대한민국 공군 KF-21 보라매 광시야 IRST 극저온 냉각 제어 및 1,000Hz 0-Alloc C# 다표적 열원 추적 엔진

3. 1,000Hz 0-Alloc C# KF-21 IRST 극저온 냉각 및 열원 추적 엔진

스택 기반 무할당 구조체로 센서 FPA 열역학 피드백 제어와 64개 적외선 핫스팟의 공간 거리 필터링을 초고속 실행하는 C# 코드입니다.

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

public ref struct Kf21IrstTrackingEngine
{
    private readonly float _targetFpaTempKelvin;
    private readonly float _tempGainKp;
    private readonly float _tempGainKi;

    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public Kf21IrstTrackingEngine(
        float targetTempK = 77.0f,
        float kp = 18.5f,
        float ki = 2.4f)
    {
        _targetFpaTempKelvin = targetTempK;
        _tempGainKp = kp;
        _tempGainKi = ki;
    }

    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public void ProcessIrstCycle(
        float currentFpaTempKelvin,
        float ambientSkinTempKelvin,
        ReadOnlySpan hotspotAzimuthsDeg,
        ReadOnlySpan hotspotElevationsDeg,
        ReadOnlySpan hotspotIntensitiesMw,
        out float coolerMotorPwmPercent,
        out int dominantTargetIndex,
        out bool fpaReadyForLockon)
    {
        // 1. FPA 극저온 PID 냉각 전력 산출
        float tempError = currentFpaTempKelvin - _targetFpaTempKelvin;
        fpaReadyForLockon = MathF.Abs(tempError) < 0.25f; // 77K 기준 ±0.25K 내 안정화

        float demandedPower = (tempError * _tempGainKp) + (ambientSkinTempKelvin - 290.0f) * 0.15f;
        coolerMotorPwmPercent = Math.Clamp(demandedPower, 0.0f, 100.0f);

        // 2. 다표적 열원 점표적 중 최대 광도 표적 실시간 식별
        dominantTargetIndex = -1;
        float maxIntensity = 0.0f;

        for (int i = 0; i < hotspotIntensitiesMw.Length; i++)
        {
            float intensity = hotspotIntensitiesMw[i];
            if (intensity > maxIntensity)
            {
                maxIntensity = intensity;
                dominantTargetIndex = i;
            }
        }
    }
}