KR100323171B1 - 일체형,재구성가능개인-휴대용모듈러시스템 - Google Patents

일체형,재구성가능개인-휴대용모듈러시스템

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KR100323171B1
KR100323171B1 KR1019970706569A KR19970706569A KR100323171B1 KR 100323171 B1 KR100323171 B1 KR 100323171B1 KR 1019970706569 A KR1019970706569 A KR 1019970706569A KR 19970706569 A KR19970706569 A KR 19970706569A KR 100323171 B1 KR100323171 B1 KR 100323171B1
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디. 그로스，마이클
칼슨，데니스
피. 빌리모리아，로힌튼
지. 툴리，더글라스
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글렌 에이치. 렌젠, 주니어
레이티언 캄파니
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Abstract

본 명세서에는, 여러 주변 시스템들의 결합을 위한 포컬 포인트를 제공하는 임무 지향 하드웨어 및 소프트웨어를 갖는 모듈러 컴팩트 컴퓨터(201a)를 포함하고, 군사적 또는 법집행 전술적 상황들에 사용하기 위해 특별하게 채택된 일체형 재구성가능 개인-휴대용 통신 시스템(100)이 개시되어 있다. 재구성가능 개인-휴대용 시스템(100)은 일체형 오디오 헤드셋 어셈블리(450)를 구비한 탄도 헬멧(402)을 제공한다. 헬멧(402)은 또한, 헬멧에 장착된 레이저 탐지 시스템(408, 410), 무기에 장착된 써말 무기 사이트(525), 원격 비디오 시스템(535), 및 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530)를 통해서 원격 화상을 제공하는 모듈러 헤드업 디스플레이 어셈블리(432)를 포함한다. 헤드업 디스플레이 어셈블리(432) 및 오디오 헤드셋 어셈블리(450)는 사용자에게 다음과 같은 전술적 정보를 제공한다. 즉, 헬멧에 장착된 탐지기들(408, 410)로부터의 360도 레이저 탐지, 무기에 장착된 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530)로부터의 직접 및 간접적인 표적 교전을 위한 표적 위치, 및 모듈러 로드 운반 디바이스(601) 내에 결합된 글로벌 위치결정 시스템(245) 및 개인 라디오 모듈(243)로부터의 네비게이션 위치결정과 같은 정보를 제공한다. 개인-휴대용 시스템(100)의 일체성 및 모듈성으로 인해 사용자에게 향상된 감지 기능 및 통신 능력을 제공할 수 있는 융통성있고, 임무 지향적 시스템을 제공하게 된다.

Description

일체형, 재구성 가능 개인-휴대용 모듈러 시스템{INTEGRATED, RECONFIGURABLE MAN-PORTABLE MODULAR SYSTEM}
현대 기술, 특히 컴퓨터 및 전자 장치들은 최근에 급속하게 진보되었다. 따라서, 이러한 진보된 기술들을 전쟁의 기술에 적용하면 많은 이점이 제공될 것이다. 특히, 현대 병사들이 전장(戰場) 상황에서 임무를 더욱 잘 수행하는데 도움을 주고 그들이 생존할 가능성을 증가시키도록 설계된 무기 및 그 밖의 다른 장비들에 이러한 진보된 기술들을 적용하는 것이 바람직할 것이다.
역사적으로, "랜드 워리어(Land Warriors)"(LW)라고 불리는 보병들은 총 전투 사상자들의 퍼센트율이 비교적 컸었다. 전형적으로, 병사의 생존율은 전장 기동(battle maneuver) 동안에 피복, 탄약, 네비게이션 장비, 통신 장비, 및 화기(火器) 같은 개별적인 군수품들을 운반하는 병사 개인의 능력에 기초하였다. 현대의 군대가 직면한 난관은 LW들이 불확정적이고 종종 혼란스러운 상황 하에서 동작하기에 충분하게 즉각 반응하고 융통성을 유지하면서 살상률, 생존율, 이동성, 및 통신 기능을 향상시키는 최적의 방법을 발견하는 것을 포함한다.
이러한 난관을 극복하기 위해 사용된 하나의 방법은, 실시간 상황인식(real-time situational awareness) 능력 및 진보된 통신 능력을 병사에게 제공할 수 있는 복잡한 시스템의 구성요소로서 병사를 보는 것이다. 상기 언급된 문제점을 지원하기 위해, 본 발명은 향상된 시야(vision), 통신, 무기 및 제어 인터페이스 시스템(이하 LW 시스템)을 제공한다. LW 시스템은 전장 상에서의 여러 위험들로부터 병사를 보호하면서 병사의 동작 효과를 증가시키는 모듈러(modular), 병사-중심 개인 전투 시스템(soldier-centered individual fighting system)이다. LW 시스템은, 전장에서 병사에게 진보된 능력을 제공하는 결합성(cohesive), 경량, 비용-효과적인 시스템과 최신 기술의 컴포넌트들을 결합시킨다.
LW 시스템의 핵심은, 임무 지향(mission oriented) 하드웨어 및 소프트웨어를 통해서 LW 전기 시스템을 제어하고 컴포넌트 기능들을 포함하고 있는 모듈러 컴팩트 컴퓨터(modular compact computer)이다. LW 시스템은, 써말 무기 사이트(thermal weapon sight), 무기에 장착된 비디오 카메라, 및 헬멧에 장착된 야간 관측 이미지 증강 장치(helmet-mounted night-vision image intensifier) 및 레이저 탐지 시스템을 통해서 원격 화상을 제공하는 모듈러 헤드-업 디스플레이(modular heads-up display)를 갖는 탄도 헬멧(ballistic helmet)을 포함한다. LW 시스템은 분대 및 지휘관(들) 내에서의 개인간 통신 및/또는 지휘본부(들)로의 통신을 위한 개인 라디오를 포함한다. 컴퓨터, 라디오들, 및 다른 전기적 컴포넌트들이, 컨투어된 로우 프로파일 백팩(contoured low profile backpack), a.k.a. 로드 운반 장비(load carrying equipment; LCE) 내에 장착되며, 핸드 프리 동작(hand free operation)을 위한 리모트 이어폰 및 마이크로폰이 헬멧장비 내에 구축된다.
LCE는 LW 시스템 컴포넌트들의 결합을 위한 백본(backbone)을 제공하고 병사들의 팩 로드(pack load)를 지원한다. LCE는 원사이즈 피츠 올 프레임(one-size fits all frame)을 제공하며 완전히 조정가능하며 다수의 모듈러 로드 팩(modular load pack)들을 운반할 수 있다. 로드 팩들은 고유한 임무 요구사항에 대해서 다양한 결합 형태로 프레임에 부착될 수 있으며 일체형 신속 해제 장치(integrated quick release mechanism)를 통해 LCE 프레임으로부터 신속하게 제거될 수 있다.
병사의 무기에 장착된 몇 가지 하이테크 컴포넌트들이 전술적 기능을 향상시킨다. 예를 들어, 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(laser rangefinder/digital compass assembly)는 직접 및 간접 표적 교전(target engagement)을 위한 정확한 표적 위치를 제공한다. 써말 사이트(thermal sight) 및 비디오 카메라는, 표적들을 헤드-업 디스플레이 상에 표시하여서 병사가 전장의 위협에 노출되는 것을 최소로 하면서 표적을 포착하고 교전하기 위해 사용된다. LW 시스템 병사들은 일체형 글로벌 위치결정 시스템(global positioning system) 및 컴퓨터/라디오 시스템을 사용함으로써 그들의 위치를 결정하고 네비게이션할 수 있다. 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리는, (위성 관할 밖이거나 또는 글로벌 위치결정 시스템이 고장난 경우) 글로벌 위치결정 시스템 정보가 없을 때 위치를 결정하고 네비게이션하는 데에 사용될 수 있다.
LW 시스템의 중요한 설계 특성은, 병사들의 편안감 및 이동성을 개선시키는 융통성을 제공하고, 정비 작업(maintenance task)들을 더욱 용이하게 해주는 컴포넌트들의 모듈성이다. 본 시스템의 부가적인 특성은, 중량을 최소화시키고, 시스템의 견고성 및 병사의 궁극적인 이동성 및 편안감을 부가시키면서 LCE 내에 내장되어서 부주의에 의한 단절 및 장애로부터 보호하는 일체화된 배선 하니스(wiring harness) 및 커넥터 시스템이다.
<발명의 요약>
본 발명은 혁신적이고 향상된 비전(vision) 및 통신이 가능한 랜드 워리어(LW) 시스템을 제공한다. LW 시스템은 병사에게 실시간 상황 인식 및 향상된 통신 기능을 제공할 수 있는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템이다. 이 모듈러 시스템은 다수의 재구성 가능한 모듈러 서브시스템들, 일체형 유닛으로서 병사에 의해 서브시스템을 운반하여 서브시스템들과 병사 간의 정보의 흐름을 원활하게 하는 로드 운반 장비, 및 서브시스템들과 병사 간의 정보의 흐름을 동작가능하게 처리하고 제어하는 데이터 제어 디바이스를 포함한다.
LW 시스템은 군대, 법집행기관 등과 같은 비교적 크거나 혹은 개별적인 응용 장치에 채용될 수 있다. LW 시스템은 미션 테일러링(mission tailoring)과, 미래의 기술적 진보의 용이한 적용을 위한 다중 레벨의 모듈러이다.
LW 시스템은 이동성, 살상률, 및 생존율을 증가시킴으로써 임무 수행능력을 최대화한다. 병사는 완전 일체화된 LW 시스템 설계의 기초이다. LW 시스템은 병사 이외에도, 5개의 서브시스템을 갖는데, 즉 일체형 헬멧 어셈블리(Integrated Helmet Assembly; IHAS), 컴퓨터/라디오(Computer/Radio; CRS), 무기(Weapon; WS), 보호의 및 개인 장비(Protective Clothing and Individual Equipment; PCIES), 및소프트웨어(SS)를 갖는다. LW 시스템은 병사가 전장에서 나타나는 물리적이고 인식가능한 요구들을 처리하여서 임무 수행 능력, 전투 효율성 및 생존율이 더욱 커질 수 있도록 하기 위해 기능적으로 패키징된 디자인으로 상기 언급된 서브시스템들을 심리스(seamless) 일체화시킨다.
일체화된 헬멧 어셈블리 서브시스템은 병사가 임무를 성공적으로 완수하는데 필요한 모든 정보에 대한 일체형 단안(monocular) 헤드-업 디스플레이를 포함한다. 지도, 전투 상황도(combat graphics), 아군 및 적군 위치, 위협 탐지, 표적 거리 및 각도, 및 무기 사이트 뷰잉(weapon sight viewing) 같은 전장 정보가 모두 병사에 의해 제어된다. 일체형 헬멧 어셈블리 디자인은, 탄도 헬멧, 서스펜션/리텐션 어셈블리(suspension/retention assembly), 마이크로폰, 스피커, 레이저 탐지기들, 및 주간/야간 시계 디스플레이(day/night sight displays)를 포함한다.
컴퓨터/라디오 서브시스템은, 플러그-인, 플러그-아웃 PCMCIA 회로 카드 구조 상에 구축되며, 이에 의해 모듈성 및 신뢰성이 높아지고, 현재의 기술적 진보에 부합하도록 갱신될 수 있게 된다. 컴퓨터/라디오 서브시스템은 로드 운반 장비(LCE) 내에 내장되어, 라디오 방송, 무기 인터페이스, 및 센서 디스플레이를 제어함으로써 데이터 흐름을 효과적으로 제어한다.
무기 서브시스템은 병사들이 쉽게 사용할 수 있는 센서 어레이를 제공한다. 병사의 무기들에 결합된 라이브 비디오 카메라(live video camera), 적외선, 레이저 측거의/디지털 컴퍼스, 써말 무기 사이트 및 클로즈 전투 광학기기(close combat optic)들은 병사들이 표적을 더욱 효과적으로 지시하고 명중시키게 해준다.
보호의 및 개인 장비 서브시스템은 하니스가 전혀 노출되지 않게 하면서 배선 하니스의 토르소 세그먼트(torso segment)를 완전하게 포함하는 원 사이즈 피츠 올 로드 운반 장비(one size fits all load carrying equipment)를 제공한다. LW 신체 아모(body armor)는 로드 운반 장비와 결합되어 있으며 측면 개방 아모 조끼(side opening armor vest)를 제공한다. 이 측면 개방 디자인으로 인해 통풍, 열 스트레스 감소, 군복 포켓들로의 용이한 접근, 및 필요에 따라서는 의료적 접근도 가능하게 된다. 이 조끼는 또한 보호성을 증가시키기 위한 탄도 플레이트(ballistic plate)를 수납하는 측면 개방 전면 및 배면 플레이트 포켓도 포함한다.
LCE는 LW 시스템의 모듈러 컴포넌트들 간의 통신을 위한 플랫폼으로서 기능한다. LCE에 의해 운반되는 로드는, 착용자의 몸체의 무게 중심에 근접해 있으며 어깨와 히프 사이에 분포되어서 병사들의 편안감 및 이동성을 향상시키도록 설계된다. 보호의 및 개인 장비 서브시스템은 또한 LCE로부터 첨가되거나 또는 제거될 수 있는 모듈러 로드 팩들을 포함하여서 임무에 불필요한 아이템들을 착용/운반하는 부담이 없이 미션 테일러링을 가능하게 해준다.
컴퓨터 CPU를 실행시키는 경우의 소프트웨어 서브시스템은 LW 시스템의 향상된 기능성을 제공한다. LW 시스템을 위한 소프트웨어는 3개의 컴퓨터 소프트웨어 구성 아이템들로 구성되는데, 즉 시스템 소프트웨어, 응용 소프트웨어, 및 미션 데이터 지원 소프트웨어로 구성된다. 시스템 소프트웨어는 군대 또는 법집행 공통 오퍼레이팅 환경에 LW 오퍼레이팅 시스템을 맞추는데(tailor) 사용될 수 있다. 또한, 시스템 소프트웨어는 LW 컴포넌트들과의 톱 레벨 제어/인터페이스(top level control/interface), 데이터 핸들링 및 보급, 시스템 진단 및 상태, 전력 관리, 및 온라인 헬프 특성(on line help feature)들을 제공한다. 응용 소프트웨어는 디지털 지도 디스플레이, 명령 및 제어 메시지 전송(command and control messaging), 비디오 이미징 처리, 개별적이고 단위적 화력협조(Individual and unit fire coordination), 임무 계획(mission planning), 및 위치/네비게이션 디스플레이 같은 핵심적인 전장 기능을 제공한다. 미션 데이터 지원 소프트웨어는 제거가능한 메모리 모듈들의 준비, 및 LW 시스템의 동작 동안에 발생된 미션 로그들로부터의 데이터의 추출을 지원한다.
LW 시스템은 병사와, 전자 컴포넌트, 개인 장비, 무기류, 및 위험 보호를 전체적으로 일체화시킨다. LW 시스템의 특정 목적 및 장점은 다음을 포함하는데, 즉 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 장비(LRF/DCA) 및 글로벌 위치결정 시스템(GPS)에 의해 제공된 표적 위치 정확도의 증가; 야간 비전 장비에 의해 허용된 야간 동작의 향상 및 적의 위치, 표적 위치에 대한 정확한 감시 데이터를 신속하게 교환하는 기능 및 병사, 분대, 및 지휘본부(들) 간의 강화된 명령 및 제어를 포함한다. 상기 모든 것은 병사의 이동성, 유지력 및 생존율을 향상시키면서 구현된다.
본 발명은 일체형 재구성가능 개인-휴대용 모듈러 시스템에 관한 것이다.
도 1은 랜드 워리어(LW) 시스템의 블록도.
도 2는 랜드 워리어 서브시스템들 및 이와 인터페이스되는 외부 시스템들 간의 데이터 흐름의 개략도.
도 3은 일체형 로드 운반 장비(LCE) 및 컴퓨터/라디오 서브시스템(CRS)의 단면도.
도 4는 본 발명에 따라 장착된 일체형 헬멧 장비 서브시스템 및 레이저 탐지 시스템의 측면도.
도 4a는 본 발명에 따른 키보드 및 핸드 헬드 디스플레이의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 무기 서브시스템의 도면.
도 6은 로드 운반 장비(LCE) 및 팩 로드 모듈의 분해 등척도.
도 7은 본 발명에 따른 랜드 워리어 완전 방탄 동의 시스템의 도면.
도 8은 본 발명에 따른 부가적인 탄도 방호를 위한 하드 아모판을 도시하는 랜드 워리어 방탄 동의 조끼의 사시도.
도 1에 도시된 것과 같은 LW 시스템(100)은 일반적으로 전투 효과, 상황 인식, 및 전장에서의 LW의 생존율을 증가시키기 위한 다수의 모듈러 컴포넌트들로 구성된다. 양호한 실시예에서, 본 발명의 LW 시스템(100)은 5개의 주요 서브시스템들, 즉 (1) 컴퓨터/라디오 서브시스템(CRS)(200), (2) 무기 서브시스템(WS)(500), (3) 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(IHAS)(400), (4) 보호의 및 개인 장비 서브시스템(PCIES)(600), 및 (5) 소프트웨어 서브시스템(300)으로 구성된다.
< (1) 컴퓨터/라디오 서브시스템(200) >
컴퓨터/라디오 서브시스템(CRS)(200)은, 다양한 주변 시스템들과, 병사에게 디스플레이하기 위한 데이터를 수집하고 정리하고 조작하는데 요구되는 계산 리소스들과의 결합을 위한 포컬 포인트(focal point)를 제공한다. 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)은 또한 병사가 다양한 서브시스템들을 제어하기 위한 제1 제어 인터페이스를 포함한다.
도 3을 참조하면, 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)은 로드 운반 장비(LCE)(601)의 하부 프레임 모듈(634) 내에 부착된다. 백팩과 유사하게, LCE(601)가 병사에게 착용되는 경우, 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)은 무게 중심을 낮추는 경우에 병사의 낮은 요추 영역에 위치한 상태를 유지한다. 이것은 병사의 척추에 스트레스를 주는 것을 방지한다. 이 LCE(601)는 주전력 배터리(644) 및 배선 하니스 및 그 커넥터들을 포장하여 필드에서 방해가 될 수 있는 느슨한 케이블링을 방지한다.
컴퓨터/라디오 서브시스템(200)은 LCE(601) 프레임-워크(frame-work)와 함께 일체화된다. 주 컴퓨터/라디오 서브시스템 서브-어셈블리들 각각은 개별적이고 전체적으로 실드된 유닛 내에 있다. 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)의 주요 컴포넌트들은 분대 라디오(214a), 병사 라디오(241b), 컴퓨터(201a), 정보 보안(Information security; INFOSEC) 모듈(242), 및 글로벌 위치결정 시스템 수신기(GPS)(245)를 포함한다. 컴퓨터(201a)는 컴퓨터 시스템의 업그레이드를 지원하기 위해 486 컴퓨터 카드, 소거가능 및 소거불능 메모리 카드, 비디오 카드, 및 표준 I/O 인터페이스 카드 같은 퍼스널 컴퓨터 메모리 국제 규약(PCMCIA) 기술 및 표준 저전력 컴포넌트들을 사용한다. 메인 프로세서는 다양한 컴퓨터 컴포넌트들과 통신하기 위해 표준 ISA PC 버스를 사용한다. 퍼스널 컴퓨터 메모리 국제규약(PCMCIA) 비디오 기술 및 하이 레벨 메인 프로세서들을 통한 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)은 비디오 처리 기능을 제공한다. 컴퓨터(201a)의 비디오 처리 기능은 병사가 써말 무기 사이트(525), 및 비디오 카메라(535)(도 5 참조)로부터의 그래픽 정보를 생성, 변경, 및 저장할 수 있게 한다. 써말 무기 사이트(525), 및 비디오 카메라(535)는 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(LRF/DCA)(530)와 결합하여 사용된 경우, 열악한 조건 하에서 장거리에서 증가된 사격 정확도를 가지고 표적 식별 및 교전을 가능하게 해준다.
외부 인터페이스들(당 분야에 공지된 타입 RS232 커넥터(225), 원격 라디오 제어(226), 당 분야에 공지된 타입 DS101 커넥터(228), 등)이 용이한 접속을 위해 LCE 프레임(601)의 측면을 따라 배치되어 있다. 이들 커넥터들은 손상을 방지하기 위해 프레임 내에 오목한 곳에 배치되고 사용중이 아닌 경우 덮개가 씌워질 수 있다. 라디오 모듈(243), 컴퓨터 모듈(244), 글로벌 위치결정 안테나(640c), 병사 라디오 안테나(640b), 및 분대 라디오 안테나(640a)는 병사들의 움직임과의 간섭을 최소화하기 위해 LCE(601)의 보호 덮개 내에 적재된다. 글로벌 위치결정(640c) 및 병사 라디오(640b) 안테나들은 양호하게는 분대 라디오 안테나(640a)로부터의 대역 간섭을 감쇠시키면서 비교적 협대역을 갖는 원뿔 나선형 다이폴(conical spiral dipole)이다. 안테나의 원뿔 형태는 모든 위치의 사용에 대한 반원형 적용범위, 엘레베이션 각(elevation angle)이 낮은 경우에도 로우 프로파일 및 우수한 축비 성능(axial ratio performance)을 제공한다. 이들 두 안테나들은 원형으로 편극되었으며(polarized), 각각은 간섭을 최소화하기 위해 반대의 편극(polarization)을갖는다. 부가적으로 나선 다이폴은 병사와 팩 로드로 인한 패턴 왜곡을 최소화하기 위해 지향성을 제공한다. 분대 라디오(241a)에 대해서, 대략 5 킬로미터의 통신 범위를 획득하기 위해 더 긴 "휩(whip)" 스타일 안테나가 양호하다. 분대 라디오 안테나(640a)는 길이가 거의 3 피트인 가요성 다이폴 타입이다. 케이블들 및 동봉물들(enclosure)의 실딩(shielding)은 라디오들(241a)(241b), 글로벌 위치결정 수신기(245) 및 컴퓨터(201a)의 동작 간의 양립성을 보장한다.
컴퓨터/라디오 서브시스템(200)은 LW 시스템(100)에 대한 모든 통신 리소스들(resource)을 제공한다. 이것들은 표준 푸시-토크 음성(push-to-talk voice) 및 음성 활성(voice activated)(핸드-프리) 통신들, 텍스트 메시지, 및 비디오 이미지 전송을 포함한다. 지점간 음성 및 데이터 통신에 부가적으로, LW 시스템(100)은 분대 라디오(241a)를 사용함으로써 표준 군대 VHF 라디오 네트(standard military VHF radio net)에 대한 접속성 및 프로토콜 관리를 제공할 수 있다.
컴퓨터/라디오 서브시스템(200)은 중앙 ISA 버스 하이 레벨 컴퓨터(201a)를 가지도록 설계되었다. 도 5에 도시된 바와 같이, 원격 입력 조준 디바이스(RIPD)(250), 무기 서브시스템(500), 및 써말 무기 사이트(TWS)(525)는 컴퓨터(201a) 내의 메인 프로세서 어셈블리(main processor assembly)(201)와 직접 인터페이스한다. 커서 이동을 위한 감압 터치패드(pressure sensitive touch pad)(250a), 선택키, 에스케이프 키(escape key), 및 라디오 컨트롤들을 포함하는 RIPD(250)는 LW 시스템(100)의 헤드-업 디스플레이 상에 디스플레이되는 윈도우를 통해서 컨트롤들(즉, 선택 컨트롤, 에스케이프 컨트롤, 병사 라디오 푸시-토크 컨트롤, 분대 라디오 푸시-토크 컨트롤, 병사 라디오 볼륨 컨트롤, 분대 라디오 볼륨 컨트롤)을 활성화시키고, 그래픽들을 조작하고(manipulate), 메뉴 옵션들을 선택하도록 병사에 의해 사용되는 중요한 사용자 입력 디바이스이다.
비디오 디스플레이들 및 비디오 처리 기능들은 컴퓨터 모듈(244) 내의 PCMCIA 비디오 어셈블리에 의해 제공된다. 명령 및 제어 메시지들, 저장 이미지들, 지도들, 및 텍스트 데이터는 컴퓨터(244)에 의해 PCMCIA 인터페이스 상에서 전송된다. PCMCIA 비디오 어셈블리는 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(IHAS)(400) 및 키보드/핸드-헬드 디스플레이(260)(도 4a 참조)로 표준 VGA 출력을 제공한다. 저장 이미지에 부가적으로, PCMCIA 비디오 어셈블리는 비디오 카메라(535) 또는 써말 무기 시스템(525)으로부터 라이브 비디오 디스플레이들을 출력한다. PCMCIA 비디오 어셈블리는 비디오 카메라(535) 또는 써말 무기 시스템(525)로부터의 이미지 캡쳐 및 캡쳐된 또는 저장된 이미지들에 대한 이미지 압축/해제를 제공한다.
컴퓨터 모듈(244)의 제어 하에서의 통신들은 병사 라디오(241b), 분대 라디오(241a)(존재할 경우)에 의해 그리고 인터페이스 커넥터(226)를 통해서 외부 라디오로 지원된다. 병사 라디오(241b)는 분대 멤버들 간의 음성 및 데이터 통신들을 제공한다. 병사 라디오(241b)는 M16QAM 디지털 파형을 사용하며 음성 또는 디지털 데이터를 용이하게 수용한다. 그 동작의 노말 모드에서, 병사 라디오 네트워크 상의 모든 데이터는 우리의 정보 보안 어셈블리(242)에 의해 암호화된다. 컴퓨터 모듈(244) 내의 오디오 증폭기-I/O 프로세서는 RIPD(250) 상의 라디오 컨트롤들을 모니터하고 보안 음성 모드를 위한 음성 디지털화 및 재구성을 제공하고, 각각의 라디오들로 음성 및 데이터를 루트하고, 라디오들로의 제어 인터페이스를 관리한다. 정보 보안 어셈블리(INFOSEC)(242)는 데이터 암호화를 위한 2개의 개별적인 분리된 경로들을 제공한다. 분대 라디오(241a)로의 경로는 하드웨어 기본 타입 I 암호화(hardware based Type I encryption)를 제공하며, 병사 라디오(241b)로의 경로는 소프트웨어 기본 타입 III 암호화(software based Type III encryption) 알고리즘을 사용한다.
디폴트 모드(즉, 컴퓨터 고장)에서, 병사 라디오(241b)는 사전 할당된 디폴트 주파수 채널 상에서만 음성으로 동작한다. RIPD(250)은 병사와 LW 시스템(100) 간의 제1 입력 인터페이스이다. RIPD(250)는 병사의 필요성과 기호에 따라 병사의 우측 또는 좌측에 착용될 수 있다. 컨트롤들은 접속의 편의를 위해 배치되며 아모를 끼고 사용할 수 있는 크기를 갖는다. 부가적으로, RIPD(250) 상의 라디오 볼륨 컨트롤은 컴퓨터 고장의 경우에 활성을 유지한다.
일체화된 글로벌 위치결정 수신기(245)는 컴퓨터 모듈(244) 내의 I/O 프로세서의 일부인 RS232 표준 인터페이스를 통해서 제어된다. 글로벌 위치결정 수신기(245)는 사용자 선택 그리드 기준 시스템(grid reference system)에 기초하여 다양한 포맷으로 정확한 위치 정보(위도, 경도, 고도)를 제공한다. 병사는 자신의 위치, 분대 멤버들 및 다른 유닛들의 위치, 및 네비게이션 중간지점(navigation way-point) 정보를 제공/디스플레이하기 위해 글로벌 위치결정 정보를 사용한다.
부가적으로, 글로벌 위치결정 수신기(245) 출력은 네트워크 타이밍, 정보 보안(242) 타이밍, 포트(226)를 통하여 접속된 외부의 지상/기상(ground/airborne) 라디오 타이밍을 유지하고 컴퓨터(201a) 실시간 클럭에 대한 정확한 업데이트를 제공하기 위해 사용된 매우 정확한 일일 시간 정보(거의 +/-100 ns 내외)를 포함한다. 정보 보안(242) 및 라디오 관리 기능에 대한 타임 정보는 컴퓨터 고장의 경우에 그러한 기능들이 지속될 수 있게 하는 글로벌 위치결정 수신기(245)로부터의 직접 입력이다.
컴퓨터/라디오 서브시스템(200)에 대한 전력은 컴퓨터 모듈(244) 내의 전력 컨버터/전력 관리 모듈에 의해 제공된다. 메모리 홀드 배터리를 제외하고는, 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)의 모든 전력은 메인 배터리들(644)에 의해 공급된다. 컴퓨터/라디오 서브시스템(200) 내의 전력은 일차적으로 PCMCIA 버스를 사용하여 배분된다. 다른 어셈블리들은 전력 관리 어셈블리로부터 직접 전력을 수신한다. 전력 관리 어셈블리는 PCMCIA 버스에 부착된 개별적인 카드들 및 전력 컨버터로부터 전력을 직접 수신하는 어셈블리들을 완벽하게 제어한다. 이것은 컴퓨터/라디오 서브시스템(200) 내에서 전력 관리의 제1 레벨을 형성한다. 부가적으로, 컴퓨터(210a), 병사 라디오(241b), 분대 라디오(241a), 및 글로벌 위치결정 수신기(245)는 각자의 동작 모드 및 용법에 기초하여 부가적인 전력 제어를 이행하며, 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)에 대한 전력 관리의 제2 레벨을 제공한다.
< (2) 무기 서브시스템(500) >
LW 시스템(100)은 병사, 모듈러 무기(536)(M16A2E4, M4E2, 등), 및 무기 서브시스템(WS)(500)을 주간, 야간 및 다양한 전투 조건 하에서 동작할 수 있는 전투시스템으로 결합시킨다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 무기 서브시스템(500)은 병사가 모든 서브시스템들의 능력을 완전하게 사용할 수 있게 하는 하나의 완전한 시스템을 형성하기 위해 컴퓨터/라디오 서브시스템(200), 및 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(400)과 결합된다. 무기 서브시스템(500)은 모듈러 무기(536), 써말 무기 사이트(TWS)(525), 모듈러 무기(536)에 동작가능하게 접속된 비디오 카메라(535) 및 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530), 및 적외선 조준광(537)을 포함한다(도 5). 비디오 카메라(535)는 이미지를 전달하고, 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530)는 무기 서브시스템(500)에 의해 처리하기 위해 선택된 표적에 관계된 거리, 방위각, 및 고도를 전달한다. 써말 무기 사이트(525) 또는 비디오 카메라(535)로부터의 이미지, 및 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530) 데이터는 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템 헤드-업 디스플레이(432)(도 4) 상에 직접 보여질 수 있어서, 병사가 무기에 장착된 디스플레이에 의존하지 않게 해준다. 이 정보는 또한 컴퓨터/라디오 서브시스템(200) 통신 기능들을 사용하여 다른 분대 멤버들 및 지휘관에게 전달될 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 당분야에 공지된 타입의 무기 세그먼트 하니스(970)는 정션 블록(925)을 통해서 무기 서브시스템(500)을 병사, 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(400) 및 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)으로 접속시킨다. 양호한 실시예에서, 배선 하니스(970)는 병사가 비탈진 위치에 있는 경우, 덤불 또는 빽빽한 공간을 통하여 이동하는 경우, 또는 구석 발포/감시 위치 바로 위 또는주위에 있는 경우 병사와의 간섭을 피하기 위해 감겨진(coiled) 소직경의 케이블이다. 배선 하니스(980)의 센서 세그먼트는 간섭 없이 모듈러 무기(536)을 열 수 있도록 경첩을 달 수 있다. 배선 하니스(970)는 도선이 내장되고 외부 껍질에 차폐물이 설치된 몰드 실리콘으로 형성될 수 있다. 껍질은 하니스에 대한 환경적 보호 및 구조를 제공하며 무기(536)의 적용에 요구된 가요성을 제공하면서 적합한 지지력을 제공하는 몰드되고, 글래스 충진된 나일론을 주입함으로써 만들어 질 수 있다.
하니스(970)는 모듈러 무기(536) 상으로 스냅하고(snap) 스크류(screw)하며 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530), 써말 무기 사이트(525), 적외선 조준광(537), 및 왼손 또는 오른손잡이 사용자를 위해 장착된 원격 컴퓨터 컨트롤들(550)을 신속하게 상호접속시킨다. 원격 컴퓨터 컨트롤 패드(550)는 모듈러 무기(536)의 트리거 상에 배치된다. 컨트롤 패드(550)는 병사가 모듈러 무기(536)을 고정시키고 조준하며 컨트롤들을 조정하기 위해 발사 위치로부터 그들의 손을 이동시키거나 선택된 표적으로부터 눈을 뗄 필요 없이 LW 시스템(100)의 특성 및 장점을 사용할 수 있도록 배치된다.
무기 서브시스템(500)은 또한 잠재된 적의 발포에 그들의 손들 및 그들의 무기만을 노출시키기만 하면서 비디오 카메라(535) 및 써말 무기 사이트(525)를 뷰잉 디바이스로서 사용하면서 잠복지로부터 전장을 감시할 수 있는 장점을 병사에게 허여한다. 비디오 카메라(535) 및 써말 무기 사이트(525)의 확대 및 고분해능은 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(400) 상에 보여지고, 컴퓨터/라디오서브시스템(200)에 저장되고, 효율적인 정찰을 위해 지휘관에게 역송신될 수 있는 고품질의 이미지들을 제공한다.
임무 필요성의 광범위한 다양성에 부합하도록 무기 서브시스템(500)이 용이하게 재구성될 수 있다는 것을 무기 서브시스템(500)의 모듈러 특성이 보장한다는 것이 무기 서브시스템(500)의 특성이다. 모든 컴포넌트들은 무기(536)를 따라 레일(rail) 장착되고 레일을 따라 제거되거나 또는 재배치될 수 있다. 유용성을 최대화하기 위한 신뢰성이 최대화되며, 유용한 임무 수명을 연장하기 위해 전력이 엄밀하게 관리된다. 병사의 생존율은 엄폐물로부터 전장을 감시하기 위한 무기 장착 써말 무기 사이트(525) 및 비디오 카메라(535)를 사용함으로써 향상된다. 더욱이, 병사의 인지(認知)가 없이는 어떤 광선(가시광선 또는 근적외선)도 방출되지 않아서, 병사의 위치를 노출시킬 수 있는 우발적인 가시 신호를 제거한다.
정확한 직접 및 간접 사격을 위해 정확한 표적 위치들을 정확하게 조준하도록 레이저 측거의 및 디지털 컴퍼스(530)를 제공함으로써 살상률이 논의된다. 비디오 카메라(535) 및 써말 무기 사이트(525)의 높은 확대성은 병사의 감시 및 표적 획득 능력을 향상시킨다.
무기 서브시스템(500)은 신속한 조작, 사용의 용이함, 및 최대 유용성 및 효과성을 제공하기 위해 병사와 인터페이스하도록 설계되었다. 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530), 써말 무기 사이트(525), 및 적외선 조준광(537)은 당분야에 공지된 타입의 개별적인 일체형 배터리들(도시 생략)에 의해 전력 공급되며 수초내에 신속하게 접속되고 변환될 수 있다. 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530)는 대체 실시예에서 LW 배터리들(644)에 의해 전력 공급될 수 있다.
동작에 있어서, 병사가 써말 또는 데이 사이트(day sight)들을 사용하여 표적을 획득한 후에, 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530)는 완전 기능적, 독립형(stand-alone) 유닛으로서 동작한다. 전체 컴퓨터 시스템(200) 뿐만 아니라 헤드업 디스플레이(432) 어느 쪽도 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530)를 사용할 필요가 없다. 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530) 디스플레이는 명확하게 가시적이지만 병사들이 조준을 위해 무기 개머리판에 그들의 뺨을 대는 경우에 주변 화면을 가리지 않을 만큼 충분히 작다. 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530) 컨트롤들은 병사가 조준 위치에 있는 경우 손가락이 닿을 수 있는 곳에 배치된다. 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530)를 무기 배선 하니스(970) 및 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)과 인터페이스하는 것은 시스템이 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530) 상에 배치된 키패드를 사용하는 것, 무기의 트리거에 인접하여 배치된 무기상 컴퓨터/라디오 서브시스템 컨트롤 스위치들(550)을 사용하는 것 또는 병사의 전면 상에 배치된 원격 입력 조준 디바이스(250)를 사용하는 것을 포함하는 3가지의 완전히 독립적이고 용장성의 콘트롤들 중에 어떤 것으로 동작할 수 있게 한다.
무기 서브시스템(500)을 형성하는 컴포넌트들은 상업적으로 사용가능한 타입이다. 예를 들어, 레이저 측거의(530)는 파이버테크사(Fibertek)로부터 상업적으로 사용 가능한 소형 레이저 측거의일 수 있다. 레이저 측거의(530)는 무기 발사 쇼크에 대한 저항을 향상시키도록 요구되는 바와 같이 재패키지되고 견고화될 수있다. 유사하게, 비디오 카메라(535)는 어떤 가장 적합한 상업적으로 사용 가능한 고성능 카메라일 수 있다. 무기 서브시스템(500)의 다양한 컴포넌트들은 EMI, EMC, 및 HEMP 요구조건들에 부합하도록 설계되었다.
< (3) 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(400) >
도 2 및 도 4에는 안정 지지대 및 사이팅 플랫폼, 주간-야간 사이트(sighting) 및 데이터 획득을 위한 센서/디스플레이 어셈블리(432), 적을 경고하는 레이저 탐지기(408)(410), 및 완전 통신 기능을 제공하는 오디오 헤드셋 어셈블리(450)를 결합시키는 일체형 탄도 헬멧 쉘(402)을 포함한다.
오디오 헤드셋 어셈블리(450)는 벨크로(velcro)에 의해 헬멧(402)의 어떤 쪽에도 부착하며 헬멧 라이너 내의 소형-플러그를 통해서 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)에 접속한다. 오디오 헤드셋 어셈블리(450)는 병사간 및 분대 지휘관 대 소대 더 높은 계층의 통신을 허용한다. 오디오 헤드셋 어셈블리(450)는 LW에 핸드-프리 통신 기능을 제공하기 위해 헬멧 지지 시스템 상에 일체형의 경량 전기 붐(boom) 마이크로폰, 및 스피커를 갖는다.
헬멧(402)의 앞면 중앙의 헬멧 마운트(441)는 주간 또는 야간 헤드업 디스플레이들(440)(445)이 부착될 수 있게 해준다. 센서/디스플레이 어셈블리(432)는 스탠드 얼론 모드에서 써말 무기 사이트(525) 또는 비디오 카메라(535)에 직접적으로 접속되어, 혹은 다양한 비디오, 그래픽, 및 심벌 정보 소스들과의 접속으로서 컴퓨터/라디오 시스템(200)과 결합하여 동작한다.
센서/디스플레이 어셈블리(432)는 표적 획득 및 검출, 표적 거리 검출, 병사위치 결정, 또는 다른 병사에 의해 요구되는 컴퓨터 발생 디지털화된 전장 정보를 병사에게 허용하기 위해 주간 또는 야간 헤드-업 디스플레이(440)(445)를 통해서 병사에게 비디오 정보를 제공한다. 주간 또는 야간 헤드업 디스플레이(440)(445)에 내장된 종래 설계의 액티브 매트릭스 일렉트로루미네슨트(AMEL) 패널은 헬멧의 뒷면에 장착된 공통의 디스플레이 드라이브 전자 모듈(425)에 의해 구동된다.
야간 및 주간 헤드업 디스플레이(440)(445) 전자부품에 대한 전력은 메인 배터리(644)(도 3)로부터 수신된다. 야간 및 주간 헤드업 디스플레이(440)(445)에 대한 밝기 및 콘트라스트 콘트롤은 병사의 흉부의 병사의 좌측/우측 하니스에 부착된 토르소-장착 정션 블록(925) 상에 편의적으로 배치된다. 단안의 헬멧 장착된 헤드업 디스플레이(440)(445)는 정상의 화면을 방해하지 않고 광 보안을 유지하기 위해서 플립업되는 경우 자동적으로 턴오프한다.
일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템 배선 하니스(430)는 랜드 워리어 서브시스템 인터페이스 정션 블록(925)으로의 환경적으로 보호된 신속-단절을 갖는다.
< (4) 보호의/개인 장비 서브시스템(600) >
보호의 및 개인 장비 서브시스템(PICES)(600)은 전장의 위험(환경적/탄도/레이저)으로부터의 보호, 전투 장비를 운반하는 능력, 및 전장에서의 용이한 작전 행동을 병사에게 제공한다.
도 4 및 도 6 - 도 8에 도시된 바와 같이, 보호의 및 개인 장비 서브시스템(600)은 일반적으로 방탄복(719), 로드 운반 장비(LCE)(601), 방탄 조끼(721), 모듈러 팩(654), 및 레이저 탐지기들(408)(410)로 구성된다.
방탄복(719)(도 7 - 도 8)은 어깨 패드(725), 및 용이한 탈착용 및 의료적 접속을 위한 플랩(flap)(722)(723)을 갖는 소프트 방탄 조끼(721)를 포함한다. 플랩(722)(723)에 의해 형성된 측면 개방 디자인은 비전투 상황에서 조끼가 개방된 채로 입혀진 경우 통풍 및 열 스트레스 감소를 가능하게 한다. 측면 개방(723)은 또한 전장 유니폼 포켓들로의 용이한 접속을 제공한다. 조끼(721)는 또한 측면 개방 전면 플레이트 포켓(720)을 포함한다. 발리스틱 플레이트(719)는 증가된 보호를 위해 측면 개방 포켓(720) 내로 혹은 포켓으로부터 미끄러질 수 있다. 또한, 측면 개방 포켓은 부가적인 탄도 방호에 대해서 조끼(721)의 뒷면(도시 생략)에 배치될 수도 있다.
측면 개방 방탄복(719)의 실제적인 이점은 조끼가 개방된 채로 입혀진 경우 플레이트(719)를 통해서 병사의 토르소의 앞면과 뒷면의 보호를 유지하면서 통풍이 실현되고 열 스트레스가 감소된다는 것이다. 방탄복(719)을 형성하는 재료들은 상업적으로 사용 가능한 타입이다.
LW 방탄복(719)은 발리스틱 벨트(605)의 결합을 통하여 LCE(601)(도 6)와 기능적으로 결합된다. 벨트(605)는 모든 중요한 기관들에 대해서 완벽한 관리를 제공하기 위해 조끼(721) 하에서 적당하게 맞춘다.
도 6에 도시된 바와 같이, LCE(601)는 특히 병사의 민첩성을 증가시키고 물리적 피로를 감소시키도록 설계된 로우 프로파일, 체형에 맞춘, 팩 프레임(604)을 포함한다. 팩 프레임(604)은 팩 프레임(604)의 수직부에 컴퓨터 모듈(244)과 라디오 모듈(243)을 분리시키는 플렉스 조인트(632)를 결합시킨다. 플렉스조인트(632)는 병사의 편안감의 레벨 및 이동 거리를 연장시킨다. 컴퓨터 모듈(244) 및 라디오 모듈(243)은 팩 프레임(604)의 수직부들 사이에 지지된다.
팩 프레임(604)은 또한 안테나(640a, 640b, 640c) 및 배터리들(644)에 대한 플랫폼을 제공한다. 팩 프레임(604) 수직 지지대는 와이어 루팅에 대한 공동 챔버를 제공하기 위해 속이 비어 있다. 팩 프레임(604) 내의 배선들은 팩 프레임(604)의 내부로부터 LCE 리브-케이지 스트랩들(603)을 통하여 연장될 수 있다. 리브-케이지 스트랩들(603)의 단부는 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(400), 무기 서브시스템(500), RIPD(250), 및 키보드 및 핸드-헬드 디스플레이(260)(도 4a)와 메이팅하기 위한 환경적으로 밀봉된 전기 커넥터들을 포함할 수 있다. LCE(601) 내의 배선 하니스를 결합시킴으로써 배선 스내깅(snagging)을 방지하고 향상된 이동성을 제공한다.
LCE(601)는 또한 신속 분리 모듈러 팩(654)과 결합된다. 모듈러 팩(654)은 어프로치 팩(607), 지지 팩(608)(609), 및 어설트 팩(610)을 포함한다. 모듈러 팩(654)은 병사가 특정 임무에 대한 로드를 조정하고 겸용 장착 스터드를 갖는 다른 장비들을 운반할 수 있도록 하기 위해 팩 프레임(604)에 의해 다양한 조합으로 운반될 수 있다.
모듈러 팩들(654)은 부착점(660)들 내의 신속 해제 결합 장치를 사용하여 팩 프레임(604)으로부터 신속하게 제거될 수 있다. 양호한 실시예에서, 어프로치 팩(607)은 어프로치 팩 백플레인(657)으로부터 바깥쪽으로 연장하는 장착 스터드(도시 생략)를 포함한다. 어프로치 팩(607) 상의 스터드들은 부착점(660)과 그 안의 록(lock)과 함께 메이팅한다. 지지팩(608)(609)은 어프로치 팩(607)에 부착될 수 있으며 어설트 팩은 어프로치 팩(607)에 부착되거나 또는 스트랩(653)을 통해서 팩 프레임(604)의 바닥에 직접 부착될 수 있다. 어프로치 팩(607)과 그 팩에 부착된 팩들은 팩 프레임(604)의 상단에서 핸들(718)을 잡아당김으로써 부착점(660) 내의 해제 결합 장치를 통해서 팩 프레임(604)으로부터 제거될 수 있다.
보호의 및 개인 장비 서브시스템(600)의 마지막 컴포넌트는 센서들을 보호하고 모듈러성을 보장하기 위해 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템 브래킷들(441)(425) 내에 장착된 레이저 탐지기(608)(610)이다. 레이저 탐지기(408)(410)는 완전 360도 범위 및 레이저 위협 에너지의 개별적인 사분 경고를 제공하기 위해 최적으로 배치된 4개의 센서들의 어레이를 포함할 수 있다. 탐지기들은 이어폰(455)을 통해서 구두 신호로 그리고 헤드업 디스플레이(432)를 통해서 화상 신호로 위협의 유형 및 레이저 위협의 사분 방향의 경고 표시를 제공한다.
검출 정보는 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)으로 전기적으로 전달되고, 정보는 위험 및 사분 측정에 대해서 처리된다.
< (5) 소프트웨어 서브시스템(300) >
컴퓨터/라디오 서브시스템(200)은 소프트웨어 서브시스템(SS)(300)과 결합하여 설계된다. 사용자 메모리 카드들은 보호 커버(281)를 개방함으로써 접속되며 카드들은 어떤 순서로든 컴퓨터 모듈(244) 내로 삽입될 수 있다. 모든 사용자 카드들은 반대 방향으로의 삽입을 방지하기 위해 키된다(keyed).
소프트웨어 서브시스템(300)은 LW 시스템(100)의 하드웨어를 상호접속시키고 하드웨어, 예를 들어 컴퓨터/라디오 플랫폼 및 그 외부 디바이스들이 통신하고 정보를 공유할 수 있도록 하는 프로그램들 및 동작 인스트럭션들을 포함한다. 소프트웨어는 LW 시스템(100)의 요구된 기능의 성능을 촉진하도록 채택된 당분야에서 공지된 상용화된 타입이다.
소프트웨어 서브시스템(300)은 3개의 개별적인 소프트웨어 구성들, 응용 구성, 시스템 구성, 미션 데이터 지원 구성을 포함하는 것으로 간주될 수 있다.
응용 구성은 LW 미션의 요구에 중점을 둔다. 그것은 다양한 전투 기능들(위치/네비게이션, 지도 디스플레이, 위치 데이터베이스, 레이저 탐지 경고, 그래픽 디스플레이), 화상 디스플레이들의 관리(프로그램 제어, 디스플레이 매니저), 유틸리티 기능(비디오 이미지 처리, 워드 프로세서 기능, 이벤트 타이머), 미션 장비 및 공급(목록 트래킹, 플래닝 및 리포팅), 및 성능 향상(독립식 사용자 트레이닝, 기준 데이터)의 제어를 제공하기 위해 시스템 구성 내의 일반적인 기능들을 사용한다.
시스템 구성은 그래픽 사용자 인터페이스가 구성되는 일반 목적 그래픽 툴 박스들을 포함한다. 시스템 구성은 통신, 장비 동작, 워크 스테이션 동작, 데이터 서비스, 사용자 인터페이스 및 운용 체제를 제공한다. 통신 제어는 응용 구성 소프트웨어 코드를 간략화하고 듀플리케이션을 피하기 위해 통신 인터페이스들의 복잡성을 간소화시키고 LW 시스템(100) 및 디지털화된 전장 전체를 통한 접속성을 제공한다. 장비 매니저는 모든 장비 유니크 코드들을 포함하고 장비 변하는 경우에변하지 않는 다른 유닛들로의 일반적인 인터페이스를 제공한다. 장비 매니저는 LW 컨트롤 패널을 통해서 장비 상의 병사 제어를 가능하게 한다. 워크 스테이션 동작은 모든 시동 및 구성 코드(즉, 초기화, 접속 제어)를 포함하여서, 모든 다른 기능들이 메인 처리에 중점을 둘 수 있다. 시스템 구성의 데이터 서비스들은 리스트 매니저, 좌표 변환, 테이블 매니저 및 스케칭 툴 같은 툴들을 포함한다. 사용자 인터페이스는 음성 인터페이스, 도움말 등과 같은 것을 포함한다. 시스템 구성은 응용 구성을 입력 변화들로부터 데이터 포맷 또는 디바이스 특성들로 분리시키기 위해 한 세트의 데이터 및 디바이스들을 관리한다.
미션 데이터 지원 구성은 미션 플레닝, 미션 해석, 사용자 인터페이스, 미션 데이터 유틸리티들 및 미션 데이터 지원의 제어를 제공한다.
소프트웨어 서브시스템(300)은 각 서브시스템과 관련된 소프트웨어가 LW 시스템(100)의 동작의 메인 기능과 무관하고 특정 서브시스템에 대해서 독립적이 되도록 구성된다. 따라서, 소프트웨어의 상호의존성을 감소시킴으로써 부가적인 기능들이 단지 특정 소프트웨어 패키지를 새로운 소프트웨어 패키지와 교체함으로써 소프트웨어 패키지에 첨가될 수 있다.
미션 데이터 지원 구성은 LW 시스템(100)에 사용하기 위한 이동가능한 미션 데이터 모듈들을 준비하고 LW 동작 동안에 발생된 미션 로그 모듈들로부터 데이터를 판독한다.
양호한 실시예에서, 소프트웨어는 각 모듈과 관계되어서 휴대성 및 LW 시스템을 형성하는 다양한 모듈들의 호환성을 가능하게 한다.
<인터페이스>
4개의 랜드 워리어 하드웨어 서브시스템들 간의 전기적 인터페이스들은 서브시스템들 간의 일체형 컴팩트 전기 접속을 제공한다. 배선 하니스 토르소 세그먼트는 원격 입력 조준 디바이스(250)가 있는 컴퓨터/라디오 서브시스템(200), 메인 배터리(644), 및 병사, 분대 및 글로벌 위치결정 유닛 안테나들(640b)(640a)(640c)을 링크한다. 토르소 세그먼트는 스내깅, 탱글링을 최소화하고 강도를 최대화하고, 차폐/환경 보호를 제공하기 위해 로드 운반 장비(601)와 완전히 결합된다. 키보드(260a) 및 핸드헬드 디스플레이(260b)는 로드 운반 장비(601)를 제거하지 않고 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)으로의 접속을 간략화하기 위해 정션 블록(925)을 통해서 원격 입력 조준 디바이스(250)와 인터페이스를 공유한다. 무기 및 센서 배선 하니스 세그먼트들(970)(980)은 컴퓨터/라디오 서브시스템(200) 및 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530), 비디오 카메라(535), 써말 무기 사이트(525), 무기 장착 컴퓨터 컨트롤들(550) 및 적외선 조준광(537) 간의 접속성을 제공한다.
레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530) 및 써말 무기 사이트(525)의 원격 동작에 대한 디지털 신호들; 비디오 카메라(535) 및 써말 무기 시스템(525)로부터의 (당분야에 공지된 타입의) RS(170) 신호들, 적외선 조준광(537)의 원격 활성화, 및 카메라(535)로의 전력이 무기/센서 배선 하니스(970)(980) 세그먼트를 통해서 루트된다. 배선 하니스의 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(400) 세그먼트는 컴퓨터/라디오 서브시스템(200)으로부터 센서 디스플레이 어셈블리들(432), 헤드셋(450), 및 레이저 탐지기(408)(409)로의 접속을 제공한다. 전원(±5, +7, -3, Vdc & 200 VAC), 비디오(당분야에 공지된 타입의 VGA/RS-170), 제어 신호들 및 헤드셋 오디오는 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(400) 인터페이스를 구성한다.
부가적으로, 레이저 탐지기 전력, 이벤트 검출 및 진폭 신호들도 또한 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템 세그먼트(400)를 통해서 루트된다. 컴퓨터/라디오 오류의 경우에, 써말 무기 시스템(525) 또는 비디오 카메라(535)로부터의 RS-170 신호들은 헤드 장착 디스플레이 전자장치(432)로 루트될 수 있다. 이것은 정션 블록(925) 내의 동축 스위치들을 통해서 실현된다.
또한 LW 시스템(100)의 인터페이스 내에는 모든 서브시스템 및 컴포넌트 부분들과의 병사 인터페이스를 포함한다. 병사가 유용한 막대한 양의 정보 및 기능을 조직하는 것을 지원하기 위해, 소프트웨어에 기초하고, 하드웨어로 이행되는 시스템인 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)가 제공된다. 그래픽 사용자 인터페이스는 병사에게 인식상의 오버로드를 발생시키지 않고 전투에 있어서의 살상률 및 생존율을 증가시키기 위해 필요한 정보만을 제공하기 위해 데이터의 흐름을 제어한다.
LW 시스템 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)는 병사가 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(400) 또는 핸드-헬드 디스플레이(260b) 상에서 보고 원격 입력 및 위치결정 디바이스에 의해 정보를 조작하는 아이콘-기본 화상 컨트롤 및 정보 스크린으로 구성된다.
그래픽 사용자 인터페이스는 병사에게 LW 시스템(100)의 많은 특성들을 제어하는 간단하고, 직관적인 방법을 제공한다. 원격 입력 및 위치결정 디바이스(250)는 동작 옵션들을 나타내는 간단한 그림 아이콘들을 선택하기 위해 사용된 그래픽사용자 인터페이스 커서를 추적하기에 용이한 터치 패드(250a)를 통해서 전방향성 컨트롤을 제공한다. 그래픽 사용자 인터페이스는 디지털화된 전장 정보, 전자 거리 카드들, 비디오 이미징, 라디오 콘트롤, 전자 메시지 발생 및 수신, 및 재고 상태를 포함하는 전술적 데이터로의 접속을 포함한다. 그것은 또한 워드 처리, 파일 관리 및 그래픽 조작 같은 유틸리티들을 제공한다.
그래픽 사용자 인터페이스 정보는 전형적으로 정돈되고, 판독이 용이한 포맷으로 주간/야간 헤드업 디스플레이들(440)(445)을 통해서 보여진다. 헬멧 장착 디스플레이는 디스플레이들의 고해상도, 핸드-프리 화면을 제공한다. 이것은 레이저 측거의/디지털 컴퍼스 어셈블리(530) 또는 써말 무기 시스템(525) 및 중요한 전술적 위치결정 사실들로부터의 타겟팅 데이터를 포함한다. 정보의 정상적인 화상 표현에 부가적으로, 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템 헤드폰(455)을 통하여 구두 방송이 이루어진다.
비록 본 발명이 병사와 전쟁 분야를 참조로 하여 설명되었으나, 본 발명은 법집행 요원에게도 적용될 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (18)

  1. 병사에게 실시간 상황 인식(real-time situational awareness) 및 통신 능력을 제공할 수 있는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템(integrated man-portable modular system)에 있어서,
    상기 실시간 상황 인식 및 통신 능력을 제공하기 위한 다수의 재구성 가능 모듈러 서브시스템 ― 상기 모듈러 서브시스템은, 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(integrated helmet assembly subsystem : IHAS), 컴퓨터/라디오 서브시스템(computer/radio subsystem : CRS), 무기 서브시스템(weapon subsystem : WE), 보호의 및 개인 장비 서브시스템(protective clothing and individual equipment subsystem : PCIES), 및 소프트웨어 서브시스템(software subsystem : SS)을 포함함 ― ;
    병사에 의해 일체형 유닛(integrated unit)으로서 상기 서브시스템들을 운반하여 상기 서브시스템들과 병사 간의 정보의 흐름을 용이하게 하기 위한 로드 운반 장비(load carrying equipment); 및
    상기 서브시스템들과 병사 간의 정보의 흐름을 동작가능하게 처리하고 제어하기 위한 데이터 제어 디바이스
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모듈러 서브시스템들은 강화된 탄도 방호(ballistic protection), 위협 탐지(threat detection), 시계(field-of-vision), 상호 교신(inter-communication), 네비게이션(navigation) 및 무기 제어(weapon control)를 제공하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템은, 상기 데이터 제어 디바이스에 의해 처리되는 정보를 디스플레이하기 위한 일체형 헤드-업 디스플레이(integrated heads-up display)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템은, 상기 헤드업 디스플레이를 장착하고 오디오 신호를 송수신하는 오디오 헤드셋 어셈블리(audio headset assembly)를 구비한 헬멧을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 헬멧은 병사에 대한 레이저 위협(laser threat)을 탐지하는 다수의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 제어 디바이스에 동작가능하게 접속된 글로벌 위치결정 시스템(global positioning system)을 더 포함하며,
    상기 글로벌 위치결정 시스템은, 상기 모듈러 시스템의 위치와 관련된 정보를 처리하고 상기 위치를 헤드-업 디스플레이 상에 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 제어 디바이스는 플러그-인(plug-in), 플러그-아웃(plug-out) 회로 카드 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨터/라디오 서브시스템은 병사들 간의 음성 및 데이터 통신을 제공하는 다수의 개별적인 라디오를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무기 서브시스템은, 써말 무기 사이트(thermal weapon sight)를 구비한 모듈러 무기, 비디오 카메라, 및 상기 모듈러 무기에 동작가능하게 접속된 레이저측거의 및 디지털 컴퍼스 어셈블리(laser range finder and digital compass assembly)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 써말 무기 사이트, 비디오 카메라, 레이저 측거의 및 디지털 컴퍼스 어셈블리는, 정보를 감지하고 상기 감지된 정보를 데이터 제어 디바이스로 전송하여 처리하고 상기 감지된 정보를 헤드-업 디스플레이 상에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보호의 및 개인 장비 서브시스템은 병사가 착용하는 탄도 방호 아모(ballistic protection armor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탄도 방호 아모는, 탄도 방호를 위해 전면 플레이트 포켓(front plate pocket) 내에 장착된 발리스틱 플레이트(ballistic plate) 및 배면 플레이트 포켓(rear plate pocket) 내에 장착된 발리스틱 플레이트를 구비한 아모 조끼(armor vest)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 로드 운반 장비는 장비를 운반하기 위한 프레임 및 다수의 개별적인 로드 팩(load pack)들을 포함하며,
    상기 프레임은 상기 로드 팩들을 상기 프레임으로부터 해체시키기 위한 신속 해체 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  14. 병사에게 실시간 상황 인식 및 통신 능력을 제공할 수 있는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템에 있어서,
    상기 실시간 상황 인식 및 상기 통신 능력을 제공하기 위한 다수의 재구성가능 모듈러 서브시스템 ― 상기 모듈러 서브시스템은, 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템(IHAS), 컴퓨터/라디오 서브시스템(CRS), 무기 서브시스템(WS), 보호의 및 개인 장비 서브시스템(PCIES), 및 소프트웨어 서브시스템(SS)을 포함함 ― ;
    병사에 의해 일체형 유닛으로서 상기 서브시스템들을 운반하여 상기 서브시스템들과 병사 간의 정보의 흐름을 용이하게 하기 위한 로드 운반 장비; 및
    플러그-인, 플러그-아웃 회로 카드 구조를 가지며, 상기 서브시스템들과 병사 간의 정보의 흐름을 동작가능하게 처리하고 제어하는 데이터 제어 디바이스
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템은 상기 데이터 제어 디바이스에 의해 처리된 정보를 디스플레이하는 일체형 헤드-업 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 일체형 헬멧 어셈블리 서브시스템은 상기 헤드업 디스플레이를 장착하고 오디오 신호를 송수신하는 오디오 헤드셋 어셈블리를 구비한 헬멧을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 일체형 어셈블리 헬멧은 병사에 대한 레이저 위협을 탐지하는 다수의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 데이터 제어 디바이스에 동작가능하게 접속된 글로벌 위치결정 시스템을 더 포함하며,
    상기 글로벌 위치결정 시스템은 상기 모듈러 시스템의 위치와 관련된 정보를 처리하고 상기 위치를 헤드-업 디스플레이 상에 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 일체형 개인-휴대용 모듈러 시스템.
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