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KR20180130464A - 드론 기반의 능동 방어 시스템 - Google Patents

드론 기반의 능동 방어 시스템 Download PDF

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KR20180130464A
KR20180130464A KR1020180061132A KR20180061132A KR20180130464A KR 20180130464 A KR20180130464 A KR 20180130464A KR 1020180061132 A KR1020180061132 A KR 1020180061132A KR 20180061132 A KR20180061132 A KR 20180061132A KR 20180130464 A KR20180130464 A KR 20180130464A
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KR
South Korea
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threat
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active protection
platform
uavs
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KR1020180061132A
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Inventor
예슈룬 예호슈아
Original Assignee
플라산 사사 리미티드
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Publication date
Application filed by 플라산 사사 리미티드 filed Critical 플라산 사사 리미티드
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Abstract

본 발명의 일 양상에 따르면, 위협으로부터 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템이 존재하고, 시스템은:
· 시스템의 동작을 지시하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 플랫폼(platform); 및
· 타겟 주변에서 동작하도록, 및 위협의 검출 및/또는 무효화를 용이하게 하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 무인항공기(unmanned aerial vehicle: UAV)를 포함하고,
플랫폼은 위협을 무효화하기 위한 명령을 자율적으로 검출하고 제공하도록 구성되고, UAV의 각각은 플랫폼(예를 들어, 명령을 UAV에 발행하도록 구성되는 플랫폼)과 통신하도록(예를 들어, 직접, 그 외부의 임의 시스템 및/또는 타겟에 의존하지 않고서) 구성된다.

Description

드론-기반 능동 보호 시스템{DRONE-BASED ACTIVE PROTECTION SYSTEM}
본 발명은 차량 및 다른 타겟(target)을 위한 보호 시스템에 관한 것으로, 특히 능동 보호의 배치를 용이하게 하도록 구성된 시스템에 관한 것이다.
위협을 파괴하거나 우회시킴으로써, 또는 그렇지 않다면 제기된 위험을 제거함으로써 장갑 차량(armored vehicle)과 같은 타겟에 들어오는 위협을 무효화하기 위해, 능동 보호 시스템(active protection system)이 전형적으로 제공된다. 능동 보호 시스템은 일반적으로 2가지 넓은 카테고리(하드-킬 보호조치(hard-kill countermeasure) 및 소프트-킬 보호조치(soft-kill countermeasure))로 나누어진다. 하드-킬 보호조치는 대개 발사체(projectile)와 같은 다른 재료에 의해 충격을 가함으로써 위협을 무효화하는 것에 관련되고, 소프트-킬 보호조치는 대개 위협을 무효화하기 위해 위협의 동작(예를 들어, 전자기, 음향 또는 다른 징후)과 관련되거나 그에 의존하는 물리적 특성(physical property)을 활용하는 것에 관련한다.
많은 종류의 보호조치에 대해, 위협은 타겟으로부터 실행가능한 범위까지 무효화되어야 한다. 일부 경우에(특히 하드-킬 보호조치), 위협의 무효화는 너무 가깝게 발생하는 경우에 타겟을 손상시킬 수 있는 폭발을 수반한다. 다른 경우에(예를 들어 위협이 우회화됨), 무효화가 적절하게 발생함을 보장하기 위해 적합한 거리가 필요하다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 위협으로부터 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템이 존재하고, 시스템은:
· 시스템의 동작을 지시하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 플랫폼(platform); 및
· 타겟 주변에서 동작하도록, 및 위협의 검출 및/또는 무효화를 용이하게 하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 무인항공기(unmanned aerial vehicle: UAV)를 포함하고,
플랫폼은 위협을 무효화하기 위한 명령을 자율적으로 검출하고 제공하도록 구성되고, UAV의 각각은 플랫폼(예를 들어, 명령을 UAV에 발행하도록 구성되는 플랫폼)과 통신하도록(예를 들어, 직접, 그 외부의 임의 시스템 및/또는 타겟에 의존하지 않고서) 구성된다.
UAV의 적어도 일부는 고정 위치(fixed location)에서 맴돌도록 구성될 수 있다.
UAV의 적어도 일부는 고정익기(fixed-wing aircraft)일 수 있다.
UAV의 적어도 일부는 각각 그에 의해 파워링되도록 케이블에 의해 플랫폼 및/또는 타겟에 연결될 수 있다.
UAV의 적어도 일부는 플랫폼 및/또는 타겟으로부터 무선으로 파워를 수신하도록 구성될 수 있다.
UAV의 적어도 일부는 각각 배터리를 포함할 수 있다.
UAV의 적어도 일부는 위협의 검출을 용이하게 하도록 구성된 감시 장비(surveillance equipment)를 포함할 수 있다. UAV는 감시 데이터를 플랫폼에 전송하도록 구성될 수 있고, 플랫폼은 위협을 검출하기 위해 감시 데이터를 프로세싱하도록 구성된다.
감시 장비는 광학 센서(optical sensor), 적외선 센서(infrared sensor), 모션 센서(motion sensor), 열 센서, 및 펄스-도플러 레이더(pulse-Doppler radar)를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
플랫폼은 그 동작을 지시하기 위한 능동 보호 시스템과 통신하도록 구성될 수 있다.
UAV 중 하나 또는 그 이상은 능동 보호 시스템을 포함할 수 있다.
플랫폼은 능동 보호 시스템을 포함할 수 있다.
능동 보호 시스템은 하나 또는 그 이상의 하드-킬 보호조치를 포함할 수 있다.
하드-킬 보호조치는 하나 또는 그 이상의 발사체 및 레이저 무기(laser weapon)(즉, 지시된 에너지의 빔을 방출하도록 구성됨)를 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
UAV 중 하나 또는 그 이상은 위협을 무효화하기 위해 그 위협을 차단하도록 구성될 수 있다(즉, UAV 자체가 하드-킬 보호조치를 구성한다).
능동 보호 시스템은 하나 또는 그 이상의 소프트-킬 보호조치를 포함할 수 있다.
소프트-킬 보호조치는 세균(chaff), 레이더 재밍(radar jamming), 전자기 펄스, 레이저 대즐러(laser dazzler) 및 무선 주파수 교란(radio frequency decoy)을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
UAV의 각각은 그 절대 위치를 결정하도록 구성된 위치 센서를 포함할 수 있다.
시스템은 플랫폼 및/또는 UAV 중 다른 것에 관하여 UAV의 각각의 상대적 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
플랫폼은 타겟 상의 설치를 위해 구성될 수 있다.
타겟은 차량, 예를 들어 장갑 차량일 수 있다.
시스템은 적어도 하나의 태스크의 수행을 개선하기 위해 머신 러닝(machine learning)을 구현하도록 구성될 수 있다.
본원에 개시되는 발명을 더 잘 이해하고 실시에서 실행될 수 있는 방법을 예시하기 위해, 첨부 도면을 참조하여 비-제한 예로서 실시예가 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 능동 보호 시스템의 개략적 예시이다; 및
도 2는 도 1에 예시된 능동 보호 시스템의 구성 예의 개략적 예시이다.
도 1에 예시된 바와 같이, 일반적으로 10으로 표시되는 시스템이 제공된다. 시스템(10)은 탱크(tank), 병사 수송차(personnel carrier), 해양 선박(marine vehicle), 항공기(airborne vehicle) 등일 수 있는 차량(12)과 같은 타겟의 들어오는 위협으로부터의 능동 보호를 용이하게 하도록 구성된다. 위협은 전형적으로 로켓(rocket), 미사일(missile) 등과 같은 발사체이다. 차량(12)이 반드시 시스템(10)의 컴포넌트인 것은 아닌 한편, 시스템(10)에 대한 본원에서의 참조는 명확성을 위해, 문맥으로부터 달리 명확하지 않다면, 또한 차량을 포함할 수 있다. (유사한 및/또는 관련 용어를 포함하는) 위협으로부터의 보호를 용이하게 하는 것에 대한 참조는 위협을 무효화하기 위해 또는 위협을 검출하는 것, 위협을 파괴하는 것, 위협을 손상시키는 것, 위협을 우회시키는 것, 위협을 조기에 활성화시키는 것, 위협을 느리게 하는 것 등을 포함하는(그에 제한되지 않음), 그로부터 타겟을 제거하기 위해 동작에 연결된 일부 또는 전부의 활동을 포함할 수 있다.
본 개시물 및 그 첨부 도면은 육상-기반 차량(land-based vehicle)을 보호하기 위한 시스템을 향해 지시되는 한편, 그와 같은 시스템은 본원에 개시된 발명의 범위로부터 이탈하지 않고서, 필요부분만 수정하여, 항공기, 해양 선박, 빌딩, 야외 장소(outdoor venue), 지리적 위치(geographic location), 기계류(machinery) 등(이에 제한되지 않음)을 포함하는 다른 잠재적 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위해 제공될 수 있음이 더 인식될 것이다.
시스템(10)은 시스템의 동작을 조정하도록 구성된, 하나 또는 그 이상의 무인 항공기(UAV)(14) 및 적어도 하나의 중심 플랫폼(16)을 포함한다. 일부 예에 따르면, 플랫폼(16)은 예를 들어, 차량(12) 상에 실장하기 위해 구성된 독립 유닛(independent unit)으로서 제공되는 차량(12) 상의 설치를 위해 구성될 수 있거나, 차량의 기존 시스템과의 통합을 위해 구성될 수 있다(예를 들어, 차량의 미션 컴퓨터(mission computer)인 기존의 프로세싱 유닛 상에 설치되는 소프트웨어를 포함할 수 있다; 그와 같은 경우에, 차량 그 자체는 시스템의 플랫폼을 구성한다). 다른 예에 따르면, 플랫폼(16)은 예를 들어, 차량(12)으로부터 별개이도록 및/또는 원격이도록, 예를 들어 차량에 가까이 근접하거나 함께 별개의 위치로 유지하도록 구성된 별개의 차량이도록 구성될 수 있다. 플랫폼은 따라서 전용 제어기, 또는 외부 시스템의 제어기의 일부, 예를 들어 차량(12)과 관련된 일부일 수 있는 시스템 제어기를 포함한다.
본원에 명세서 및 청구범위에서, 용어 제어기는 단일 엘리먼트를 참조하여 사용되는 한편, 본원에 개시된 발명의 범위로부터 이탈하지 않고서, 필요부분만 수정하여 서로에 대해 물리적으로 근접하거나 근접하지 않을 수 있는 엘리먼트의 조합을 포함할 수 있다(즉, 용어 제어기는 논리적 설명으로서 사용되고, 반드시 특정 물리적 컴퓨팅 디바이스의 구조적 설명으로서 사용되지 않아도 된다). 더욱이, 다수 제어기의 본원 명세서의 설명 및 첨부된 청구범위에서의 인용은 단일 제어기를 포함하고, 단일 제어기에 의해 실제로 구체화될 수 있다. 유사하게, 그와 같은 설명은 본원에 개시된 발명의 범위로부터 이탈하지 않고서, 필요부분만 수정하여, 제어기 중 다른 하나에 의해 실제로 실행되는 특정 제어기에 할당되는 바와 같이 본원에 설명된 기능을 가지는 다수의 제어기를 제공하는 것을 포함한다. 추가로, 실행하는 제어기의 (첨부된 청구범위에서의 인용을 포함하는) 본원의 개시물이 실행 또는 다른 유사 언어로 구성되는 것은 암시적으로 본원에 개시된 발명의 범위로부터 이탈하지 않고서, 필요부분만 수정하여, 그 기능을 실행하도록 구성되는, 실행하는 시스템(10)의 다른 엘리먼트를 포함한다.
플랫폼(16)은 차량(12)과 관련되는 것으로서 첨부 도면을 참조하여 설명되고 그 도면에 예시되는 한편, 그와 같은 시스템은 본원에 개시된 발명의 범위로부터 이탈하지 않고서, 필요부분만 수정하여, 다른 차량, 정지 위치 등과 관련될 수 있음이 인식될 것이다. 본원에 개시된 발명의 범위로부터 이탈하지 않고서, UAV(14) 등 중 하나와 같은 육상 차량, 해양 선박, 항공기에 사용하기 위해 적응되도록, 필요부분만 수정하여 플랫폼(16)이 제공될 수 있음이 더 인식될 것이다.
UAV는 대전차 미사일(anti-tank missile) 등과 같은 고속-이동 위협(fast-moving threat)을 빠르게 검출하고 및/또는 무효화하는 것을 용이하게 할 수 있도록 차량(12)의 주변에서 동작하도록(즉, 물리적으로 동작 동안 비행하도록) 구성된다. 일부 예에 따르면, 주변이란 위협이 시작되는 거리를 초과하지 않는 거리 내에 있는 것으로 생각될 수 있다. 다른 예에 따르면, 주변은 약 100 m 내에 있다(약 328 ft). 특정 거리가 예를 들어, 약 100 m(약 328 ft)를 초과하여 변화할 수 있지만, 여전히 위협이 시작되는 거리보다 작다는 것이 인식될 것이다.
UAV(14)의 각각은 이하에 설명되는 바와 같이, 그 동작, 특히 그 엘리먼트의 동작을 지시하기 위한 UAV 제어기(예시되지 않음)와 관련될 수 있다. 추가로, UAV 제어기는 예를 들어, 그로부터 정보 및/또는 데이터를 수신하기 위해, 및/또는 그 동작을 지시하기 위해, UAV(14)의 엘리먼트와 직접 및/또는 간접으로 통신하도록 구성된다. UAV 제어기는 UAV(14)의 엘리먼트, 다른 UAV, 플랫폼(16)(예를 들어, 플랫폼 제어기), 및/또는 예를 들어, 직접 제어되는 외부 시스템 사이의 데이터의 전송/수신을 용이하게 하기 위해 하나 또는 그 이상의 통신 모듈을 포함할 수 있다.
UAV 제어기는 UAV(14)의 엘리먼트로서 또는 그에 외부적으로, 예를 들어 플랫폼(16) 상에 제공될 수 있고, (예를 들어, 이하에 설명된 바와 같은) UAV의 엘리먼트가 그와 통신하도록 구성된다.
UAV(14)는 각각 그 위치를 결정하기 위해 위치 센서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 일부 비-제한 예에 따르면, 위치 센서는 UAV(14)의 절대 위치를 결정하도록 구성되고, 따라서 위성 위치 확인 시스템(global positioning system)(GPS) 수신기를 포함할 수 있다. 다른 비-제한 예에 따르면, 위치 센서는 다른 UAV, 플랫폼(16), 차량(12)과 같은 시스템(10)의 다른 엘리먼트에 관하여, 및/또는 외부 시스템에 관하여 UAV(14)의 위치를 결정하도록 구성된다. 위치 센서는 UAV(14)의 배향을 절대적으로 및/또는 시스템(10)의 다른 엘리먼트 및/또는 외부 시스템에 관하여 결정하도록 더 구성될 수 있다.
추가 예에 따르면, 위치 센서는 상술한 바와 같이, UAV(14)의 절대 및/또는 상대 위치를 결정하는 것을 용이하게 하도록 구성된다. 절대 포지션의 계산을 개선하기 위해, 및/또는 그 반대의 경우를 위해, 그 엘리먼트로부터의 GPS 데이터와 함께, 다른 엘리먼트에 대한 상대적 포지션에 관한 데이터를 활용하도록 더 구성될 수 있다.
일부 예에 따르면, UAV(14)의 각각은 임의의 방향으로 이동하도록 및/또는 맴돌도록, 즉 단일 포지션에서 비행중으로 남아있도록 구성된다. 따라서, UAV는 운동 및/또는 그 맴돌이를 가능하게 조정하도록 설계되는 복수의 로터(rotor)(18)를 포함할 수 있다. 다른 예(예시되지 않음)에 따르면, UAV의 각각은 고정익기일 수 있다. 추가 예에 따르면, 시스템(10)은 맴돌이 및 고정익기 UAV 둘 다를 포함한다.
시스템(10)은 들어오는 위협을 검출하도록 구성된다. 일부 예에 따르면, 플랫폼(16)은 검출을 수행하도록 구성된다. 검출을 용이하게 하기 위한 정보는 외부 소스(예를 들어, 감시 차량, 위성 등) 및/또는 임의의 다른 적합한 소스로부터, 플랫폼(16) 및/또는 차량(12)과 관련된 센서를 사용하여 임의의 알려진 방식으로 수집될 수 있다.
대안적으로 또는 추가로, UAV(14) 중 하나 또는 그 이상은 들어오는 위협의 검출을 용이하게 하도록 구성되는 감시 장비(20)를 포함할 수 있다. UAV(14)는 추가의 프로세싱을 위해(즉, 특정 위협의 타입을 식별하고, 및/또는 위협의 궤도 여부를 식별하고 및 차량에 충격을 줄 가능성 및/또는 그 충격이 발생하기 쉬운 차량의 장소를 평가하기 위해) 플랫폼 제어기 및/또는 UAV 제어기에 감시 장비(20)에 의해 수집된 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 감시 장비(20)는 광학 센서, 적외선 센서, 모션 센서, 열 센서 및 펄스-도플러 레이더 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 감시 장비(20)는 추가로 또는 대안적으로 들어오는 위협의 검출을 용이하게 하기 위해 적합한 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다.
언급된 바와 같이, 플랫폼 제어기는 들어오는 위협의 존재, 아이덴티티(identity), 발사체, 및/또는 임의의 다른 필요한 파라미터를 결정하기 위해 감시 장비(20)와 통신하고 그에 의해 수집된 감시 데이터를 분석하도록 구성될 수 있다. 일부 예에 따르면, 플랫폼 제어기는 UAV(14)로부터 수신된 감시 데이터에 더하여 결정을 행하는데 있어서, 예를 들어,시스템(10)에서의 다른 UAV(14)로부터 및/또는 외부 시스템으로부터와 같이, 다른 소스로부터 수집된 감시 데이터를 활용하도록 구성된다.
임의의 감시 데이터가 또한 예를 들어, 감시를 수행하는 디바이스와 관련된 위치 데이터를 포함할 수 있음이 인식될 것이다.
일부 예에 따르면, 다수의 UAV(14)는 들어오는 위협의 존재, 아이덴티티, 발사체, 및/또는 임의의 다른 필요한 파라미터를 독립적으로 결정하도록, 및 다른 것들을 이용한 결정을 검증하도록 구성될 수 있다. 다수의 UAV는 예를 들어, 위협의 충격까지 결정된 시간량에 기초하여 이러한 검증을 선택적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 플랫폼 제어기는 소스의 서로 다른 서브세트(예를 들어, 서로 다른 UAV, UAV 및 외부 소스 등)로부터의 감시 데이터에 각각 기초하여 들어오는 위협의 존재, 아이덴티티, 발사체 및/또는 임의의 다른 필요한 파라미터의 독립적 평가를 수행하도록 그리고 서로 그 평가를 검증하도록 구성될 수 있다.
플랫폼(16) 및/또는 UAV(14) 중 하나 또는 그 이상은 검출된 위협을 무효화하는 것을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 이들은 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 보호조치의 배치를 지시함으로써, 위협을 직접 차단함으로써, 또는 둘 다의 조합에 의해 이를 달성하도록 설계될 수 있다. 플랫폼(16)/UAV(14)는 실패의 경우에 임의선택적으로 제 2 보호조치의 배치를 지시하는, 무효화 시도의 성공을 결정하기 위해 위협을 모니터하도록 더 구성될 수 있다.
보호조치는 차량(12)에 충격을 주기 전에 위협을 무효화하기 위한 임의의 적합한 방식일 수 있다. 전형적으로, 보호조치는 특정 타입의 위협을 무효화하는데 효과적이도록 설계된다. 위협은 더 이상 차량(12)을 위협하지 않는 경우에, 또는 차량에 대한 위협이 감소되는 경우에 무효화되는 것으로 생각될 수 있다. 이것은 그 중에서도, 위협의 파괴, 위협이 조기에 및/또는 부적절하게 개시하게 야기하는 것, 개시하는 능력을 방지하는 것, 그 위협을 우회시키는 것, 그 안정성을 교란하는 것, 그 동작 및/또는 가이던스 시스템 등과 방해하는 보호조치를 구현하는 것을 포함할 수 있다. 보호조치는 위협을 무효화하기 위해 하나 또는 여러 방법을 사용하도록 구성될 수 있다.
따라서, 플랫폼(16) 및/또는 UAV(14) 중 하나 또는 그 이상이 식별된 위협에 대해 가장 적합한 보호조치의 배치를 지시하도록, 및/또는 단일 위협에 대한 보호조치의 2개 또는 그 이상의 타입의 배치를 지시하도록 구성될 수 있다.
일부 예에 따르면, 보호조치는 UAV(14) 중 하나 상에, 또는 플랫폼(16) 상에, 배치를 위해 제공된다. 일부 예에 따르면, 보호조치는 외부 것인데, 즉 전혀 시스템(10)에 의해 배치되지 않는다; 오히려, 이들 예에 따르면, UAV(14) 또는 시스템의 다른 엘리먼트는 외부 장치 또는 시스템에 보호조치를 배치하도록 지시한다.
보호조치는 발사체, 펠렛(pellet), 레이저 무기 등(그에 제한되지 않음)을 포함하는 하나 또는 그 이상의 하드-킬 보호조치를 포함할 수 있다. 보호조치는 세균, 레이더 재밍, 하나 또는 그 이상의 전자기 펄스, 레이저 대즐러 및 무선 주파수 교란을 포함하는(그에 제한되지 않음) 하나 또는 그 이상의 소프트-킬 보호조치를 포함할 수 있다.
일부 비-제한 예에 따르면, 플랫폼(16) 및/또는 UAV(14) 중 하나 또는 그 이상은 동일한 타입 또는 서로 다른 타입일 수 있는 하나 또는 그 이상의 보호조치를 실행한다. 따라서 플랫폼(16) 및/또는 UAV(14) 중 하나 또는 그 이상은:
· 위협을 무효화하기 위해 보호조치를 식별하고 배치하도록 자율적으로 작동하도록;
· 무효화하기 위해 보호조치를 배치하는 위협을 식별하기 위해, 시스템(10)의 다른 UAV(14) 중 하나 또는 그 이상과 같은 외부 소스로부터 데이터를 활용하도록; 및/또는
· 외부 소스에 의해 식별되는 위협을 무효화하기 위해 보호조치를 배치하도록 지시될 수 있게 구성될 수 있다.
다른 비-제한 예에 따르면, 플랫폼(16) 및/또는 UAV(14) 중 하나 또는 그 이상은 하나 또는 그 이상의 외부 보호조치가 배치되게 지시하도록 구성된다. 외부 보호조치는 UAV(14) 중 다른 하나 또는 외부 시스템에 의해 실행될 수 있다. 외부 보호조치의 배치를 지시할 때, 플랫폼(16) 및/또는 UAV(14) 중 하나 또는 그 이상은 위협의 아이덴티티, 발사체 및/또는 임의의 다른 관련 파라미터에 관한 데이터를 보호조치를 배치하는 장치에 더 제공할 수 있다. 외부 보호조치는 차량(12)의 능동 보호 시스템의 일부일 수 있다.
추가의 비-제한 예에 따르면, 시스템(10)은 UAV(14) 중 하나로 위협을 직접 차단함으로써 위협을 무효화하도록 구성된다. 일부 예에 따르면, UAV(14)는 예를 들어, 서로 다른 보호조치의 배치를 허용할 시간이 없는 경우에, 위협을 위해 적합한 다른 보호조치가 이용가능하지 않은 경우에, 최후의 수단으로서 이 옵션을 활용하도록 구성된다. UAV(14)에 의한 직접 차단은 여러 방식 중 하나로 달성될 수 있다:
· UAV(14)는 들어오는 위협의 경로로 지시하도록 및/또는 차량(12)으로부터 위협을 멀리 끌어내도록 구성될 수 있다.
· 시스템(10)의 다른 엘리먼트(예를 들어, 다른 UAV(14) 및/또는 플랫폼(16))는 차단하는 UAV의 제어를 가정하고 들어오는 위협의 경로로 그 제어를 지시하도록 구성될 수 있다.
상기 중 어느 한 쪽에 따르면, 다른 UAV(14) 및/또는 시스템(10)의 엘리먼트는 무효화 시도의 성공을 결정하기 위해 위협을 모니터하도록 구성될 수 있다.
일부 예에 따르면, UAV(14) 중 일부 또는 전부는 예를 들어 그로부터 파워를 수신하기 위해 및/또는 그 사이의 통신을 용이하게 하기 위해 시스템(10)의 다른 엘리먼트에 기능적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, UAV(14) 중 일부 또는 전부는 차량(12) 또는 플랫폼(16)에 케이블(22)에 의해 기능적으로 연결될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, UAV(14) 중 일부 또는 전부는 예를 들어, 그 전체 내용이 본원에 인용에 의해 포함되는, Association for Computing Machinery, 페이지 495-506에 따른 "Proceedings of the 20th annual International Conference on Mobile Computing and Networking"에 공개된 Jouya Jadidian & Dina Katabi에 의한 "Magnetic MIMO: How to Charge Your Phone in Your Pocket"에 개시된 바와 같이 마이크로파 방사선(microwave radiation)을 사용하여, 또는 멀티-코일 자기 빔 형성을 사용함으로써 24로 표시된대로, 무선으로 기능적으로 연결될 수 있다. 무선 파워 전송의 일부 방법은 필요부분만 수정하여, 전송기에 관한 UAV의 상대적 위치를 결정하는 것을 용이하게 하도록 사용될 수 있음이 인식될 것이다.
일부 비-제한 예에 따르면, UAV(14)는 시스템(10)의 다른 엘리먼트(예를 들어, 케이블(22)을 통해, 무선으로 공급되는 등)에 의해 공급된 파워로 직접 동작하도록 구성된다.
다른 비-제한 예에 따르면, UAV(14)는 그 동작을 파워링하기 위한 배터리(도시되지 않음)를 포함하고, 배터리를 충전하기 위해 시스템(10)의 다른 엘리먼트에 의해 공급되는 전기 파워를 활용하도록 구성된다. 일부 수정에 따르면, UAV(14)는 시스템의 다른 엘리먼트에 기능적으로 연결될 때(예를 들어, 케이블(22)이 분리되는 경우, 무선 전송이 차단되는 경우 등) 배터리 파워로부터 스위칭하는, 시스템(10)의 다른 엘리먼트에 의한 또는 배터리로부터 직접 공급되는 파워를 선택적으로 사용하도록 구성될 수 있다. 이들 예에 따르면, UAV(14)는 비행 동안 외부 파워 소스가 이용가능하지 않다면 요구되는 것보다 작은 배터리를 포함할 수 있다. 추가로, 이들 예에 따른 UAV(14)는 필요한 경우(예를 들어, 들어오는 위협을 직접 차단할 때)의 시간 주기 동안 케이블(22)로부터 연결해제되어 동작할 수 있다.
언급된 바와 같이, UAV(14)와 시스템(10)의 다른 엘리먼트 사이의 기능적 연결은 그 사이의 통신을 포함할 수 있다. 정보는 수집된 데이터, 다른 UAV에 의해 수집된 데이터, (예를 들어, 상술한 바와 같은) 하나 또는 그 이상의 보호조치의 배치를 위한 UAV에 의한 및/또는 UAV용 명령 등(이들에 제한되는 것은 아님)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
일부 비-제한 예에 따르면, UAV 제어기는 그에 의해 수집된 데이터의 최소 프로세싱을 수행하도록 구성되는데, 프로세싱을 위해, 플랫폼(14)과 같은 시스템(100)의 다른 엘리먼트에 수집된 생 데이터(raw data)를 전송하도록 구성된다. 이것은 UAV(14)에 의해 요구되는 파워를 낮출 수 있고, 여러 UAV(14)에 의해 수집된 데이터가 함께 프로세싱되고, 그에 의해 초기 프로세싱 후에 각 UAV(14)로부터의 정보를 상관시킬 필요성을 제거함에 따라, 전체 프로세싱 효율성을 더 강화할 수 있다. 추가로, 파워 요건, 열 소실, 하드웨어의 중량, 비행중인 컴포넌트를 보호하도록 요구되는 추가의 하드웨어와 같이, 프로세싱 파워와 관련된 비용(즉, 중량, 파워 요건 등)이 전형적으로 UAV에 의해서보다 플랫폼에 의해 더 용이하게 발생하거나, 그 내부의 통합에 의해 불필요하게 만들어지기 때문에(예를 들어, 플랫폼은 UAV에 의해 수집된 데이터의 프로세싱을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있는 그 다른 기능을 위한 강력한 프로세서를 포함할 수 있음), UAV(14)에 동일한 프로세서를 제공하기보다는 플랫폼(16)에 더 강력한 프로세서를 제공하는 것과 관련된 제약이 더 적게 존재할 수 있다.
첨부 도면을 참조하여, 그리고 첨부 도면에 예시된 바와 같이 상술한 시스템(10)은 차량(12)을 보호하기 위해 하나 또는 그 이상의 UAV(14)와 관련된 플랫폼(16)에 관한 것이다. 본원에 개시된 발명의 범위로부터 이탈하지 않고서, 필요부분만 수정하여 여러 수정이 제공될 수 있음이 인식될 것이다. 동일한 비-제한 예에 따르면, 시스템(10)은 여러 차량(12)에 대한 보호를 제공하도록 구성될 수 있다. 일 경우에, 예를 들어, 하나 이상의 차량(12)이 동시에 위협받는 경우에, 시스템(10)은 그 차량 중 어느 것이 보호를 받기 위한 더 높은 우선순위에 있는지를 결정할 수 있다. 그 결정은 차량의 상대적 전략 가치, 그로부터 보호받지 못한 경우에, 다른 차량에 대해, 그 위협으로부터 지탱할 수 있는 손상 등에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
다른 비-제한 예에 따르면, 시스템은 하나 이상의 플랫폼(16)을 포함할 수 있다. 플랫폼은 동일한 차량(12) 상에 있을 수 있는데, 예를 들어 하나 또는 그 이상이 서로 다른 차량 상에 리던던트 플랫폼(redundant platform)으로서 기능하고, 예를 들어 시스템(10)은 하나 이상의 차량, 및/또는 서로 다른 타입에 대한 보호를 제공하고, 예를 들어 시스템은 차량-기반 플랫폼뿐 아니라 추가적인 플랫폼을 포함한다.
추가의 비-제한 예에 따르면, 각 시스템(10)은 예를 들어, 그 사이에 데이터를 교환하고, 보호조치를 배치하기 위해 서로 지시하는 등, 다른 시스템과 함께 동작하도록 구성될 수 있다.
다른 비-제한 예에 따르면, 시스템(10)은 그와 함께 동작하는 UAV(14)의 수에서의 변화에 적응하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 동작 동안 새롭게 추가된 UAV(14)를 수용하도록 또는 예를 들어, 다른 시스템을 위한 보조를 제공하기 위해 UAV(14) 중 하나를 포기하도록 구성될 수 있다. 따라서, 각 시스템(10)은 다른 시스템과 통신하도록, 예를 들어, 그와 같은 보조를 요청하도록, 및/또는 그와 같은 요청을 수신할 때 제공할 능력을 평가하도록 구성될 수 있다.
일부 예에 따르면, UAV(14)는 위협을 식별하고 및/또는 무효화하는 것을 용이하게 하기 위해 그들 사이에서 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, UAV(14)는 위협을 식별하고, 및 위협을 무효화하도록 작동하게 UAV(14) 중 하나의 동작을 지시하기 위해 감시 데이터를 프로세싱함으로써, 플랫폼(16)에 독립적으로(전체로 또는 부분적으로) 동작할 수 있다. UAV는 그와 같은 태스크 중 하나 또는 그 이상을 달성하는 것을 용이하게 하기 위해 그 중에서도, 생 감시 데이터 및/또는 프로세싱 정보(이에 제한되지 않음)를 포함하는 정보를 공유할 수 있어서, 그에 의해 UAV(14) 중 일부 또는 전부가 다른 UAV 중 일부 또는 전부 및/또는 플랫폼(16)에 의해 수집된 정보를 활용하게 허용한다. 유사하게, 시스템(10)은 플랫폼(16)이 (위협에 관한 정보, 예를 들어, 위치, 발사체, 속도, 위협 타입 등을 포함하는) 식별된 위협을 무효화하기 위해 UAV(14)에 명령을 발행하도록 설계될 수 있고, UAV는 예를 들어, UAV가 작동해야 하는 등, 무효화의 동작 상세를 결정하기 위해 그 사이에서 통신하도록 구성된다.
(본원에 설명되거나 달리 설명된) 임의의 동작을 실행할 때, UAV(14) 및/또는 플랫폼(16)이 하나 또는 그 이상의 태스크의 성능을 계속해서 개선하기 위해, 시스템(10) 또는 다른 시스템의 다른 엘리먼트 중 일부 또는 전부로부터 수집된 데이터에 기초하여, 통계 데이터를 활용하도록 구성될 수 있음이 인식될 것이다. (그와 같은 개선은 종종 머신 러닝으로 지칭된다.) 그 개선은 위협의 식별, 위협의 무효화, 그 동작 중 하나 또는 그 이상의 최적화 및/또는 다른 적합한 태스크에 관련할 수 있다.
도 2에 개략적으로 예시된 바와 같이, 시스템은 각각 그로부터 거리(r1)를 연장하는 소프트-킬 보호조치를 배치하도록 구성되는, 여러 UAV(14)가 차량(12)을 둘러싸게 동작하도록 구성될 수 있다. UAV(14)가 차량(12)으로부터 멀리 이격됨에 따라, 여러 UAV(14)에 의해 제공된 조합된 보호 영역은 r1보다 큰 거리(r2)에서 위협을 무효화할 수 있다. (예를 들어, 반경(r2)을 가지는) 더 큰 존(zone)을 효과적으로 보호하기 위해 여러 더 작은 보호 존(예를 들어, 각각 반경(r1))을 제공함으로써, 소프트-킬 보호조치 영역을 배치하도록 요구된 에너지량이 그 소스로부터 연장하는 거리에 따라 증가하기 때문에, 더 큰 반경에 의해 정의되는 영역에 보호를 발생시키도록 요구되는 에너지량은 차량(12) 상에 배치된 장비에 의해 보호가 제공되었다면 요구된 것과 비교하여 감소될 수 있다. 따라서, 시스템(10)은 차량 자체 상에 배치된 장비를 사용하여 그와 같은 위협으로부터 보호하도록 요구되는 것보다 더 적은 에너지를 사용하면서, 차량(12)으로부터 큰 거리에 있는 위협에 대해 보호하도록 사용될 수 있다. 상기는 소프트-킬 보호조치를 참조하여 설명되었지만, 필요에 따라 수정하여, 하드-킬 보호조치에 동일한 바가 적용됨이 인식될 것이다.
예를 들어, 위협의 방향이 알려지는 상황에서, UAV(14)가 완전히 차량(12)을 둘러싸는 것이 아니라, 예를 들어 그 일 측 상에 배치되도록 시스템(10)이 배치될 수 있음이 인식될 것이다.
시스템(10)은 위협을 검출하고 무효화하기 위해 자율적으로, 즉 자동으로 및/또는 사용자 중재(intervention) 없이 작동하도록 구성될 수 있음이 인식될 것이다. 추가로, UAV(14)가 차량(12)으로부터의 거리에서 동작할 수 있음에 따라, 그 보호에 기여하기 위한 시스템(10)의 사용은 검출 및 무효화를 위한 엘리먼트가 차량 자체에 위치되는 전형적인 것보다 차량으로부터 멀리 떨어진 거리에서 위협의 무효화를 발생시킬 수 있다. 위협의 무효화가 차량(12)에 부수적 피해를 발생시킬 수 있음에 따라(예를 들어, 미사일의 무효화가 스스로 그로부터의 너무 작은 거리에서 발생하는 경우에 차량에 손상을 야기시킬 수 있는 폭발을 수반할 수 있음에 따라), 위협이 무효화될 수 있는 거리를 증가시키는 것은 차량을 더 보호할 수 있고, 일부 경우에, 그와 같은 부수적 피해로부터 차량을 쉴드(shield)하는데 필요한 보호 갑옷의 중량을 감소시킨다.
본 발명이 속하는 당업자는 수많은 변화, 변형 및 수정이 본원에 개시된 발명의 범위로부터 이탈하지 않고서, 필요부분만 수정하여 이루어질 수 있음을 용이하게 인식할 것이다.

Claims (23)

  1. 위협(threat)으로부터의 타겟(target)의 능동 보호(active protection)를 용이하게 하기 위한 시스템에 있어서,
    · 상기 시스템의 동작을 지시하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 플랫폼(platform); 및
    · 상기 타겟 주변에서 동작하도록, 그리고 상기 위협의 검출 및/또는 무효화를 용이하게 하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 무인 항공기(unmanned aerial vehicle: UAV)를 포함하고,
    상기 플랫폼은 상기 위협을 무효화하기 위한 명령을 자율적으로 검출하고 제공하도록 구성되고, 상기 UAV의 각각은 상기 플랫폼과 통신하도록 구성되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 UAV 중 적어도 일부는 고정 위치(fixed location)에서 맴돌도록 구성되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 UAV 중 적어도 일부는 고정익기(fixed-wing aircraft)인 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 UAV 중 적어도 일부는 각각 그에 의해 파워링되는 케이블(cable)에 의해 상기 플랫폼 및/또는 상기 타겟에 연결되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 UAV 중 적어도 일부는 상기 플랫폼 및/또는 상기 타겟으로부터 파워(power)를 무선으로 수신하도록 구성되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 UAV 중 적어도 일부는 각각 배터리를 포함하는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 UAV 중 적어도 일부는 상기 위협의 검출을 용이하게 하도록 구성된 감시 장비(surveillance equipment)를 포함하는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 UAV는 감시 데이터를 상기 플랫폼에 전송하도록 구성되고, 상기 플랫폼은 상기 위협을 검출하기 위해 상기 감시 데이터를 프로세싱하도록 구성되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 감시 장비는 광학 센서(optical sensor), 적외선 센서(infrared sensor), 모션 센서(motion sensor), 열 센서 및 펄스-도플러 레이더(pulse-Doppler radar)를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상을 포함하는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랫폼은 그 동작을 지시하기 위해 능동 보호 시스템과 통신하도록 구성되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 UAV 중 하나 또는 그 이상은 상기 능동 보호 시스템을 포함하는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 플랫폼은 상기 능동 보호 시스템을 포함하는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 능동 보호 시스템은 하나 또는 그 이상의 하드-킬 보호조치(hard-kill countermeasure)를 포함하는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 UAV 중 하나 또는 그 이상은 상기 위협을 무효화하기 위해 상기 위협을 차단하도록 구성되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 하드-킬 보호조치는 하나 또는 그 이상의 발사체 및 레이저 무기(laser weapon)를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 능동 보호 시스템은 하나 또는 그 이상의 소프트-킬 보호조치(soft-kill countermeasure)를 포함하는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 소프트-킬 보호조치는 세균(chaff), 레이더 재밍(radar jamming), 전자기 펄스, 레이저 대즐러(laser dazzler) 및 무선 주파수 교란(radio frequency decoy)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 UAV의 각각은 그 절대 위치를 결정하도록 구성된 위치 센서를 포함하는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 UAV의 각각의 상기 플랫폼 및/또는 상기 UAV 중 다른 것에 대한 상대적 위치를 결정하도록 구성되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랫폼은 상기 타겟 상의 설치를 위해 구성되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟은 차량인 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 차량은 장갑 차량(armored vehicle)인 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 태스크의 성능을 개선하기 위해 머신 러닝(machine learning)을 구현하도록 구성되는 것인,
    위협으로부터의 타겟의 능동 보호를 용이하게 하기 위한 시스템.
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