KR101674045B1 - 3d vector expression technique based target location system for soldier using digital compass and operation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 벡터표현기법 기반 전자 나침반을 이용한 개인병사용 표적위치 추적시스템 및 그 작동방법에 관한 것으로, 표적의 방위각을 측정하는 센서부와 측정된 방위각을 처리하여 표적위치정보를 도출하는 센서신호처리부가 구비된 다수개의 정보입력기와, 정보입력기를 통해 도출된 표적위치정보와 정보입력기의 GPS정보로부터 표적의 위치를 연산할 수 있도록 정보연산부가 구비된 다수개의 정보처리기를 포함하며, 비교적 간단한 구조와 저가의 지자계 센서 및 관성센서를 사용함으로서 가격 및 운용비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있는 3차원 벡터표현기법 기반 전자 나침반을 이용한 개인병사용 표적위치 추적시스템 및 그 작동방법을 제공한다.The present invention relates to a system for tracking a target position for an individual bottle using an electronic compass based on a three-dimensional vector expression technique and a method of operating the same, A plurality of information input units provided with a signal processing unit, a plurality of information processors provided with an information operation unit for calculating a target position from the GPS position information derived from the information input unit and the GPS information of the information input unit, The present invention provides a system and method for tracking a target position of a personal bottle using an electronic compass based on a three-dimensional vector expression technique, which can reduce price and operation cost by using a structure and low cost geodetic sensor and inertial sensor.

Description

3차원 벡터표현기법 기반 전자 나침반을 이용한 개인병사용 표적위치 추적시스템 및 그 작동방법{3D VECTOR EXPRESSION TECHNIQUE BASED TARGET LOCATION SYSTEM FOR SOLDIER USING DIGITAL COMPASS AND OPERATION METHOD THEREOF}Field of the Invention < RTI ID = 0.0 > [0001] < / RTI > The present invention relates to a system and method for tracking a target location using an electronic compass based on a three-

본 발명은 개인병사용 표적위치 추적시스템 및 그 작동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수명의 병사에게 표적의 위치정보를 도출할 수 있는 장치를 휴대시키고 측정된 다수개의 위치정보를 연산하여 표적의 위치를 검출하므로써 아군의 화력유도를 극대화 시키는 3차원 벡터표현기법 기반 전자 나침반을 이용한 개인병사용 표적위치 추적시스템 및 그 작동방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a system and method for tracking a target position of a personal bottle, and more particularly, The present invention relates to a system and method for tracking a target position of a personal bottle using an electronic compass based on a three-dimensional vector expression technique for maximizing firepower induction by detecting a position of the human body.

종래의 표적위치 추적시스템으로서의 전자 광학시스템은 부피가 크고, 중량도 무거워 도심지역 및 야지에서의 작전 환경에서 운용하는데 개인병사의 기동성 저하를 가져올 수 있는 한계가 있고, 가격 및 운용비용이 높다는 단점을 가지고 있다. The conventional electro-optical system as a target location tracking system is bulky and heavy and operates in an operating environment in an urban area or a suburban area, and has a limitation in that it can lower the mobility of individual soldiers and has a disadvantage of high cost and operating cost Have.

또한 전자 나침반을 이용하여 방위각 위치를 확인하는 경우 전자 나침반의 자세에 따라 방위각 정보의 오차가 발생하고 확인하는 위치가 증가할 경우에는 그 오차가 더욱 더 커지는 단점을 가지고 있다.In addition, when the azimuth position is confirmed by using the electronic compass, the error of the azimuth information occurs according to the attitude of the electronic compass, and when the position to be checked increases, the error is further increased.

대한민국 등록특허공보 제10-1033656호(2011.04.29.)Korean Registered Patent No. 10-1033656 (April 29, 2011) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0126450(2011.11.23.)Korean Patent Publication No. 10-2011-0126450 (23 Nov. 2011)

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 표적위치를 확인하기 위하여 다른 장비를 휴대하지 않고 개인병사의 정보입력기에 내장가능한 전자 나침반, 가속도 센서 및 자이로 센서에서 생성되는 방위각정보 및 자세정보와 GPS(Global Positioning System)에서 생성되는 병사들의 현재 위치정보들을 유기적으로 통합하여 개인정보처리기에서 실시간으로 최종 표적위치를 연산하고 연산된 최종 표적위치를 병사용 무전기를 통해 지휘통제소에 전송하여 효과적인 아군 화력유도가 가능한 3차원 벡터표현기법 기반 전자 나침반을 이용한 개인병사용 표적위치 추적시스템 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a navigation system and a navigation system, which are capable of acquiring azimuth information generated by an electronic compass, an acceleration sensor, and a gyro sensor, The posture information and the current position information of the soldiers generated by the GPS (Global Positioning System) are organically integrated, and the personal information processor calculates the final target position in real time and transmits the calculated final target position to the command center through the bottle- The present invention provides a system for tracking a target position for an individual bottle using an electronic compass based on a three-dimensional vector expression technique capable of effectively inducing an enemy firepower and an operation method thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 벡터표현기법 기반 전자 나침반을 이용한 개인병사용 표적위치 추적시스템에 따르면, 표적의 방위각을 측정하는 센서부와 측정된 방위각을 처리하여 표적위치정보를 도출하는 센서신호처리부가 구비된 다수개의 정보입력기와, 정보입력기를 통해 도출된 표적위치정보와 정보입력기의 GPS정보로부터 표적의 위치를 연산할 수 있도록 정보연산부가 구비된 다수개의 정보처리기를 포함하며, 정보입력기 및 정보처리기는 다수명의 병사가 각각 휴대하는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a system for tracking a target position for a personal bottle using an electronic compass based on a three-dimensional vector expression technique, comprising: a sensor unit for measuring an azimuth angle of a target; And a plurality of information processors including an information processor for calculating a target position from the GPS information of the information input device and the target position information derived from the information input device, The information input device, and the information processor are each carried by a plurality of soldiers.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 정보처리기는 다수명의 병사가 각각 휴대한 다수개의 정보입력기 중 적어도 2개 이상으로부터 표적위치정보와 GPS정보를 수신하여 표적의 위치를 연산할 수 있으며, 표적위치정보는 방위각 및 방위각을 측정하기 위한 전자 나침반의 자세정보를 포함하며, 정보연산부에서 방위각 및 자세정보를 종합하여 표적의 위치를 연산하므로 표적의 수평 및 수직 방위각이 보정되어 방위각 오차가 감소될 수 있다.According to one aspect of the present invention, an information processor can calculate the position of a target by receiving target position information and GPS information from at least two of a plurality of information input devices carried by a plurality of soldiers, The azimuth angle and azimuth angle can be reduced by correcting the horizontal and vertical azimuths of the target by calculating the position of the target by integrating the azimuth and attitude information in the information calculation unit.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 센서부는 표적의 방위각을 측정하기 위한 전자 나침반과, 전자 나침반의 자세정보를 생성하기 위한 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함할 수 있으며, 센서신호처리부는 센서부에 구비된 전자 나침반을 통해 측정된 표적의 방위각을 처리하는 방위각정보처리부와, 센서부에 구비된 가속도 센서 및 자이로 센서를 통해 생성된 전자 나침반의 자세정보를 처리하는 자세정보처리부를 포함할 수 있으며, 센서신호처리부에는 저역통과필터, 고역통과필터가 구비되며, 자이로 센서를 통해 생성된 자세정보를 처리하기 위한 적분기가 구비될 수 있으며, 정보입력기에는 표적위치정보를 정보처리기로 송신하기 위한 정보송신부가 구비될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the sensor unit may include an electronic compass for measuring the azimuth of the target, an acceleration sensor for generating attitude information of the electronic compass, and a gyro sensor, An azimuth information processing unit for processing the azimuth angle of the target measured through the electronic compass and an attitude information processing unit for processing the attitude information of the electronic compass generated through the acceleration sensor and the gyro sensor provided in the sensor unit, The processor may be provided with a low-pass filter, a high-pass filter, and an integrator for processing posture information generated through the gyro sensor. The information input unit may include an information transmitter for transmitting the target position information to the information processor .

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 정보처리기는 정보입력기로부터 표적위치정보를 수신하기 위한 정보수신부와, GPS정보를 생성하는 GPS 및 GPS 위치정보처리부를 포함할 수 있으며, 정보처리기에는 연산된 표적의 위치를 지휘 통제실 및 다른 정보처리기로 송신하기 위한 정보통신부가 구비될 수 있다.According to another aspect of the present invention, an information processor may include an information receiving unit for receiving target position information from an information inputting unit, a GPS and a GPS position information processing unit for generating GPS information, And an information communication unit for transmitting the position to the command and control room and other information processors.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 벡터표현기법 기반 전자 나침반을 이용한 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법에 따르면, 다수명의 병사가 각각 휴대한 정보입력기에서 표적의 방위각을 측정하고 표적위치정보를 도출하는 표적위치정보도출단계와, 다수명의 병사가 각각 휴대한 정보처리기 중 적어도 어느 하나에서 나머지 정보처리기로 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청했는지 판단하는 전송요청판단단계와, 다수개의 정보처리기 중 적어도 어느 하나에서 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청하였을 때, 정보처리기의 GPS정보가 검출되는 GPS정보검출단계와, 표적위치정보 및 GPS정보를 표적위치정보를 요청한 정보처리기로 전송하는 위치정보 전송단계를 포함하며, 표적위치정보를 요청한 정보처리기에서 다수개의 표적위치정보 및 다수개의 GPS정보를 가지고 표적의 위치를 연산하게 되는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of operating a target position tracking system for an individual bottle using an electronic compass based on a three-dimensional vector expression technique of the present invention, A transfer request determination step of determining whether a request for transferring the target position information to at least one of the plurality of information processors carried by the plurality of soldiers has been made to the remaining information processor, A GPS information detecting step of detecting GPS information of an information processor when at least one of the information processing apparatuses requests to transmit the target position information, and a step of transmitting the target position information and the GPS information to the information processor requesting the target position information The information processing method according to claim 1, Wherein the position of the target is calculated using the position information and the plurality of pieces of GPS information.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 다수개의 정보처리기 중 어느 하나도 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청하지 않았을 때, 다수개의 정보처리기로 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청하는 전송요청단계가 수행될 수 있다.According to one aspect of the present invention, when any one of the plurality of information processors does not request to transmit the target position information, a transmission request step may be performed to request the plurality of information processors to transmit the target position information .

본 발명의 다른 측면에 의하면, 표적위치정보를 요청한 정보처리기는 삼각법을 이용하여 표적의 위치를 연산하게 될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the information processor requesting the target position information can calculate the position of the target using trigonometry.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 표적위치정보를 요청한 정보처리기에서 연산된 표적의 위치는 나머지 정보처리기 및 지휘통제실로 송신될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the location of the target calculated in the information processor requesting the target location information may be transmitted to the remaining information processor and the command & control room.

이러한 본 발명에 따른 3차원 벡터표현기법 기반 전자 나침반을 이용한 개인병사용 표적위치 추적시스템 및 그 작동방법에 따르면, 비교적 간단한 구조와 저가의 지자계 센서 및 관성센서를 사용함으로서 가격 및 운용비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다. According to the system and method for tracking a target position of an individual bottle using an electronic compass based on the three-dimensional vector expression technique according to the present invention, a relatively simple structure and a low cost geomagnetic sensor and inertial sensor are used, There is an effect that can be made.

또한, 방위각 정보의 오차성능을 개선시켜 미래전장환경 하에서 개인병사는 'Sensor to Shooter'로서의 임무를 수행하여 전투력을 극대화하는 역할을 수행할 수 있다. Also, by improving the error performance of the azimuth information, the individual soldier can perform the task as 'Sensor to Shooter' in the future battlefield environment and maximize the combat power.

또한, 소방구조대 및 경찰특공대에서 구조자 및 피구조자의 위치를 확인하여 생존성을 확보할 경우에 응용하는 것이 가능하다. Also, it can be applied to the case where survival is secured by confirming the positions of rescuers and rescuers in firefighting rescue and police officers.

도 1은 본 발명의 일실시예의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 예시도,
도 2는 도 1의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 정보입력기 및 정보처리기의 개요도,
도 3은 도 1의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 센서신호처리부의 개요도,
도 4는 본 발명의 일실시예의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법의 절차도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is an illustration of an individual bottle use target location tracking system of an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an outline view of an information input device and an information processor of the personal bottle use target position tracking system of FIG. 1;
FIG. 3 is an outline view of a sensor signal processing unit of the personal bottle use target location tracking system of FIG. 1;
Figure 4 is a flow chart of a method of operation of a personal bottle use target location tracking system of an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The exemplary embodiments of the present invention may be embodied in many different forms without departing from the scope of the present invention. It is not limited to the embodiment.

도 1은 본 발명의 일실시예의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 예시도이고, 도 2는 도 1의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 정보입력기 및 정보처리기의 개요도이고, 도 3은 도 1의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 센서신호처리부의 개요도이다.FIG. 1 is an exemplary view of a personal bottle use target position tracking system of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view of an information input device and an information processor of the personal bottle use target position tracking system of FIG. 1, FIG. 2 is a schematic diagram of a sensor signal processing unit of a personal bottle use target location tracking system. FIG.

도 1에는 전자 나침반(111), 가속도 센서(112) 및 자이로 센서(113)로 구성된 센서부(110)를 포함한 정보입력기(100) 및 GPS(240)를 내장한 정보처리기(200)를 휴대한 병사가 도시되었다.1 shows an information input device 100 including a sensor unit 110 composed of an electronic compass 111, an acceleration sensor 112 and a gyro sensor 113 and an information processor 200 incorporating a GPS 240 Soldiers were shown.

본 발명의 일실시예에서 정보입력기(100)는 화기에 부착되며, 정보처리기(200)는 전투복 또는 탄띠에 부착된다. In one embodiment of the present invention, the information input device 100 is attached to a firearm, and the information processor 200 is attached to a baton or a tank.

정보처리기(200)는 병사가 착용하는 컴퓨터로서 병사가 휴대하는 전투장비 및 병사간 데이터 송수신 연동 등을 기본적으로 수행하게 된다.The information processor 200 is basically a computer worn by a soldier, such as a combat device carried by a soldier, and interlinking and receiving data between soldiers.

도 2에는 정보입력기(100)에 내장된 전자 나침반(111), 가속도 센서(112), 자이로 센서(113) 즉, 센서부(110)와, 정보송신부(130), 센서신호처리부(120) 및 정보처리기(200)에 내장된 GPS(240), GPS 위치정보처리부(250), 정보수신부(220), 정보연산부(210), 정보통신부(230)로 구성된다.2 shows an electronic compass 111, an acceleration sensor 112 and a gyro sensor 113, that is, a sensor unit 110, an information transmission unit 130, a sensor signal processing unit 120, A GPS position information processing unit 250, an information receiving unit 220, an information calculating unit 210, and an information communication unit 230, which are built in the information processor 200.

본 발명의 일실시예에서 정보입력기(100)는 손잡이 형태로 화기에 부착된다. 전자 나침반(111)은 표적의 방위각 정보를 생성하게 되며, 가속도 센서(112) 및 자이로 센서(113)는 정보입력기(100) 자세정보를 생성게 된다. In one embodiment of the present invention, the information input device 100 is attached to the firearm in the form of a handle. The electronic compass 111 generates the azimuth information of the target and the acceleration sensor 112 and the gyro sensor 113 generate the information input device 100 attitude information.

센서신호처리부(120)에서 방위각 및 자세정보를 산출하는 기능을 수행하고, 정보송신부(130)는 정보처리기(200)에 생성된 정보들을 송신하는 기능을 수행한다.The sensor signal processing unit 120 calculates azimuth and attitude information, and the information transmitting unit 130 transmits information generated in the information processor 200.

센서신호처리부(120)는 저역통과필터(123), 방위각정보처리부(121), 적분기(125), 고역통과필터(124) 및 자세정보처리부(122)로 구성된다. The sensor signal processing unit 120 includes a low pass filter 123, an azimuth information processing unit 121, an integrator 125, a high pass filter 124, and an attitude information processing unit 122.

전자 나침반(111)에서 생성되는 표적위치정보 ψT는 요(yaw)값이며, 저역통과필터(123)에서 필터링을 수행하여 방위각정보처리부(121)에서 표적의 방위각을 산출하는 기능을 수행한다. The target position information? T generated by the electronic compass 111 is a yaw value and performs filtering in the low-pass filter 123 to calculate the azimuth angle of the target in the azimuth information processor 121.

가속도 센서(112)에서 생성되는 정보입력기(100)의 자세정보신호 ΦI는 롤(roll)값이며, θI은 피치(pitch)값이며 생성된 정보들은 저역통과필터(123)에서 필터링을 수행하고, 자이로 센서(113)에서 생성되는 자세정보

Figure 112014081250319-pat00001
는 롤(roll)방향 각속도 값,
Figure 112014081250319-pat00002
은 피치(pitch)방향 각속도 값들은 적분기(125)를 통과하여 롤 값과 피치값으로 물리량을 변환한 후 고역통과필터(124)에서는 저주파 오차를 제거하는 기능을 수행한다.The attitude information signal? I of the information input device 100 generated by the acceleration sensor 112 is a roll value,? I is a pitch value, and the generated information is filtered by a low-pass filter 123 And the posture information generated by the gyro sensor 113
Figure 112014081250319-pat00001
A roll direction angular velocity value,
Figure 112014081250319-pat00002
The pitch angular velocity values pass through the integrator 125 to convert the physical quantity into a roll value and a pitch value, and then the high-pass filter 124 performs a function of eliminating a low-frequency error.

또한, 자세정보처리부(122)에서는 가속도 센서(112) 및 자이로 센서(113)의 오차를 감소시키기 위하여 상보 필터(complementary filter)를 사용하여 자이로 센서(113)에서 출력되는 롤(roll) 방향 및 피치(pitch) 방향의 오차를 가속도 센서(112)를 사용한 보정된 ΦIC, θIC 자세정보를 산출하는 기능을 수행한다. The posture information processing unit 122 uses a complementary filter to reduce the errors of the acceleration sensor 112 and the gyro sensor 113 so that the roll direction and the pitch direction output from the gyro sensor 113, and calculates the corrected? IC ,? IC attitude information using the acceleration sensor 112 as an error in the pitch direction.

정보처리기(200)에는 GPS(240), GPS 위치정보처리부(250), 정보수신부(220), 정보연산부(210) 및 정보통신부(230)가 내장된다. The information processor 200 includes a GPS 240, a GPS position information processing unit 250, an information receiving unit 220, an information calculating unit 210, and an information communication unit 230.

또한, GPS(240), GPS 위치정보처리부(250)에서는 정보처리기(200)의 현재 위치정보를 산출하는 기능을 수행하고, 정보수신부(220)에서는 정보입력기(100)에서 전송된 표적위치정보를 수신받아 정보연산부(210)에 전송하는 기능을 수행하고, 정보연산부(210)에서는 표적위치정보와 현재 정보처리기(200)의 현재 위치정보를 연산하는 기능을 수행한다. The GPS 240 and the GPS position information processing unit 250 perform the function of calculating the current position information of the information processor 200 and the information receiving unit 220 obtains the target position information transmitted from the information input device 100 And transmits the information to the information operation unit 210. The information operation unit 210 performs the function of calculating the target position information and the current position information of the current information processor 200. [

정보연산부(210)는 동료병사가 측정한 표적위치정보 및 동료병사의 현재 위치정보 즉, 다른 정보연산부(210)의 위치정보를 수신받아 최종 표적의 위치를 연산하는 기능을 수행한다.The information operation unit 210 receives the target position information measured by the fellow soldier and the current position information of the fellow soldier, that is, the position information of the other information operation unit 210, and calculates the position of the final target.

정보통신부(230)는 연산된 최종 표적 위치 혹은 측정한 표적위치정보 및 현재 위치정보를 동료병사 또는 지휘통제실로 전송하는 기능을 수행한다.The information communication unit 230 transmits the calculated final target position, the measured target position information, and the current position information to the fellow soldier or the command and control room.

도 4는 본 발명의 일실시예의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법의 절차도이다.Figure 4 is a flow chart of a method of operation of a personal bottle use target location tracking system of an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법은, 다수명의 병사가 각각 휴대한 정보입력기(100)에서 표적의 방위각을 측정하고 표적위치정보를 도출하는 표적위치정보도출단계(S100)와, 다수명의 병사가 각각 휴대한 정보처리기(200) 중 적어도 어느 하나에서 나머지 정보처리기(200)로 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청했는지 판단하는 전송요청판단단계(S200)와, 다수개의 정보처리기(200) 중 적어도 어느 하나에서 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청하였을 때, 정보처리기(200)의 GPS정보가 검출되는 GPS정보검출단계(S300)와, 표적위치정보 및 GPS정보를 표적위치정보를 요청한 정보처리기(200)로 전송하는 위치정보 전송단계(S400)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the operation method of the personal bottle use target position tracking system of the present invention is characterized in that the information input device 100 carried by a plurality of soldiers respectively measures the azimuth angle of the target and obtains the target position information (S200) for determining whether the at least one of the information processors (200) carried by the plurality of soldiers has requested the remaining information processor (200) to transmit the target position information, A GPS information detection step (S300) of detecting GPS information of the information processor (200) when at least one of the plurality of information processors (200) requests to transmit target position information, And a location information transmitting step (S400) for transmitting the information to the information processor 200 requesting the target location information.

또한, 표적위치정보를 요청한 정보처리기(200)에서 다수개의 표적위치정보 및 다수개의 GPS정보를 가지고 삼각법을 통해 표적의 위치를 연산하게 되는 표적위치연산 단계(S600)가 수행되고, 연산된 표적의 위치를 지휘통제실 및 나머지 정보처리기(200)로 송신하는 표적위치송신단계(S700)가 수행되는 것을 특징으로 한다.In the information processor 200 requesting the target position information, a target position calculation step S600 is performed in which the position of the target is calculated using a plurality of pieces of target position information and a plurality of pieces of GPS information through a trigonometrical method. And a target position transmitting step (S700) for transmitting the position to the command & control room and the remaining information processor 200 is performed.

정보입력기(100)에 정보처리기(200)로 표적위치정보 전송을 위한 스위치를 동작시키게 됨으로써, 표적위치정보도출단계(S100)가 수행된다. The target position information deriving step S100 is performed by operating the information input device 100 to switch the target position information to the information processor 200. [

표적위치정보도출단계(S100)는 스위치 동작에 따라, 전자 나침반(111), 가속도 센서(112), 자이로 센서(113)로부터 출력되는 신호가 초기화되는 초기화단계(S110)가 수행된다. 그 후, 전자 나침반(111)에서 표적의 방위각을 측정하는 방위각측정단계(S120)가 수행되며, 가속도 센서(112) 및 자이로 센서(113)에서 정보입력기(100)의 자세정보를 측정하게 되고, 센서신호처리부(120)에서 자세정보를 근거로 기울기가 보정된 방위각 정보 즉, 표적위치정보를 도출하는 보정단계(S130)가 수행된다. In the target position information deriving step S100, an initialization step S110 is performed in which signals output from the electronic compass 111, the acceleration sensor 112, and the gyro sensor 113 are initialized according to the switch operation. An azimuth angle measuring step S120 for measuring the azimuth angle of the target is performed in the electronic compass 111 and the attitude information of the information input device 100 is measured by the acceleration sensor 112 and the gyro sensor 113, The sensor signal processing unit 120 performs a correction step (S130) of deriving the azimuth angle information, that is, the target position information, based on the attitude information.

전송요청판단단계(S200) 표적위치정보 전송 요청이 있었는지를 판단하게 되는데, 앞서 기술한 바와 같이, 전송 요청이 있었을 때는, GPS정보검출단계(S300)가 수행되고, 다수개의 정보처리기(200) 중 어느 하나도 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청하지 않았을 때는, 표적위치정보 도출이 제일 먼저 달성된 정보처리기(200)가 다수개의 정보처리기(200)로 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청하는 전송요청단계(S500)가 수행된다.As described above, when there is a transmission request, the GPS information detection step (S300) is performed, and the plurality of information processors (200) A request for transmitting target location information to a plurality of information processors 200 by the information processor 200 in which the target location information is firstly obtained, (S500) is performed.

전송요청단계(S500)가 수행 후에는, 다수개의 나머지 정보처리기(200)로부터 다수개의 표적위치정보 및 GPS정보를 수신하게 되며, 수신된 다수개의 표적위치정보 및 GPS정보를 가지고 삼각법을 통해 표적의 위치를 연산하게 되는 표적위치연산 단계(S600)가 수행된다.After the transmission request step S500 is performed, a plurality of target position information and GPS information are received from the plurality of remaining information processors 200, and the target position information and the GPS information are received from the plurality of remaining information processors 200, A target position calculation step S600 for calculating the position is performed.

그 후, 연산된 표적의 위치를 지휘통제실 및 나머지 정보처리기(200)로 송신하는 표적위치송신단계(S700)이 수행된다.Thereafter, a target position transmitting step (S700) for transmitting the calculated position of the target to the command and control room and the remaining information processor 200 is performed.

100: 정보입력기 110: 센서부
111: 전자 나침반 112: 가속도 센서
113: 자이로 센서 120: 센서신호처리부
121: 방위각정보처리부 122: 자세정보처리부
123: 저역통과필터 124: 고역통과필터
125: 적분기 130: 정보송신부
200: 정보처리기 210: 정보연산부
220: 정보수신부 230: 정보통신부
240: GPS 250: GPS 위치정보처리부
S100: 표적위치정보도출단계 S200: 전송요청판단단계
S300: GPS정보검출단계 S400: 위치정보 전송단계
S500: 전송요청단계100: information input device 110:
111: electronic compass 112: acceleration sensor
113: Gyro sensor 120: Sensor signal processing unit
121: azimuth information processing unit 122: attitude information processing unit
123: low-pass filter 124: high-pass filter
125: integrator 130: information transmitter
200: information processor 210:
220: information receiving unit 230: information communication unit
240: GPS 250: GPS position information processor
S100: Target location information deriving step S200:
S300: GPS information detection step S400: Position information transmission step
S500: Transfer request step

Claims (13)

병사의 화기에 부착되고, 표적의 방위각을 측정하는 센서부(110)와 측정된 상기 방위각을 처리하여 표적위치정보를 도출하는 센서신호처리부(120)가 구비된 다수개의 정보입력기(100);
상기 정보입력기(100)를 통해 도출된 상기 표적위치정보와 상기 정보입력기(100)의 GPS정보로부터 상기 표적의 위치를 연산할 수 있도록 정보연산부(210)가 구비된 다수개의 정보처리기(200);를 포함하며,
상기 정보입력기(100) 및 정보처리기(200)는 다수명의 병사가 각각 휴대하는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템에 있어서,
상기 표적위치정보는 상기 방위각 및 상기 방위각을 측정하기 위한 전자 나침반(111)의 자세정보를 포함하며,
상기 센서부(110)는
상기 표적의 방위각을 측정하기 위한 상기 전자 나침반(111)과,
상기 전자 나침반(111)의 자세정보를 생성하기 위한 가속도 센서(112) 및 자이로 센서(113)를 포함하고,
상기 센서신호처리부(120)는
상기 센서부(110)에 구비된 상기 전자 나침반(111)을 통해 측정된 상기 표적의 방위각을 처리하는 방위각정보처리부(121);
상기 센서부(110)에 구비된 상기 가속도 센서(112) 및 상기 자이로 센서(113)를 통해 생성된 상기 전자 나침반(111)의 자세정보를 처리하는 자세정보처리부(122);
저역통과필터(123), 고역통과필터(124) 및 상기 자이로 센서(113)를 통해 생성된 상기 자세정보를 처리하기 위한 적분기(125);
를 포함하며,
상기 전자 나침반(111)에서 생성되는 표적위치정보(ψT)는 요(yaw)값이며, 상기 저역통과필터(123)에서 상기 표적위치정보(ψT)의 필터링을 수행하여, 상기 방위각정보처리부(121)에서 표적의 방위각을 산출하고,
상기 가속도 센서(112)에서 생성되는 정보입력기(100)의 자세정보신호(ΦI, θI)는 롤(roll)값 및 피치(pitch)값이며, 상기 생성된 자세정보신호(ΦI, θI)는 상기 저역통과필터(123)에서 필터링되며,
상기 자이로 센서(113)에서 생성되는 자세정보신호(
Figure 112015121440495-pat00007
,
Figure 112015121440495-pat00008
)는 롤(roll)방향 각속도 값 및 피치(pitch)방향 각속도 값이며, 상기 자세정보신호(
Figure 112015121440495-pat00009
,
Figure 112015121440495-pat00010
)는 상기 적분기(125)를 통과하여 롤(roll)값 및 피치(pitch)값으로 변환한 후, 상기 고역통과필터(124)에서 저주파 오차가 제거되고,
상기 자세정보처리부(122)에서는 상기 고역통과필터(124)에서 저주파 오차가 제거된 롤(roll)값 및 피치(pitch)값을 이용하여, 상기 저역통과필터(123)에서 필터링된 자세정보신호(ΦI, θI)의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템.A plurality of information input devices 100 attached to the firearms of the soldier and having a sensor unit 110 for measuring the azimuth angle of the target and a sensor signal processing unit 120 for processing the azimuth angle and deriving the target position information;
A plurality of information processors (200) having an information operation unit (210) for calculating the position of the target from the target position information derived through the information input device (100) and the GPS information of the information input device (100); / RTI >
Wherein the information input device (100) and the information processor (200) are carried by a plurality of soldiers, respectively,
The target position information includes attitude information of the electronic compass 111 for measuring the azimuth and the azimuth,
The sensor unit 110
An electronic compass (111) for measuring an azimuth of the target,
An acceleration sensor 112 and a gyro sensor 113 for generating attitude information of the electronic compass 111,
The sensor signal processing unit 120
An azimuth angle information processing unit 121 for processing the azimuth angle of the target measured through the electronic compass 111 provided in the sensor unit 110;
An attitude information processing unit 122 for processing attitude information of the electronic compass 111 generated through the acceleration sensor 112 and the gyro sensor 113 provided in the sensor unit 110;
An integrator 125 for processing the attitude information generated by the low pass filter 123, the high pass filter 124 and the gyro sensor 113;
/ RTI >
Of the electronic compass 111 the target position information (ψ T) produced in the yaw (yaw) value, and the target position information (ψ T) in the low-pass filter 123 Performs the filtering, calculates the azimuth angle of the target in the azimuth information processing unit (121)
Position information signal (Φ I, θ I) of the information input method 100 to be generated from the acceleration sensor 112 rolls (roll) value and the pitch (pitch) value, and the generated posture information signal (Φ I, θ I ) is filtered in the low-pass filter 123,
An attitude information signal (e.g., an attitude information signal) generated by the gyro sensor 113
Figure 112015121440495-pat00007
,
Figure 112015121440495-pat00008
Is a roll direction angular velocity value and a pitch direction angular velocity value, and the attitude information signal (
Figure 112015121440495-pat00009
,
Figure 112015121440495-pat00010
Passes through the integrator 125 and is converted into a roll value and a pitch value. Thereafter, the low-frequency error is removed from the high-pass filter 124,
The posture information processing unit 122 uses the roll value and the pitch value from which the low frequency error has been removed in the high pass filter 124 to calculate an attitude information signal陸I , & amp ; thetas; I ) of the target person. 제1항에 있어서,
상기 정보처리기(200)는 상기 다수명의 병사가 각각 휴대한 다수개의 상기 정보입력기(100) 중 적어도 2개 이상으로부터 상기 표적위치정보와 상기 GPS정보를 수신하여 상기 표적의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템.The method according to claim 1,
The information processor 200 receives the target position information and the GPS information from at least two of the plurality of information input devices 100 carried by the plurality of soldiers, and calculates the position of the target A personal bottle use target location tracking system. 제1항에 있어서,
상기 정보연산부(210)에서 상기 방위각 및 상기 자세정보를 종합하여 상기 표적의 위치를 연산하므로 상기 표적의 수평 및 수직 방위각이 보정되어 방위각 오차가 감소되는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템.The method according to claim 1,
Wherein the information operation unit (210) calculates the position of the target by integrating the azimuth angle and the attitude information, so that the azimuth angle error is reduced by correcting the horizontal and vertical azimuths of the target. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 정보입력기(100)에는 상기 표적위치정보를 상기 정보처리기(200)로 송신하기 위한 정보송신부(130)가 구비된 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템.The method according to claim 1,
Wherein the information input device (100) is provided with an information transmitter (130) for transmitting the target position information to the information processor (200). 제1항에 있어서,
상기 정보처리기(200)는
상기 정보입력기(100)로부터 상기 표적위치정보를 수신하기 위한 정보수신부(220)와,
상기 GPS정보를 생성하는 GPS(240)) 및 GPS 위치정보처리부(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템.The method according to claim 1,
The information processor 200
An information receiving unit 220 for receiving the target location information from the information input device 100,
A GPS (240) for generating the GPS information) and a GPS position information processing unit (250). 제1항에 있어서,
상기 정보처리기(200)에는
연산된 상기 표적의 위치를 지휘 통제실 및 다른 정보처리기(200)로 송신하기 위한 정보통신부(230)가 구비된 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템.The method according to claim 1,
In the information processor 200,
And an information communication unit (230) for transmitting the calculated position of the target to the command and control room and the other information processor (200). 제1항 내지 제3항, 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항의 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법에 있어서,
병사의 화기에 부착되어, 다수명의 병사가 각각 휴대한 정보입력기(100)에서 표적의 방위각을 측정하고, 상기 방위각을 측정하는 전자 나침반(111)의 자세정보를 산출하여, 표적위치정보를 도출하는 표적위치정보도출단계(S100);
상기 다수명의 병사가 각각 휴대한 정보처리기(200) 중 적어도 어느 하나에서 나머지 정보처리기(200)로 상기 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청했는지 판단하는 전송요청판단단계(S200);
다수개의 상기 정보처리기(200) 중 적어도 어느 하나에서 상기 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청하였을 때, 상기 정보처리기(200)의 GPS정보가 검출되는 GPS정보검출단계(S300);
상기 표적위치정보 및 상기 GPS정보를 상기 표적위치정보를 요청한 정보처리기(200)로 전송하는 위치정보 전송단계(S400);를 포함하며,
상기 표적위치정보를 요청한 정보처리기(200)에서 다수개의 상기 표적위치정보 및 다수개의 GPS정보를 가지고 표적의 위치를 연산하게 되는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법에 있어서,
상기 표적위치정보도출단계(S100)에서
상기 전자 나침반(111)에서 생성되는 표적위치정보(ψT)는 요(yaw)값이며, 상기 저역통과필터(123)에서 상기 표적위치정보(ψT)의 필터링을 수행하여, 상기 방위각정보처리부(121)에서 표적의 방위각을 산출하고,
상기 가속도 센서(112)에서 생성되는 정보입력기(100)의 자세정보신호(ΦI, θI)는 롤(roll)값 및 피치(pitch)값이며, 상기 생성된 자세정보신호(ΦI, θI)는 상기 저역통과필터(123)에서 필터링되며,
상기 자이로 센서(113)에서 생성되는 자세정보신호(
Figure 112016063457714-pat00011
,
Figure 112016063457714-pat00012
)는 롤(roll)방향 각속도 값 및 피치(pitch)방향 각속도 값이며, 상기 자세정보신호(
Figure 112016063457714-pat00013
,
Figure 112016063457714-pat00014
)는 상기 적분기(125)를 통과하여 롤(roll)값 및 피치(pitch)값으로 변환한 후, 상기 고역통과필터(124)에서 저주파 오차가 제거되고,
상기 자세정보처리부(122)에서는 상기 고역통과필터(124)에서 저주파 오차가 제거된 롤(roll)값 및 피치(pitch)값을 이용하여, 상기 저역통과필터(123)에서 필터링된 자세정보신호(ΦI, θI)의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법.10. A method of operating a personal bottleneck target location tracking system as claimed in any one of claims 1 to 9,
The azimuth angle of the target is measured by the information input device 100 carried by a plurality of soldiers, and the attitude information of the electronic compass 111 for measuring the azimuth angle is calculated to derive the target position information Deriving target position information (S100);
A transmission request determination step (S200) for determining whether the plurality of soldiers have requested to transmit the target position information to at least one of the information processors (200) carried by the soldiers, respectively, to the remaining information processor (200);
A GPS information detection step (S300) in which GPS information of the information processor (200) is detected when the at least one of the plurality of information processors (200) requests to transmit the target position information;
(S400) for transmitting the target location information and the GPS information to the information processor 200 requesting the target location information,
Wherein the information processor (200) requesting the target location information calculates a location of the target using a plurality of the target location information and a plurality of GPS information, the method comprising:
In the target location information deriving step S100
Of the electronic compass 111 the target position information (ψ T) produced in the yaw (yaw) value, and the target position information (ψ T) in the low-pass filter 123 Performs the filtering, calculates the azimuth angle of the target in the azimuth information processing unit (121)
Position information signal (Φ I, θ I) of the information input method 100 to be generated from the acceleration sensor 112 rolls (roll) value and the pitch (pitch) value, and the generated posture information signal (Φ I, θ I ) is filtered in the low-pass filter 123,
An attitude information signal (e.g., an attitude information signal) generated by the gyro sensor 113
Figure 112016063457714-pat00011
,
Figure 112016063457714-pat00012
Is a roll direction angular velocity value and a pitch direction angular velocity value, and the attitude information signal (
Figure 112016063457714-pat00013
,
Figure 112016063457714-pat00014
Passes through the integrator 125 and is converted into a roll value and a pitch value. Thereafter, the low-frequency error is removed from the high-pass filter 124,
The posture information processing unit 122 uses the roll value and the pitch value from which the low frequency error has been removed in the high pass filter 124 to calculate an attitude information signal & Lt ; / RTI & gt ; < RTI ID = 0.0 ># I , # I ). & Lt ; / RTI > 제10항에 있어서,
다수개의 상기 정보처리기(200) 중 어느 하나도 상기 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청하지 않았을 때,
다수개의 상기 정보처리기(200)로 상기 표적위치정보를 전송해줄 것을 요청하는 전송요청단계(S500)가 수행되는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법.11. The method of claim 10,
When any one of the plurality of information processors 200 does not request to transmit the target position information,
And a transmission request step (S500) for requesting the plurality of information processors (200) to transmit the target location information is performed. 제10항에 있어서,
상기 표적위치정보를 요청한 정보처리기(200)는 삼각법을 이용하여 상기 표적의 위치를 연산하게 되는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법.11. The method of claim 10,
Wherein the information processor (200) requesting the target position information calculates the position of the target using a trigonometric method. 제10항에 있어서,
상기 표적위치정보를 요청한 정보처리기(200)에서 연산된 상기 표적의 위치는 나머지 정보처리기(200) 및 지휘통제실로 송신되는 것을 특징으로 하는 개인병사용 표적위치 추적시스템의 작동방법.11. The method of claim 10,
Wherein the location of the target calculated in the information processor (200) requesting the target location information is transmitted to the remaining information processor (200) and the command & control room.
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