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KR101440503B1 - 위성영상 기반의 교관석 화면을 제공하는 비행시뮬레이터 장치 - Google Patents

위성영상 기반의 교관석 화면을 제공하는 비행시뮬레이터 장치 Download PDF

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KR101440503B1
KR101440503B1 KR1020120141041A KR20120141041A KR101440503B1 KR 101440503 B1 KR101440503 B1 KR 101440503B1 KR 1020120141041 A KR1020120141041 A KR 1020120141041A KR 20120141041 A KR20120141041 A KR 20120141041A KR 101440503 B1 KR101440503 B1 KR 101440503B1
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정우철
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한국항공우주산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 교관실 시스템에 대하여 실제 지리정보와 부합되는 위성영상 기반 비행 정보 화면을 제공하는 비행시뮬레이터 장치에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 일 형태로서 본 발명은, 실제 항공기와 동일한 비행 조종기기들과 그 제어 장치를 구비한 조종실 시스템과, 상기 조종실 시스템의 비행 조건을 설정하는 교관실 시스템과, 및 상기 조종실 시스템과 상기 교관실 시스템에서 발생하는 시뮬레이션 관련 데이터를 공유 메모리를 통해 실시간 처리하고 전송하는 시뮬레이션 호스트 시스템을 포함하여 구성된 비행시뮬레이터 장치에 있어서, 상기 시뮬레이션 호스트 시스템은, 상기 교관실 시스템으로부터 수신되는 화면 요청신호 및 화면 설정조건을 임시로 저장하고, 또한 위성영상 기반 항공기 위치정보의 생성을 위한 기초 위성영상 정보를 위성영상 데이터 DB로 저장하는 데이터 저장부; 상기 교관실 시스템으로부터 수신되는 화면 요청신호 및 화면 설정 조건에 따라 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 생성하는 동작을 수행하는 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부; 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부의 동작에 의해 생성된 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 그래픽 화면으로 처리하는 동작을 수행하는 디스플레이 처리부; 및 상기 데이터 저장부, 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부, 및 상기 디스플레이 처리부 간의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 비행시뮬레이터 장치를 제공한다.

Description

위성영상 기반의 교관석 화면을 제공하는 비행시뮬레이터 장치{FLIGHT SIMULATOR APPARATUS PROVIDING INSTRUCTOR SCREEN BASED ON SATELLITE IMAGE}
본 발명은 위성영상(satellite image) 기반의 교관석 화면을 제공하는 비행시뮬레이터 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 교관실 시스템에 대하여 실제 지리정보와 부합되는 위성영상 기반 비행 정보 화면을 제공하는 비행시뮬레이터 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 비행시뮬레이터 장치는 비행 성능 테스트 및 조종사의 모의 비행 훈련을 수행하도록 구비된 장치로서, 통상 그 구성은 실제 항공기의 조종실과 동일한 비행 조종기기들과 그 제어 장치를 구비한 조종실 시스템과 그 조종실 시스템에 각종 비행조건 설정 및 비행 지시를 전달하고 그 비행 과정을 모니터링하기 위한 교관실 시스템 및 조종실 시스템과 교관실 시스템에서 발생하는 시뮬레이션 관련 데이터를 공유 메모리를 통해 실시간 처리하고 전송하기 위한 시뮬레이션 호스트 시스템으로 이루어진다.
특히, KT-1과 같은 훈련기에 대한 비행 훈련 동작을 모의하는 비행시뮬레이터 장치에 있어서는, 가상 비행중인 항공기의 비행 위치를 신속하고 정확하게 교관실 시스템에서 파악하는 것이 매우 중요하다.
이와 관련하여, 종래의 비행시뮬레이터 장치에 있어서 교관실 시스템에 대해 훈련대상항공기(ownship)의 비행 위치를 시현함에 있어서는, 도 1a에 나타낸 바와 같은 일반적인 지도 형태로 훈련기의 전술상황을 제공하거나, 또는 도 1b에 나타낸 바와 같은 일반 계기접근차트 형태로 훈련대상항공기의 비행 위치를 시현하거나, 또는 도 1c에 나타낸 바와 같은 일반 ASR(Airport Surveillance Radar) 관제화면 형태로 훈련대상항공기의 비행 위치를 시현하고 있다.
그러나, 도 1a에 나타낸 바와 같은 일반적인 지도 형태로 훈련대상항공기의 전술상황을 제공할 경우에는 훈련대상항공기(ownship) 및 다른 항공기의 지리적 위치정보를 파악할 수는 있겠지만, 이것은 실제의 지리 정보를 제공하는 것이 아니기 때문에 가독성이 매우 낮은 문제점이 있다.
또한, 도 1b에 나타낸 바와 같은 일반 계기접근차트 형태만으로 훈련기의 전술상황을 제공할 경우에는 비행간행물의 차트(chart) 중 계기접근 정보만을 도식화하여 표현하므로, 항법정보의 파악은 가능할 수 있겠지만, 여기에는 실제의 지리 정보가 미포함되어 있기 때문에 역시 가독성이 매우 낮은 문제점이 있다.
또한, 도 1c에 나타낸 바와 같은 일반 ASR(Airport Surveillance Radar) 관제화면 형태만으로 훈련기의 전술상황을 제공할 경우에는 주기지의 ASR 의 관제범위에 훈련대상항공기(ownship)의 비행 위치를 표현할 수는 있겠지만, 마찬가지로 여기에는 실제의 지리 정보가 미포함되어 있기 때문에 역시 가독성이 매우 낮은 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점들을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 교관실 시스템에 대하여 실제 지리정보와 부합되는 비행 정보 화면을 제공할 수 있는 비행시뮬레이터 장치를 제공하는 것에 있다.
상술한 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 형태는, 실제 항공기와 동일한 비행 조종기기들과 그 제어 장치를 구비한 조종실 시스템과, 상기 조종실 시스템의 비행 조건을 설정하는 교관실 시스템과, 및 상기 조종실 시스템과 상기 교관실 시스템에서 발생하는 시뮬레이션 관련 데이터를 공유 메모리를 통해 실시간 처리하고 전송하는 시뮬레이션 호스트 시스템을 포함하여 구성된 비행시뮬레이터 장치에 있어서, 상기 시뮬레이션 호스트 시스템은, 상기 교관실 시스템으로부터 수신되는 화면 요청신호 및 화면 설정조건을 임시로 저장하고, 또한 위성영상 기반 항공기 위치정보의 생성을 위한 기초 위성영상 정보를 위성영상 데이터 DB로 저장하는 데이터 저장부; 상기 교관실 시스템으로부터 수신되는 화면 요청신호 및 화면 설정 조건에 따라 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 생성하는 동작을 수행하는 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부; 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부의 동작에 의해 생성된 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 그래픽 화면으로 처리하는 동작을 수행하는 디스플레이 처리부; 및 상기 데이터 저장부, 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부, 및 상기 디스플레이 처리부 간의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 비행시뮬레이터 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에 따라, 상기 데이터 저장부에 저장되는 상기 위성영상 데이터 DB에는 256×256 픽셀 크기의, 타일(tile) 형태의 위성 세부 지리 영상이 저장될 수 있으며, 상기 위성 세부 지리 영상은 한 국가(예컨대, 한반도) 전역의 영상을 표현할 수 있는 갯수만큼 저장될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라, 상기 위성 세부 지리 영상은 축척별 영상으로 상기 위성영상 데이터 DB에 저장될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라, 상기 위성 세부 지리 영상은 200만:1, 100만:1, 50만:1, 25만:1, 10만:1 의 축척별 영상으로 상기 위성영상 데이터 DB에 저장될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라, 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부가 수행하는 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 생성하는 동작은, (a) 상기 교관실 시스템으로부터 위성영상 기반 전술상황 화면 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 교관실 시스템으로부터 위성영상 기반 전술상황 화면 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 훈련대상항공기(ownship)의 비행 위치를 확인하는 단계; (c) 상기 교관실 시스템으로부터 축척 변경 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 단계; (d) 상기 교관실 시스템으로부터 축척 변경 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 상기 훈련대상항공기에 관한 변경된 축척의 상기 위성 세부 지리 영상을 검색하는 단계; 및 (e) 상기 변경된 축척의 상기 위성 세부 지리 영상과 전술상황 화면을 합성하여 위성영상 기반 전술상황 화면을 생성하는 단계의 동작들을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 따라, 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부가 수행하는 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 생성하는 동작은, (a) 상기 교관실 시스템으로부터 위성영상 기반 계기접근차트(Instrument Approach Chart) 화면 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 교관실 시스템으로부터 위성영상 기반 계기접근차트 화면 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 훈련대상항공기의 비행 위치를 확인하는 단계; (c) 상기 교관실 시스템으로부터 축척 변경 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 단계; (d) 상기 교관실 시스템으로부터 축척 변경 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 상기 훈련대상항공기에 관한 변경된 축척의 상기 위성 세부 지리 영상을 검색하는 단계; 및 (e) 상기 변경된 축척의 상기 위성 세부 지리 영상과 계기접근차트 화면을 합성하여 위성영상 기반 계기접근차트 화면을 생성하는 단계의 동작들을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 따라, 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부가 수행하는 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 생성하는 동작은, (a) 상기 교관실 시스템으로부터 위성영상 기반 ASR(Airport Surveillance Radar) 화면 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 교관실 시스템으로부터 위성영상 기반 ASR 화면 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 훈련대상항공기의 비행 위치를 확인하는 단계; (c) 상기 교관실 시스템으로부터 축척 변경 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 단계; (d) 상기 교관실 시스템으로부터 축척 변경 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 상기 훈련대상항공기에 관한 변경된 축척의 상기 위성 세부 지리 영상을 검색하는 단계; 및 (e) 상기 변경된 축척의 상기 위성 세부 지리 영상과 ASR 화면을 합성하여 위성영상 기반 계기접근차트 화면을 생성하는 단계의 동작들을 포함할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 비행시뮬레이터 장치에 있어서 교관실 시스템에 제공되는 각각의 전술상황 화면, 계기접근차트 화면, 및 ASR(Airport Surveillance Radar) 관제화면을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 위성영상 기반의 교관석 화면을 제공하는 비행시뮬레이터 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 비행시뮬레이터 장치의 데이터 저장부에 저장되는 한반도 전역의 축척별 타일 형태 영상의 일부를 보여주는 도면.
도 4a 내지 도 4c는 도 2의 비행시뮬레이터 장치의 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부가 수행하는 각각의 알고리즘들을 나타낸 도면.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 비행시뮬레이터 장치에 있어서 교관실 시스템에 제공되는 각각의 위성영상 기반 전술상황 화면, 위성영상 기반 계기접근차트 화면, 및 위성영상 기반 ASR(Airport Surveillance Radar) 관제화면을 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성영상 기반의 교관석 화면을 제공하는 비행시뮬레이터 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 비행시뮬레이터 장치(1)는 조종실 시스템(100), 교관실 시스템(200) 및 비행시뮬레이션 호스트 시스템(300)을 포함한다.
또한, 비행시뮬레이션 호스트 시스템(300)은 교관실 시스템(200)이 위성영상 기반 항공기 위치정보 제공 기능을 실현할 수 있도록 지원하는 구성으로서, 입출력 인터페이스부(302), 데이터 저장부(304), 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306), 디스플레이 처리부(308), 및 제어부(310)를 포함한다.
여기서, 위성영상 기반 항공기 위치정보란 종래의 비행시뮬레이터 장치에서 교관실 시스템을 통해 제공되었던 일반 타입의 항공기 위치정보 화면에 대해 위성 지리정보 화면을 합성한 화면을 지칭한다. 또한, 위성 지리정보 화면이란 인공 위성을 통하여 획득된 지리적 영상 화면을 지칭한다.
조종실 시스템(100)은 실제 항공기와 동일한 비행 조종기기들과 그 제어 장치를 구비하여 조종사가 비행 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 구성된 시스템이다.
교관실 시스템(200)은 각종 비행 상황 조건을 설정하고 그 비행 상황 조건 하에서의 훈련대상항공기의 각종 비행관련 정보, 예를 들면, 훈련대상항공기의 비행 위치정보를 전술상황 화면, 계기접근차트 화면, ASR 관제 화면을 통하여 모니터링할 수 있도록 구성된 시스템이다.
비행시뮬레이션 호스트 시스템(300)은 조종실 시스템(100) 및 교관실 시스템(200)과의 네트워크 연동이 가능한 서버급의 워크스테이션 단말기를 사양으로 구현되며, 조종실 시스템(100) 및 교관실 시스템(200)의 각각에 대해 공유 메모리와 네트워크(400)를 통해 연동되어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리와 관련된 지시 및 데이터를 신속하게 처리 및 전송하는 기능을 수행한다.
즉, 비행시뮬레이션 호스트 시스템(300)은 교관실 시스템(200)으로부터 수신되는 위성영상 기반 항공기 위치정보 요청신호, 예를 들어, 위성영상 기반 전술상황 화면 요청신호, 위성영상 기반 ASR 화면 요청신호, 위성영상 기반 계기접근차트 화면 요청신호에 대응하는 처리 동작들을 수행하고, 그 처리된 결과를 교관실 시스템(200)의 디스플레이부를 통해 시현한다.
또한, 비행시뮬레이션 호스트 시스템(300)은 조종실 시스템(100)으로부터 수신되는 항공기 위치정보 관련 신호 및 교관실 시스템(200)으로부터 수신되는 위성영상 기반 항공기 위치정보 요청신호에 기초하여, 하나 이상의 알고리즘(예를 들면, 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 알고리즘)에 따라 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 생성하고, 그 생성한 화면 데이터를 디스플레이 처리부(308) 및 제어부(310)의 처리에 따라서 교관실 시스템(200)으로 전송하는 기능을 수행한다. 여기서, 조종실 시스템(100)으로부터 수신되는 항공기 위치정보 관련 신호는 조종실 시스템(100)에 구비된 각 장비의 조작 이벤트 발생에 따라 자동으로 계산되어 전송되는 항공기 위치정보를 포함한다.
이를 위해, 비행시뮬레이션 호스트 시스템(300)은 입출력 인터페이스부(302), 데이터 저장부(304), 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306), 디스플레이 처리부(308) 및 제어부(310)를 포함하여 구성할 수 있다.
입출력 인터페이스부(302)는 조종실 시스템(100) 및 교관실 시스템(200)과 공유 메모리 및 네트워크(400)를 통해 데이터를 입출력할 수 있도록 인터페이스를 수행하며, 이에 따라 두 장치들(100, 200) 간의 연동이 가능하도록 지원한다.
또한, 데이터 저장부(304)는 교관실 시스템(200)으로부터 전송되는 위성영상 기반 항공기 위치정보 시현을 위한 입력 데이터, 예를 들면, 교관실 시스템(200)으로부터 수신되는 화면 요청신호 및 화면 설정조건을 임시로 저장하고, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)에 의하여 처리된 위성영상 기반 항공기 위치정보의 중간 데이터 및 최종 데이터를 저장하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 저장부(304)는 교관실 시스템(200)으로부터 전송되는 위성영상 기반 전술상황 화면 요청신호, 위성영상 기반 ASR 화면 요청신호, 위성영상 기반 계기접근차트 화면 요청신호 및 그 화면들에 대한 설정조건(예를 들어, 위성영상의 축척 조건)들을 임시로 저장하고, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)에 의하여 처리된 위성영상 기반 항공기 위치정보에 관한 중간 데이터 및 최종 데이터를 저장할 수 있다.
특히, 본 실시예에서 데이터 저장부(304)는 위성영상 기반 항공기 위치정보의 생성을 위한 기초 위성영상 정보를 위성영상 데이터 DB로 저장 및 관리하고 있다. 여기서, 데이터 저장부(304)에 저장되는 기초 위성영상 정보는 인공 위성을 통하여 획득된 한 국가(예컨대, 한반도) 전역의 지리 영상을 그 한 국가 전역에 관한 축척별 타일(tile) 형태 영상으로 변환한 정보를 포함한다.
도 3은 데이터 저장부(304)에 위성영상 데이터 DB로 저장되는 한반도 전역의 축척별 타일 형태 영상을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 데이터 저장부(304)에 저장되는 한 국가(예컨대, 한반도) 전역의 축척별 타일 형태 영상은 예를 들어, 하나의 폴더 내에 100 개의 위성 세부 지리 영상(예컨대, 도 3의 "200M_0_15", "200M_0_16", "200M_0_17"… 의 위성 세부 지리 영상)를 포함하는 것으로 구성할 수 있으며, 각각의 위성 세부 지리 영상 크기는 256×256 픽셀을 갖는 것으로 구성할 수 있다.
또한, 데이터 저장부(304)에 저장되는 각각의 위성 세부 지리 영상은 다양한 축척별 이미지, 예를 들어, 200만:1, 100만:1, 50만:1, 25만:1, 10만:1 의 축척별 미지들을 포함할 수 있다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 데이터 저장부(304)에 저장되는 각각의 위성 세부 지리 영상은 한 국가(예컨대, 한반도) 전역에 관한 위성영상 이미지일 수 있다.
위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 입출력 인터페이스부(302)를 통해 교관실 시스템(200)으로부터 수신되는, 위성영상 기반 항공기 위치정보 생성을 위한 각종 요청신호 및 각종 설정조건 명령에 따라 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면을 생성하는 기능을 수행하는 모듈이다. 일 예로서, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 위성영상 기반 항공기 위치정보 생성 알고리즘들에 따라 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면을 생성하는 동작을 수행할 수 있다.
도 4a는 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터의 요청에 따라 위성영상 기반 전술상황 화면 데이터를 생성하는 과정을 나타낸 알고리즘이다.
도 4a를 참조하면, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 기반 전술상황 화면 요청신호를 수신하는 경우(S101), 먼저, 훈련대상항공기(ownship)의 비행 위치 정보를 확인하는 동작을 수행한다(S102). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 조종실 시스템(100)에 구비된 각 장비의 조작 이벤트 발생 신호를 입출력 인터페이스부(302)를 통해 실시간으로 감지하여 훈련대상항공기의 비행 위치 정보를 계산할 수도 있다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 데이터에 관한 축척 변경 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 동작을 수행한다(S103). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 교관실 시스템(200)으로부터 별도의 축척 변경 요청신호를 수신하기 이전에 위성영상 데이터에 관한 특정 축척(예를 들어, 200만:1)을 기본값(기본 축척값)으로 지정하고 있을 수 있다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 데이터에 관한 축척 변경 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 변경된 축척에 따른, 해당 훈련대상항공기의 비행 위치에 대응하는 위성영상 데이터를 검색하는 동작을 수행한다(S104). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 상기 해당 훈련대상항공기의 비행 위치에 대응하는 위성영상 데이터(구체적으로는, 타일 형태의 위성 세부 지리 영상 데이터)를 데이터 저장부(304)에서 검색하는 동작을 수행할 수 있으며, 일 예로서, 데이터 저장부(304)에는 한 국가(예컨대, 한반도) 전역의 위성영상 데이터가 각 축척별로(예를 들어, 200만:1, 100만:1, 50만:1, 25만:1, 10만:1 의 축척) DB에 저장될 수 있다는 것은 앞서 도 3의 관련 부분에서 설명한 바와 같다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 위성영상 데이터 내에 저장되어 있는 타일 형태의 위성 세부 지리 영상과 전술상황 화면을 합성하여 위성영상 기반 전술상황 화면 데이터를 생성하는 동작을 수행한다(S105). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 타일 형태의 위성 세부 지리 영상을 제 1 레이어 화면으로 인식하는 제 1 동작과, 전술상황을 나타내는 화면을 제 2 레이어 화면으로 인식하는 제 2 동작과, 상기 제 1 레이어 화면의 특징점(Feature Point)을 식별하는 제 3 동작과, 상기 식별된 특징점을 기준으로 상기 제 2 레이어 화면의 배열 위치를 결정하는 제 4 동작과, 상기 결정된 배열 위치에 따라 상기 제 1 레이어 화면과 상기 제 2 레이어 화면을 합성하는 제 5 동작의 과정을 통해 위성영상 기반의 전술상황 화면 데이터를 생성할 수 있다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 상기 S105 단계의 과정에 따라 생성된 위성영상 기반의 전술상황 화면 데이터를 교관실 시스템(200)으로 전송하는 동작을 수행한다(S106). 다른 실시예에서, 이러한 S106의 단계 동작은 디스플레이 처리부(308) 및/또는 제어부(310)에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 교관실 시스템(200)은 호스트 시스템(300)으로부터 전송되는 위성영상 기반의 전술상황 화면(또는 화면 데이터)를 일정한 재생 주기에 따라 디스플레이부를 통해 시현한다. 도 5a에는 교관실 시스템(200)의 디스플레이부를 통해 시현된 위성영상 기반의 전술상황 화면을 나타내고 있다.
한편, 상기 S103 단계에서 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 데이터에 관한 축척 변경 요청신호를 수신하지 않은 것으로 판단한 경우, 미리 지정된 기본값(기본 축척값)에 따른, 해당 훈련대상항공기의 비행 위치에 대응하는 위성영상 데이터를 검색하는 동작을 수행한다(S107). 그 후에, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 상기 S105 단계에서와 동일한 처리 동작(S108)과 상기 S106에서와 동일한 처리 동작(S109)을 순차적으로 진행할 수 있다.
도 4b는 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터의 요청에 따라 위성영상 기반 계기접근차트 화면 데이터를 생성하는 과정을 나타낸 알고리즘이다.
도 4b를 참조하면, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 기반 계기접근차트 화면 요청신호를 수신하는 경우(S201), 먼저, 훈련대상항공기의 비행 위치 정보를 확인하는 동작을 수행한다(S202). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 조종실 시스템(100)에 구비된 각 장비의 조작 이벤트 발생 신호를 입출력 인터페이스부(302)를 통해 실시간으로 감지하여 훈련대상항공기의 비행 위치 정보를 계산할 수 있다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 데이터에 관한 축척 변경 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 동작을 수행한다(S203). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 교관실 시스템(200)으로부터 별도의 축척 변경 요청신호를 수신하기 이전에 위성영상 데이터에 관한 특정 축척(예를 들어, 200만:1)을 기본값(기본 축척값)으로서 지정하고 있을 수 있다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 데이터에 관한 축척 변경 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 변경된 축척에 따른, 해당 훈련대상항공기의 비행 위치에 대응하는 위성영상 데이터를 검색하는 동작을 수행한다(S204). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 상기 해당 훈련대상항공기의 비행 위치에 대응하는 위성영상 데이터(구체적으로는, 타일 형태의 위성 세부 지리 영상 데이터)를 데이터 저장부(304)에서 검색하는 동작을 수행할 수 있으며, 일 예로서, 데이터 저장부(304)에는 한 국가(예컨대, 한반도) 전역의 위성영상 데이터가 각 축척별로(예를 들어, 200만:1, 100만:1, 50만:1, 25만:1, 10만:1 의 축척) DB에 저장될 수 있다는 것은 앞서 도 3의 관련 부분에서 설명한 바와 같다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 위성영상 데이터 내에 저장되어 있는 타일 형태의 위성 세부 지리 영상과 계기접근차트 화면을 합성하여 위성영상 기반 계기접근차트 화면 데이터를 생성하는 동작을 수행한다(S205). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 타일 형태의 위성 세부 지리 영상을 제 1 레이어 화면으로 인식하는 제 1 동작과, 계기접근차트 화면을 제 2 레이어 화면으로 인식하는 제 2 동작과, 상기 제 1 레이어 화면의 특징점(Feature Point)을 식별하는 제 3 동작과, 상기 식별된 특징점을 기준으로 상기 제 2 레이어 화면의 배열 위치를 결정하는 제 4 동작과, 상기 결정된 배열 위치에 따라 상기 제 1 레이어 화면과 상기 제 2 레이어 화면을 합성하는 제 5 동작의 과정을 통해 위성영상 기반의 계기접근차트 화면 데이터를 생성할 수 있다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 상기 S205 단계의 과정에 따라 생성된 위성영상 기반의 계기접근차트 화면 데이터를 교관실 시스템(200)으로 전송하는 동작을 수행한다(S206). 다른 실시예에서, 이러한 S206의 단계 동작은 디스플레이 처리부(308) 및/또는 제어부(310)에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 교관실 시스템(200)은 호스트 시스템(300)으로부터 전송되는 위성영상 기반의 계기접근차트 화면 데이터를 일정한 재생 주기에 따라 디스플레이부를 통해 시현한다. 도 5b에는 교관실 시스템(200)의 디스플레이부를 통해 시현된 위성영상 기반의 계기접근차트 화면을 나타내고 있다. 도 5b를 통해 알 수 있는 바와 같이, 위성영상 기반의 계기접근차트 화면에는 비행간행물의 계기접근차트 심볼과 함께 실제 접근지역의 위성 영상이 추가되어 있으며, 이에 따라 교관실 시스템(200)을 이용하는 사용자(예를 들면, 교관)로 하여금 접근영역에 대한 지리 정보를 신속 정확하게 파악할 수 있도록 지원한다. 다른 실시예에서는, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터의 줌인/줌아웃 명령 신호에 따라 상기 제 1 레이어 화면으로 인식된 타일 형태의 위성 세부 지리 영상의 축척을 변경하는 동작을 수행하는 것으로 구성할 수 있다.
한편, 상기 S203 단계에서 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 데이터에 관한 축척 변경 요청신호를 수신하지 않은 것으로 판단한 경우, 미리 지정된 기본값(기본 축척값)에 따른, 해당 훈련대상항공기의 비행 위치에 대응하는 위성영상 데이터를 검색하는 동작을 수행한다(S207). 그 후에, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 상기 S205 단계에서와 동일한 처리 동작(S208)과 상기 S206에서와 동일한 처리 동작(S209)을 순차적으로 진행할 수 있다.
도 4c는 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터의 요청에 따라 위성영상 기반 ASR 화면 데이터를 생성하는 과정을 나타낸 알고리즘이다.
도 4c를 참조하면, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 기반 ASR(airport surveillance radar) 화면 요청신호를 수신하는 경우(S301), 먼저, 훈련대상항공기의 비행 위치 정보를 확인하는 동작을 수행한다(S302). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 조종실 시스템(100)에 구비된 각 장비의 조작 이벤트 발생 신호를 입출력 인터페이스부(302)를 통해 실시간으로 감지하여 훈련대상항공기의 비행 위치 정보를 계산할 수 있다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 데이터에 관한 축척 변경 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 동작을 수행한다(S303). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 교관실 시스템(200)으로부터 별도의 축척 변경 요청신호를 수신하기 이전에 위성영상 데이터에 관한 특정 축척(예를 들어, 200만:1)을 기본값(기본 축척값)으로서 지정하고 있을 수 있다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 데이터에 관한 축척 변경 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 변경된 축척에 따른, 해당 훈련대상항공기의 비행 위치에 대응하는 위성영상 데이터를 검색하는 동작을 수행한다(S304). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 상기 해당 훈련대상항공기의 비행 위치에 대응하는 위성영상 데이터(구체적으로는, 위성 세부 지리 영상 데이터)를 데이터 저장부(304)에서 검색하는 동작을 수행할 수 있으며, 일 예로서, 데이터 저장부(304)에는 한 국가(예컨대, 한반도) 전역의 위성영상 데이터가 각 축척별로(예를 들어, 200만:1, 100만:1, 50만:1, 25만:1, 10만:1 의 축척) DB에 저장될 수 있다는 것은 앞서 도 3의 관련 부분에서 설명한 바와 같다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 위성영상 데이터 내에 저장되어 있는 타일 형태의 위성 세부 지리 영상과 ASR 화면을 합성하여 위성영상 기반 ASR 화면 데이터를 생성하는 동작을 수행한다(S305). 예를 들어, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 타일 형태의 위성 세부 지리 영상을 제 1 레이어 화면으로 인식하는 제 1 동작과, ASR 화면을 제 2 레이어 화면으로 인식하는 제 2 동작과, 상기 제 1 레이어 화면의 특징점(Feature Point)을 식별하는 제 3 동작과, 상기 식별된 특징점을 기준으로 상기 제 2 레이어 화면의 배열 위치를 결정하는 제 4 동작과, 상기 결정된 배열 위치에 따라 상기 제 1 레이어 화면과 상기 제 2 레이어 화면을 합성하는 제 5 동작의 과정을 통해 위성영상 기반의 ASR 화면 데이터를 생성할 수 있다.
다음으로, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 상기 S305 단계의 과정에 따라 생성된 위성영상 기반의 ASR 화면 데이터를 교관실 시스템(200)으로 전송하는 동작을 수행한다(S306). 다른 실시예에서, 이러한 S306의 단계 동작은 디스플레이 처리부(308) 및/또는 제어부(310)에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 교관실 시스템(200)은 호스트 시스템(300)으로부터 전송되는 위성영상 기반의 ASR 화면 데이터를 일정한 재생 주기에 따라 디스플레이부를 통해 시현한다. 도 5c에는 교관실 시스템(200)의 디스플레이부를 통해 시현된 위성영상 기반의 ASR 화면을 나타내고 있다. 도 5c를 통해 알 수 있는 바와 같이, 위성영상 기반의 ASR 화면에는 ASR 접근시의 접근항로 및 접근지역의 위성영상이 시현되어 있으며, 이에 따라 교관실 시스템(200)을 이용하는 사용자(예를 들면, 교관)로 하여금 실제 비행에서와 동일한 접근 관제가 가능하도록 지원한다. 다른 실시예에서는, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터의 축척 변경 요청에 따라 15NM, 20NM, 25NM의 접근거리에 따른 축척의 위성영상 화면을 제공하는 동작을 수행하는 것으로 구성할 수 있다.
한편, 상기 S303 단계에서 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 교관실 시스템(200)으로부터 위성영상 데이터에 관한 축척 변경 요청신호를 수신하지 않은 것으로 판단한 경우, 미리 지정된 기본값(기본 축척값)에 따른, 해당 훈련대상항공기의 비행 위치에 대응하는 위성영상 데이터를 검색하는 동작을 수행한다(S307). 그 후에, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)는 상기 S305 단계에서와 동일한 처리 동작(S308)과 상기 S306에서와 동일한 처리 동작(S309)을 순차적으로 진행할 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 디스플레이 처리부(308)는 제어부(310)의 제어에 따라, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 생성한 위성영상 기반 항공기 위치정보 관련 데이터(위성영상 기반 항공기 위치정보 데이터 생성, 전송, 연산 등에 관한 중간값 및 최종 결과값)를 처리하여 그 결과를 교관실 시스템(200)으로 전송하여 가시화하는 연산 처리를 수행한다. 바람직한 실시예에 따라, 디스플레이 처리부(308)는 매트랩(matlab) 프로그램으로 구성할 수 있다.
제어부(310)는 입출력 인터페이스부(302), 데이터 저장부(304), 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306), 디스플레이 처리부(308)의 동작 및 각 부(302,304,306,308) 간의 데이터 흐름을 통괄적으로 제어하고, 특히 교관실 시스템(200)으로부터의 위성영상 기반 항공기 위치정보 요청신호를 수신하는 경우, 상기 요청신호에 대응하는 프로세스들을 생성 및 스케줄링하여, 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306) 및/또는 디스플레이 처리부(308)의 연산동작을 지시하는 제어동작과, 그 결과값을 교관실 시스템(200)으로 전송하도록 지시하는 제어동작을 수행한다.
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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
또한, 본 발명에 따른 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부(306)가 수행하는 위성영상 기반 항공기 위치정보 생성 알고리즘들은 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 기록될 수도 있다. 이러한 컴퓨터 판독가능한 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능한 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.
또한, 이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다.
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 범위에서 다양한 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 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 비행시뮬레이터 100: 조종실 시스템
200: 교관실 시스템 300: 비행시뮬레이션 호스트 시스템
302: 입출력 인터페이스부 304: 데이터 저장부
306: 위성영상기반 항공기위치정보 처리부
308: 디스플레이 처리부 310: 제어부

Claims (7)

  1. 실제 항공기와 동일한 비행 조종기기들과 그 제어 장치를 구비한 조종실 시스템과, 상기 조종실 시스템의 비행 조건을 설정하는 교관실 시스템과, 및 상기 조종실 시스템과 상기 교관실 시스템에서 발생하는 시뮬레이션 관련 데이터를 공유 메모리를 통해 실시간 처리하고 전송하는 시뮬레이션 호스트 시스템을 포함하여 구성된 비행시뮬레이터 장치에 있어서,
    상기 시뮬레이션 호스트 시스템은,
    상기 교관실 시스템으로부터 수신되는 화면 요청신호 및 화면 설정조건을 임시로 저장하고, 또한 위성영상 기반 항공기 위치정보의 생성을 위한 기초 위성영상 정보를 위성영상 데이터 DB로 저장하는 데이터 저장부;
    상기 교관실 시스템으로부터 수신되는 화면 요청신호 및 화면 설정 조건에 따라 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 생성하는 동작을 수행하는 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부;
    상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부의 동작에 의해 생성된 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 그래픽 화면으로 처리하는 동작을 수행하는 디스플레이 처리부; 및
    상기 데이터 저장부, 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부, 및 상기 디스플레이 처리부 간의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 데이터 저장부에 저장되는 상기 위성영상 데이터 DB에는 타일(tile) 형태의 위성 세부 지리 영상이 축척별 영상으로 저장되어 있으며,
    상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 처리부가 수행하는 상기 위성영상 기반 항공기 위치정보 화면 데이터를 생성하는 동작은,
    (a) 상기 교관실 시스템으로부터 위성영상 기반 전술상황 화면 요청신호, 위성영상 기반 계기접근차트(Instrument Approach Chart) 화면 요청신호 및 위성영상 기반 ASR(Airport Surveillance Radar) 화면 요청신호 중 어느 하나를 수신했는지의 여부를 판단하는 것;
    (b) 상기 교관실 시스템으로부터 상기 화면 요청신호 중 어느 하나를 수신한 것으로 판단한 경우, 훈련대상항공기(ownship)의 비행 위치를 확인하는 것;
    (c) 상기 교관실 시스템으로부터 축척 변경 요청신호를 수신했는지의 여부를 판단하는 것;
    (d) 상기 교관실 시스템으로부터 축척 변경 요청신호를 수신한 것으로 판단한 경우, 상기 훈련대상항공기에 관한 변경된 축척의 상기 위성 세부 지리 영상을 검색하는 것; 및
    (e) 전술상황 화면, 계기접근차트 화면 및 ASR 화면 중 어느 하나와 상기 변경된 축척의 상기 위성 세부 지리 영상을 합성하여, 위성영상 기반 전술상황 화면, 위성영상 기반 계기접근차트 화면 및 위성영상 기반 ASR 화면 중 상기 화면 요청신호와 대응하는 어느 하나를 생성하는 것을 포함하는 비행시뮬레이터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위성 세부 지리 영상은 256×256 픽셀 크기의 타일 형태로, 한 국가 전역의 영상을 표현할 수 있는 갯수만큼 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 비행시뮬레이터 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위성 세부 지리 영상은 200만:1, 100만:1, 50만:1, 25만:1, 10만:1 의 축척별 영상으로 상기 위성영상 데이터 DB에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 비행시뮬레이터 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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