an LRF reception signal.
FIG. 11 is a flowchart for explaining operations performed in a laser target designation device according to one embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described in detail below together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms. These embodiments are provided only to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to fully inform those skilled in the art of the present invention of the scope of the invention, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a meaning that can be commonly understood by those skilled in the art of the present invention. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not to be interpreted ideally or excessively unless explicitly and specifically defined.
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, “가진다”, “가질 수 있다”, “포함한다” 또는 “포함할 수 있다” 등의 용어는 명세서 상에 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. 제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. The terminology used in this application is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this application, it should be understood that the terms “have,” “may have,” “include,” or “may include” specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Terms including ordinal numbers such as second, first, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The above terms are used solely to distinguish one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a second component could be referred to as a first component, and similarly, a first component could also be referred to as a second component. The term "and/or" includes any combination of multiple related items described herein or any one of multiple related items described herein.
본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In this specification, the identification numbers (e.g., a, b, c, etc.) for each step are used for convenience of explanation and do not describe the order of each step. Each step may occur in a different order than specified unless the context clearly indicates a specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.
또한, 본 명세서에 기재된 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있으며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터 구조들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '~부'는 '~기'로 기재될 수도 있다.In addition, the term '~ unit' described in this specification may mean software or hardware components such as FPGA (field-programmable gate array) or ASIC, and the '~ unit' performs certain roles. However, the '~ unit' is not limited to software or hardware. The '~ unit' may be configured to be on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors. Accordingly, as an example, the '~ unit' may include components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, as well as processes, functions, attributes, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data structures, and variables. The functionality provided within the components and '~ units' may be combined into a smaller number of components and '~ units' or further separated into additional components and '~ units'. In addition, the '~ unit' in this specification may also be described as '~ unit'.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고속 조향경을 이용하는 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템(이하에서, 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템이라고 함)의 다양한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of a laser target designation device using a high-speed steering mirror according to the present invention and a system including the same (hereinafter referred to as a laser target designation device and a system including the same) will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치를 포함하는 레이저 표적 지시 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a drawing for explaining the configuration of a laser target designation system including a laser target designation device according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 레이저 표적 지시 시스템(10)은 레이저 표적 지시 장치(100) 및 제어 단말(200)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the laser target designation system (10) may include a laser target designation device (100) and a control terminal (200).
레이저 표적 지시 장치(100)는 레이저 발생부(102), 레이저 조명부(104), 조향 미러부(106), 영상 변환부(108), 시스템 제어부(110), 영상 전시부(112), 다이크로익 미러(114), 홀 반사 미러(116), 광학 필터부(118), 집속렌즈(120), LRF 수신 센서부(122) 및 진동 보상부(124)를 포함할 수 있다.The laser target designation device (100) may include a laser generating unit (102), a laser illuminating unit (104), a steering mirror unit (106), an image conversion unit (108), a system control unit (110), an image display unit (112), a dichroic mirror (114), a hall reflection mirror (116), an optical filter unit (118), a focusing lens (120), an LRF receiving sensor unit (122), and a vibration compensation unit (124).
레이저 발생부(102)는 제1 파장 대역의 제1 레이저 빔을 펄스 형태로 출력할 수 있다. 레이저 발생부는 수십 mJ의 고강도 펄스형 레이저 빔을 출력할 수 있다.The laser generating unit (102) can output a first laser beam of a first wavelength band in a pulse form. The laser generating unit can output a high-intensity pulsed laser beam of several tens of mJ.
제1 파장 대역은 0.95 ~ 1.05 마이크로 미터 범위의 대역일 수 있다.The first wavelength band may be a band in the range of 0.95 to 1.05 micrometers.
레이저 조명부(104)는 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역의 제2 레이저 빔을 펄스 또는 연속 형태로 출력할 수 있다. 레이저 조명부는 고휘도 레이저 광원을 원거리 표적에 연속형 또는 펄스형으로 조사하기 위한 조명용 레이저 광원이고, 표적에서 반사된 조명 레이저 빔은 영상 변환부로 수광할 수 있다.The laser illumination unit (104) can output a second laser beam of a second wavelength band different from the first wavelength band in a pulse or continuous form. The laser illumination unit is an illumination laser light source for irradiating a high-brightness laser light source to a long-distance target in a continuous or pulsed form, and the illumination laser beam reflected from the target can be received by an image conversion unit.
제2 파장 대역은 1.45 ~ 1.55 마이크로 미터 범위의 대역일 수 있다.The second wavelength band may be a band in the range of 1.45 to 1.55 micrometers.
조향 미러부(106)는 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 제어 단말로부터 수신하는 제어 신호에 대응하여 제1 레이저 빔 또는 제2 레이저 빔을 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 표적을 향해 조준하여 반사할 수 있다.The steering mirror unit (106) can aim and reflect the first laser beam or the second laser beam toward a target located outside the laser target designation device in response to a control signal received from a control terminal located outside the laser target designation device.
조향 미러부는 FSM(Fast Steering Mirror, 고속 조향경)일 수 있다. FSM(Fast Steering Mirror)은 레이저 빔의 방향을 전기적 제어를 통해 미세하게 조정할 수 있다. FSM은 레이저 조명기, 레이저 발생기의 빔 및 SWIR 검출기에 수광되는 광을 동시에 제어하여 조준할 수 있다.The steering mirror may be a fast steering mirror (FSM). The FSM can finely adjust the direction of the laser beam through electrical control. The FSM can simultaneously control and aim the laser illuminator, the beam from the laser generator, and the light received by the SWIR detector.
조향 미러부는 제어 단말과 전기적 신호로 연결되어 제어될 수 있다. 또한, 표적 조준 후 Rock-on시 표적의 움직임에 따라 FSM이 자동으로 움직이며 표적을 지속 조준할 수 있다. 그리고 표적의 종류별로 표적의 취약부를 자동 조준하거나, 표면적 중심을 자동계산하여 표적 중심을 정확히 조준할 수 있다.The steering mirror unit can be controlled by electrical signals connected to the control terminal. Furthermore, after targeting, upon lock-on, the FSM automatically moves in accordance with the target's movement, enabling continuous targeting. Furthermore, depending on the target type, the FSM can automatically target vulnerable areas or accurately target the target's center by automatically calculating the center of the surface area.
영상 변환부(108)는 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 조향 미러부로부터 수신하고, 감지된 데이터를 영상으로 변환할 수 있다.The image conversion unit (108) can receive a laser beam reflected from the outside and returned from the steering mirror unit, and convert the detected data into an image.
영상 변환부는 SWIR(Short-Wave Infrared) 검출기를 기반으로 구현될 수 있다. SWIR 검출기는 LRF(Laser Range Finder, 레이저거리측정기)로 표적 거리를 측정하는 기능을 갖고 있을 뿐만 아니라 표적에서 반사되어 수신된 LRF 레이저 신호는 SWIR 검출기에 동기화 신호로 전달한다.The image conversion unit can be implemented based on a Short-Wave Infrared (SWIR) detector. The SWIR detector not only has the function of measuring the target distance using a Laser Range Finder (LRF), but also transmits the LRF laser signal reflected from the target as a synchronization signal to the SWIR detector.
SWIR 검출기와 LRF 레이저 신호가 동기 또는 비동기로 선택함에 따라 표적 영상과 레이저 조사기 스팟 영상을 동시 획득하거나 표적 영상만 구별하여 획득할 수 있다. 동기 또는 비동기 선택은 사용자의 선택에 의하여 제어 단말을 통해 수신될 수 있다.Depending on whether the SWIR detector and LRF laser signal are selected as synchronous or asynchronous, the target image and laser irradiator spot image can be acquired simultaneously, or only the target image can be acquired separately. The selection of synchronous or asynchronous operation can be received via the control terminal at the user's discretion.
SWIR 검출기는 영상신호처리를 통하여 표적의 거리에 따라 표적을 탐지하거나 인지하거나 식별하는 것이 가능하다.SWIR detectors can detect, recognize, or identify targets based on their distance through image signal processing.
시스템 제어부(110)는 신호 처리부 및 시스템 제어 장치를 포함할 수 있다.The system control unit (110) may include a signal processing unit and a system control device.
신호처리부는 레이저 표적 지시 장치를 제어하는 기능을 가지고 있다. 레이저 발생기 및 레이저 조명기의 동작 제어, FSM 제어, 진동 보상부 제어, LRF 수신 센서부 제어, 광학 필터부, SWIR 검출기 제어 기능을 가지고 있다.The signal processing unit has the function of controlling the laser target designation device. It has the functions of controlling the operation of the laser generator and laser illuminator, FSM control, vibration compensation control, LRF receiving sensor control, optical filter control, and SWIR detector control.
운용자가 영상 전시부를 통해 표적을 확인하고, 표적의 특정 위치에 레이저 빔이 조사되도록 제어 단말의 조종 신호 명령을 FSM에 전달한다.The operator confirms the target through the video display unit and transmits a control signal command from the control terminal to the FSM to irradiate the laser beam to a specific location on the target.
운용자가 영상 전시기를 통해 표적을 Lock-On을 하면, SWIR 센서 시계 내에서 표적이 이동하더라도 레이저 빔이 표적에 조사 되도록 FSM에 명령을 전달한다.When the operator locks on a target through the video display, a command is sent to the FSM to illuminate the laser beam on the target even if the target moves within the SWIR sensor's field of view.
운용자가 시스템 제어장치를 통해 조준 표적 종류를 선택하면 조준 표적의 취약부를 조준표적에서 자동식별하여 취약부에 레이저 빔이 조사 되도록 FSM에 명령을 전달한다.When the operator selects the type of target to be aimed at through the system control unit, the system automatically identifies the vulnerable part of the target to be aimed at and sends a command to the FSM to direct the laser beam to the vulnerable part.
신호처리부는 식별한 표적의 표면적을 자동계산하여 표적 중심에 레이저 빔이 조사 되도록 FSM에 명령을 전달한다.The signal processing unit automatically calculates the surface area of the identified target and sends a command to the FSM to irradiate the laser beam to the center of the target.
시스템 제어장치는 전원 ON/OFF 기능, 레이저 조명기 동작 제어 기능, 레이저 발생기 동작 제어 기능, 표적 조준 기능, SWIR 카메라 필터 변경 기능, 표적 종류 선택 기능, 표적 중심 정밀 조준 기능을 가지고 있다.The system control unit has a power ON/OFF function, a laser illuminator operation control function, a laser generator operation control function, a target aiming function, a SWIR camera filter change function, a target type selection function, and a target center precision aiming function.
영상 전시부(112)는 SWIR 검출기의 출력 영상 및 시스템 상태 정보를 전시할 수 있다.The image display section (112) can display the output image and system status information of the SWIR detector.
다이크로익 미러(114)는 제1 레이저 빔은 투과하고, 제2 레이저 빔은 반사하여 조향 미러부로 전달할 수 있다. 다이크로익 미러는 이색성 반사경일 수 있다.The dichroic mirror (114) can transmit the first laser beam and reflect the second laser beam to be transmitted to the steering mirror unit. The dichroic mirror may be a dichroic reflector.
이색성 반사경은 레이저 발생기에서 출력되는 제1 파장 대역의 레이저 빔은 투과하고, 레이저 조명기에서 출력되는 제2 파장 대역의 레이저 빔은 반사한다.The dichroic reflector transmits the laser beam of the first wavelength band output from the laser generator and reflects the laser beam of the second wavelength band output from the laser illuminator.
홀 반사 미러(116)는 제1 레이저 빔 또는 제2 레이저 빔이 통과하여 조향 미러부로 향하도록 홀(hole)을 포함하고, 홀 주위에 반사면을 포함하여 반사면을 통하여 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔 또는 표적의 광 스펙트럼을 영상 변환부로 전달할 수 있다.The hole reflection mirror (116) includes a hole through which a first laser beam or a second laser beam passes and is directed to a steering mirror unit, and includes a reflective surface around the hole so that a laser beam or a light spectrum of a target that is reflected from the outside and returned through the reflective surface can be transmitted to an image conversion unit.
홀 반사 미러는 중심에 홀이 있어 레이저 발생기와 레이저 조명기에서 출력되는 레이저 빔은 홀을 통과하고, 홀 이외의 반사면에서는 0.9~1.8 ㎛ 파장대역을 반사하여 SWIR 검출기로 레이저 빔 또는 표적의 광 스펙트럼을 전달할 수 있다.The hole-reflecting mirror has a hole in the center, so that the laser beam output from the laser generator and laser illuminator passes through the hole, and the wavelength band of 0.9 to 1.8 ㎛ is reflected from the reflecting surface other than the hole, so that the laser beam or the optical spectrum of the target can be transmitted to the SWIR detector.
광학 필터부(118)는 1㎛ 협대역광학필터, 1.5㎛ 협대역광학필터, 1㎛ 및 1.5㎛ 적용 협대역광학필터 및 필터 없음, 4가지를 회전을 통해 선택적으로 적용할 수 있다.The optical filter section (118) can selectively apply four types of filters through rotation: a 1 ㎛ narrow-band optical filter, a 1.5 ㎛ narrow-band optical filter, a 1 ㎛ and 1.5 ㎛ narrow-band optical filter, and no filter.
집속렌즈(120)는 홀 반사 미러에서 반사 및 광학 필터부를 투과한 광을 SWIR 검출기에 집속하여 영상을 결상할 수 있다.The focusing lens (120) can focus the light that has passed through the reflection and optical filter section of the hall reflection mirror onto the SWIR detector to form an image.
LRF 수신 센서부(122)는 레이저 발생기에서 출력된 제1 파장 대역의 레이저 빔을 표적에 조사 시 반사된 레이저 빔을 수신하여 표적 거리를 측정한다. 또한 수신된 레이저 신호는 SWIR 카메라의 동기 또는 비동기 신호로 사용된다.The LRF receiving sensor unit (122) measures the target distance by receiving the reflected laser beam when the laser beam of the first wavelength band output from the laser generator is irradiated on the target. In addition, the received laser signal is used as a synchronous or asynchronous signal for the SWIR camera.
진동 보상부(124)는 이동 가능하도록 위치하는 렌즈를 포함하고, 레이저 표적 지시 장치의 움직임에 대응하여 렌즈를 이동시키는 방식으로 레이저 표적 지시 장치의 흔들림을 보정할 수 있다.The vibration compensation unit (124) includes a lens that is positioned to be movable, and can compensate for the shaking of the laser targeting device by moving the lens in response to the movement of the laser targeting device.
진동 보상부는 렌즈 내에 현재의 방향이나 각도, 움직임을 감지하는 자이로(gyro, 수평/기울기) 센서를 내장하여, 레이저 표적 지시 장치가 움직이면 반대 방향으로 렌즈를 움직여 흔들림을 상쇄해주는 방법인 렌즈 시프트 방식의 광학식 손떨림 방지기능으로 레이저 조준 시 흔들림을 보정한다. 그리고 송신 레이저 빔을 확대 및 수신 광을 축소한다.The vibration compensation unit is an optical image stabilization function that compensates for shaking during laser aiming by moving the lens in the opposite direction when the laser targeting device moves, by embedding a gyro (horizontal/tilt) sensor inside the lens that detects the current direction, angle, and movement. It also magnifies the transmitted laser beam and reduces the received light.
제어 단말(200)은 사용자의 조작에 따라 제어 신호를 송신할 수 있다. 제어 단말은 제어 단말로서 레이저 조명기 동작 제어, 레이저 발생기 동작 제어, 표적 수동 조준, SWIR 카메라 필터 변경, 표적 Lock-On 제어를 한다. 제어 단말은 조이스틱 또는 리모컨일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 데스크톱, 노트북 컴퓨터, 전용 제어 패널, 스마트 워치나 스마트 글라스 같은 웨어러블 기기 또는 음성 인식 기기에 기반하여 구현될 수 있다.The control terminal (200) can transmit control signals according to the user's operation. The control terminal controls the operation of the laser illuminator, the operation of the laser generator, manual target aiming, SWIR camera filter change, and target lock-on control. The control terminal may be a joystick or a remote control, but is not necessarily limited thereto, and may be implemented based on a mobile phone, smart phone, tablet computer, desktop computer, laptop computer, dedicated control panel, wearable device such as a smart watch or smart glasses, or voice recognition device.
도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 레이저 표적 지시 장치 및 이를 포함하는 시스템과 연결된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.Not all blocks illustrated in FIG. 1 are essential components, and some blocks associated with the laser target designation device and the system including the same may be added, changed, or deleted in other embodiments.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 수동 조향 모드로 동작하는 것을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a drawing for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention operates in a manual steering mode.
조향 미러부는 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 각도 조정을 수행하는 수동 조향 모드로 동작할 수 있다.The steering mirror unit can operate in a manual steering mode in which angle adjustment is performed in response to a signal input from a control terminal.
사용자는 제어 단말을 이용하여 FSM 각도를 조정함으로써 SWIR 영상 및 레이저 스팟의 위치를 조준할 수 있다.The user can aim the SWIR image and laser spot by adjusting the FSM angle using the control terminal.
FSM과 전기적 신호로 연결된 제어 단말을 이용하여 FSM의 각도를 수동으로 조정할 수 있다. FSM의 각도 변경으로 레이저 스팟 위치를 조정하여 삼각대에 조립된 레이저 표적 지시 장치의 물리적인 각도 조정 없이 표적 조준이 가능하다.The FSM's angle can be manually adjusted using a control terminal electrically connected to the FSM. Changing the FSM's angle allows for adjustment of the laser spot position, enabling targeting without physically adjusting the angle of the tripod-mounted laser target designator.
운용자가 영상을 통해 표적을 확인하고, 제어 단말를 이용하여 표적의 특정 위치에 십자선을 조준한다. 그리고 운용자가 레이저 발생기를 동작하여 레이저 빔을 표적 조준점으로 조사한다. 이 경우, 레이저 스팟은 십자선의 중심에 조사될 수 있다.The operator identifies the target through video and uses the control terminal to aim the crosshair at a specific location on the target. The operator then activates the laser generator to project a laser beam onto the target's aiming point. In this case, the laser spot can be projected at the center of the crosshair.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 유도 추적 모드로 동작하는 것을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a drawing for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention operates in a guided tracking mode.
조향 미러부는 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 표적을 조준하고, 표적의 움직임에 대응하여 자동으로 표적을 추적하여 제1 레이저 빔 또는 제2 레이저 빔이 표적을 조준하도록 하는 유도 추적 모드로 동작할 수 있다.The steering mirror unit can operate in a guided tracking mode that aims at a target in response to a signal input from a control terminal and automatically tracks the target in response to the movement of the target so that the first laser beam or the second laser beam aims at the target.
표적 조준 및 Lock-On 후 표적의 움직임에 따라 FSM 각도가 자동으로 조정됨으로써 SWIR 영상 및 레이저 스팟의 위치 조준하여 표적 유도추적 및 조준한다.After target aiming and lock-on, the FSM angle is automatically adjusted according to the target's movement, thereby aiming at the position of the SWIR image and laser spot to guide, track, and aim the target.
운용자가 영상을 통해 표적을 확인하고, 제어 단말을 이용하여 표적의 특정 위치에 십자선을 조준 후 Lock-On을 하면 표적의 움직임이 있더라도 FSM은 시계 범위 내에서 조준점을 추적하여 최초 Lock-On해둔 위치를 지속적으로 조준하게 된다. 원하는 시점에 레이저 발생기를 동작하여 레이저 빔을 표적 조준점으로 조사한다. 이 경우, 레이저 스팟은 십자선의 중심에 조사될 수 있다.When the operator confirms the target through video, aims the crosshair at a specific location on the target using the control terminal, and then locks on, the FSM tracks the crosshair within the field of view, even if the target moves, and continuously aims at the initially locked-on location. At the desired point, the laser generator is activated to project a laser beam onto the target crosshair. In this case, the laser spot can be projected at the center of the crosshair.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 표적 중심 조준 모드로 동작하는 것을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a drawing for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention operates in a target-centered aiming mode.
조향 미러부는 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 표적의 중심을 향해 제1 레이저 빔 또는 제2 레이저 빔이 조사되도록 하는 표적 중심 조준 모드로 동작할 수 있다.The steering mirror unit can operate in a target-centered aiming mode to direct the first laser beam or the second laser beam toward the center of the target in response to a signal input from the control terminal.
표적 중심을 수동으로 1차 조준 후, 표적과 십자선의 중심이 일치하도록 FSM 각도가 자동 조정되어 SWIR 영상 및 레이저 스팟의 위치를 조준함으로써 표적중심을 정밀 조준한다.After manually aiming at the target center for the first time, the FSM angle is automatically adjusted so that the center of the target and the crosshair are aligned, thereby aiming at the position of the SWIR image and laser spot, thereby precisely aiming at the target center.
운용자가 영상을 통해 표적을 확인하고, 제어 단말을 이용하여 표적의 중심근처에 십자선을 조준한다. 시스템 제어장치의 '중심 조준' 명령을 실행하여 표적 중심과 조준 십자선의 중심이 일치하도록 FSM을 조향한다.The operator identifies the target through video and uses the control terminal to aim the crosshair near the center of the target. The system control unit then executes the "Center Aim" command to steer the FSM so that the center of the target and the center of the aiming crosshair align.
원하는 시점에 레이저 발생기를 동작하여 레이저 빔을 표적 조준점으로 조사한다.The laser generator is operated at the desired point to direct the laser beam toward the target aiming point.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 것을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a drawing for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention operates in a target vulnerable part automatic aiming mode.
표적 식별 후 운용자가 표적 종류를 선택하면 표적 종류별 취약부의 정보가 FSM으로 즉시 전달되고, 해당 취약부 중 한 곳을 조준하도록 FSM 각도가 자동 조정됨으로써 SWIR 영상 및 레이저 스팟의 위치가 표적의 취약부를 조준하도록 한다.After target identification, when the operator selects the target type, information on the vulnerability of each target type is immediately transmitted to the FSM, and the FSM angle is automatically adjusted to aim at one of the vulnerability areas, thereby ensuring that the SWIR image and laser spot position are aimed at the target's vulnerability area.
운용자가 영상을 통해 표적의 종류를 확인하고, 해당하는 표적의 종류를 시스템 제어장치에서 선택한다. 표적의 종류와 취약부가 신호 처리부를 통해 전달되고, 표적의 취약부에 조준 십자선의 중심이 일치하도록 FSM이 자동 조향한다. 원하는 시점에 레이저 발생기를 동작하여 레이저 빔을 조사한다.The operator identifies the target type through the video and selects the appropriate target type from the system control unit. The target type and vulnerable areas are transmitted through the signal processing unit, and the FSM automatically steers the aiming crosshairs so that they align with the target's vulnerable area. The laser generator is activated at the desired point to emit a laser beam.
조향 미러부는 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 표적의 종류에 따라 표적의 취약부로 제1 레이저 빔 또는 제2 레이저 빔이 조사되도록 하는 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작할 수 있다.The steering mirror unit can operate in a target vulnerable part automatic aiming mode to irradiate a first laser beam or a second laser beam to a vulnerable part of a target depending on the type of target in response to a signal input from a control terminal.
조향 미러부는 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 경우, 표적의 구동부를 조준하는 표적 구동부 조준 모드, 표적의 엔진을 조준하는 표적 엔진 조준 모드, 표적의 연료 탱크를 조준하는 표적 연료 탱크 조준 모드, 표적에 탑승한 인원이 위치하는 곳을 조준하는 표적 조종사 조준 모드 또는 표적에 탑재된 수송물 또는 공격 무기를 조준하는 표적 구조물 조준 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다.When the steering mirror unit operates in the target vulnerable part automatic targeting mode, it can operate in any one of the following modes: a target drive unit targeting mode that targets the target's drive part, a target engine targeting mode that targets the target's engine, a target fuel tank targeting mode that targets the target's fuel tank, a target pilot targeting mode that targets the location of personnel on board the target, or a target structure targeting mode that targets transports or attack weapons mounted on the target.
본 발명에 따르면, 레이저 표적 지시 장치는 인공지능 기반 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.According to the present invention, the laser target designation device may further include an artificial intelligence-based processing unit (not shown).
인공지능 기반 처리부는 객체 탐지(object detection) 또는 세그멘테이션(segmentation)을 이용하여 영상 변환부 또는 영상 전시부가 생성하는 영상을 이용하여 이미지 내에서 특정 객체나 객체의 부분을 정확하게 식별할 수 있다.The artificial intelligence-based processing unit can accurately identify a specific object or part of an object within an image using an image generated by the image conversion unit or image display unit using object detection or segmentation.
인공지능 기반 처리부는 항공기, 선박, 헬기, 장갑차 등의 다양한 이미지, 각 이미지의 구동부, 엔진, 연료 탱크, 사람이 탑승하는 위치, 수송물 또는 공격 무기의 특정 부분이 라벨링된 이미지가 포함되는 학습 데이터 셋을 이용하여 학습된 신경망을 이용할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The AI-based processing unit may utilize a neural network trained using a training data set that includes, but is not limited to, various images of aircraft, ships, helicopters, armored vehicles, etc., and images labeled with specific parts of the moving parts, engines, fuel tanks, personnel positions, transports, or attack weapons.
인공지능 기반 처리부는 영상 변환부 또는 영상 전시부가 생성한 영상으로부터 객체가 무엇인지 식별하고, 식별한 객체에 대응하여 적어도 하나의 취약부(구동부, 엔진, 연료 탱크, 사람이 탑승하는 위치, 수송물 또는 공격 무기)를 식별할 수 있다. 또한, 인공지능 기반 처리부는 사용자의 입력에 대응하여 객체 식별하는 동작은 생략할 수 있다. 인공지능 기반 처리부는 조향 미러부를 제어하여 취약부로 레이저 빔이 조사되도록 할 수 있다.The AI-based processing unit can identify an object from an image generated by the image conversion unit or the image display unit, and identify at least one vulnerable part (a drive unit, an engine, a fuel tank, a position for personnel to board, a transport object, or an attack weapon) corresponding to the identified object. Furthermore, the AI-based processing unit can omit the operation of identifying the object in response to user input. The AI-based processing unit can control the steering mirror unit to direct a laser beam toward the vulnerable part.
인공지능 기반 처리부는 표적이 전투기인 경우, 조향 미러부가 전투기 대응 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.The artificial intelligence-based processing unit can control the steering mirror unit to operate in fighter response mode if the target is a fighter jet.
전투기 대응 모드는 표적 조종사 조준 모드, 표적 구동부 조준 모드, 표적 엔전 조준 모드, 표적 연료 탱크 조준 모드, 표적 구조물 조준 모드 순서대로 동작하는 모드일 수 있다.The fighter response mode can be a mode that operates in the following order: target pilot targeting mode, target drive targeting mode, target engine targeting mode, target fuel tank targeting mode, and target structure targeting mode.
전투기의 경우, 조종사가 표적의 운용에 가장 중요한 역할을 하므로, 조종사를 조준하는 것이 전투기의 운용 능력을 무력화할 수 있는 가장 효율적인 방법이므로 표적 조종사 조준 모드로 가장 먼저 동작할 수 있다.In the case of fighters, the pilot plays the most important role in target operation, so targeting the pilot is the most efficient way to disable the fighter's operational capabilities, so it can be operated in target pilot targeting mode first.
인공지능 기반 처리부는 표적이 헬기인 경우, 조향 미러부가 헬기 대응 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.The artificial intelligence-based processing unit can control the steering mirror unit to operate in helicopter response mode if the target is a helicopter.
헬기 대응 모드는 표적 구동부 조준 모드, 표적 조종사 조준 모드, 표적 엔전 조준 모드, 표적 연료 탱크 조준 모드, 표적 구조물 조준 모드 순서대로 동작하는 모드일 수 있다.The helicopter response mode may be a mode that operates in the following order: target drive unit targeting mode, target pilot targeting mode, target engine targeting mode, target fuel tank targeting mode, and target structure targeting mode.
헬기의 경우, 구동부(예를 들어, 로터 또는 프로펠러)가 기본적인 비행 능력에 있어 중요한 역할을 하므로, 헬기의 구동부를 우선적으로 공격함으로써, 헬기의 움직임을 제한하고, 추후의 조준과 공격을 용이하게 할 수 있다.In the case of helicopters, the drivetrain (e.g., rotor or propeller) plays a crucial role in basic flight ability, so by attacking the drivetrain of the helicopter first, the movement of the helicopter can be restricted, making later targeting and attack easier.
인공지능 기반 처리부는 표적이 장갑차인 경우, 조향 미러부가 장갑차 대응 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.The artificial intelligence-based processing unit can control the steering mirror unit to operate in armored vehicle response mode when the target is an armored vehicle.
장갑차 대응 모드는 표적 엔진 조준 모드, 표적 구동부 조준 모드, 표적 연료 탱크 조준 모드, 표적 조종사 조준 모드, 표적 구조물 조준 모드 순서대로 동작하는 모드일 수 있다.The armored vehicle response mode can be a mode that operates in the following order: target engine targeting mode, target drive targeting mode, target fuel tank targeting mode, target pilot targeting mode, and target structure targeting mode.
장갑차의 경우, 엔진이 이동 능력에 중요한 역할을 하므로 장갑차의 엔진을 우선적으로 공격함으로써, 장갑차의 움직임을 제한하고, 추후의 조준과 공격을 용이하게 할 수 있다.In the case of armored vehicles, the engine plays a crucial role in their mobility, so by attacking the engine of the armored vehicle first, the movement of the armored vehicle can be restricted, making later targeting and attacks easier.
인공지능 기반 처리부는 표적이 선박일 경우, 조향 미러부가 선박 대응 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.The artificial intelligence-based processing unit can control the steering mirror unit to operate in ship response mode when the target is a ship.
선박 대응 모드는 표적 구조물 조준 모드, 표적 엔진 조준 모드, 표적 구동부 조준 모드, 표적 조종사 조준 모드, 표적 연료 탱크 조준 모드 순서대로 동작하는 모드일 수 있다.The ship response mode may be a mode that operates in the following order: target structure targeting mode, target engine targeting mode, target drive unit targeting mode, target pilot targeting mode, and target fuel tank targeting mode.
선박의 경우 적재하고 있는 공격 무기, 구조물 또는 화물이 중요하고, 많을 수 있으므로, 표적의 구조물을 우선적으로 공격한다. 또한, 선박의 경우 연료 탱크를 공격하게 되면, 환경 오염과 예상치 못한 넓은 범위의 파괴 또는 아군의 피해가 있을 수 있으므로, 표적 연료 탱크 조준 모드를 가장 마지막에 수행할 수 있다.For ships, the offensive weapons, structures, and cargo they carry are important and often numerous, so prioritize attacking the target's structures. Furthermore, attacking a ship's fuel tanks can cause environmental pollution, unexpectedly wide-ranging destruction, or even friendly fire. Therefore, targeting fuel tanks can be performed last.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치의 광학 필터부에 대하여 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a drawing for explaining an optical filter unit of a laser target designation device according to one embodiment of the present invention.
광학 필터부는 조향 미러부를 통하여 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 필터링하여 영상 변환부로 전달할 수 있다.The optical filter unit can filter a laser beam reflected from the outside through the steering mirror unit and transmit it to the image conversion unit.
광학 필터부는 제1 파장 대역만 투과 가능하도록 마련된 제1 광학 필터, 제2 파장 대역만 투과 가능하도록 마련된 제2 광학 필터, 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역만 투과 가능하도록 마련된 제3 광학 필터 및 모든 파장 대역이 투과 가능하도록 마련된 전체 투과 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The optical filter unit may include at least one of a first optical filter configured to transmit only a first wavelength band, a second optical filter configured to transmit only a second wavelength band, a third optical filter configured to transmit only the first and second wavelength bands, and a full transmission region configured to transmit all wavelength bands.
광학 필터부는 제어 단말의 제어 신호에 따라 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔이 제1 광학 필터, 제2 광학 필터, 제3 광학 필터 및 전체 투과 영역 중 어느 하나를 통하여 영상 변환부로 입력되도록 할 수 있다.The optical filter unit can allow a laser beam reflected from the outside and returned according to a control signal of a control terminal to be input to an image conversion unit through any one of the first optical filter, the second optical filter, the third optical filter, and the entire transmission area.
0.9~1.8 ㎛의 스펙트럼 응답 범위를 가진 SWIR 검출기에 광학 필터부를 적용하여 운용자 원하는 파장 대역을 선택적으로 적용하여 영상을 획득할 수 있다.By applying an optical filter to a SWIR detector with a spectral response range of 0.9 to 1.8 ㎛, an operator can selectively apply a desired wavelength band to obtain an image.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치가 LRF 수신 신호를 이용하여 동기화를 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 7 to 10 are drawings for explaining that a laser target designation device according to one embodiment of the present invention performs synchronization using an LRF reception signal.
도 7은 LRF 수신 신호를 이용하여 레이저 발생기와 레이저 조명기 모두를 동기화한 경우를 나타내는 도면이다.Fig. 7 is a diagram showing a case where both the laser generator and the laser illuminator are synchronized using an LRF reception signal.
도 8은 LRF 수신 신호를 이용하여 레이저 조명기는 동기를 수행하나 레이저 발생기에는 동기를 수행하지 않은 경우를 나타내는 도면이다. 이 경우, 레이저 발생기에 지연 시간이 반영된다.Figure 8 is a diagram illustrating a case where the laser illuminator performs synchronization using an LRF reception signal, but the laser generator does not perform synchronization. In this case, a delay time is reflected in the laser generator.
도 9는 LRF 수신 신호를 이용하여 레이저 발생기는 동기를 수행하나 레이저 조명기에는 동기를 수행하지 않은 경우를 나타내는 도면이다. 이 경우, 레이저 조명기에 지연 시간이 반영된다.Figure 9 is a diagram illustrating a case where the laser generator performs synchronization using an LRF reception signal, but the laser illuminator does not perform synchronization. In this case, a delay time is reflected in the laser illuminator.
도 10은 레이저 발생기와 레이저 조명기 모두에 동기를 수행하지 않은 경우를 나타내는 도면이다. 이 경우 표적 거리에 의한 시간차로부터 발생하는 동기에 지연 시간이 반영된다.Figure 10 is a diagram illustrating a case where neither the laser generator nor the laser illuminator are synchronized. In this case, a delay time is reflected in the synchronization resulting from a time difference due to the target distance.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 표적 지시 장치에서 수행되는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 11 is a flowchart for explaining operations performed in a laser target designation device according to one embodiment of the present invention.
도 11에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 11에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.Although FIG. 11 describes each process as being executed sequentially, this is merely an example, and those skilled in the art may modify and apply various modifications and variations, such as changing the order described in FIG. 11, executing one or more processes in parallel, or adding other processes, without departing from the essential characteristics of the embodiments of the present invention.
본 발명을 통하여 고속 조향경을 이용한 레이저 표적지시기 조준 방법을 개시한다. 본 발명을 통하여 전자적인 신호로 '고속 조향경(FSM, Fast Steering Mirror)' 수동/자동제어, '외부 진동 보상 광학계'를 이용한 조준 오차 보정, '레이저 조명기(Laser illuminator)'를 이용한 악천후 및 야간 작전 시 표적 위치 확인 보조 및 'SWIR 검출기 및 광학필터'를 이용한 선택적 영상 스펙트럼 확인 기능을 통하여 레이저 조사기 빔의 표적 조준 정밀도를 향상시키고 야간, 악천후 등 운용환경에서 표적 식별을 향상시킬 수 있다.The present invention discloses a method for aiming a laser target designator using a high-speed steering mirror. Through the present invention, the target aiming precision of the laser illuminator beam is improved and target identification can be enhanced in operating environments such as night and bad weather through manual/automatic control of the 'Fast Steering Mirror (FSM)' with electronic signals, aiming error correction using an 'external vibration compensation optical system', target location confirmation assistance during bad weather and night operations using a 'laser illuminator', and selective image spectrum confirmation function using a 'SWIR detector and optical filter'.
본 발명을 적용함으로써, 조이스틱 등 전자제어장치를 이용하여 FSM을 전자제어 하여 표적을 조준함으로써 신속하고 정밀한 조준이 가능하다. 또한, 진동보정렌즈를 적용하여 사용자로부터 발생 가능한 조준간 오차를 보정하여 사용자별 조준오차의 편차를 제거한다.By applying the present invention, the FSM is electronically controlled using an electronic control device such as a joystick to aim at a target, enabling rapid and precise aiming. Furthermore, a vibration compensation lens is applied to compensate for any aiming errors that may occur between users, thereby eliminating any deviation in aiming errors between users.
또한, 영상 전시기를 통해 표적을 확인 후 조이스틱 등 전자제어장치를 이용하여 표적을 수동 조준하거나 표적의 특정 위치를 Lock-On하면, SWIR 센서의 시계 내에서 표적을 추적하고, FSM이 자동으로 제어되어 레이저 빔을 표적에 안정적으로 조사할 수 있다. 또한, 표적 종류에 따라 표적의 취약부를 자동 식별하고 조준할 수 있으며, 표적의 표면적 특성을 자동 계산 하여 표적 중심을 자동 조준할 수 있다.Furthermore, after confirming the target through the video display, the target can be manually aimed or a specific location can be locked on using an electronic control device such as a joystick. This allows the target to be tracked within the SWIR sensor's field of view, and the FSM can be automatically controlled to stably irradiate the laser beam on the target. Furthermore, depending on the target type, the target's vulnerable points can be automatically identified and aimed at, and the target's center can be automatically aimed by automatically calculating the target's surface area characteristics.
또한, 조명 레이저를 설치하여 악천후나 야간에도 육안으로 목표물의 대략적인 위치를 확인한 후 조준이 가능하다. 또한, 열상감시장치의 부재/고장 혹은 악천후 시 조준 시야를 좀 더 명확하게 확보할 수 있다.Additionally, by installing an illumination laser, the target's approximate location can be visually identified and targeted, even in inclement weather or at night. Furthermore, the aiming field of view can be more clearly secured in the absence or malfunction of thermal imaging equipment or in inclement weather.
또한, SWIR검출기와 광학필터를 함께 적용하여 스펙트럼 응답범위 1㎛, 1.5㎛, 1.0㎛ 및 1.5㎛, 전체 투과 등 사용자가 원하는 대역의 스펙트럼 파장을 선택하여 볼 수 있도록 함으로서 사용 환경, 목표물의 특징에 맞는 스펙트럼 선택이 가능하다.In addition, by applying a SWIR detector and an optical filter together, the user can select and view the spectral wavelength of the desired band, such as spectral response ranges of 1㎛, 1.5㎛, 1.0㎛, and 1.5㎛, and full transmission, thereby enabling selection of a spectrum suitable for the usage environment and target characteristics.
또한, 외부 진동 보상 광학계를 적용하여 운용자의 손떨림이나 바람, 진동 등 외부 환경요인에 의한 조준 오차를 보정함으로써 운용자와 외부 환경에 따른 조준정확도 편차를 줄이고, 조준정확도를 향상 시킬 수 있다.In addition, by applying an external vibration compensation optical system, aiming errors caused by external environmental factors such as operator hand shake, wind, and vibration can be corrected, thereby reducing the deviation in aiming accuracy depending on the operator and the external environment and improving aiming accuracy.
또한, 일반적으로 SWIR센서는 수십 Hz 이상으로 동작을 하고, 레이저 발생기와 레어저 조명기도 펄스로 동작 시 SWIR센서는 레이저 빔을 비연속적으로 레이저 스팟을 전시한다. LRF 수신 센서부에서 수신되는 레이저 신호와 SWIR을 능동적으로 동기화시키면 레이저 빔을 연속적으로 전시할 수 있으며, 시간 지연을 통하여 비동기화 시키면 레이저 빔을 전시하지 않을 수 있다.Furthermore, SWIR sensors typically operate at frequencies exceeding several tens of Hz, and when the laser generator and laser illuminator operate in pulses, the SWIR sensor displays a laser beam as a discontinuous laser spot. Actively synchronizing the laser signal received by the LRF receiving sensor with the SWIR allows for continuous display of the laser beam, while desynchronization through a time delay allows for the laser beam to not be displayed.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록 매체로서는 자기기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.Even though all components constituting the embodiments of the present invention described above are described as being combined as one or operating in combination, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the purpose of the present invention, all of the components may be selectively combined and operated one or more times. In addition, although all of the components may be implemented as individual independent hardware, some or all of the components may be selectively combined and implemented as a computer program having program modules that perform some or all of the functions of the combined hardware in one or more pieces. In addition, such a computer program may be stored in a computer-readable medium such as a USB memory, a CD disk, or a flash memory, and read and executed by a computer, thereby implementing the embodiments of the present invention. The recording medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, etc.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will appreciate that various modifications, changes, and substitutions may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within a scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present invention.
10: 레이저 표적 지시 시스템
100: 레이저 표적 지시 장치
200: 제어 단말10: Laser target designation system
100: Laser target designation device
200: Control terminal
Claims (14)
제1 파장 대역의 제1 레이저 빔을 펄스 형태로 출력하는 레이저 발생부;
상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역의 제2 레이저 빔을 펄스 또는 연속 형태로 출력하는 레이저 조명부;
상기 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 제어 단말로부터 수신하는 제어 신호에 대응하여 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔을 상기 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 표적을 향해 조준하여 반사하는 조향 미러부; 및
상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 상기 조향 미러부로부터 수신하고, 감지된 데이터를 영상으로 변환하는 영상 변환부;를 포함하고,
상기 조향 미러부는, 상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 상기 표적의 중심을 향해 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 조사되도록 하는 표적 중심 조준 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In a laser target designation device,
A laser generating unit that outputs a first laser beam of a first wavelength band in a pulse form;
A laser illumination unit that outputs a second laser beam of a second wavelength band different from the first wavelength band in a pulse or continuous form;
A steering mirror unit that aims and reflects the first laser beam or the second laser beam toward a target located outside the laser target designation device in response to a control signal received from a control terminal located outside the laser target designation device; and
An image conversion unit that receives a laser beam reflected from the outside and returns from the steering mirror unit and converts the detected data into an image;
A laser target designation device characterized in that the steering mirror unit operates in a target center aiming mode so that the first laser beam or the second laser beam is irradiated toward the center of the target in response to a signal input from the control terminal.
상기 조향 미러부는,
상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 각도 조정을 수행하는 수동 조향 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In the first paragraph,
The above steering mirror part,
A laser target designation device characterized in that it operates in a manual steering mode that performs angle adjustment in response to a signal input from the above control terminal.
상기 조향 미러부는,
상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 상기 표적을 조준하고, 상기 표적의 움직임에 대응하여 자동으로 표적을 추적하여 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 상기 표적을 조준하도록 하는 유도 추적 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In the first paragraph,
The above steering mirror part,
A laser target designation device characterized in that it operates in a guided tracking mode that aims at the target in response to a signal input from the control terminal and automatically tracks the target in response to the movement of the target so that the first laser beam or the second laser beam aims at the target.
상기 조향 미러부는,
상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 상기 표적의 종류에 따라 표적의 취약부로 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 조사되도록 하는 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In the first paragraph,
The above steering mirror part,
A laser target designation device characterized in that it operates in a target vulnerable part automatic aiming mode so that the first laser beam or the second laser beam is irradiated to the vulnerable part of the target according to the type of the target in response to a signal input from the control terminal.
상기 조향 미러부는,
상기 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 경우,
상기 표적의 구동부를 조준하는 표적 구동부 조준 모드, 상기 표적의 엔진을 조준하는 표적 엔진 조준 모드, 상기 표적의 연료 탱크를 조준하는 표적 연료 탱크 조준 모드, 상기 표적에 탑승한 인원이 위치하는 곳을 조준하는 표적 조종사 조준 모드 또는 상기 표적에 탑재된 수송물 또는 공격 무기를 조준하는 표적 구조물 조준 모드 중 어느 하나로 동작하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In paragraph 5,
The above steering mirror part,
When operating in the above target vulnerable area auto-aim mode,
A laser target designation device characterized in that it operates in any one of a target drive unit targeting mode for targeting the drive unit of the target, a target engine targeting mode for targeting the engine of the target, a target fuel tank targeting mode for targeting the fuel tank of the target, a target pilot targeting mode for targeting the location of a person on board the target, or a target structure targeting mode for targeting a transport or attack weapon mounted on the target.
상기 조향 미러부를 통하여 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 필터링하여 상기 영상 변환부로 전달하는 광학 필터부;를 더 포함하고,
상기 광학 필터부는,
상기 제1 파장 대역만 투과 가능하도록 마련된 제1 광학 필터;
상기 제2 파장 대역만 투과 가능하도록 마련된 제2 광학 필터;
상기 제1 파장 대역 및 상기 제2 파장 대역만 투과 가능하도록 마련된 제3 광학 필터; 및
모든 파장 대역이 투과 가능하도록 마련된 전체 투과 영역;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In the first paragraph,
It further includes an optical filter unit that filters the laser beam reflected from the outside through the steering mirror unit and transmits it to the image conversion unit;
The above optical filter part,
A first optical filter provided so that only the first wavelength band can be transmitted;
A second optical filter provided so that only the second wavelength band can be transmitted;
A third optical filter provided so that only the first wavelength band and the second wavelength band can be transmitted; and
A laser target designation device characterized by including a full transmission area provided so that all wavelength bands are transmittable.
상기 광학 필터부는,
상기 제어 단말의 제어 신호에 따라 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔이 상기 제1 광학 필터, 상기 제2 광학 필터, 상기 제3 광학 필터 및 상기 전체 투과 영역 중 어느 하나를 통하여 상기 영상 변환부로 입력되도록 하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In paragraph 7,
The above optical filter part,
A laser target designation device characterized in that a laser beam reflected from the outside and returned according to a control signal of the control terminal is input to the image conversion unit through any one of the first optical filter, the second optical filter, the third optical filter, and the entire transmission area.
상기 제1 레이저 빔은 투과하고, 상기 제2 레이저 빔은 반사하여 상기 조향 미러부로 전달하는 다이크로익 미러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In the first paragraph,
A laser target designation device, characterized in that it further includes a dichroic mirror through which the first laser beam is transmitted and which reflects the second laser beam and transmits it to the steering mirror unit.
상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 통과하여 상기 조향 미러부로 향하도록 홀(hole)을 포함하고, 상기 홀 주위에 반사면을 포함하여 상기 반사면을 통하여 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔 또는 표적의 광 스펙트럼을 상기 영상 변환부로 전달하는 홀 반사 미러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In the first paragraph,
A laser target designation device, characterized in that it further comprises a hole through which the first laser beam or the second laser beam passes and is directed to the steering mirror unit, and a hole reflection mirror including a reflection surface around the hole to transmit the laser beam or the light spectrum of the target reflected from the outside through the reflection surface to the image conversion unit.
이동 가능하도록 위치하는 렌즈를 포함하고, 상기 레이저 표적 지시 장치의 움직임에 대응하여 상기 렌즈를 이동시키는 방식으로 상기 레이저 표적 지시 장치의 흔들림을 보정하는 진동 보상부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 장치.In the first paragraph,
A laser target designation device, characterized in that it further includes a vibration compensation unit that includes a lens positioned to be movable and compensates for shaking of the laser target designation device by moving the lens in response to movement of the laser target designation device.
제1 파장 대역의 제1 레이저 빔을 펄스 형태로 출력하는 레이저 발생부, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역의 제2 레이저 빔을 펄스 또는 연속 형태로 출력하는 레이저 조명부, 상기 제어 단말로부터 수신하는 제어 신호에 대응하여 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔을 레이저 표적 지시 장치 외부에 위치한 표적을 향해 조준하여 반사하는 조향 미러부 및 상기 외부로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 상기 조향 미러부로부터 수신하고, 감지된 데이터를 영상으로 변환하는 영상 변환부를 포함하는 레이저 표적 지시 장치;를 포함하고,
상기 조향 미러부는, 상기 제어 단말로부터 입력되는 신호에 대응하여 상기 표적의 종류에 따라 표적의 취약부로 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 조사되도록 하는 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 시스템.A control terminal that transmits a control signal according to the user's operation; and
A laser target designation device comprising a laser generating unit that outputs a first laser beam of a first wavelength band in a pulse form, a laser illuminating unit that outputs a second laser beam of a second wavelength band different from the first wavelength band in a pulse or continuous form, a steering mirror unit that aims and reflects the first laser beam or the second laser beam toward a target located outside the laser target designation device in response to a control signal received from the control terminal, and an image conversion unit that receives a laser beam reflected from the outside and returns from the steering mirror unit and converts the detected data into an image;
A laser target designation system characterized in that the steering mirror unit operates in a target vulnerable part automatic aiming mode so that the first laser beam or the second laser beam is irradiated to the vulnerable part of the target according to the type of the target in response to a signal input from the control terminal.
상기 조향 미러부는,
상기 표적 취약부 자동 조준 모드로 동작하는 경우,
상기 표적의 구동부를 조준하는 표적 구동부 조준 모드, 상기 표적의 엔진을 조준하는 표적 엔진 조준 모드, 상기 표적의 연료 탱크를 조준하는 표적 연료 탱크 조준 모드, 상기 표적에 탑승한 인원이 위치하는 곳을 조준하는 표적 조종사 조준 모드 또는 상기 표적에 탑재된 수송물 또는 공격 무기를 조준하는 표적 구조물 조준 모드 중 어느 하나로 동작하는 것을 특징으로 하는, 레이저 표적 지시 시스템.In paragraph 12,
The above steering mirror part,
When operating in the above target vulnerable area auto-aim mode,
A laser target designation system characterized in that it operates in any one of a target drive unit targeting mode for targeting the drive unit of the target, a target engine targeting mode for targeting the engine of the target, a target fuel tank targeting mode for targeting the fuel tank of the target, a target pilot targeting mode for targeting the location of a person on board the target, or a target structure targeting mode for targeting a transport or attack weapon mounted on the target.
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|---|---|---|---|
| KR1020230109804A KR102926365B1 (en) | 2023-08-22 | Laser target pointing device using high-speed steering mirror and system including the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| KR101057303B1 (en) * | 2010-08-23 | 2011-08-16 | 두산디에스티주식회사 | Laser weapon tracking aiming device |
| JP2022531322A (en) * | 2019-05-08 | 2022-07-06 | レイセオン カンパニー | High Energy Laser (HEL) Weapon Beam Director |
| KR102433017B1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-08-18 | 한화시스템(주) | system for aiming target in laser weapon and method of aiming using the same |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101057303B1 (en) * | 2010-08-23 | 2011-08-16 | 두산디에스티주식회사 | Laser weapon tracking aiming device |
| JP2022531322A (en) * | 2019-05-08 | 2022-07-06 | レイセオン カンパニー | High Energy Laser (HEL) Weapon Beam Director |
| KR102433017B1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-08-18 | 한화시스템(주) | system for aiming target in laser weapon and method of aiming using the same |
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