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[국내논문] 탑재비행시험 영상을 적용한 통합비행 시뮬레이션 기법 연구
Study on Integrated-Flight Simulation Method Using CFT Imagery 원문보기

한국시뮬레이션학회논문지 = Journal of the Korea Society for Simulation, v.27 no.1, 2018년, pp.111 - 117  

정동길 () ,  윤효석 (국방과학연구소) ,  박진현 (국방과학연구소)

초록
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영상탐색기가 적용된 유도무기체계의 경우 영상 추적 성능이 체계 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 유도탄 비행 중 강인한 영상 추적 성능을 확보하는 것이 필수적이다. 유도탄의 실사격 비행시험이 실제 영상 추적 성능을 확인하기 위한 가장 확실한 방법이나, 실사격 시험만으로 영상 추적기법을 실험 및 수정/보완할 경우 매우 큰 비용 손실이 발생하게 된다. 따라서 영상탐색기를 유도탄 비행 궤적을 모의할 수 있는 비행체에 탑재 후 추적 성능을 시험하는 탑재비행시험(CFT; Captive Flight Test)을 수행하게 된다. 하지만 탐색기를 탑재하는 항공기가 유도탄의 완벽한 거동을 모의하는 것은 불가능하기 때문에 탑재 비행시험만으로 체계 성능을 확인할 수는 없다. 본 논문에서는 기존 영상추적기법 단독 성능 확인에만 한정되어 있던 탑재비행시험 영상을 통합비행 시뮬레이션에 적용하여 체계 성능 확인이 가능하도록 한 기법 연구 결과에 대하여 기술하였다. 이 연구는 탑재비행시험 영상의 활용도를 증대시킬 뿐만 아니라, 기존 합성영상 기반의 통합비행 시뮬레이션 기법의 사실성을 보완할 수 있어 다양한 측면에서 체계 성능 검증을 가능하게 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is indispensable for a missile to track a target under the flight condition since the tracking capability affects the system performance considerably. The best way to verify the tracker's performance is flight test while it costs too much. Consequently, captive flight test or CFT has an important...

주제어

#통합비행 시뮬레이션   #탑재비행시험   #영상 추적  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 기존 IFS 기법의 제한 사항을 보완하기 위한 탑재비행시험(CFT; Captive Flight Test) 영상 기반의 IFS(CIIFS; CFT Image-based IFS) 기법을 제안한다. 탑재비행시험은 탐색기를 탑재한 유/무인 항공기가 유도탄의 비행 궤적을 모의하는 동안 탐색기의 표적 탐지, 추적 성능을 확인하는 시험이다[14~15].
  • 본 논문에서는 기존의 합성영상 기반 통합비행시뮬레이션 기법(SIIFS)을 보완할 수 있는 탑재비행시험(CFT)영상 기반의 새로운 통합비행시뮬레이션 기법(CIIFS)을제안하였다. 합성영상의 오차가 실제 시스템 분석에 미치는 영향을 확인하기 위해 실제 유도탄 비행시험 결과와 비교 분석을 수행하였으며, 이를 통해 CIIFS 기법이SIIFS 기법에 비해 표적 타격지점을 더 정확하게 모의함을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무기 효과도의 최적화 및 부수피해 최소화를 위하여 변화되고 있는점은? 무기 효과도의 최적화 및 부수피해(collateral damage)를 최소화하기 위한 목적으로, 휴대용 소형 유도무기에서부터 THAAD(Terminal High Altitude Area Defense)와 같은 대탄도 유도무기에 이르기까지 현대전에서 유도탄의 정밀타격 능력은 점차 더 강조되고 있는 추세이다. 관성항법장치(INS; Inertial Navigation System)나 GPS와 같은 위성항법장치만으로는 정밀타격이 불가하기 때문에 유도탄 선두에 탐색기를 탑재하는 것이 필수적이다[1].
탑재비행시험이란? 유도탄의 실사격 비행시험이 실제 영상 추적 성능을 확인하기 위한 가장 확실한 방법이나, 실사격 시험만으로 영상 추적기법을 실험 및 수정/보완할 경우 매우 큰 비용 손실이 발생하게 된다. 따라서 영상탐색기를 유도탄 비행 궤적을 모의할 수 있는 비행체에 탑재 후 추적 성능을 시험하는 탑재비행시험(CFT; Captive Flight Test)을 수행하게 된다. 하지만 탐색기를 탑재하는 항공기가 유도탄의 완벽한 거동을 모의하는 것은 불가능하기 때문에 탑재 비행시험만으로 체계 성능을 확인할 수는 없다.
통합비행시뮬레이션 기법이 중요한 이유는 무엇인가? 초기에 개발된 탐색기는 표적의 반사파를 추적하는 개념인 능동형 초고주파 탐색기였으나, 지상표적에 대한 제한 사항 등으로 최근에는 정밀도가 높은 영상탐색기의 적용이 일반화되고 있다. 기존 유도무기 체계 개발에 있어 유도탄의 비행 성능만을 고려한 시뮬레이션 기법이 성능 분석의 주된 수단이었으나, 영상탐색기가 적용된 유도무기체계의 경우 환경 조건에 따라 상이한 영상 특성이 탐색기의 추적 성능에 미치는 영향이 크기 때문에 이를 고려한 성능 분석이 필수적이다. 이를 통합비행시뮬레이션(IFS;Integrated Flight Simulation) 기법[2]이라 하는데, 유도탄의 비행성능과 탐색기의 영상추적성능을 통합하여 시뮬레이션을 수행하는 방법이다.
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참고문헌 (18)

  1. A. Leary, W. Watson, D. Florie, et al.(1995), "Test & Evaluation Facility for THAAD IR Seekers", Proc. SPIE Vol. 2474, pp. 172-177. 

  2. C. Bates, J. Lucas, J. Robinson(2001), "The Javelin Integrated Flight Simulation", Int. Conference on Computational Science, pp. 507-514. 

  3. 정동길 외 3명(2017), "대전차 유도무기의 형상 설계에서의 통합비행 M&S 적용 연구", 한국시뮬레이션학회 논문지, Vol. 26, No. 1, pp. 13-19 

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  4. J. M. Catchart, A. D. Sheffer, Jr.(1991), "Generation and application of high-resolution infrared computer imagery", Opt. Eng. Vol. 30, No. 11, pp. 1745-1755. 

    상세보기 crossref

  5. A. Morin(2001), "Simulation of infrared imaging seeking missiles", in Proc. of SPIE Vol. 4365, pp. 46-57. 

  6. T. Sheng-jing, W. Qun-shan, W. Xian-zong, and S. Jin-feng(2007), "Missile Virtual Flight Simulation System Based on Visual C++ and Vega", Transactions of Beijing Institute of Technology, Vol. 5. 

  7. J. Latger, T. Cathala, N. Douchin, et al.(2007), "Simulation of active and passive infrared images using the SE-WORKBENCH," Defense and Security Symposium. Int. Soc. Opt. Photon. Vol. 6543. 

  8. E. Repasi and H. J. Grief(1998), "Generation of dynamic IR-Scenes for Ground-based Systems and Missile Applications", Proc. SPIE, Vol. 3436-1, pp. 458-464. 

  9. D. Brett Beasley, D.A. Saylor and J. Bufford(2002), "Overview of dynamic scene projectors at the U.S. Army aviation and missile command", Proc. SPIE, Vol. 4717, pp. 136-147, 

  10. D. Brett Beasley, D.A. Saylor(2001), "Advancements in dynamic scene projection technologies at the U.S. Army Aviation and Missile Command", Optical Sciences Corporation. 

  11. I.R. Moorhead, M.A. Gilmore, A.W. Houlbrook, et al.(2001), "CAMEOSIM: a physics-based broadband scene simulation tool for assessment of camouflage, concealment, and deception methodologies", Opt. Eng. Vol. 40, No. 9, pp. 1896-1905. 

    상세보기 crossref

  12. I.J. Jaszlics, S.L. Jaszlics(1998), "SYSTEM FOR COMBINING VIRTUAL IMAGES WITH REALWORLD SCENES", U.S. Patent 

  13. H.A. Schmitt(2001), "Advanced Mathematics for Optimizing Missile Seeker Signal Processing", Raytheon Co. 

  14. C.W. Davis III(1990), "The Airborne Seeker Test Bed", The Lincoln Laboratory Journal. Vol. 3. No. 2, pp. 203-224. 

  15. 정준호 외 7명(2013), "탑재비행시험을 위한 자동화 무인헬기 운용", 한국항공우주학회 학술발표회, pp. 902-905. 

  16. Palumbo, N.F., Blauwkamp, R.A., Lloyd, J.M(2010), "Basic principles of homing guidance", Johns Hopkins APL Technical Digest, Vol. 29, No. 1. 

  17. 선선구(2002), "적외선영상에서 질감 특성과 신경회로망을 이용한 표적탐지", 대한전자공학회논문지, Vol. 47, no. 5, pp.62-68. 

  18. 정영헌, 곽동민, 김도종, 고정호(2012), "클러터환경에서 영상특징을 이용한 표적 추적", 전자공학회논문지, Vol. 49, no. 10, pp. 209-216. 

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