KR101557092B1 - 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 워게임 시뮬레이션의 진행에 따른 부대별 단위 유닛을 무인기에서 제공하는 영상에 구체적인 엔티티로 반영하며, 무인기의 이동 및 동작에 따른 엔티티 및 영상의 변화를 표시하여 현실적인 워게임 영상을 제공할 수 있는 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템은 워게임 모델로부터 제공되는 부대에 속한 개별 유닛을 엔티티로 3차원 지도정보 상에 반영하고, 워게임 모델로부터 전투 이벤트 진행에 따라 제공되는 전장상황 정보에 따라 엔티티의 이동 및 교전에 따른 반파 또는 완파 등의 속성 변화를 사실적이며 직관적으로 제공함과 동시에 이를 무인기에 해당하는 모의 비행체 하단에 구비된 카메라를 통해 항공영상으로 제공함으로써, 무인기를 이용한 실시간 전투상황을 사실적으로 묘사할 수 있으며 이를 기반으로 실재 무인기를 이용하여 전장상황을 파악하고 이를 기반으로 전략 및 전술을 수립하는 과정을 사실적으로 훈련할 수 있어 무인기의 전투지원 활용에 대한 효율성을 극대화시키는 효과가 있다.

Description

워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템{UAV simulation system for wargame}

본 발명은 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 워게임 시뮬레이션의 진행에 따른 부대별 단위 유닛을 무인기에서 제공하는 영상에 구체적인 엔티티로 반영하며, 무인기의 이동 및 동작에 따른 엔티티 및 영상의 변화를 표시하여 현실적인 워게임 영상을 제공할 수 있는 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.

현재 실제 전장상황을 구현하고 실재하는 부대자원을 적용하여 모의 전투에 따른 결과를 도출하기 위한 다양한 워게임 시뮬레이션이 제공되고 있으며, 이러한 워게임 시뮬레이션을 통해 다양한 전략전술을 수립하고 있다.

그러나, 기존의 워게임 시뮬레이션은 부대를 구성하는 자산의 특성에 일치하는 전투모의 논리를 적용하여 생성된 결과를 요약 제공하는 형태이므로 표현방식에 있어서 한계가 있으며, 이로 인해 전투 진행에 따라 발생하는 전장상황을 직관적으로 파악하기 어려울 뿐만 아니라 실시간 분석 및 전략 수립이 어려워 실전성이 극히 떨어지는 문제점이 있다.

이를 개선하기 위하여, 최근 워게임 시뮬레이션의 이벤트 진행에 따른 전장상황을 실재 전장에 대응되는 영상에 연동시키기 위하여 무인기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle) 시뮬레이션을 통해 제공되는 영상에 상기 워게임 시뮬레이션에서 제공하는 데이터를 연동시켜 전장 상황의 표현을 사실적으로 구체화하기 위한 워게임 연동 무인기 시뮬레이션 모델의 개발이 이루어지고 있다.

그러나, 이러한 기존 워게임 연동 무인기 시뮬레이션 모델은 대부분 모든 데이터 처리를 기존과 동일하게 워게임 시뮬레이션의 주기적인 이벤트 처리에 따라 발생되는 결과를 단순 기계적인 시각화 처리를 통해 영상에 담는 수준에 불과하므로, 부대단위의 묘사에 한정되며 객체의 실시간 묘사에 문제가 있으며 대략적인 부대의 위치를 영상에 반영하여 판단하는 정도의 정보를 제공할 뿐 이를 기반으로 부대 배치와 부대가 위치해 있는 지형을 고려하여 효율적인 부대의 이동 및 기동을 판단하기에는 무리가 있으며, 이로 인해 사실적인 전장상황을 반영하는데 무리가 있다.

또한, 기존의 무인기 시뮬레이션 모델은 연합 또는 합동 훈련과 같은 대규모의 전장상황을 표시하는데 제한이 발생할 뿐더러, 부대이동 시 지뢰지대에 의한 지연현상 등과 같은 실시간 부대행위를 묘사할 수 없는 경우가 많아 영상을 통해 실재 전장상황을 구현하는데 한계가 있다.

더하여, 무인기 시뮬레이션 모델을 통해 제공되는 영상은 무인기 자체의 특수 기동 및 주변환경의 변화에 따른 표적의 추적 및 식별 실패 등과 같은 실재 전장상황에서 발생하는 현상을 반영하지 못하므로, 이러한 변수에 의한 요소를 고려하지 못한 전략수립 자체가 무용해지는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 기존의 무인기 시뮬레이션 모델의 문제점들을 개선하여 전장상황의 변화를 실시간으로 수집하고 직관적으로 전장상황을 판단하여 전략전술을 수립할 수 있도록 하며, 무인기의 기동 및 기상변화와 같은 환경변화에 따른 전장상황 및 각 객체의 변화를 구체적인 엔티티로 표시할 수 있도록 하여 실재 전장상황에 근접한 시뮬레이션을 제공하는 무인기 시뮬레이션 개발이 요구되고 있다.

한국등록특허 제10-0842105호

본 발명은 UAV 모의기를 통해 실시간 영상을 제공하고, 워게임 시뮬레이션을 제공하는 워게임 모델의 이벤트 진행에 따라 제공되는 부대정보와 교범에 따른 각 부대정보에 속한 유닛의 이동배치 및 피해상황을 포함하는 전장상황 정보를 실시간으로 UAV 모의기에서 제공하는 영상에 사실적으로 반영하고, 유닛별로 구체적인 엔티티로 사실적으로 표현될 수 있도록 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 UAV 모의기에 설정되는 다양한 광학적 자원 수단들의 설정 변화와 UAV 모의기 이동에 따른 지역적 기상정보의 변화로 인한 영상에서 객체의 표현 및 배치 변화와 더불어 및 UAV 모의기의 조정 및 항로 변경에 따른 영상변화를 반영한 시뮬레이터를 제공하여 실재 전장상황과 조작성 및 인지성을 사실적으로 반영한 시뮬레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템은 워게임 시뮬레이션을 제공하는 워게임 모델의 진행상황에 따른 부대 이동시 지형 및 지물정보를 포함하는 3차원 지도정보 및 교범상 이동규칙을 반영하여 최적경로를 산출하는 UAV 경로제공부 및 상기 최적경로에 따른 부대정보를 토대로 3차원 지도상에 부대에 따른 유닛의 엔티티를 교범상 배치로 제공하고, 기상, 광학적 상태를 반영한 항공 영상정보를 생성하여 표시하되, 사용자 조작과 기상에 따른 영상변화 정보를 반영하는 UAV 모의부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 UAV 모의부는 조작에 따른 항로전환시 헤딩값 및 롤값 중 적어도 하나에 따라 기울어진 영상을 제공하되, 비행체 하단의 카메라 위치가 반영된 영상을 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 UAV 모의부는 조작에 따른 항로변경, 속도, 기상정보를 토대로 편류 정도를 모의하여 화면 흔들림을 반영하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 UAV 모의부는 상기 광학적 상태에 따라 상기 항공영상 정보에 포함된 3차원 지도를 칼라, 흑백 또는 적외선 영상으로 선택 표시되도록 제공하며, 상기 광학적 상태에 따른 엔티티 변화를 반영하여 표시되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 UAV 모의부는 상기 항공영상 정보에 따라 표시되는 특정 지점에 있는 부대 또는 객체 정보가 선택되는 경우 부대 또는 유닛의 엔티티에 대한 상세정보를 표시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 UAV 모의부는 비행체의 위치를 기초로 상기 3차원 지도 상에서 현재 표시되는 항공영상 정보에 대응되는 화면표시 영역을 판단하고, 상기 최적경로에 따른 진행방향에 따라 상기 화면표시 영역에 연속하여 표시될 일정 반경의 예정 표시영역에 포함되는 지도정보와 엔티티를 버퍼링하여 상기 예정 표시영역에 비행체 진입시 연속적으로 표시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 UAV 모의부는 비행체 이동에 따라 상기 화면표시 영역을 벗어난 엔티티를 삭제하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 UAV 모의부는 조작에 따른 비행체의 비행경로, 고도 및 비행속도 중 적어도 하나를 가변하고 이에 따라 화면표시 영역의 범위와 영역 변경속도를 가변하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템은 UAV 모의부로부터 제공되는 항공영상 정보에 포함된 3차원 지도정보 및 엔티티를 3차원 영상으로 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템은 워게임 모델로부터 제공되는 부대에 속한 개별 유닛을 엔티티로 3차원 지도정보 상에 반영하고, 워게임 모델로부터 전투 이벤트 진행에 따라 제공되는 전장상황 정보에 따라 엔티티의 이동 및 교전에 따른 반파 또는 완파 등의 속성 변화를 사실적이며 직관적으로 제공함과 동시에 이를 무인기에 해당하는 모의 비행체 하단에 구비된 카메라를 통해 항공영상으로 제공함으로써, 무인기를 이용한 실시간 전투상황을 사실적으로 묘사할 수 있으며 이를 기반으로 실재 무인기를 이용하여 전장상황을 파악하고 이를 기반으로 전략 및 전술을 수립하는 과정을 사실적으로 훈련할 수 있어 무인기의 전투지원 활용에 대한 효율성을 극대화시키는 효과가 있다.

더하여, 본 발명은 무인기의 조작에 따른 항법변화 및 기상변화와 같은 환경 변화에 따라 무인기에 구비된 카메라로부터 제공되는 항공영상의 변화 및 각 엔티티의 변화를 사실적으로 구현함으로써 실재 무인기의 운영에 따른 실재 전장상황과 근접한 조작성 및 인지성을 사실적으로 표현할 수 있어, 효율적인 무인기의 조작 및 운영에 대한 교범을 마련할 수 있으며 이를 통해 무인기의 전투활용 효율성을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에 따라 운용되는 모의 비행체 및 모의 카메라의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에 포함된 UAV 모의부의 상세 구성도.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에서 제공하는 항공영상 정보의 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에서 제공하는 모의 비행체의 기동상태가 적용된 항공영상 정보의 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에서 제공하는 기상효과가 적용된 항공영상 정보의 예시도.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에서 제공하는 모의 카메라의 광학적 상태변경에 따른 항공영상 정보들의 예시도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템에서 제공하는 편류 정도가 적용된 항공영상 정보의 예시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템의 구성도로서, 도시된 바와 같이 워게임 모델(200)과 연동하며 실재 전장(戰場)을 운항하는 무인기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)를 상기 실재 전장에 대응되는 3차원 지도정보에 따른 3차원 지도 상에서 운항하도록 모델링한 모의 비행체의 하단에 구성되며 실재 무인기의 하단에 구성되는 실재 카메라를 모델링한 모의 카메라에서 제공하는 영상에 상기 워게임 모델(200)에서 제공하는 부대정보가 포함된 전장상황 정보를 반영하는 UAV 모의부(100)와, 워게임 모델(200)의 진행상황에 따른 부대 이동시 지형정보를 포함하는 3차원 지도정보와 및 교범상 이동규칙을 반영하여 최적경로를 산출하는 UAV 경로제공부(220)를 포함할 수 있다.

상기 워게임 모델(200)은 교범에 따른 모의논리가 저장되는 워게임 엔진부(210)를 포함하며, 상기 워게임 엔진부(210)는 워게임 사용자 단말기(300)로부터 입력되는 모의 데이터를 기초로 지상부대(보병, 포병, 화학 등), 미사일, 함정(구축함 등), 잠수함, 항공기(전투기, 수송기), 표적 등을 포함하는 실재하는 군용자산으로 구성된 부대정보를 생성한 후 전장에 대한 2차원 형태의 그리드에 상기 모의 데이터를 기초로 등록할 수 있다. 이때, 워게임 엔진부(210)는 부대정보별로 아군 및 적군을 구분하여 등록할 수 있다.

또한, 워게임 모델(200)은 등록된 부대정보를 이용하여 워게임 이벤트를 진행하고, 부대정보의 특성에 따라 지상전, 해상전 및 공중전 중 어느 하나에 대응되는 교범에 따른 모의논리를 적용하여 워게임 이벤트의 실행시마다 결과값을 산출하여 이를 실시간 전투상황에 대한 전장상황 정보로 제공할 수 있다.

이때, 상기 UAV 모의부(100)는 상기 워게임 모델(200)과 연동하여 실시간 제공되는 전장상황 정보를 무인기에 해당하는 모의 비행체가 제공하는 3차원 지도와 지도상의 지형 및 지물을 포함하는 항공영상 정보에 반영하여 3차원 영상으로 전장상황을 표시할 수 있다.

즉, UAV 모의부(100)는 워게임 모델(200) 독자적으로 운영시 전장상황을 2차원 그리드 형태를 통해 표현하는데 있어서, 실재 지형의 표현 한계와 실재 지형상에서 부대를 구성하는 상기 각 군용자산에 대한 유닛(Unit)들의 사실적인 움직임 및 적과의 교전에 따라 변화되는 유닛별 엔티티(entity) 표현의 한계를 상기 비행체에서 제공하는 3차원 영상을 통해 사실적으로 표현할 수 있다.

이를 위한 구성을 도 2를 통해 더욱 상세히 설명하면, UAV 모의부(100)는 실재 지형(도로, 산, 하천, 평지, 야지) 및 지물(건물, 나무, 옹벽 등)등을 3차원 형태로 모델링 한 3차원 지도정보를 포함하며, 도 2에 도시된 바와 같이 모의 비행체(1)의 비행에 따라 상기 모의 비행체(1)의 하부에 장착된 모의 카메라(2)를 통해 공중에서 대지를 관찰하는 실재 시점을 적용하여 3차원 지도정보를 공중에서 촬영한 시점에 대응되는 항공영상을 제공할 수 있다.

한편, UAV 모의부(100)는 워게임 엔진부(210)가 구성된 워게임 모델(200) 및 UAV 경로제공부(220)와 연동하며, 상기 UAV 모의부(100)는 워게임 모델(200)로부터 워게임 진행을 위한 모의 데이터에 따라 등록된 다수의 군용자산으로 구성되는 각 부대의 부대정보 및 위치정보를 수신할 수 있다.

이때, UAV 모의부(100)는 상기 부대정보를 구성하는 다수의 군용자산을 단위 유닛으로 구분하고, 상기 부대정보에 대응되어 수신된 위치정보를 기초로 2차원 그리드 상의 위치를 3차원 지도정보에 따른 3차원 지도 상에서 대응되는 위치에 매핑시키기 위한 미리 저장된 매핑정보를 기초로 부대정보의 위치를 3차원 지도 상에 매핑하여 배치시킬 수 잇다.

또한, UAV 모의부(100)는 각 부대정보에 대하여 부대정보를 구성하는 각 유닛별로 유닛에 대응되는 군용자산의 구조, 상태, 동작 또는 속성 등을 표현하도록 모델링되어 미리 저장된 엔티티로 생성하고, 상기 교범에 따른 모의 논리에 따라 엔티티별 위치를 결정하여 3차원 지도상에 표시함으로써, 부대정보에 포함된 각 군용자산을 개별적으로 3차원 지도 상에 배치할 수 있다. 이때, UAV 모의부(100)는 워게임 모델(200)로부터 각 유닛에 대한 위치정보를 수신하여 이를 기초로 유닛의 엔티티를 3차원 지도 상에 매핑하여 배치할 수 있음은 물론이다.

한편, UAV 모의부(100)는 워게임 모델(200)로부터 워게임 진행에 따라 제공되는 전장상황 정보를 기초로 부대 이동시 지형 및 지물에 대한 정보를 포함하는 3차원 지도정보 및 교범상 이동규칙을 반영하여 최적 경로를 산출하는 UAV 경로제공부(220)와 연동하여 상기 전장상황 정보에 따라 이동하는 부대에 대응되어 3차원 지도 상에서 최적 경로정보를 생성한 후 이를 기초로 3차원 지도 상에서 최적 경로정보에 따른 최적경로로 부대를 구성하는 각 유닛의 이동을 실시간으로 표시할 수 있다.

일례로, UAV 모의부(100)는 UAV 경로제공부(220)와 연동하여 3차원 지도 상에서 부대가 강을 건너야 하는 경우 강폭이 최소화되는 도하 지점을 판단하여 해당 도하 지점을 포함하는 최적 경로정보를 산출하고, 상기 최적 경로정보에 따라 부대를 이동시킬 수 있다.

이와 같이, UAV 모의부(100)는 3차원 지도정보에 포함된 지형 및 지물에 의한 부대이동 지연 등과 같은 다양한 실재 상황을 사실적으로 반영할 수 있으며, 워게임 모델(200)에서 지정한 목적지까지 부대의 실재 이동 소요시간 등과 같은 다양한 변수를 워게임 모델(200)로 반환하여 더욱 사실적인 워게임 모델(200)의 워게임 시뮬레이션 진행이 이루어지도록 할 수 있다.

한편, UAV 모의부(100)는 상술한 바와 같이 모의 비행체(1)를 통해 워게임 모델(200) 및 UAV 경로제공부(220)와 연동하여 전장상황 정보를 반영한 3차원 지도정보를 공중에서 촬영한 형태의 항공영상 정보로 제공할 수 있는데, 이를 도 1의 구성을 참조로 도 3에 도시된 UAV 모의부(100)의 상세 구성을 통해 더욱 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, UAV 모의부(100)는 워게임 모델 연동부(180), 3D 지도 연동부(110), 부대 엔티티 구현부(120), 기상 반영부(130), 광학선택 반영부(140), 조작 반영부(150), 화면 생성부(160) 및 편류 반영부(170)를 포함할 수 있다.

우선, 워게임 모델 연동부(180)는 워게임 모델(200)과 연동하여 모의 데이터에 의해 등록된 각 부대의 부대정보 및 부대 위치정보를 수신하며, 부대 엔티티 구현부(120)는 워게임 모델 연동부(180)로부터 제공되는 부대정보에 포함된 유닛별로 유닛의 군용자산 종류에 대응되어 미리 설정된 복수의 엔티티 중 유닛에 해당하는 엔티티를 선택하고, 교범에 대응되어 미리 설정된 모의 논리에 따라 엔티티별 위치를 결정할 수 있다. 이때, 상기 모의논리는 워게임 모델(200) 이외에도 부대 엔티티 구현부(120)에 저장될 수도 있다.

이후, 부대 엔티티 구현부(120)는 각종 데이터를 3차원 지도정보에 따른 3차원 지도 상에 표시하는 3D 지도 연동부(110)로 상기 부대정보에 포함되는 다수의 엔티티 및 엔티티별 위치를 포함하는 엔티티 정보를 제공하여 3차원 지도 상에 표시하도록 함으로써, 부대정보에 포함된 각 유닛을 엔티티 형태로 3차원 지도 상에 배치할 수 있다.

또한, 워게임 모델 연동부(180)는 워게임 모델(200)과 연동하여 워게임 이벤트 실행에 따라 실시간으로 수신되는 전장상황 정보를 부대 엔티티 구현부(120)로 제공하며, 부대 엔티티 구현부(120)는 전장상황 정보를 기초로 부대별로 피해발생에 따라 반파 또는 완파된 유닛에 대하여 반파 또는 완파에 대응되어 미리 설정된 엔티티로 교체할 수 있으며, 교체된 엔티티에 대한 엔티티 정보를 상기 3D 지도 연동부(110)에 제공하여 기존 엔티티를 교체하여 3차원 지도상에 표시되도록 함으로써, 3차원 지도 상에 각 유닛의 피해정도를 직관적이며 사실적으로 표현할 수 있다.

더하여, 워게임 모델 연동부(180)는 UAV 경로제공부(220)와 연동하여 3차원 지도 상의 부대별 위치정보 및 상기 워게임 모델(200)로부터 제공되는 전장상황 정보를 기초로 부대 이동이 적용되는 부대정보에 대응되어 3차원 지도 상에서 부대의 현재 위치로부터 이동 목적지까지의 최적 경로를 산출하고 이를 부대 엔티티 구현부(120)로 제공할 수 있다.

이에 따라, 부대 엔티티 구현부(120)는 각 유닛별 엔티티에 유닛 특성별로 구분되어 미리 설정된 교범상 이동규칙을 적용하여 상기 최적 경로에 따라 3차원 지도 상에서 실시간 이동시키면서 발생하는 이동상태 정보를 생성할 수 있다.

이때, 부대 엔티티 구현부(120)는 3D 지도 연동부(110)와 연동하여 이동상태 정보에 따른 부대 이동시 3차원 지도정보에 포함된 지형 및 지물 정보 또는 상기 전장상황 정보에 따라 3차원 지도에 반영된 지뢰지대와 같은 엔티티를 고려한 이동지연을 반영하여 부대를 지연 이동시킬 수 있다.

또한, 부대 엔티티 구현부(120)는 부대 이동에 따른 전개(역삼각대, 삼각대, 횡대, 종대 등)된 부대의 정보와 부대 이동에 따른 엔티티별 위치에 대한 실시간 부대별 위치정보 및 상기 이동상태 정보를 생성하여 3D 지도 연동부(110)로 제공하며, 이에 따라 3D 지도 연동부(110)는 부대별 위치정보 및 이동상태 정보를 기초로 이동하는 부대를 표시하고, 부대 배치간 중복된 엔티티는 일정간격으로 상호 이격하여 3차원 지도 상에 배치시켜 표시할 수 있다.

한편, 3D 지도 연동부(110)에는 도 2를 통해 설명한 바와 같이 3차원 지도정보에 따른 3차원 지도의 상공을 비행하는 모의 비행체(1)가 설정된다.

이에 따라, 상기 화면 생성부(160)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 3D 지도 연동부(110)와 연동하여 상기 3차원 지도 상의 상공을 비행하도록 설정된 모의 비행체(1)의 하부에 장착된 모의 카메라(2)를 통해 공중에서 3차원 지도를 촬영한 형태의 3차원 항공영상에 대한 항공영상 정보를 제공할 수 있다.

이때, 상기 화면 생성부(160)는 상기 3D 지도 연동부(110)에 의해 표시되는 부대(10) 및 각 부대에 속한 엔티티(11)를 포함한 3차원 지도에 대한 프레임 데이터를 실시간으로 생성하여 이를 항공영상 정보로 UAV 모의부(100)에 연결된 표시부(500)를 통해 출력하여 3차원 항공영상을 제공할 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 화면 생성부(160)는 3차원 지도 상에서 엔티티의 배치, 상기 전장상황 정보에 따른 엔티티의 반파(12) 또는 완파(13)에 따른 피해상태, 이동현황 등을 사실적으로 항공영상에 표시된 상태로 제공할 수도 있다.

상술한 구성에서, 상기 화면 생성부(160)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 모의 비행체(1)의 위치 및 상기 모의 비행체(1)에 구비된 모의 카메라(2)의 성능에 대하여 미리 설정된 스펙에 따라 3차원 지도에서 항공영상으로 제공될 영역을 화면표시 영역으로 선택하며, 상기 화면표시 영역에 대응되는 항공영상을 생성하여 상기 UAV 모의부(100)와 연결된 표시부(500)를 통해 출력할 수 있다.

한편, UAV 모의부(100)는 모의 비행체(1)에 대한 사용자 조작에 대한 조작정보를 생성하여 제공하는 UAV 조작부(400)로부터 조작정보를 수신하며, 상기 조작 반영부(150)는 상기 조작정보를 기초로 상기 3D 지도 연동부(110)에 설정된 모의 비행체(1)의 항로를 변경할 수 있다.

이에 따라, 3D 지도 연동부(110)는 조작정보에 따른 모의 비행체(1)의 항로변경시 모의 비행체(1)를 기울어지도록 조작할 수 있으며, 항로변경시 발생되는 모의 비행체(1)의 헤딩값 및 롤값에 따라 상기 모의 비행체(1)에 구비된 모의 카메라(2)의 지향각을 변환시킬 수 있다.

이를 통해, 화면 생성부(160)는 항로변경이 이루어지는 모의 비행체(1)의 기동에 따른 헤딩값 및 롤값의 변화와 연동하여 변경되는 모의 카메라(2)의 지향각 변화를 반영하여 화면표시 영역을 모의 카메라(2)의 지향각에 대응되도록 변경시킬 수 있으며, 이를 통해 도 6에 도시된 바와 같은 모의 비행체(1)의 기울어짐에 따른 항공영상을 제공할 수 있다.

또한, 상기 3D 지도 연동부(110)는 조작정보에 따라 모의 비행체(1)의 비행경로, 고도 및 비행속도 중 적어도 하나를 가변 지정할 수 있다.

이에 따라, 화면 생성부(160)는 상기 고도에 따른 모의 카메라(2)의 촬영 범위와 상기 비행속도에 따른 모의 카메라(2)의 이동속도를 반영하여 화면표시 영역의 범위 및 모의 카메라(2)의 이동속도에 따라 촬영되는 화면표시 영역이 상이해지는 변경 정도에 대한 영역 변경속도를 가변할 수 있다.

한편, 기상 반영부(130)는 상기 3D 지도 연동부(110)와 연동하여 모의 비행체(1)가 비행하는 위치의 시간변화에 따른 낮, 밤, 여명, 박명, 비, 바람 등에 대한 기상효과를 3차원 지도정보에 따른 3차원 지도 상의 대기환경에 반영할 수 있다.

이에 따라, 화면 생성부(160)는 모의 비행체(1)의 위치에 대응되는 시간대의 대기환경이 반영된 3차원 지도에 대한 프레임 데이터를 생성하여 항공영상 정보를 생성할 수 있으며, 이에 따라 도 7에 도시된 바와 같은 여명, 박명 등의 효과를 항공영상을 통해 제공할 수 있다.

이때, 3D 지도 연동부(110)는 기상 반영부(130)에 따른 대기환경 변화에 따라 엔티티의 추적 또는 식별에 대한 실패가 모의되도록 엔티티를 숨기는 등의 표현 변화를 제공할 수 있다.

또한, 광학선택 반영부(140)는 상기 UAV 조작부(400)를 통한 조작정보를 수신하여 3D 지도 연동부(110)와 연동하여 시간 흐름에 따른 대기환경 변화로 인해 추적 또는 식별에 실패한 표적 엔티티의 추적 또는 식별이 가능하도록 상기 모의 비행체(1)에 구비된 모의 카메라(2)의 광학적 상태를 상기 조작정보에 따라 변경시킬 수 있다.

이에 따라, 3D 지도 연동부(110)는 광학선택 반영부(140)의 광학적 상태변경에 따라 3차원 지도를 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 칼라, 흑백 또는 적외선 형태로 제공할 수 있으며, 화면 생성부(160)는 모의 카메라(2)의 광학상태가 반영된 3차원 지도에 대한 항공영상을 제공할 수 있다.

또한, 3D 지도 연동부(110)는 모의 카메라(2)의 광학상태 변경에 따라 엔티티의 추적 또는 식별이 가능하도록 숨김 처리된 엔티티를 숨김 해제시킬 수 있다.

한편, 상술한 구성을 토대로 상기 3D 지도 연동부(110)는 상기 항로변경, 모의 비행체(1)의 조작에 따른 고도, 속도변화, 기울기 변화에 따른 기동상태 및 기상효과에 대한 기상정보를 기초로 모의 비행체(1)의 기동상태와 바람과 같은 외부환경 영향에 따른 편류 정도를 기설정된 알고리즘에 따라 연산하여 모의하며, 모의된 상기 편류정도에 따라 모의 카메라(2)의 운동방향 및 회전속도를 가변하여 모의 카메라(2)가 흔들리는 정도를 반영할 수 있다.

이에 따라, 3D 지도 연동부(110)는 상기 편류 정도에 따라 영향을 받은 모의 카메라(2)의 흔들림을 3차원 지도의 흔들림으로 반영할 수 있으며, 이에 따라 화면 생성부(160)는 도 11에 도시된 바와 같은 흔들린 항공 영상을 제공할 수 있다.

한편, 상술한 구성에서 상기 화면 생성부(160)는 3D 지도 연동부(110)와 연동하여 모의 비행체(1)의 위치를 기초로 상기 3차원 지도 상에서 표시부(500)를 통해 표시되는 상기 화면표시 영역을 판단할 수 있으며, 상기 모의 비행체(1)의 진행방향에 따라 상기 화면표시 영역에 연이어 연속하여 표시될 일정 반경의 예정 표시영역에 포함되는 3차원 지도정보와 엔티티를 버퍼링하여, 상기 예정 표시영역에 모의 비행체(1) 진입시 연속적으로 항공영상 정보를 생성하여 표시부(500)를 통해 제공함으로써 끊김없는 연속적인 영상을 제공할 수 있다.

이때, 3D 지도 연동부(110)는 화면 생성부(160)와 연동하여 모의 비행체(1) 이동에 따라 화면표시 영역을 벗어난 엔티티를 삭제할 수도 있으며, 이를 통해 데이터 처리량을 감소시킬 수도 있다.

더하여, 상기 화면 생성부(160)는 상기 3D 지도 연동부(110)로부터 상기 화면표시 영역에 대응되어 3차원 지도 상에 적용된 엔티티가 속한 부대정보와, 각 엔티티에 대응되는 군용자산에 대한 유닛정보 및 엔티티의 특성에 따른 피해상태 정보를 포함하는 상기 엔티티 정보와, 모의 비행체(1)의 고도, 비행속도, 기동상태(헤딩, 롤 등) 등을 포함하는 운항정보 및 모의 비행체(1)의 위치에 따른 3차원 지도 상의 좌표정보를 제공받아 항공영상 정보에 따른 화면 상에 오버랩하거나 별도의 레이어를 통해 표시되도록 항공영상 정보에 포함시켜 표시부(500)를 통해 출력할 수 있다.

이에 따라, 상기 화면 생성부(160)는 표시부(500)를 통해 상기 항공영상 정보에 따라 표시되는 특정 지점에 있는 부대 또는 엔티티가 선택되는 경우 선택된 부대 또는 엔티티에 대응되는 부대정보, 유닛정보 및 엔티티 정보를 표시부(500)를 통해 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템은 워게임 모델로부터 제공되는 부대에 속한 개별 유닛을 엔티티로 3차원 지도정보 상에 반영하고, 워게임 모델로부터 전투 이벤트 진행에 따라 제공되는 전장상황 정보에 따라 엔티티의 이동 및 교전에 따른 반파 또는 완파 등의 속성 변화를 사실적이며 직관적으로 제공함과 동시에 이를 무인기에 해당하는 모의 비행체 하단에 구비된 카메라를 통해 항공영상으로 제공함으로써, 무인기를 이용한 실시간 전투상황을 사실적으로 묘사할 수 있으며 이를 기반으로 실재 무인기를 이용하여 전장상황을 파악하고 이를 기반으로 전략 및 전술을 수립하는 과정을 사실적으로 훈련할 수 있어 무인기의 전투지원 활용에 대한 효율성을 극대화시킬 수 있다.

더하여, 본 발명은 무인기의 조작에 따른 항법변화 및 기상변화에 따른 영상변화 정보를 반영한 항공영상 정보를 제공하여 실재 무인기에 구비된 카메라로부터 제공되는 항공영상의 변화를 사실적으로 구현함으로써, 실재 무인기를 운영하면서 발생하는 다양한 환경에 대한 무인기의 효율적인 조작 및 운영에 대한 교범을 마련할 수 있으며, 이를 통해 무인기의 활용 효율성을 높일 수 있다.

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 모의 비행체 2: 모의 카메라
100: UAV 모의부 110: 3D 지도 연동부
120: 부대 엔티티 구현부 130: 기상 반영부
140: 광학선택 반영부 150: 조작 반영부
160: 화면 생성부 170: 편류 반영부
180: 워게임 모델 연동부 200: 워게임 모델
210: 워게임 엔진부 220: UAV 경로제공부
300: 워게임 사용자 단말 400: UAV 조작부
500: 표시부

Claims (6)

1. 워게임 사용자 단말기(300)로부터 입력되는 모의 데이터를 기초로 실재하는 군용자산으로 구성된 부대정보를 생성하고 이를 전장에 대한 2차원 그리드에 등록한 후 워게임 사용자 단말기(300)로부터 입력되는 정보에 따라 부대를 이동시키고, 부대와 전투에 대한 교범이 워게임에 반영될 수 있도록 교범 상 내용을 정의하여 저장해 둔 모의논리 정보를 근거로 교전에 따른 워게임 시뮬레이션을 이벤트 단위로 수행하여 부대 이동 및 이벤트에 따른 결과를 전투 상황에 대한 전장상황 정보로 제공하는 워게임 모델 장치(200);
   상기 워게임 모델 장치(200)에 구성되어 워게임 시뮬레이션에 따라 2차원 그리드 상의 부대를 이동해야 하는 경우 2차원 그리드에 대응되며 지형 및 지물에 대한 정보를 포함하는 3차원 지도정보 상에서 부대를 이동할 위치로 이동시킬 수 있는 경로 중 부대를 구성하는 군용자산의 종류에 따라 구분되어 교범에 따라 미리 설정된 이동규칙에 가장 부합되는 최적 경로를 산출하는 UAV 경로제공부(220);
   상기 워게임 모델 장치(200)와 연동되는 장치로서, 실제 지형 및 건물을 3차원 형태로 모델링한 3차원 지도정보와 부대정보에 포함되는 군용 자산의 단위 유닛에 대한 모델링 정보를 구비하며, 상기 워게임 모델 장치(200)로부터 제공받은 전장상황 정보에 따른 부대 군용 자산의 유닛을 모델링 정보를 기초로 표현한 엔티티로 생성하고 교범에 따라 작성된 모의 논리 정보에 따라 엔티티 위치를 결정하여 2차원 그리드 상의 부대를 3차원 지도상에 매핑하며, UAV 조작부(400)를 통한 조작 정보를 수신하여 모의 비행체의 운항 정보를 생성하고, 이러한 엔티티가 매핑된 3차원 지도를 모의 비행체의 하부에 구성된 카메라에서 관찰하는 시점의 항공영상으로 변환하여 외부 표시부(500)에 제공하고, 모의 비행체가 운항하는 위치의 시간 변화와 미리 설정된 기상 정보에 따라 항공영상에 기상에 따른 효과를 부여하며, UAV 조작부(400)의 조작 정보에 따라 항공영상을 칼라, 흑백 또는 적외선 관찰 영상으로 변환하여 제공하는 UAV 모의부(100)를 포함하되,
   상기 UAV 모의부(100)는,
   모의 비행체의 하부에 구성된 카메라가 모의 비행체의 운항 정보 변화와 미리 설정된 기상 정보를 기준으로 흔들리는 정도를 연산하여 항공영상에 흔들림 효과를 주어 편류에 따른 감시 제한을 시뮬레이션하며,
   비행체의 위치를 기초로 상기 3차원 지도 상에서 현재 표시되는 항공영상 정보에 대응되는 화면표시 영역을 판단하고, 상기 최적 경로에 따른 진행방향에 따라 상기 화면표시 영역에 연속하여 표시될 일정 반경의 예정 표시영역에 포함되는 지도정보와 엔티티를 버퍼링하여 상기 예정 표시영역에 비행체 진입시 연속적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 UAV 모의부는 UAV 조작부의 조작정보에 따른 항로전환시 헤딩값 및 롤값 중 적어도 하나에 따라 기울어진 영상을 제공하되, 비행체 하단의 카메라 위치가 반영된 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 UAV 모의부는 상기 항공영상 정보에 따라 표시되는 특정 지점에 있는 부대 또는 객체 정보가 선택되는 경우 군용 자산의 유닛을 모델링 정보를 기초로 표현한 엔티티에 대한 군용 자산에 대한 정보나 해당 군용 자산이 워게임 이벤트에 따라 변화된 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 UAV 모의부는 비행체 이동에 따라 상기 화면표시 영역을 벗어난 엔티티를 삭제하는 것을 특징으로 하는 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 UAV 모의부는 UAV 조작부의 조작 정보에 따른 비행체의 비행경로, 고도 및 비행속도 중 적어도 하나를 가변하고 이에 따라 화면표시 영역의 범위와 영역 변경속도를 가변하는 것을 특징으로 하는 워게임을 위한 무인기 시뮬레이션 시스템.

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