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고고도 환경에서 적외선 스트랩다운 탐색기를 이용한 초고속 표적 미사일 추적 및 요격기법 연구

Title
고고도 환경에서 적외선 스트랩다운 탐색기를 이용한 초고속 표적 미사일 추적 및 요격기법 연구
Author
이원준
Advisor(s)
송택렬
Issue Date
2017-02
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
본 논문에서는 표적 탄도미사일을 고고도 환경에서 적외선 스트랩다운 탐색기를 탑재한 전술 유도탄을 이용하여 종말단계에서 표적을 추적하고 요격하는 기법에 대해 소개한다. 먼저, 3자유도 운동방정식을 이용하여 표적 탄도미사일의 궤적을 생성했고 표적은 스커드 미사일의 한 종류로 설정하였다. 요격 종말 단계에서 탐색기를 통해 표적을 추적하고 요격하는 기법이므로 표적이 영상에 맺히는 시점은 원거리 표적 상태이다. 이를 탐지/추적 하기 위해 원거리 표적에 적합한 영상 공간필터를 연구하였고 표적의 측정치 산출을 위해 이진화 문턱치 산출 기법을 연구하였다. 사용된 추적 필터는 트랙관리 기반의 자료결합형 필터인데 이 알고리즘들은 측정치 정보를 이용하여 트랙존재확률과 표적의 상태정보를 추정할 수 있다. 트랙관리 기법을 통해 거짓트랙을 제거나 확정트랙을 생성할 수 있는데 이는 표적을 Lock on 할 때 이용된다. 표적이 Lock on 된 후에는 강인하고 빠른 표적 추적을 위해 영상의 전체 영역을 검사하는 것이 아닌 표적에 대한 ROI (Region of Interest, 관심영역)를 산출하여 그 부분만 영상처리 하여 표적을 탐지/추적 한다. 또한 표적과 근접함에 따라 영상처리 기법을 원거리 표적 상태와는 달리하여 효율적으로 표적을 추적할 수 있다. 이러한 과정들을 통해 표적에 대한 관측각 (Look angle)을 산출하고 산출된 관측각과 요격탄 자세를 결합하여 호밍유도 기법에 대표적인 PNG (Proportional Navigation Guidance) 기법에서 필요한 시선각속도를 추정한다. 시선각속도는 유도명령에 직접적인 영향을 미치므로 추정 정확성이 매우 중요하다. 이를 위해 IMM-KF (Interacting Multiple Model-KF)을 연구하였고 KF 와 시선각속도 추정 정확성 및 연산량을 비교해 보았다. 전반적인 요격 시뮬레이션은 Direct SDK 툴을 통해 3차원 공간에서 표적 탄도탄과 요격탄 그리고 고고도 환경을 묘사했고 카메라 함수를 이용해 2차원 탐색기 영상을 모델링하였다. 또한 6자유도 운동방정식과 2차 time delay(autopilot)를 적용하여 유도 명령에 따른 요격탄의 움직임을 시뮬레이션 했다.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/124089http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000429880
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GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > ELECTRONIC SYSTEMS ENGINEERING(전자시스템공학과) > Theses (Master)
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