KR102510468B1 - 함정 방어시스템 및 함정 방어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 함정에 탑재되는 함정 방어시스템으로서, 상기 함정으로 접근하는 표적을 탐지하기 위한 탐지기; 상기 함정 주위를 비행하는 복수개의 무인비행체; 및 상기 탐지기로부터 표적이 탐지되면, 상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하기 위한 제어기;를 포함하고, 함정으로 접근하는 복수개의 표적에 용이하게 대응할 수 있다.
Description
본 발명은 함정 방어시스템 및 함정 방어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 함정으로 접근하는 복수개의 표적에 용이하게 대응할 수 있는 함정 방어시스템 및 함정 방어방법에 관한 것이다.
최근 들어, 적군의 미사일이나 유도탄으로부터 함정을 방어하기 위해, 함정에 방어체계가 탑재되고 있다. 예를 들어, 방어체계에는 함정에 근접하는 미사일에 대하여 포탄을 이용하여 요격하는 근접방어무기체계(CIWS: Closed In Weapon System), 및 함정으로 발사된 유도탄을 방어하기 위한 함대공 유도탄 방어 유도무기(SAAM: Surface to Air Anti-Missile)가 있다.
이러한 방어체계는 적군의 미사일이나 유도탄의 비행 소요시간을 고려하여 예측 명중위치를 계산하고, 계산된 예측 명중위치로 미사일이나 유도탄 방어 유도무기를 발사한다. 따라서, 미사일이나 유도탄 방어 유도무기가 적군의 미사일이나 유도탄을 격추하여 파괴하거나 교란시켜 함정을 방어할 수 있다.
그러나 방어체계의 미사일이나 유도탄 방어 유도무기는 하나의 미사일 또는 유도탄에 대해서만 대응할 수 있다. 따라서, 복수개의 미사일이나 유도탄이 함정에 접근하는 경우 방어체계가 동시에 대응하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 함정 주위를 비행하는 복수개의 무인비행체를 이용하여 함정을 방어할 수 있는 함정 방어시스템 및 함정 방어방법을 제공한다.
본 발명은 함정으로 접근하는 복수개의 표적에 용이하게 대응할 수 있는 함정 방어시스템 및 함정 방어방법을 제공한다.
본 발명은 함정에 탑재되는 함정 방어시스템으로서, 상기 함정으로 접근하는 표적을 탐지하기 위한 탐지기; 상기 함정 주위를 비행하는 복수개의 무인비행체; 및 상기 탐지기로부터 표적이 탐지되면, 상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하기 위한 제어기;를 포함한다.
상기 제어기는, 상기 함정 주위를 비행하는 순찰 상태, 및 표적으로부터 상기 함정을 방어하는 방어 상태 중 어느 한 상태로 상기 무인비행체들의 비행을 제어하는 운용부; 및 상기 탐지기의 표적 탐지결과에 따라 상기 무인비행체들을 제어하는 상태가 변경되도록 상기 운용부에 상태변경 명령을 하기 위한 통제부;를 포함한다.
상기 운용부는, 상기 순찰 상태로 비행하는 무인비행체들 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절부; 상기 순찰 상태로 비행하는 무인비행체들 중 상기 방어 상태로 비행시킬 무인비행체를 선택하기 위한 개수선택부; 및 상기 탐지기에서 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여, 상기 개수선택부에서 선택된 무인비행체들이 방어를 위해 이동할 경로를 설정하기 위한 경로설정부;를 포함한다.
상기 간격조절부는, 순찰 상태의 무인비행체들 사이의 간격을 감지하기 위한 간격감지부; 상기 간격감지부에서 감지된 간격값을 미리 설정된 설정간격값과 비교하기 위한 간격비교부; 및 상기 간격값이 상기 설정간격값 미만인 경우, 무인비행체들 사이의 간격이 상기 설정간격값 이상이 되도록 무인비행체들의 비행 위치를 수정하기 위한 간격제어부;를 포함한다.
상기 탐지기는 표적의 크기를 감지할 수 있고, 상기 개수선택부는, 서로 다른 범위의 크기정보에 서로 다른 개수정보가 매칭되어 개수 데이터로 저장되는 개수정보저장부; 및 상기 탐지기에서 감지된 표적의 크기가 포함되는 크기정보를 상기 개수 데이터에서 검색하고, 검색된 크기정보에 매칭되는 개수정보에 따라 상기 방어 상태로 비행시킬 무인비행체의 개수를 선정하기 위한 개수선정부;를 포함한다.
상기 개수선정부는 무인비행체를 복수개 선정하고, 상기 경로설정부는, 상기 개수선정부가 선정한 개수의 무인비행체들이 설정된 군집 형태로 비행하도록 제어한다.
상기 운용부는, 상기 방어 상태로 비행하는 무인비행체의 방어 대응방식으로, 표적을 교란시키는 소프트킬 대응과 표적을 파괴하는 하드킬 대응 중 어느 하나를 결정하기 위한 대응결정부를 더 포함한다.
상기 대응결정부는, 상기 탐지기에서 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 상기 함정과 표적 사이의 거리값을 산출하기 위한 거리산출부; 및 상기 거리값이 미리 설정된 설정거리값 이상인 경우 상기 소프트킬 대응을 선택하고, 상기 거리값이 미리 설정된 설정거리값 미만인 경우 상기 하드킬 대응을 선택하기 위한 대응선택부;를 포함한다.
상기 대응결정부는, 상기 탐지기에서 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 상기 함정과 표적 사이의 거리값을 산출하기 위한 거리산출부; 상기 탐지기에서 탐지된 표적의 속도정보와, 상기 거리산출부에서 산출된 거리값을 연산하여 표적이 상기 함정으로 도달할 예상 도달시간을 산출하기 위한 도달시간 예상부; 및 상기 예상 도달시간이 미리 설정된 설정시간값 이상인 경우 상기 소프트킬 대응을 선택하고, 상기 예상 도달시간이 상기 설정시간값 미만인 경우 상기 하드킬 대응을 선택하기 위한 대응선택부;를 포함한다.
상기 무인비행체들은 상기 함정 주위의 서로 다른 영역을 비행하고, 상기 운용부는 복수개가 구비되어 서로 다른 영역의 무인비행체들을 운용한다.
상기 제어기가 상기 무인비행체들을 제어하는 상태를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함한다.
본 발명은 함정을 방어하기 위한 함정 방어방법으로서, 복수개의 무인비행체를 상기 함정 주위로 비행시키는 과정; 상기 함정으로 접근하는 표적을 탐지하는 과정; 및 표적이 탐지되면, 상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정;을 포함한다.
상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정은, 표적의 크기를 감지하는 과정; 및 표적의 크기에 따라 상기 함정을 방어하도록 비행할 무인비행체들의 개수를 선정하는 과정;을 포함한다.
상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정은, 상기 함정을 방어하도록 선정된 개수의 무인비행체들을 미리 설정된 군집 형태로 비행시키는 과정을 더 포함한다.
상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정은, 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 상기 함정과 표적 사이의 거리값을 산출하는 과정; 상기 거리값을 미리 설정된 설정거리값과 비교하는 과정; 및 상기 거리값이 상기 설정거리값 미만이면 무인비행체들이 표적을 격추하도록 비행을 제어하고, 상기 거리값이 상기 설정거리값 이상이면 무인비행체들이 표적을 교란시키도록 비행을 제어하는 과정;을 포함한다.
상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정은, 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 상기 함정과 표적 사이의 거리값을 산출하는 과정; 상기 거리값과 감지된 표적의 속도정보를 연산하여 표적이 상기 함정으로 도달할 예상 도달시간을 산출하는 과정; 상기 예상 도달시간을 미리 설정된 설정시간값과 비교하는 과정; 및 상기 예상 도달시간이 상기 설정시간값 이상이면 무인비행체들이 표적을 격추하도록 비행을 제어하고, 상기 예상 도달시간이 상기 설정시간값 미만이면 무인비행체들이 표적을 교란시키도록 비행을 제어하는 과정;을 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 함정 주위를 비행하는 복수개의 무인비행체를 이용하여 함정을 방어할 수 있다. 이에, 무인비행체들이 함정 주위를 순찰하면서 적군에서 발사된 복수개의 표적에 신속하게 동시 대응할 수 있다. 따라서, 무인비행체들이 적군의 표적으로부터 함정을 용이하게 보호하여 함정의 생존성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어시스템이 함정에 탑재되는 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어기가 복수개의 무인비행체를 운용하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운용부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 운용부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어기가 복수개의 무인비행체를 운용하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운용부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 운용부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어방법을 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어시스템이 함정에 탑재되는 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어기가 복수개의 무인비행체를 운용하는 구성을 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어시스템에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어시스템은, 함정에 탑재되어 적의 공격으로부터 함정을 방어하기 위한 함정 방어시스템이다. 도 1을 참조하면, 함정 방어시스템(1000)은, 탐지기(1100), 복수개의 무인비행체(1200), 및 제어기(1300)를 포함한다.
이때, 함정(50)은 해양에서 운용되는 군함일 수 있다. 따라서, 함정(50)은 해양에서 적군과 교전할 수 있고, 적군에서 함정(50)으로 미사일이나 유도탄을 발사할 수 있다. 이에, 미사일이나 유도탄과 같은 적군의 표적으로부터 함정(50)을 방어하기 위해, 함정(50)에 함정 방어시스템(1000)이 탑재될 수 있다.
탐지기(1100)는 함정(50)으로 접근하는 표적을 탐지할 수 있다. 예를 들어, 탐지기(1100)는 레이더를 구비할 수 있다. 따라서, 탐지기(1100)는 표적의 위치정보와 탐지시간을 감지하고, 이를 분석하여 표적의 이동속도 및 예상 이동경로 등을 산출할 수 있다. 또한, 탐지기(1100)는 표적의 레이더 유효반사 면적(RCS: Radar Cross Section)을 감지할 수 있다. 이에, 탐지기(1100)는 레이더 유효반사 면적에 따른 표적의 크기를 예상할 수 있다.
한편, 탐지기(1100)는 무인비행체(1200)들에 탑재되는 광학장비나 피아식별기 등을 더 포함할 수도 있다. 이에, 무인비행체(1200)에 탑재된 광학장비나 피아식별기를 이용하여 표적을 탐지할 수도 있다. 따라서, 무인비행체(1200)들에 의해 더욱 신속하게 표적을 탐지할 수도 있다.
무인비행체(1200)는 복수개가 구비되어 공중을 비행할 수 있다. 예를 들어, 무인비행체(1200)는 드론일 수 있고, 함정(50) 주위를 비행할 수 있다. 따라서, 무인비행체(1200)들의 비행을 무선으로 제어할 수 있고, 무인비행체(1200)들을 이용하여 함정(50)으로 접근하는 표적에 대응할 수 있다.
제어기(1300)는 도 1 및 도 2와 같이 함정(50)에 탑재되고, 무인비행체(1200)들과 무선으로 통신하여 무인비행체(1200)들의 비행을 제어할 수 있다. 제어기(1300)는 탐지기(1100)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 탐지기(1100)로부터 표적이 탐지되면, 함정(50)을 방어하도록 제어기(1300)는 함정(50) 주위를 비행하는 무인비행체(1200)들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어할 수 있다. 제어기(1300)는 복수개의 통제부(1310), 및 운용부(1320)를 포함한다.
이때, 함정 방어시스템(1000)은 디스플레이(1400)를 더 포함할 수도 있다. 디스플레이(1400)는 함정 내부에 배치되고, 디스플레이(1400)는 제어기(1300)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 디스플레이(1400)는 탐지기(1100)의 탐지결과에 따른 무인비행체(1200)들의 제어상태를 시각적으로 표시할 수 있다. 따라서, 함정(50)을 운용하는 운용자는 디스플레이(1400)를 통해 제어기(1300)가 무인비행체(1200)들을 운용하는 상태 및 운용결과를 확인할 수 있다.
통제부(1310)는 탐지기(1100)로부터 표적의 탐지결과를 전달받을 수 있다. 탐지기(1100)에 표적이 탐지되지 않는 경우, 통제부(1310)는 운용부(1320)들이 무인비행체(1200)들을 순찰 상태로 제어하게 명령할 수 있다. 탐지기(1100)에 표적이 탐지되는 경우, 통제부(1310)는 운용부(1320)들이 무인비행체들을 방어 상태로 제어하게 명령할 수 있다. 따라서, 탐지기(1100)의 탐지결과에 따라 무인비행체(1200)을 운용하는 상태를 통제부(1310)가 변경할 수 있다. 이때, 순찰 상태는 무인비행체(1200)들이 함정 주위의 정해진 영역을 비행하면서 대기하는 상태이고, 방어 상태는 무인비행체(1200)들이 함정을 방어하도록 표적에 대응(교란 또는 격추)하기 위한 상태일 수 있다.
운용부(1320)는 통제부(1310)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 운용부(1320)는 무인비행체(1200)들 각각과 무선으로 통신할 수 있다. 이에, 운용부(1320)는 통제부(1310)의 명령을 전달받아 무인비행체(1200)들의 비행을 제어할 수 있다. 즉, 함정(50) 주위를 비행하는 순찰 상태, 및 표적에 대응하는 방어 상태 중 어느 한 상태로 무인비행체(1200)들이 비행하도록 운용부(1320)가 제어할 수 있다.
이때, 무인비행체(1200)들은 함정(50) 주위의 서로 다른 영역을 비행하고, 운용부(1320)는 복수개가 구비되어 서로 다른 영역의 무인비행체(1200)들을 운용할 수 있다. 예를 들어, 함정(50) 주위의 영역을 가상으로 4개의 영역으로 구분하는 경우, 4개의 운용부(1320)를 마련하여 가상으로 구분된 영역들을 운용부(1320)들에 하나씩 각각 할당할 수 있다. 따라서, 서로 다른 영역을 비행하는 무인비행체(1200)들이, 함정(50)의 서로 다른 영역을 방어하도록 제어될 수 있다. 이에, 동시에 서로 다른 영역으로 접근하는 표적들이 탐지되더라도 무인비행체(1200)들이 표적들 각각을 동시에 대응할 수 있다.
또한, 운용부(1320)들 각각은 복수 그룹의 무인비행체(1200)을 운용할 수도 있다. 이에, 운용부(1320)들 각각은 복수 그룹의 무인비행체(1200)들을 교대로 운용할 수 있다. 예를 들어, 일 그룹의 무인비행체(1200)들은 함정(50) 주위로 비행시키고, 타 그룹의 무인비행체(1200)들은 배터리를 충전하도록 함정(50)에 대기시킬 수 있다. 타 그룹의 무인비행체(1200)들의 배터리 충전이 완료되고, 일 그룹의 무인비행체(1200)들의 배터리가 충전이 필요한 경우, 타 그룹의 무인비행체(1200)들이 함정(50) 주위를 비행하도록 제어하고, 일 그룹의 무인비행체(1200)들은 함정(50)에 착륙시켜 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다. 따라서, 함정(50) 주위에서 무인비행체(1200)들이 상시 비행할 수 있기 때문에, 표적이 불시에 탐지되더라도 용이하게 대응할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운용부의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 운용부의 구성을 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 운용부에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
운용부는 무인비행체들의 비행을 제어할 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면 운용부(1320)는 간격조절부(1321), 개수선택부(1322), 및 경로설정부(1323)를 포함한다.
간격조절부(1321)는 순찰 상태로 비행하는 무인비행체들 사이의 간격을 조절할 수 있다. 이에, 간격조절부(1321)는 무인비행체들이 서로 충돌하지 않도록 제어할 수 있다. 간격조절부(1321)는 간격감지부(1321a), 간격비교부(1321b), 및 간격제어부(1321c)를 포함한다.
간격감지부(1321a)는 순찰 상태의 무인비행체들 사이의 간격 감지할 수 있다. 예를 들어, 간격감지부(1321a)는 무인비행체들 각각에 설치되는 거리 측정기일 수 있고, 다른 무인비행체와의 거리를 감지할 수 있다. 또는, GPS 신호나 탐지기(1100)를 이용하여 간격감지부(1321a)가 무인비행체들 각각의 위치정보를 획득하고, 위치정보를 이용하여 무인비행체들 사이의 간격을 산출할 수도 있다.
간격비교부(1321b)는 간격감지부(1321a)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 간격비교부(1321b)는 간격감지부(1321a)로부터 무인비행체들 사이의 간격값을 전달받을 수 있다. 따라서, 간격비교부(1321b)는 간격감지부(1321a)에서 감지된 간격값을 미리 설정된 설정간격값의 크기와 비교할 수 있다. 무인비행체가 3개 이상인 경우 복수개의 간격값이 간격비교부(1321b)로 전달될 수 있고, 간격비교부(1321b)는 전달받은 간격값들 각각을 설정간격값과 비교할 수 있다.
간격제어부(1321c)는 간격비교부(1321b)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 간격제어부(1321c)는 간격비교부(1321b)가 간격값과 설정간격값을 비교한 결과를 전달받을 수 있다. 간격값이 설정간격값 이상인 경우, 간격제어부(1321c)는 무인비행체들이 서로 충돌할 위험이 없다고 판단하고 무인비행체들의 비행 위치를 수정하지 않을 수 있다. 간격값이 설정간격값 미만인 경우, 간격제어부(1321c)는 무인비행체들이 서로 충돌할 위험이 있다고 판단하고 무인비행체들 사이의 간격이 설정간격값 이상이 되도록 무인비행체들의 비행 위치를 수정할 수 있다. 따라서, 순찰 상태의 무인비행체들이 함정 주위를 비행하면서 서로 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 간격비교부(1321b)는 간격감지부(1321a)에서 감지된 간격값을 미리 설정된 상한간격값의 크기와 비교할 수도 있다. 상한간격값은 설정간격값보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 간격값이 상한간격값 이상인 경우, 무인비행체들 사이의 간격이 너무 멀다고 판단하고, 간격제어부(1321c)가 무인비행체들 사이의 간격이 상한간격값 미만이 되도록 무인비행체들의 비행 위치를 수정할 수 있다. 따라서, 무인비행체들 사이의 간격이 설정간격값 이상 내지 상한간격값 미만을 유지하도록 비행이 제어되어 무인비행체들이 안정적으로 비행할 수 있다.
개수선택부(1322)는 순찰 상태로 비행하는 무인비행체들 중 방어 상태로 비행시킬 무인비행체를 선택할 수 있다. 즉, 통제부(1310)가 무인비행체들을 방어 상태로 비행하도록 명령하는 경우, 개수선택부(1322)는 함정 주위를 비행하는 무인비행체들 중 표적에 대응할 무인비행체의 개수를 선택할 수 있다. 이에, 무인비행체들 중 일부는 표적에 대응하기 위해 이동하고, 다른 일부는 함정 주위를 비행하면서 다른 표적에 대응할 수 있다. 개수선택부(1322)는 개수정보저장부(1322a), 및 개수선정부(1322b)를 포함한다.
개수정보저장부(1322a)는 저장매체 또는 데이터베이스일 수 있다. 개수정보저장부(1322a)에는 서로 다른 범위의 크기정보에 서로 다른 개수정보가 매칭되어 개수 데이터로 저장될 수 있다. 예를 들어, 개수정보저장부(1322a)는 인공지능으로 서로 다른 범위의 크기정보에 서로 다른 개수정보를 매칭시켜 저장할 수 있다. 개수정보저장부(1322a)는 기계학습하여 서로 다른 범위의 크기정보별로 개수정보를 산출하고, 산출된 개수정보를 해당 크기정보에 매칭시켜 저장할 수 있다.
개수선정부(1322b)는 탐지기 및 개수정보저장부(1322a)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 개수선정부(1322b)는 탐지기에서 감지된 표적의 크기에 대한 크기정보를 전달받을 수 있고, 전달받은 크기정보를 개수정보저장부(1322a)의 개수 데이터에서 검색하여 검색된 크기정보에 매칭되는 개수정보를 찾을 수 있다. 개수선정부(1332b)는 찾은 개수정보에 따라 방어 상태로 비행시킬 무인비행체의 개수를 선정할 수 있다.
경로설정부(1323)는 탐지기와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 경로설정부(1323)는 탐지기로부터 표적의 위치정보를 전달받을 수 있다. 따라서, 경로설정부(1323)는 개수선택부(1322)에서 선택된 무인비행체들이 방어를 위해 이동할 경로를 설정할 수 있다. 즉, 개수선택부(1322)에서 선택된 무인비행체들이 현재 위치에서 표적 위치로 이동시키기 위한 최적 경로를 계산하고, 최적 경로에 따라 개수선택부(1322)에서 선택된 무인비행체들이 이동하도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 경로설정부(1323)는 개수선택부(1322)에서 선택된 개수의 무인비행체들이 현재 위치에서 표적 위치로 이동시키기 위한 최단거리 경로, 또는 최소시간 경로를 계산하고, 계산된 경로에 따라 무인비행체들을 비행시킬 수 있다. 이때, 개수선정부(1322b)가 선정한 무인비행체의 개수가 복수개인 경우, 경로설정부(1323)는 개수선정부(1322b)가 선정한 개수의 무인비행체들이 설정된 군집 형태로 비행하도록 제어할 수 있다.
한편, 운용부(1320)는 대응결정부(1324)를 더 포함할 수 있다. 대응결정부(1324)는 방어 상태의 무인비행체들이 표적에 대응하는 방식을 선택할 수 있다. 즉, 대응결정부(1324)는, 무인비행체들이 표적에 대응하는 방식으로, 표적을 교란시키는 소프트킬 대응과 표적을 파괴하는 하드킬 대응 중 어느 하나를 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 3과 같이 대응결정부(1324)는 거리산출부(1324a), 및 대응선택부(1324b)를 포함할 수 있다. 이에, 함정과 표적 사이의 거리에 따라 무인비행체(1200)들의 대응방식을 선택할 수 있다.
거리산출부(1324a)는 탐지기와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 거리산출부(1324c)는 탐지기로부터 표적의 위치정보를 전달받을 수 있고, 전달받은 표적의 위치정보를 이용하여 함정과 표적 사이의 거리값을 산출할 수 있다.
대응선택부(1324b)는 거리산출부(1324a)와 정보를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 대응선택부(1324b)는 거리산출부(1324a)가 산출한 거리값을 전달받아 미리 설정된 설정거리값과 비교할 수 있다. 거리값이 설정거리값 이상인 경우 표적을 함정에서 멀어지도록 유도할 충분한 거리가 있다고 판단하여 대응선택부(1324b)가 소프트킬 대응을 선택할 수 있다. 거리값이 설정거리값 미만인 경우 표적을 함정에서 멀어지도록 유도할 충분한 거리가 없다고 판단하여 대응선택부(1324b)가 표적을 격추시키는 하드킬 대응을 선택할 수 있다. 하드킬 대응이 선택되는 경우 무인비행체들은 표적에 충돌하여 격추시키기 위해 이동할 수 있다.
또는, 도 4와 같이 대응결정부(1324)가 거리산출부(1324a), 도달시간 예상부(1324c), 및 대응선택부(1324b)를 포함할 수도 있다. 이에, 표적이 함정에 도달할 예상시간에 따라 무인비행체(1200)들의 대응방식을 선택할 수 있다.
거리산출부(1324a)는 탐지기와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 거리산출부(1324c)는 탐지기로부터 표적의 위치정보를 전달받을 수 있고, 전달받은 표적의 위치정보를 이용하여 함정과 표적 사이의 거리값을 산출할 수 있다.
도달시간 예상부(1324c)는 탐지기 및 거리산출부(1324a)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 도달시간 예상부(1324c)는 탐지기에서 탐지된 표적의 속도정보와, 거리산출기(1324a)에서 산출된 거리값을 연산하여 표적이 함정으로 도달할 예상 도달시간을 산출할 수 있다. 즉, 거리값에서 속도정보를 나누어 예상 도달시간을 산출할 수 있다.
대응선택부(1324b)는 도달시간 예상부(1324c)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 대응선택부(1324b)는 도달시간 예상부(1324c)가 산출한 예상 도달시간을 전달받아 미리 설정된 설정시간값과 비교할 수 있다. 예상 도달시간이 설정시간값 이상인 경우 표적을 함정에서 멀어지도록 유도할 충분한 시간이 있다고 판단하여 대응선택부(1324b)가 소프트킬 대응을 선택할 수 있다. 예상 도달시간이 설정시간값 미만인 경우 표적을 함정에서 멀어지도록 유도할 충분한 시간이 없다고 판단하여 대응선택부(1324b)가 표적을 격추시키는 하드킬 대응을 선택할 수 있다. 하드킬 대응이 선택되는 경우 무인비행체들은 표적에 충돌하여 격추시키기 위해 이동할 수 있다.
이처럼 함정 주위를 비행하는 복수개의 무인비행체를 이용하여 함정을 방어할 수 있다. 따라서, 무인비행체들이 함정 주위를 순찰하면서 적군에서 발사된 복수개의 표적에 신속하게 동시 대응할 수 있다. 이에, 무인비행체들이 적군의 표적으로부터 함정을 용이하게 보호하여 함정의 생존성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어방법을 나타내는 플로우 차트이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어방법은, 적의 공격으로부터 함정을 방어하기 위한 함정 방어방법이다. 도 5를 참조하면 함정 방어방법은, 복수개의 무인비행체를 상기 함정 주위로 비행시키는 과정(S110), 함정으로 접근하는 표적을 탐지하는 과정(S120), 및 표적이 탐지되면, 함정을 방어하도록 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정(S130)을 포함한다.
이때, 함정 방어방법은, 본 발명의 실시 예에 따른 함정 방어시스템에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 하기에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 함정 방어시스템에 의해 함정 방어방법이 수행되는 과정을 설명하기로 한다. 그러나 이에 한정되지 않고, 함정 방어방법은 다양한 함정 방어시스템에 적용될 수 있다.
우선, 복수개의 무인비행체를 상기 함정 주위로 비행시킨다(S110). 즉, 무인비행체(1200)들이 순찰 상태로 비행하도록 제어할 수 있다. 순찰 상태의 무인비행체(1200)들은 함정(50)으로부터 0.5km 이상 내지 5km 이하의 거리 범위 내에서 비행하면서 순찰할 수 있다. 따라서, 무인비행체(1200)들이 함정(50)에 너무 근접하게 비행하여 함정(50)과 충돌하거나, 무인비행체(1200)들이 함정(50)에서 너무 멀어져 함정(50)으로 접근하는 표적에 대응하지 못하는 상황이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이때, 무인비행체들을 서로 다른 그룹들로 나누고 교대로 함정(50) 주위를 순찰시킬 수 있다. 예를 들어, 복수 그룹 중 일 그룹의 무인비행체(1200)들은 함정(50) 주위를 비행시키고, 타 그룹의 무인비행체(1200)들은 배터리를 충전하도록 함정(50)에 대기시킬 수 있다. 타 그룹의 무인비행체(1200)들의 배터리 충전이 완료되고, 일 그룹의 무인비행체(1200)들의 배터리 충전이 필요한 경우, 타 그룹의 무인비행체(1200)들을 함정 주위로 비행시키고, 일 그룹의 무인비행체(1200)들은 함정(50)에 착륙시켜 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다. 따라서, 함정(50) 주위에서 무인비행체(1200)들이 상시 비행하면서 함정(50) 주위를 순찰할 수 있다.
그 다음, 함정으로 접근하는 표적을 탐지한다(S120). 예를 들어, 함정(50)에 탑재된 레이더나 무인비행체(1200)들에 탑재된 광학장비 등을 이용하여 표적을 탐지할 수 있다. 표적이 탐지되지 않는 경우, 무인비행체(1200)들이 함정(50) 주위를 비행하는 순찰 상태로 계속 비행하도록 제어할 수 있다.
그 다음, 표적이 탐지되면, 함정을 방어하도록 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어한다(S130). 이때, 표적이 탐지되면 표적의 위치정보, 표적의 이동속도, 표적의 예상 이동경로, 및 표적의 크기 등을 획득할 수 있다. 표적의 크기는 탐지기(1100)가 탐지한 표적의 레이더 유효반사 면적일 수 있다. 따라서, 표적의 크기를 감지하고, 표적의 크기에 따라 함정을 방어하도록 비행할 무인비행체들의 개수를 선정할 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 서로 다른 크기정보에 서로 다른 개수정보가 매칭되어 생성된 개수 데이터에서, 감지된 표적의 크기가 포함되는 크기정보를 찾아 매칭되는 개수정보에 따라 표적을 향해 이동할 무인비행체의 개수를 선정할 수 있다. 선정된 개수의 무인비행체들은 미리 설정된 군집 형태로 비행하도록 제어되고, 경로설정부(1323)에서 산출된 최적 경로를 따라 표적으로 비행할 수 있다.
한편, 선택된 무인비행체(1200)들이 표적에 대응하는 방식을 선택할 수 있다. 즉, 표적을 교란시키는 소프트킬 대응과 표적을 파괴하는 하드킬 대응 중 무인비행체(1200)들의 대응방식을 결정할 수 있다.
예를 들어, 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 함정(50)과 표적 사이의 거리값을 산출하고, 미리 설정된 설정거리값과 비교할 수 있다. 거리값이 설정거리값 이상인 경우 표적을 함정에서 멀어지도록 유도할 충분한 거리가 있다고 판단하여 소프트킬 대응을 선택할 수 있다. 거리값이 설정거리값 미만인 경우 표적을 함정에서 멀어지도록 유도할 충분한 거리가 없다고 판단하여 표적을 격추시키는 하드킬 대응을 선택할 수 있다. 따라서, 무인비행체(1200)들이 표적으로부터 함정을 보호해줄 수 있다.
또는, 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 함정과 표적 사이의 거리값을 산출하고, 산출된 거리값과 표적의 속도정보를 연산하여 표적이 함정으로 도달할 예상 도달시간을 산출할 수 있다. 즉, 거리값에서 속도정보를 나누어 예상 도달시간을 산출할 수 있다. 산출된 예상 도달시간은 미리 설정된 설정시간값과 비교할 수 있다. 예상 도달시간이 설정시간값 이상인 경우 표적을 함정에서 멀어지도록 유도할 충분한 시간이 있다고 판단하여 소프트킬 대응을 선택할 수 있다. 예상 도달시간이 설정시간값 미만인 경우 표적을 함정에서 멀어지도록 유도할 충분한 시간이 없다고 판단하여 표적을 격추시키는 하드킬 대응을 선택할 수 있다. 이에, 무인비행체(1200)들이 표적으로부터 함정을 보호해줄 수 있다.
이처럼 함정 주위를 비행하는 복수개의 무인비행체를 이용하여 함정을 방어할 수 있다. 따라서, 무인비행체들이 함정 주위를 순찰하면서 적군에서 발사된 복수개의 표적에 신속하게 동시 대응할 수 있다. 이에, 무인비행체들이 적군의 표적으로부터 함정을 용이하게 보호하여 함정의 생존성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하며, 실시 예들 간에 다양한 조합도 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
50: 함정 1000: 함정 방어시스템
1100: 탐지기 1200: 무인비행체
1300: 제어기 1310: 통제부
1320: 운용부 1321: 간격조절부
1322: 개수선택부 1323: 경로설정부
1324: 대응결정부 1400: 디스플레이
1100: 탐지기 1200: 무인비행체
1300: 제어기 1310: 통제부
1320: 운용부 1321: 간격조절부
1322: 개수선택부 1323: 경로설정부
1324: 대응결정부 1400: 디스플레이
Claims (16)
- 함정에 탑재되는 함정 방어시스템으로서,
상기 함정으로 접근하는 표적을 탐지하기 위한 탐지기;
상기 함정 주위를 비행하는 복수개의 무인비행체; 및
상기 탐지기로부터 표적이 탐지되면, 상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하기 위한 제어기;를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 함정 주위를 비행하는 순찰 상태, 및 표적으로부터 상기 함정을 방어하는 방어 상태 중 어느 한 상태로 상기 무인비행체들의 비행을 제어하는 운용부, 및
상기 탐지기의 표적 탐지결과에 따라 상기 무인비행체들을 제어하는 상태가 변경되도록 상기 운용부에 상태변경 명령을 하기 위한 통제부를 포함하고,
상기 무인비행체들은 상기 함정 주위의 가상으로 구분된 서로 다른 영역들을 비행하도록 설정되고,
상기 무인비행체들이 설정된 영역들 각각에서 상기 함정을 방어하도록, 상기 운용부는 복수개가 구비되어 상기 영역들 각각에 할당되고, 상기 운용부들은 할당된 영역별로 무인비행체들을 개별적으로 운용하는 함정 방어시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 운용부는,
상기 순찰 상태로 비행하는 무인비행체들 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절부;
상기 순찰 상태로 비행하는 무인비행체들 중 상기 방어 상태로 비행시킬 무인비행체를 선택하기 위한 개수선택부; 및
상기 탐지기에서 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여, 상기 개수선택부에서 선택된 무인비행체들이 방어를 위해 이동할 경로를 설정하기 위한 경로설정부;를 포함하는 함정 방어시스템. - 청구항 3에 있어서,
상기 간격조절부는,
순찰 상태의 무인비행체들 사이의 간격을 감지하기 위한 간격감지부;
상기 간격감지부에서 감지된 간격값을 미리 설정된 설정간격값과 비교하기 위한 간격비교부; 및
상기 간격값이 상기 설정간격값 미만인 경우, 무인비행체들 사이의 간격이 상기 설정간격값 이상이 되도록 무인비행체들의 비행 위치를 수정하기 위한 간격제어부;를 포함하는 함정 방어시스템. - 청구항 3에 있어서,
상기 탐지기는 표적의 크기를 감지할 수 있고,
상기 개수선택부는,
서로 다른 범위의 크기정보에 서로 다른 개수정보가 매칭되어 개수 데이터로 저장되는 개수정보저장부; 및
상기 탐지기에서 감지된 표적의 크기가 포함되는 크기정보를 상기 개수 데이터에서 검색하고, 검색된 크기정보에 매칭되는 개수정보에 따라 상기 방어 상태로 비행시킬 무인비행체의 개수를 선정하기 위한 개수선정부;를 포함하는 함정 방어시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 개수선정부는 무인비행체를 복수개 선정하고,
상기 경로설정부는, 상기 개수선정부가 선정한 개수의 무인비행체들이 설정된 군집 형태로 비행하도록 제어하는 함정 방어시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 운용부는,
상기 방어 상태로 비행하는 무인비행체의 방어 대응방식으로, 표적을 교란시키는 소프트킬 대응과 표적을 파괴하는 하드킬 대응 중 어느 하나를 결정하기 위한 대응결정부를 더 포함하는 함정 방어시스템. - 청구항 7에 있어서,
상기 대응결정부는,
상기 탐지기에서 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 상기 함정과 표적 사이의 거리값을 산출하기 위한 거리산출부; 및
상기 거리값이 미리 설정된 설정거리값 이상인 경우 상기 소프트킬 대응을 선택하고, 상기 거리값이 미리 설정된 설정거리값 미만인 경우 상기 하드킬 대응을 선택하기 위한 대응선택부;를 포함하는 함정 방어시스템. - 청구항 7에 있어서,
상기 대응결정부는,
상기 탐지기에서 탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 상기 함정과 표적 사이의 거리값을 산출하기 위한 거리산출부;
상기 탐지기에서 탐지된 표적의 속도정보와, 상기 거리산출부에서 산출된 거리값을 연산하여 표적이 상기 함정으로 도달할 예상 도달시간을 산출하기 위한 도달시간 예상부; 및
상기 예상 도달시간이 미리 설정된 설정시간값 이상인 경우 상기 소프트킬 대응을 선택하고, 상기 예상 도달시간이 상기 설정시간값 미만인 경우 상기 하드킬 대응을 선택하기 위한 대응선택부;를 포함하는 함정 방어시스템. - 삭제
- 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기가 상기 무인비행체들을 제어하는 상태를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함하는 함정 방어시스템. - 함정을 방어하기 위한 함정 방어방법으로서,
복수개의 무인비행체를 상기 함정 주위로 비행시키는 과정;
상기 함정으로 접근하는 표적을 탐지하는 과정; 및
표적이 탐지되면, 상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정;을 포함하고,
상기 복수개의 무인비행체를 상기 함정 주위로 비행시키는 과정은,
상기 무인비행체들은 상기 함정 주위의 가상으로 구분된 서로 다른 영역들을 비행시키는 과정을 포함하고,
상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정은, 영역별로 개별적으로 수행되는 함정 방어방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정은,
표적의 크기를 감지하는 과정; 및
표적의 크기에 따라 상기 함정을 방어하도록 비행할 무인비행체들의 개수를 선정하는 과정;을 포함하는 함정 방어방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정은,
상기 함정을 방어하도록 선정된 개수의 무인비행체들을 미리 설정된 군집 형태로 비행시키는 과정을 더 포함하는 함정 방어방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정은,
탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 상기 함정과 표적 사이의 거리값을 산출하는 과정;
상기 거리값을 미리 설정된 설정거리값과 비교하는 과정; 및
상기 거리값이 상기 설정거리값 미만이면 무인비행체들이 표적을 격추하도록 비행을 제어하고, 상기 거리값이 상기 설정거리값 이상이면 무인비행체들이 표적을 교란시키도록 비행을 제어하는 과정;을 포함하는 함정 방어방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 함정을 방어하도록 상기 무인비행체들 중 적어도 일부를 선택하여 비행을 제어하는 과정은,
탐지된 표적의 위치정보를 이용하여 상기 함정과 표적 사이의 거리값을 산출하는 과정;
상기 거리값과 감지된 표적의 속도정보를 연산하여 표적이 상기 함정으로 도달할 예상 도달시간을 산출하는 과정;
상기 예상 도달시간을 미리 설정된 설정시간값과 비교하는 과정; 및
상기 예상 도달시간이 상기 설정시간값 이상이면 무인비행체들이 표적을 격추하도록 비행을 제어하고, 상기 예상 도달시간이 상기 설정시간값 미만이면 무인비행체들이 표적을 교란시키도록 비행을 제어하는 과정;을 포함하는 함정 방어방법.
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