KR101241283B1 - Fire simulation system using Sensing device - Google Patents

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KR101241283B1
KR101241283B1 KR1020120059126A KR20120059126A KR101241283B1 KR 101241283 B1 KR101241283 B1 KR 101241283B1 KR 1020120059126 A KR1020120059126 A KR 1020120059126A KR 20120059126 A KR20120059126 A KR 20120059126A KR 101241283 B1 KR101241283 B1 KR 101241283B1
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Abstract

본 발명은 레이저빔을 이용하여 선도 사격을 모사하기 위하여 표적에 장착되는 표적 감지 장치에 관한 것이다. 상기 표적 감지 장치는, 표적 감지 장치의 전체 동작을 제어하는 제2 제어부; 다수 개의 레이저 센서들에 의해 감지된 레이저빔으로부터 발사 데이터를 추출하여 제2 제어부로 제공하는 감지 회로부; 표적에 장착되어 표적의 현재 위치 정보를 제공하는 제2 GPS 수신기; 및 상기 제2 제어부로부터 제공되는 구동 신호에 따라 피격 결과를 알려주는 피격 상황 표시기;를 구비한다. 상기 제2 제어부는 각 화기에 대응하는 탄도방정식을 데이터베이스로 구비하고, 감지 회로부로부터 발사 데이터를 수신하면, 발사 데이터로부터 화기 식별 정보, 선도각 측정값 및 화기 현재 위치 정보를 판독하고, 화기 식별 정보에 대응되는 탄도 방정식을 데이터베이스로부터 판독하고, 판독된 탄도 방정식에 선도각 측정값 및 화기 현재 위치 정보를 대입하여 탄도 방정식을 세우고, 제2 GPS 수신기로부터 제공되는 표적 현재 위치값 및 표적의 속도를 적용한 표적의 운동 방정식을 세우고, 탄도 방정식 및 표적 운동 방정식을 이용하여 표적이 피격되었는지 여부를 판단한다.The present invention relates to a target sensing device mounted to a target for simulating a leading shot using a laser beam. The target sensing device may include a second control unit controlling an overall operation of the target sensing device; A sensing circuit unit which extracts firing data from a laser beam sensed by a plurality of laser sensors and provides the extracted firing data to a second control unit; A second GPS receiver mounted to the target to provide current location information of the target; And a hit situation indicator for notifying a hit result according to the driving signal provided from the second control unit. The second control unit includes a ballistic equation corresponding to each firearm as a database, and upon receiving the firing data from the sensing circuit unit, reads the firearm identification information, the lead angle measurement value and the firearm current position information from the firing data, and firearm identification information. The ballistic equation corresponding to is read from the database, the ballistic equation is established by substituting the lead angle measurement value and the current position information of the fireball into the read ballistic equation, and the target current position value and the target speed provided from the second GPS receiver are applied. The equation of motion of the target is established and the ballistic equation and the target equation of motion are used to determine whether the target has been hit.

Description

선도 사격을 모사하는 화기 모사 시스템 및 표적 감지 장치{Fire simulation system using Sensing device}Fire simulation system using Sensing device

본 발명은 모의 교전 시스템에 사용되는 화기 모사 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 레이저빔을 이용하면서도 선도각 모사가 가능하도록 하여, 빠른 속도로 이동하는 대공 표적들이나 지상 표적들에 대한 선도 사격을 정밀하게 훈련할 수 있는 화기 모사 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a firearm simulation system used in a simulated warfare system, and more specifically, to enable leading angle simulation while using a laser beam, precisely firing a leading shot against high speed anti-aircraft targets or ground targets. Firearms simulation system that can be trained.

모의 교전 시스템 중의 하나인 마일즈(Multiple Integrated LASER Engagement System: 'MILES')는 화기들이 실탄을 대신하여 레이저빔을 발사하고, 각 표적들에 장착된 감지기가 화기로부터 발사된 레이저빔을 감지하도록 하여, 각 표적의 피격 여부를 결정짓는 레이저 응용 훈련 체계이다. 마일즈 시스템은 일반적으로 레이저 발사기가 장착된 화기 모사 장치 및 레이저 빔을 감지할 수 있는 감지기 등으로 구성되며, 상기 화기 모사 장치, 감지기들과 통신할 수 있는 중앙 통제 시스템을 더 구비할 수도 있다. Multiple Integrated LASER Engagement System (MILES), one of the simulated engagement systems, allows firearms to fire laser beams instead of live bullets, and a detector mounted on each target detects laser beams emitted from firearms. It is a laser application training system that determines whether each target is hit. The Miles system generally includes a firearm simulation apparatus equipped with a laser launcher and a detector capable of detecting a laser beam, and the like, and may further include a central control system capable of communicating with the firearm simulation apparatus and detectors.

전술한 구성을 갖는 마일즈 시스템의 동작을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 참가자에 의해 화기 모사 장치로부터 레이저빔이 발사되어 표적에 도달하면, 표적에 장착된 감지기가 레이저빔을 감지한다. 감지기가 레이저빔을 감지하면, 감지기를 착용하고 있는 표적은 상기 화기 모사 장치에 의해 피격된 것으로 판단되고, 이러한 피격 사실은 경광등이나 디스플레이 패널과 같은 표시부 등에 의해 표시되거나 중앙 통제 시스템으로 전송된다. The operation of the Miles system having the above-described configuration is briefly described as follows. First, when a laser beam is emitted from a firearm simulation apparatus to a target by a participant, a detector mounted on the target senses the laser beam. When the detector detects the laser beam, the target wearing the detector is judged to have been hit by the fire simulator, and the hit is displayed by a beacon or display unit such as a display panel or transmitted to the central control system.

한편, 이동하는 표적의 속도가 빠르거나 이동하는 표적이 먼 거리에 있는 경우, 실제 상황에서는 표적의 이동 속도와 화기의 탄의 이동 속도에 따라 선도각(先導角;Lead Angle)을 고려하여 선도사격(先導射擊;Leading Fire)을 하여야 한다. 여기서, 선도각은 포의 중심점에서 표적의 현재위치와 표적의 미래위치까지의 표적 이동 거리에 대한 대각을 말한다. 따라서, 사수는 이동표적의 현재위치에 대하여 정확한 선도각을 적용하여 사격을 하여야, 표적을 정확하게 피격할 수 있다. On the other hand, when the speed of the moving target is fast or the moving target is at a distant distance, in real situations, the leading shot is considered in consideration of the lead angle according to the moving speed of the target and the moving speed of the bullet. Leading Fire. Here, the leading angle refers to the diagonal of the target moving distance from the center point of the gun to the current position of the target and the future position of the target. Therefore, the shooter must shoot by applying the correct leading angle to the current position of the moving target, so that the target can be shot accurately.

하지만, 레이저 빔은 직진성을 가질 뿐만 아니라 빛의 속도로 이동하므로, 이동표적들이 미래위치로 이동하기도 전에 레이저빔이 먼저 표적의 미래 위치에 도달하게 된다. 따라서, 레이저빔을 이용하는 종래의 마일즈 시스템이나 화기 모사 시스템들이 선도사격을 정확하게 모사할 수 없다는 문제점이 있다.
However, the laser beam not only has linearity but also moves at the speed of light, so that the laser beam first reaches the future position of the target before the moving targets move to the future position. Therefore, there is a problem that conventional miles systems or firearm simulation systems using laser beams cannot accurately simulate leading fire.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 선도사격을 정확하게 모사할 수 있는 레이저 발사 장치 및 표적 감지 장치로 구성되는 화기 모사 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a firearm simulation system composed of a laser firing device and a target sensing device that can accurately simulate a leading shot.

또한, 본 발명은 선도사격을 정확하게 모사할 뿐만 아니라, 조준의 오차량을 레이저 발사 장치로 피드백시켜 줌으로써, 빠르게 움직이는 이동 표적들에 대한 선도 사격을 정밀하게 훈련시킬 수 있는 화기 모사 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention not only accurately simulates the leading shot, but also by feeding back the error amount of aiming to the laser firing apparatus, to provide a firearm simulation system that can accurately train the leading shot on the fast moving targets For other purposes.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징은, 화기에 장착되어 레이저빔을 이용하여 이동 표적에 대한 선도 사격을 모사하는 레이저 발사 장치에 관한 것으로서, 상기 레이저 발사 장치는, 레이저 발사 장치의 전체 동작을 제어하는 제1 제어부; 화기의 격발과 연동되어 구동하는 발사 스위치; 화기의 조준경에 의해 선도각이 적용되어 조준된 이동 표적에 대한 영상으로부터 선도각을 측정하는 영상 처리부; 현재 위치 좌표를 제공하는 제1 GPS 수신기: 상기 화기에 장착되며, 상기 제1 제어부로부터 제공되는 레이저 구동 신호에 따라 발사 데이터가 실린 레이저빔을 발사하는 레이저빔 발사기; 및 상기 제1 제어부로부터 제공되는 모터 구동 신호에 따라 상기 레이저빔 발사기를 회전시키는 모터 어셈블리;를 구비하고,A first aspect of the present invention for achieving the above-mentioned technical problem is related to a laser firing apparatus mounted on a firearm and simulating a leading shot on a moving target using a laser beam, said laser firing apparatus comprising: A first control unit controlling an overall operation of the controller; A firing switch driven in conjunction with the trigger of the firearm; An image processor configured to measure a lead angle from an image of a moving target aimed by applying a lead angle by an aiming mirror of the firearm; A first GPS receiver for providing a current position coordinate: a laser beam launcher mounted to the firearm, for emitting a laser beam containing the firing data in accordance with a laser drive signal provided from the first control unit; And a motor assembly for rotating the laser beam launcher in accordance with a motor driving signal provided from the first control unit.

상기 제1 제어부는 발사 스위치가 ON 되면 발사 데이터를 생성하고, 모터 어셈블리를 이용하여 레이저빔 발사기를 선도각 측정값만큼 역으로 회전시킨 후, 레이저빔 발사기를 통해 발사 데이터가 실린 레이저빔을 발사시킨다. When the firing switch is turned on, the first controller generates firing data, rotates the laser beam launcher by a forward angle measurement value by using a motor assembly, and then launches a laser beam containing the firing data through the laser beam launcher. .

전술한 제1 특징에 따른 레이저 발사 장치에 있어서, 상기 레이저 발사 장치는 영상 획득 장치를 더 구비하고, 상기 영상 획득 장치는 화기의 조준경에 의해 선도각이 적용되어 조준된 이동 표적에 대한 영상을 캡쳐하고, 캡쳐된 영상을 영상 처리부로 제공하며, 상기 영상 획득 장치의 디스플레이 화면 중심은 화기의 조준경의 망선 중심(cross hair)와 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다.In the laser firing apparatus according to the first aspect described above, the laser firing apparatus further comprises an image capturing apparatus, wherein the image capturing apparatus captures an image of a moving target aimed at a leading angle by an aiming scope of the firearm. In addition, the captured image is provided to an image processor, and the center of the display screen of the image acquisition apparatus is disposed to coincide with the cross hair of the scope of the firearm.

전술한 제1 특징에 따른 레이저 발사 장치에 있어서, 상기 영상 처리부는 화기의 조준경으로부터 조준경에 의해 조준된 영상을 제공받을 수도 있다. In the laser firing apparatus according to the first aspect described above, the image processing unit may be provided with an image aimed by the sight from the sight of the firearm.

전술한 제1 특징에 따른 레이저 발사 장치에 있어서, 상기 레이저 발사 장치는 표적 감지 장치와 데이터를 송수신하는 제1 무선 신호 송수신부를 더 구비하고,제1 제어부는 제1 무선 신호 송수신부를 통해 표적 감지 장치로부터 피격 결과 정보를 수신하고, 피격 결과 정보를 디스플레이 장치를 통해 출력하는 것이 바람직하다.In the laser firing apparatus according to the first feature described above, the laser firing apparatus further comprises a first wireless signal transceiver for transmitting and receiving data with the target sensing device, the first controller is a target sensing device through the first wireless signal transceiver It is preferable to receive the shot result information from the and output the shot result information through the display device.

전술한 제1 특징에 따른 레이저 발사 장치에 있어서, 상기 영상 처리부는 이동 표적에 대한 영상으로부터 비콘 신호를 검출하고, 검출된 비콘 신호를 이용하여 이동 표적을 인식하며, 인식된 이동 표적과 영상의 중심 사이의 거리를 이용하여 선도각을 측정하는 것이 바람직하다.In the laser firing apparatus according to the first aspect described above, the image processor detects a beacon signal from an image of the moving target, recognizes the moving target using the detected beacon signal, and recognizes the moving target and the center of the image. It is desirable to measure the leading angle using the distance between them.

전술한 제1 특징에 따른 레이저 발사 장치에 있어서, 상기 발사 데이터는 영상 처리부로부터 입력된 선도각 측정값, 제1 GPS 수신기로부터 입력된 현재 위치 좌표, 메모리로부터 판독한 화기 식별 정보, 및 발사 스위치 상태값을 포함하는 것이 바람직하다.In the laser firing apparatus according to the first aspect described above, the firing data includes a forward angle measurement value input from an image processor, a current position coordinate input from a first GPS receiver, firearm identification information read from a memory, and a firing switch state. It is desirable to include a value.

본 발명의 제2 특징은, 레이저빔을 이용하여 선도 사격을 모사하기 위하여 표적에 장착되는 표적 감지 장치에 관한 것으로서, 상기 표적 감지 장치는, 표적 감지 장치의 전체 동작을 제어하는 제2 제어부; 다수 개의 레이저 센서들에 의해 감지된 레이저빔으로부터 발사 데이터를 추출하여 제2 제어부로 제공하는 감지 회로부; 표적에 장착되어 표적의 현재 위치 정보를 제공하는 제2 GPS 수신기; 및 상기 제2 제어부로부터 제공되는 구동 신호에 따라 피격 결과를 알려주는 피격 상황 표시기;를 구비하고, A second aspect of the present invention relates to a target sensing device mounted to a target for simulating a leading shot using a laser beam, the target sensing device comprising: a second control unit for controlling the overall operation of the target sensing device; A sensing circuit unit which extracts firing data from a laser beam sensed by a plurality of laser sensors and provides the extracted firing data to a second control unit; A second GPS receiver mounted to the target to provide current location information of the target; And a hit situation indicator indicating a hit result according to the driving signal provided from the second controller.

상기 제2 제어부는 각 화기에 대응하는 탄도방정식을 데이터베이스로 구비하고, 감지 회로부로부터 발사 데이터를 수신하면, 발사 데이터로부터 화기 식별 정보, 선도각 측정값 및 화기 현재 위치 정보를 판독하고, 화기 식별 정보에 대응되는 탄도 방정식을 데이터베이스로부터 판독하고,
상기 제2 제어부는 각 화기에 대응하는 탄도방정식들을 저장한 데이터베이스를 구비하고, 감지 회로부로부터 발사 데이터를 수신하면, 발사 데이터로부터 화기 식별 정보, 선도각 측정값 및 화기 현재 위치 정보를 판독하고, 화기 식별 정보에 대응되는 탄도 방정식을 데이터베이스로부터 판독하고,
제2 GPS 수신기로부터 제공되는 표적의 초기 위치값과 현재 위치값 및 표적의 속도 벡터를 적용한 표적 운동 방정식을 설정하고, 상기 탄도 방정식과 표적 운동 방정식, 및 상기 발사 데이터로부터 판독된 정보들을 이용하여 표적이 피격되었는지 여부를 판단하고, 판단 결과를 피격 상황 표시기에 출력하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 탄도 방정식은 화기의 발사 지점으로부터 시간 t 초 경과후의 탄의 위치(S(x(t), y(t), z(t))를 나타내는 방정식이며, 상기 표적 운동 방정식은 표적의 속도 벡터와 표적의 초기 위치값을 이용하여 초기 위치로부터 시간 t 초 경과후의 표적의 예상 위치(P(x(t), y(t), z(t))를 나타내는 방정식이다.
The second control unit includes a ballistic equation corresponding to each firearm as a database, and upon receiving the firing data from the sensing circuit unit, reads the firearm identification information, the lead angle measurement value and the firearm current position information from the firing data, and firearm identification information. Read the ballistic equation corresponding to
The second control unit includes a database storing ballistic equations corresponding to each firearm, and upon receiving the firing data from the sensing circuit unit, reading the firearm identification information, the lead angle measurement value, and the firearm current position information from the firing data, The ballistic equation corresponding to the identification information is read from the database,
A target motion equation is applied by applying an initial position value, a current position value, and a velocity vector of the target provided from a second GPS receiver, and using the ballistic equation, the target motion equation, and the information read from the firing data, It is preferable to determine whether or not the hit has been hit, and output the judgment result to the hit status indicator.
Here, the ballistic equation is an equation representing the position of the shot ( S (x (t), y (t), z (t)) after the time t seconds elapsed from the firing point of the firearm, the target motion equation is the velocity of the target It is an equation representing the expected position of the target P (x (t), y (t), z (t)) after a time t seconds have elapsed from the initial position using the vector and the initial position value of the target.

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전술한 제2 특징에 따른 표적 감지 장치에 있어서, 상기 감지 회로부는, 다수 개의 레이저 센서들로 이루어지는 감지부; 상기 감지부로부터 전송되는 신호들을 증폭하여 출력하는 증폭기; 상기 증폭기로부터 전송되는 신호들을 복호화하여 발사 데이터를 추출하는 복호기;로 이루어지는 것이 바람직하다.A target sensing device according to the second aspect of the present invention, wherein the sensing circuit unit comprises: a sensing unit including a plurality of laser sensors; An amplifier for amplifying and outputting signals transmitted from the sensing unit; Preferably, the decoder is configured to decode signals transmitted from the amplifier and extract launch data.

전술한 제2 특징에 따른 표적 감지 장치에 있어서, 상기 제2 제어부는 탄도 방정식에 의해 구한 탄의 위치와 표적의 운동 방정식에 의해 구한 표적 위치의 차이값이 사전에 설정된 임계 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 차이값이 임계 범위에 포함되는 경우 표적이 피격되었다고 판단하고, 상기 차이값이 임계 범위 이하로 작아지지 않고 다시 커지면 표적이 피격되지 않았다고 판단하는 것이 바람직하다.In the target sensing apparatus according to the second aspect described above, the second controller determines whether a difference value between the position of the bullet obtained by the ballistic equation and the target position obtained by the motion equation of the target is included in a preset threshold range. When the difference value is included in the threshold range, the target is determined to be hit, and when the difference value does not become smaller than the threshold range and increases again, it is preferable to determine that the target is not hit.

전술한 제2 특징에 따른 표적 감지 장치에 있어서, 상기 표적 감지 장치는 사전에 설정된 패턴에 따라 비콘(beacon) 신호를 출력하는 비콘 신호 출력부를 더 구비하는 것이 바람직하다.In the target sensing apparatus according to the second aspect described above, the target sensing apparatus may further include a beacon signal output unit for outputting a beacon signal according to a preset pattern.

전술한 제2 특징에 따른 표적 감지 장치에 있어서, 상기 표적 감지 장치는 레이저빔 발사 장치와 데이터를 송수신할 수 있는 제2 무선 신호 송수신기를 더 구비하고, 제2 제어부는 피격되었는지 여부를 판단한 판단 결과에 따른 피격 정보, 조준 오차 정보 및 화기 식별 정보를 포함하는 피격 결과 정보를 생성하고, 상기 제2 무선 신호 송수신부를 통해 상기 피격 결과 정보를 레이저 발사 장치로 전송하는 것이 바람직하다.In the target detection device according to the second aspect, the target detection device further comprises a second wireless signal transceiver capable of transmitting and receiving data with the laser beam firing device, the second control unit is determined that the determination result According to the present invention, it is preferable to generate the shot result information including the shot information, the aiming error information and the firearm identification information, and transmit the shot result information to the laser firing apparatus through the second wireless signal transceiver.

본 발명의 제3 특징에 따른 화기에 장착되는 레이저 발사 장치 및 이동 표적에 장착되는 표적 감지 장치를 이용하여 선도 사격을 모사하는 화기 모사 시스템에 있어서, In the firearm simulation system for simulating the leading fire by using a laser firing device mounted to the firearm and a target detection device mounted to the moving target according to the third aspect of the present invention,

상기 레이저 발사 장치는, 레이저 발사 장치의 전체 동작을 제어하는 제1 제어부; 화기의 격발과 연동되어 구동하는 발사 스위치; 화기의 조준경에 의해 선도각이 적용되어 조준된 이동 표적에 대한 영상으로부터 선도각을 측정하는 영상 처리부; 현재 위치 좌표를 제공하는 제1 GPS 수신기: 상기 화기에 장착되며, 상기 제1 제어부로부터 제공되는 레이저 구동 신호에 따라 발사 데이터가 실린 레이저빔을 발사하는 레이저빔 발사기; 및 상기 제1 제어부로부터 제공되는 모터 구동 신호에 따라 상기 레이저빔 발사기를 회전시키는 모터 어셈블리;를 구비하고,The laser firing apparatus includes a first control unit for controlling the overall operation of the laser firing apparatus; A firing switch driven in conjunction with the trigger of the firearm; An image processor configured to measure a lead angle from an image of a moving target aimed by applying a lead angle by an aiming mirror of the firearm; A first GPS receiver for providing a current position coordinate: a laser beam launcher mounted to the firearm, for emitting a laser beam containing the firing data in accordance with a laser drive signal provided from the first control unit; And a motor assembly for rotating the laser beam launcher in accordance with a motor driving signal provided from the first control unit.

상기 제1 제어부는 발사 스위치가 ON 되면 발사 데이터를 생성하고, 모터 어셈블리를 이용하여 레이저빔 발사기를 선도각 측정값만큼 역으로 회전시킨 후, 레이저빔 발사기를 통해 발사 데이터가 실린 레이저빔을 발사시키는 것을 특징으로 하며,When the firing switch is turned on, the first controller generates firing data, rotates the laser beam launcher by a forward angle measurement value by using a motor assembly, and then launches a laser beam loaded with the firing data through the laser beam launcher. Characterized in that,

상기 표적 감지 장치는, 표적 감지 장치의 전체 동작을 제어하는 제2 제어부; 다수 개의 레이저 센서들로 수신된 레이저빔으로부터 발사 데이터를 추출하여 제2 제어부로 제공하는 감지 회로부; 표적에 장착되어 표적의 현재 위치 정보를 제공하는 제2 GPS 수신기; 및 상기 제2 제어부로부터 제공되는 구동 신호에 따라 피격 결과를 알려주는 피격 상황 표시기;를 구비하고, The target sensing device may include a second control unit controlling an overall operation of the target sensing device; A sensing circuit unit which extracts the firing data from the laser beam received by the plurality of laser sensors and provides the extracted firing data to the second controller; A second GPS receiver mounted to the target to provide current location information of the target; And a hit situation indicator indicating a hit result according to the driving signal provided from the second controller.

상기 제2 제어부는 각 화기에 대응하는 탄도방정식들을 저장한 데이터베이스를 구비하고, 감지 회로부로부터 발사 데이터를 수신하면, 발사 데이터로부터 화기 식별 정보, 선도각 측정값 및 화기 현재 위치 정보를 판독하고, 화기 식별 정보에 대응되는 탄도 방정식을 데이터베이스로부터 판독하고,
제2 GPS 수신기로부터 제공되는 표적의 초기 위치값과 현재 위치값 및 표적의 속도 벡터를 적용한 표적 운동 방정식을 설정하고, 상기 탄도 방정식과 표적 운동 방정식, 및 상기 발사 데이터로부터 판독된 정보들을 이용하여 표적이 피격되었는지 여부를 판단하고, 판단 결과를 피격 상황 표시기에 출력하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 탄도 방정식은 화기의 발사 지점으로부터 시간 t 초 경과후의 탄의 위치(S(x(t), y(t), z(t))를 나타내는 방정식이며, 상기 표적 운동 방정식은 표적의 속도 벡터와 표적의 초기 위치값을 이용하여 초기 위치로부터 시간 t 초 경과후의 표적의 예상 위치(P(x(t), y(t), z(t))를 나타내는 방정식이다.
The second control unit includes a database storing ballistic equations corresponding to each firearm, and upon receiving the firing data from the sensing circuit unit, reading the firearm identification information, the lead angle measurement value, and the firearm current position information from the firing data, The ballistic equation corresponding to the identification information is read from the database,
A target motion equation is applied by applying an initial position value, a current position value, and a velocity vector of the target provided from a second GPS receiver, and using the ballistic equation, the target motion equation, and the information read from the firing data, It is preferable to determine whether or not the hit has been hit, and output the judgment result to the hit status indicator.
Here, the ballistic equation is an equation representing the position of the shot ( S (x (t), y (t), z (t)) after the time t seconds elapsed from the firing point of the firearm, the target motion equation is the velocity of the target It is an equation representing the expected position of the target P (x (t), y (t), z (t)) after a time t seconds have elapsed from the initial position using the vector and the initial position value of the target.

본 발명에 따른 화기 모사 시스템은 레이저빔을 이용하여 이동 표적에 대한 선도 사격을 정확하게 모사할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 화기 모사 시스템을 이용하여 선도각을 적용하는 선도 사격을 정확하게 훈련시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하여, 선도 사격을 훈련받는 사수들은 방아쇠를 당긴 후 표적의 명중 여부를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 명중되지 않은 경우에는 조준 오차를 확인하여 수정 사격을 실시할 수 있게 된다. The firearm simulation system according to the present invention can accurately simulate leading fire on a moving target using a laser beam. As a result, using the firearm simulation system according to the present invention, it is possible to accurately train the firing shot applying the leading angle. In addition, according to the present invention, shooters who are trained to fire the leading shot not only can check whether the target is hit after the trigger, but also if the target is not hit, it is possible to perform a corrected shot by checking the aiming error.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템의 개념을 전체적으로 도시한 구성도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템의 레이저 발사 장치(10)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템의 레이저 발사 장치의 제1 제어부 및 영상 처리부의 동작을 순차적으로 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템의 표적 감지 장치(20)의 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표적 감지 장치의 제2 제어부의 동작을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표적 감지 장치의 제2 제어부가 선도각을 작게 조준한 경우의 조준 오차량을 설명하기 위하여 도시한 그림이며, 도 8은 선도각을 크게 조준한 경우의 조준 오차량을 설명하기 위하여 도시한 그림이다.
1 is a block diagram showing the overall concept of a firearm simulation system according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a firearm simulation system according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the laser firing apparatus 10 of the firearm simulation system according to the preferred embodiment of the present invention.
4 is a flowchart sequentially illustrating operations of the first control unit and the image processing unit of the laser firing apparatus of the firearm simulation system according to the preferred embodiment of the present invention.
5 is a block diagram schematically showing the structure of the target sensing device 20 of the firearm simulation system according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a flowchart sequentially illustrating operations of a second controller of a target sensing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view illustrating an aiming error amount when the second control unit of the target sensing apparatus aims at a small lead angle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 8 is an aiming point when the aim angle is largely aimed at. The figure shows to explain the vehicle.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선도사격을 훈련할 수 있는 화기 모사 시스템의 구성 및 동작을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the firearm simulation system that can train the leading fire according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템의 개념을 전체적으로 도시한 구성도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템을 도시한 블록도이다. 도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명에 따른 화기 모사 시스템은 화기에 장착되는 레이저 발사 장치(10) 및 표적들에 장착되는 표적 감지 장치들(20)로 구성된다. 도 1의 (b)는 화기의 조준경에 나타난 이동 표적, 조준경의 중심 및 선도각을 표시한 것이다. 도 1의 (b)를 참조하면, 이동 표적의 현재 위치, 이동 표적의 미래 위치 및 이동 표적의 현재 위치와 미래 위치의 차이값을 통해 선도각을 알 수 있다. 도 2를 참조하면, 화기에 장착된 레이저 발사 장치가 레이저빔을 발사하고, 표적에 장착된 표적 감지 장치는 레이저빔을 감지하고 레이저빔으로부터 발사 데이터를 추출하며, 레이저 발사 장치와 표적 감지 장치들은 무선 통신을 이용하여 피격 결과 정보를 포함하는 데이터를 송수신한다. 1 is a block diagram showing the overall concept of a firearm simulation system according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a firearm simulation system according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to Figure 1 (a), the firearm simulation system according to the present invention is composed of a laser firing device 10 mounted on the firearm and target detection devices 20 mounted on the targets. Figure 1 (b) shows the moving target, the center of the scope and the leading angle shown in the scope of the firearm. Referring to (b) of FIG. 1, the leading angle may be known through the current position of the moving target, the future position of the moving target, and the difference between the current position and the future position of the moving target. Referring to FIG. 2, a laser firing apparatus mounted on the firearm emits a laser beam, a target sensing apparatus mounted on the target senses the laser beam and extracts firing data from the laser beam, and the laser firing apparatus and the target sensing apparatuses The wireless communication is used to transmit and receive data including the shot result information.

한편, 본 발명에 따른 화기 모사 시스템은 중앙 통제 장치(30)를 더 구비하고, 레이저 발사 장치와 표적 감지 장치들과 무선으로 데이터를 송수신할 수 있으며, 중앙 통제 장치는 레이저 발사 장치와 표적 감지 장치로부터 수신되는 데이터들을 이용하여 레이저 발사 장치 및 표적 감지 장치의 구동을 제어하거나 모니터링할 수 있다.
On the other hand, the firearm simulation system according to the present invention further includes a central control device 30, and can wirelessly transmit and receive data with the laser launch device and the target sensing devices, the central control device is a laser launch device and the target sensing device Data received from can be used to control or monitor the driving of the laser firing device and the target sensing device.

레이저 발사 장치Laser launch device

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템의 레이저 발사 장치(10)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 발사 장치의 구조 및 동작을 구체적으로 설명한다. 레이저 발사 장치(10)는 레이저 발사 장치의 전체 동작을 제어하는 제1 제어부(100), 시작 스위치(102), 영상 획득 장치(110), 영상 처리부(120), 제1 GPS 수신기(130), 모터 어셈블리(140), 발사 스위치(150), 레이저빔 발사기(160), 제1 무선신호 송수신부(170)를 구비한다. 이하, 전술한 각 구성 요소들의 구조 및 동작을 구체적으로 설명한다. 3 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the laser firing apparatus 10 of the firearm simulation system according to the preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the structure and operation of the laser firing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3. The laser launch device 10 may include a first control unit 100, a start switch 102, an image acquisition device 110, an image processor 120, a first GPS receiver 130, which controls the overall operation of the laser launch device. A motor assembly 140, a launch switch 150, a laser beam launcher 160, and a first wireless signal transceiver 170 are provided. Hereinafter, the structure and operation of each component described above will be described in detail.

제1 제어부(100)는 레이저 발사 장치의 전체 동작을 제어하는 것으로서, 구체적인 동작에 대한 설명은 후술한다. As the first control unit 100 controls the overall operation of the laser firing apparatus, a description of the specific operation will be described later.

시작 스위치(102)가 사수에 의해 ON되면, 레이저 발사 장치가 작동을 시작하고 발사 시퀀스가 시작된다. 즉, 시작 스위치는 전력 절약을 위하여 대기 및 슬립 모드에 있는 레이저 발사 장치의 각종 프로세서와 회로들을 깨워 동작을 시작시키는 역할을 한다. 상기 제1 제어부(100)는 시작 스위치(102)가 ON 되면, 레이저 발사 장치를 구동한다. When the start switch 102 is turned on by the shooter, the laser firing device starts to operate and the firing sequence begins. In other words, the start switch wakes up various processors and circuits of the laser firing apparatus in standby and sleep mode to start operation to save power. When the start switch 102 is turned on, the first control unit 100 drives the laser firing apparatus.

영상 획득 장치(110)는 비디오카메라 등으로 구현될 수 있으며, 가시광 대역 또는 적외선 대역의 영상을 감지하여 전기 신호로 변환한다. 상기 영상 획득 장치(110)의 디스플레이 화면의 중심이 화기의 조준경의 망상 중심과 일치되도록 배치되어, 이동 표적에 대한 영상을 촬상하여 영상 처리부로 제공한다. The image capturing apparatus 110 may be implemented as a video camera. The image capturing apparatus 110 detects an image of a visible light band or an infrared band and converts the image into an electrical signal. The center of the display screen of the image capturing apparatus 110 is arranged to coincide with the center of the image of the aiming mirror of the firearm, and captures an image of the moving target and provides it to the image processor.

상기 영상 획득 장치로 가시광 대역의 비디오카메라를 사용하는 경우, 다양한 색 정보까지 활용할 수 있어 표적 인식의 성공 확률을 높일 수 있는 장점이 있지만 야간에는 사용이 제한되는 단점이 있다. 한편, 상기 영상 획득 장치로 적외선 대역 비디오카메라를 사용하는 경우, 야간에도 사용이 가능하지만 단색화면을 통하여 표적인식을 해야 하므로 동일 환경의 동일 표적에 대하여 표적 인식의 성공 확률이 낮아질 가능성이 있다. 따라서 주어진 여건과 사용화기에 따라 가시광 대역 비디오카메라와 적외선 대역 비디오카메라 중 어느 것을 선택할 것인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 한국군이 사용하는 대전차 직사화기인 M72LAW, PZF-3, 90밀리 무반동총 등은 화기의 조준기에 야간지시 기능이 없으므로 전술한 화기를 모사할 경우에는 발사장치에 가시광 대역 비디오카메라를 부착하는 것이 바람직이다.When using a video camera of the visible light band as the image acquisition device, there is an advantage that can be utilized to a variety of color information to increase the probability of success of target recognition, but there is a disadvantage that the use is limited at night. On the other hand, when the infrared band video camera is used as the image acquisition device, it is possible to use it at night, but the target expression must be performed through the monochromatic plane, so the probability of success of the target recognition for the same target in the same environment may be lowered. Therefore, it is possible to decide whether to select a visible band video camera or an infrared band video camera according to a given condition and a use term. For example, M72LAW, PZF-3, and 90mm recoil guns used by the Korean military do not have a night command function in the aim of the firearm. It is preferable to.

본 발명에 따른 레이저 발사 장치의 다른 실시 형태는, 조준경으로 조준된 영상을 디지털 데이터로 제공하는 조준경인 경우, 별도의 영상 획득 장치를 구비하지 않고 조준경에 의해 촬상된 영상을 영상 처리부로 제공받을 수 있다. Another embodiment of the laser firing apparatus according to the present invention may be provided to the image processing unit, in the case of an aiming scope that provides an image aimed at the aiming scope as digital data, without having a separate image acquisition device. have.

영상 처리부(120)는 상기 영상 획득 장치로부터 영상을 제공받고, 상기 영상을 분석하여 표적을 인식하고 표적과의 선도각을 측정하여 제1 제어부(100)로 제공한다. 상기 영상 처리부는 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor), 메모리, 디스플레이 등으로 구성된다. The image processor 120 receives an image from the image capturing apparatus, analyzes the image, recognizes a target, measures a freshness angle with the target, and provides the image to the first controller 100. The image processor includes a digital signal processor, a memory, a display, and the like.

최근, 카메라 센서의 해상도 증가, CPU의 처리 속도 향상, 메모리의 용량 증가, 디지털 이미지 처리 알고리즘의 정교성 향상 등과 같은 하드웨어 및 소프트웨어 기반의 비약적 발전에 힘입어 영상을 분석하여 표적을 인식하는 기술도 비약적인 발전을 해왔다. 특히 창공을 배경으로 하는 대공 표적 또는 지평선을 배경으로 평지에서 이동하는 지상 표적처럼 표적 대비 배경 영상 잡음이 심하지 않은 경우에는 표적 인식의 성공률이 매우 높다. In recent years, technology for recognizing targets by analyzing images is greatly improved by hardware and software-based breakthroughs, such as increased camera sensor resolution, CPU processing speed, memory capacity, and digital image processing algorithms. Have been. In particular, the success rate of the target recognition is very high when the background image noise against the target is not severe, such as an anti-air target against the sky or a ground target moving on the plain against the horizon.

또한, 영상을 분석하여 표적을 인식(recognition)/식별(identification)/추적(tracking)하는 분야가 정찰(surveillance), 보안(security) 등의 사회적 요구와 기술기반의 비약적 발전에 힘입어 많은 성과를 거두고 있다. 하지만, 표적 신호에 비하여 배경 잡음이 큰 경우, 예를 들어 표적이 연기, 안개, 먼지 속을 주행하거나, 표적이 위장을 했거나, 낙엽이 떨어지는 상황처럼 야외에서는 사용할 경우에는 표적 인식률을 높이고 오경보율(false alarm)을 낮추는 것이 아직도 도전적인 과제로 남아 있다. 특히, 본 발명에 따른 화기 모사 시스템은, 적외선 비디오카메라 사용 시에는 표적 인식률을 높이는 동시에 오경보율을 획기적으로 낮추기 위하여, 표적에서 특정 패턴으로 깜박이는 적외선 비콘을 방출하고, 레이저 발사 장치의 영상처리부에서는 연속적인 영상 프레임을 분석하여 적외선 비콘 신호를 추출함으로써 정확한 표적 인식을 수행한다. Also, the field of recognizing / identifying / tracking targets by analyzing images has been greatly improved due to the rapid development of technology-based and social needs such as surveillance and security. It is harvested. However, when the background noise is higher than the target signal, for example, when the target travels in smoke, fog, or dust, or when the target is camouflaged, or when the leaves are falling, the target recognition rate and false alarm rate ( Lowering false alarms remains a challenge. In particular, the firearm simulation system according to the present invention emits an infrared beacon flashing in a specific pattern on a target to increase target recognition rate and dramatically lower false alarm rate when using an infrared video camera. Accurate target recognition is performed by analyzing consecutive video frames and extracting infrared beacon signals.

상기 영상 처리부(120)는 표적 인식이 완료되면, 선도각을 측정한다. 상기 영상 처리부가 선도각을 측정하는 과정은 다음과 같다. 먼저, 표적의 중심을 구하고, 표적의 중심과 영상의 중심 사이의 거리(화소 수)를 구하고, 상기 구한 거리를 각도로 환산하여, 선도각을 측정하게 된다. 이때, 영상의 두 지점 사이의 거리가 같더라도 줌(Zoom) 배율에 따라 환산 각도값이 달라지므로, 선도각은 영상 획득 장치의 줌(Zoom) 배율을 고려하여 계산한다. 이렇게 하여 얻은 값이 선도각 측정값이 된다. 선도각은 방위각 선도각과 고각 선도각으로 구성되며 고각 선도각에는 탄도의 곡사성을 고려하려 사수가 화기의 고각을 높인 각도 즉, 초고각(super elevation)이 포함되어 있다. 예를 들어, 언덕을 주행하는 전차를 중력에 의한 곡사성 화기로 명중시키는 상황을 모사하는 경우에는 측정된 방위각 선도각(φ L )은 표적의 현재 위치 방향과 예상 미래 위치 방향 사이의 방위각 성분이고 측정된 고각 선도각(θ L )은 표적의 현재 위치 방향과 예상 미래 위치 방향 사이의 고각 성분에 사수가 적용한 초고각(super-elevation,θ SE )을 합한 것과 같다. 영상처리부는 상기 선도각 측정값을 제1 제어부로 보낸다(100).The image processor 120 measures a freshness angle when target recognition is completed. The process of measuring the freshness of the image processor is as follows. First, the center of the target is obtained, the distance (number of pixels) between the center of the target and the center of the image is obtained, and the distance obtained is converted into an angle to measure the lead angle. At this time, even if the distance between the two points of the image is the same, the conversion angle value is different depending on the zoom magnification, the lead angle is calculated in consideration of the zoom magnification of the image acquisition device. The value thus obtained becomes the lead angle measurement value. The leading angle consists of an azimuth leading angle and an elevation leading angle. The elevation leading angle includes an angle at which the shooter raises the elevation of the firearm in consideration of the ballistic curvature, that is, the super elevation. For example, to simulate the situation of hitting a hill-driving tank with a gravity-curve weapon, the measured azimuth forward angle φ L is the azimuth component between the target's current position and the expected future position direction. The measured elevation curve angle θ L is equal to the sum of the super-elevation ( θ SE ) applied to the elevation component between the target's current position and the expected future position direction. The image processor transmits the freshness angle measurement value to the first controller (100).

사수가 화기를 표적에 대한 조준을 시작하여 발사 스위치를 누르기 직전까지는 적용한 선도각이 바뀔 수 있으므로 영상처리부는 상기 선도각 측정 과정을 반복적으로 수행하면서 선도각 측정값이 업데이트될 때마다 그 값을 제1 제어부로 보낸다. The shooter angle can be changed until the shooter starts aiming the weapon at the target and immediately before the firing switch is pressed, so that the image processor repeats the lead angle measurement process and resets the value each time the leader angle measurement is updated. 1 Send to the controller.

제1 GPS 수신기(130)는 복수의 GPS 위성으로부터 수신한 신호를 사용하여 현재의 위치를 산출한 후 제1 제어부(100)에 제공하는 것으로서, 화기에 장착되어 화기의 현재 위치를 제1 제어부로 제공하게 된다. 제1 GPS 수신기를 통하여 수신한 위치 좌표 중 위도와 경도는 수신기 소지자가 정지상태일 경우 1 미터 이내의 정확도까지도 보이지만 고도 정보는 오차가 수십 내지 수백 미터 정도여서, 정확도가 떨어진다. 따라서 본 실시예에서는 GPS 수신기를 통하여 얻은 위치 좌표 중 위도와 경도 정보만을 사용하기로 하고 특정 수평 좌표에서의 정확한 고도 정보는 표적 감지 장치에 내장된 디지털 지도를 참조하여 얻도록 한다. 위치 수신 장치로는 미국에 의해 구축된 GPS 방식 대신 유럽연합에 의해 구축된 갈릴레오(Galileo) 방식, 또는 GPS 방식과 갈릴레오 방식을 통합한 수신기를 사용해도 무방하다. The first GPS receiver 130 calculates a current position using signals received from a plurality of GPS satellites and provides the first control unit 100 to the first control unit 100. The first GPS receiver 130 is mounted on the firearm and transfers the current position of the firearm to the first control unit. Will be provided. Latitude and longitude of the position coordinates received through the first GPS receiver can be seen to within 1 meter of accuracy when the receiver holder is stationary, but the altitude information has an error of several tens to hundreds of meters, which is inaccurate. Therefore, in the present embodiment, only the latitude and longitude information of the position coordinates obtained through the GPS receiver will be used, and the exact altitude information at the specific horizontal coordinates will be obtained by referring to the digital map embedded in the target sensing device. Instead of the GPS system established by the United States, the position receiving device may use a Galileo method established by the European Union or a receiver integrating the GPS method and the Galileo method.

한편, 본 발명에 따른 레이저 발사 장치의 다른 실시 형태는 제1 GPS 수신기를 구비하지 않으며, 사수가 별도로 착용하고 있는 GPS 수신기와 유선 또는 무선 통신 수단을 통하여 위치 좌표를 제공받을 수도 있다. Meanwhile, another embodiment of the laser firing apparatus according to the present invention does not include the first GPS receiver and may be provided with position coordinates through a GPS receiver worn separately by the shooter and a wired or wireless communication means.

모터 어셈블리(140)는 제1 제어부로부터 제공된 모터 구동 신호에 따라 구동되어 레이저 발사 장치를 회전시킨다. 상기 모터 어셈블리(140)는 방위각 회전 모터(142) 및 고각 회전 모터(144)로 이루어지며, 방위각 회전 모터 및 고각 회전 모터는 레이저 발사 장치의 지향 방향을 방위각과 고각 방향으로 선도각 측정값만큼 각각 회전시킨다. 대부분의 화기에서 선도각이 mil( 1 mil =0.056°)단위로 정교하게 제어되어야 하기 때문에 모터 어셈블리에는 감속기어가 포함되는 것이 바람직하다.The motor assembly 140 is driven according to the motor driving signal provided from the first control unit to rotate the laser firing apparatus. The motor assembly 140 includes an azimuth rotation motor 142 and an elevation rotation motor 144, and the azimuth rotation motor and the elevation rotation motor each have a direction of the laser firing device in the azimuth and elevation directions by the leading angle measurement value. Rotate In most firearms, it is desirable to include a reduction gear in the motor assembly because the leading angle must be precisely controlled in mils (1 mil = 0.056 °).

발사 스위치(150)는 화기의 방아쇠와 연동되는 스위치로서, 초기에는 OFF 상태를 유지하다가, 사수 등의 의해 화기의 방아쇠가 당겨지면 ON 상태가 된다. 사수가 실제 화기의 조준경을 통하여 표적을 조준하고 적용한 선도각이 안정 상태에 있다고 판단할 때 실화기의 방아쇠를 당기고 이와 연동하여 발사 스위치도 ON이 된다. 발사 스위치가 ON 되면, 제1 제어부는 발사 스위치 상태값을 OFF에서 ON으로 변경하고 이에 따라 반복적으로 레이저 빔 발사기에서 발사되는 레이저 빔에 실린 데이터 중 발사 스위치 상태값이 ON이 되어 이 사실이 표적장치에도 전달된다. 발사 스위치 상태값이 ON이 되면 영상처리부는 반복적인 선도각 측정 작업을 멈추고 제1 제어부에서는 발사 스위치 상태값이 ON이 되는 순간의 발사 데이터를 생성하여 표적 감지 장치로 송신한 후 레이저 발사 장치의 구동을 종료한다. 이때, 발사 데이터는 화기 식별 정보, 선도각 측정값, 화기의 현재 위치 좌표 및 발사 스위치 상태값을 포함한다. 화기가 격발된 경우 발사 데이터의 발사 스위치 상태값은 ON이 된다. The firing switch 150 is a switch that interlocks with the trigger of the firearm, and initially maintains the OFF state. When the trigger of the firearm is pulled by a shooter or the like, the firing switch 150 is turned on. When the shooter aims the target through the firearm's sight and determines that the applied forward angle is stable, the firing switch is turned on in conjunction with the trigger. When the firing switch is turned on, the first control unit changes the firing switch state value from OFF to ON, and accordingly, the firing switch state value of the data loaded on the laser beam emitted from the laser beam launcher is ON, which is the target device. Is also delivered. When the firing switch state value is turned ON, the image processing unit stops the repetitive leading angle measurement operation, and the first control unit generates the firing data at the moment when the firing switch state value is turned ON, transmits the firing data to the target sensing device, and then drives the laser firing apparatus. To exit. In this case, the firing data includes firearm identification information, a lead angle measurement value, a current position coordinate of the firearm, and a firing switch state value. When the firearm is triggered, the firing switch state value of the firing data is ON.

본 발명에 따른 레이저 발사 장치의 발사 스위치의 다른 실시 형태는 격발에 따른 화기의 변동을 감지할 수 있는 진동 센서, 폭음 센서등으로 이루어지고, 각 센서들로부터 수신된 감지 신호들이 사전에 설정된 레벨을 초과하는 경우 화기가 격발되었다고 판단하고, 발사 스위치를 ON 상태로 변경한다.Another embodiment of the firing switch of the laser firing apparatus according to the present invention is composed of a vibration sensor, a bombardment sensor and the like that can detect the fluctuations of the fire according to the trigger, and the detection signals received from each of the sensors to a predetermined level If it exceeds, it is determined that the fire has been triggered, and change the fire switch to the ON state.

본 발명의 다른 실시형태에 따른 레이저 빔 발사기는 표적 주변에 넓은 빔폭을 형성시키기 위하여 미세각 스캐너를 내장할 수 있다. 이와 같이 미세각 스캐너를 내장한 레이저 발사 장치의 제1 제어부는 발사 스위치 상태값이 ON이 된 사실이 표적장치에도 충분히 전달될 수 있도록 미세 스캔의 한 주기 동안 레이저 빔 발사기를 추가적으로 더 구동한 후에 작동을 멈추는 것이 바람직하다.Laser beam launchers in accordance with other embodiments of the present invention may incorporate a micro-angle scanner to form a wide beamwidth around a target. As such, the first control unit of the laser firing device having the micro-angle scanner operates after additionally driving the laser beam launcher for one period of the micro scan so that the fact that the state of the firing switch is turned ON can be sufficiently transmitted to the target device. It is desirable to stop.

레이저빔 발사기(160)는 제1 제어부(100)로부터 수신한 레이저 구동 신호에 따라 발사 데이터가 실린 레이저빔을 발사한다. 상기 발사 데이터는 화기식별정보, 선도각 측정값, 화기의 위치 좌표, 발사 스위치 상태값을 포함한다. 상기 화기식별정보는 레이저 발사 장치가 장착된 화기의 종류를 나타내며, 선도각 측정값은 방위각에 대한 선도각 측정값과 고도에 대한 선도각 측정값을 포함하며, 화기 위치 좌표는 화기의 현재 위치에 대한 위도 및 고도에 대한 정보를 포함하며, 발사 스위치 상태값은 발사 스위치의 현재 상태인 ON 또는 OFF 를 나타낸다.The laser beam launcher 160 emits a laser beam loaded with firing data according to the laser driving signal received from the first controller 100. The firing data includes firearm identification information, lead angle measurement, firearm position coordinates, and firing switch state values. The firearm identification information indicates the type of firearm equipped with the laser firing apparatus, and the leading angle measurement value includes the leading angle measurement value for the azimuth angle and the leading angle measurement value for the altitude, and the firearm position coordinate is located at the current position of the firearm. It contains information about latitude and altitude for the launch switch. The launch switch status value indicates ON or OFF, which is the current state of the launch switch.

선도각 측정값과 모터 구동각 사이에 오차가 있더라도 발사장치와 표적장치 사이에 링크가 형성될 수 있도록 레이저 빔은 충분히 넓어야 한다. 단면이 넓은 빔을 형성시키는 방법으로는 첫째 퍼짐각(beam divergence)이 넓은 레이저빔 발사기를 사용할 수도 있고, 둘째로는 레이저빔 발사기에 미세각 스캐너를 내장시킬 수도 있다. 퍼짐각이 넓은 레이저빔 발사기를 사용하는 것이 바람직하지만 이러한 경우 레이저빔 발사기에서 고출력 빔이 발사되어야 하므로 사거리가 장거리인 화기의 경우 레이저 빔의 출력이 인체안전도(Eye-Safety)의 규정 범위를 초과할 수가 있다.Even if there is an error between the lead angle measurement and the motor drive angle, the laser beam must be wide enough so that a link can be formed between the firing device and the target device. As a method of forming a wide cross-section beam, a first laser beam launcher having a wide beam divergence may be used, and a second angle scanner may be embedded in the laser beam launcher. Although it is preferable to use a laser beam launcher with a wide spread angle, in this case, a high power beam must be emitted from the laser beam launcher, so in the case of a long range firearm, the output of the laser beam exceeds the prescribed range of Eye-Safety. You can do it.

인체안전도가 문제가 되는 경우에는 후자의 방법, 즉 레이저빔 발사기에 미세각 스캐너를 내장시키는 시키는 방법을 사용한다. 미세 스캔을 수행하기 위하여 모터를 사용하는 기계적인 방법을 사용할 수도 있고 전자광학적인 방법을 사용할 수도 있다. 전자광학적인 방법의 예를 들자면, Electro-optic effect를 나타내는 크리스탈로 프리즘을 만들고 여기에 전압을 가하면 프리즘의 굴절률이 달라지므로 입사 빔의 진행방향을 미세하게 변경시킬 수 있으며 가한 전압의 크기에 따라 진행방향이 달라지는 정도를 조절할 수 있다.If human safety is a problem, the latter method, that is, a method of embedding a micro-angle scanner in the laser beam launcher is used. In order to perform fine scan, a mechanical method using a motor may be used, or an electro-optical method may be used. As an example of an electro-optic method, if a prism is made of a crystal that exhibits an electro-optic effect and a voltage is applied to it, the refractive index of the prism changes, so the direction of the incident beam can be changed minutely, and the magnitude of the applied voltage You can adjust the degree of change of direction.

제1 무선 신호 송수신기(170)는 표적 감지 장치 및 중앙 통제 장치와 데이터를 송수신한다. 제1 무선 신호 송수신기는 표적 감지 장치로부터 피격 여부 및 조준 오차 등의 데이터를 수신한다. 발사장치의 제1 무선 신호 송수신기와 표적 감지 장치의 제2 무선 신호 송수신기가 중계기를 거치지 않고 국부적으로 직접 송수신하는 것이 바람직하지만 훈련자의 수가 많지 않아 통신 부하로 인한 부담이 없는 경우에는 중계기 또는 BS(Base Station)을 경유하여 송수신하게 할 수도 있다.The first wireless signal transceiver 170 transmits and receives data with the target sensing device and the central control device. The first wireless signal transceiver receives data, such as a hit or aiming error, from the target sensing device. Although it is preferable that the first radio signal transceiver of the launcher and the second radio signal transceiver of the target sensing device transmit and receive directly directly without passing through the repeater, but there is not a large number of trainees and there is no burden due to communication load, the repeater or BS (Base) You can also send and receive via a station.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템의 레이저 발사 장치의 제1 제어부 및 영상 처리부의 동작을 순차적으로 설명하는 흐름도이다. 이하, 도 4를 참조하여 레이저 발사 장치의 동작을 순차적으로 설명한다. 제1 제어부(100)는 CPU, 메모리, 디스플레이, 모터 구동 회로, 레이저 구동회로, 입출력 인터페이스 등으로 구성된다.4 is a flowchart sequentially illustrating operations of the first control unit and the image processing unit of the laser firing apparatus of the firearm simulation system according to the preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation of the laser firing apparatus will be described sequentially with reference to FIG. 4. The first controller 100 includes a CPU, a memory, a display, a motor driving circuit, a laser driving circuit, an input / output interface, and the like.

먼저 레이저 발사 장치가 화기에 설치되며, 이 때 레이저 발사 장치의 영상 획득 장치의 화면의 중심이 화기의 조준경의 망선 중심(cross hair) 및 레이저빔 발사기의 빔 발사 방향의 초기값과 일치되도록 정렬되어야 한다. 이렇게 준비된 상태에서, 시작 스위치가 온(ON)되면, 레이저 발사 장치가 작동을 시작하게 된다. 시작 스위치는 전력 절약을 위하여 대기 및 슬립 모드에 있던 발사 장치의 각종 프로세서들과 회로들을 깨워 동작을 시작시키는 역할을 한다. 사수는 조준경을 통해 이동 표적의 현재 위치를 파악한 후 선도각을 조정하여, 조준경의 망선 중심이 선도각에 대응하는 이동 표적의 미래 위치와 일치되도록 레이저 발사 장치를 지향시킨다. First, the laser firing device is installed on the firearm, and the center of the screen of the image capturing device of the laser firing device should be aligned so as to coincide with the initial value of the cross hair of the firearm's sight and the beam firing direction of the laser beam launcher. do. In this prepared state, when the start switch is turned ON, the laser firing device starts to operate. The start switch wakes up various processors and circuits of the launch device in standby and sleep mode to save power and starts operation. The shooter knows the current position of the moving target through the scope and adjusts the lead angle, directing the laser firing device so that the center of sight of the scope matches the future position of the moving target corresponding to the lead angle.

사수에 의해 레이저 발사 장치를 표적의 미래 위치를 향해 지향시킨 후 시작 스위치가 ON되면(단계 400), 영상 획득 장치가 구동되어 표적에 대한 영상들을 획득하고, 획득된 영상들은 영상처리부로 제공된다(단계 410). 영상 처리부는 영상 획득 장치로부터 제공되는 영상들을 분석하여 표적의 선도각 측정값을 구하고, 선도각 측정값을 제1 제어부로 전송한다(단계 420). 단계 410 및 단계 420은 발사 스위치 상태값이 ON 될 때까지 지속적으로 반복된다.
When the start switch is turned on after directing the laser firing apparatus toward the target's future position by the shooter (step 400), the image capturing apparatus is driven to acquire images of the target, and the acquired images are provided to the image processing unit ( Step 410). The image processor analyzes the images provided from the image capturing apparatus, obtains a leading angle measurement value of the target, and transmits the leading angle measurement value to the first controller (step 420). Steps 410 and 420 are continuously repeated until the firing switch state value is turned on.

제1 제어부는 영상 처리부로부터 선도각 측정값을 수신하면, 제1 GPS 수신기로부터 수신된 데이터를 이용하여 화기의 현재 위치를 검출한다(단계 430).When the first controller receives the freshness angle measurement value from the image processor, the first controller detects a current position of the firearm using the data received from the first GPS receiver (step 430).

다음, 제1 제어부는 레이저 발사 장치의 레이저빔 발사기의 지향 방향을 선도각 측정값만큼 역으로 회전시키기 위한 모터 구동 신호를 생성하여 모터 어셈블리로 전송한다(단계 440). 모터 어셈블리는 제1 제어부로부터 제공된 모터 구동 신호에 따라 동작하여, 레이저빔 발사기를 회전시킨다. 레이저빔 발사기가 선도각 측정값만큼 역으로 회전됨에 따라, 레이저빔 발사기가 이동 표적의 현재 위치를 지향하게 된다. Next, the first control unit generates and transmits a motor driving signal for rotating the directing direction of the laser beam launcher of the laser firing apparatus back by the leading angle measurement value (step 440). The motor assembly operates according to the motor driving signal provided from the first control unit to rotate the laser beam launcher. As the laser beam launcher is rotated back by the leading angle measurement, the laser beam launcher is directed to the current position of the moving target.

모터 어셈블리의 구동에 의해 레이저빔 발사기가 이동 표적의 현재 위치를 지향하는 상태에서, 제1 제어부는 레이저빔 발사기를 구동하여 발사 데이터가 실린 레이저빔을 발사한다(단계 450). 이때 발사 데이터는 화기 식별 정보, 선도각 측정값, 화기 현재 위치 및 발사 스위치 상태값을 포함한다. 발사 스위치 상태값의 초기값은 OFF로 설정된다. 발사 스위치가 ON 될때까지 단계 410 ~ 단계 450은 반복적으로 수행된다. With the laser beam launcher pointing the current position of the moving target by driving the motor assembly, the first control unit drives the laser beam launcher to fire the laser beam containing the firing data (step 450). At this time, the firing data includes firearm identification information, leading angle measurement value, firearm current position, and firing switch state value. The initial value of the firing switch state value is set to OFF. Steps 410 to 450 are repeatedly performed until the firing switch is turned on.

사수가 조준경을 통해 이동 표적의 현재 위치를 파악한 후 선도각을 최종적으로 조정하여, 조준경의 망선 중심이 선도각에 대응하는 이동 표적의 미래 위치와 일치되도록 레이저 발사 장치를 지향시킨 후, 방아쇠를 당김으로써 발사 스위치를 ON 한다. 방아쇠가 당겨져서 발사 스위치가 ON되면, 제1 제어부는 발사 스위치 상태값을 ON으로 변경한 후, 단계 410 ~ 단계 450을 수행한다(단계 460). 따라서, 발사 스위치가 ON되면, 화기 식별 정보, 선도각 측정값, 화기 현재 위치 정보 및 ON으로 표시된 발사 스위치 상태값을 포함하는 발사 데이터가 실린 레이저빔을 표적의 현재 위치로 발사한다. The shooter knows the current position of the moving target through the scope, and finally adjusts the lead angle, directs the laser firing device so that the center of sight of the scope matches the future position of the moving target corresponding to the lead angle, and then triggers. Turn the firing switch on. When the trigger switch is pulled and the firing switch is turned on, the first controller changes the firing switch state value to ON, and then performs steps 410 to 450 (step 460). Thus, when the firing switch is turned on, the laser beam containing firing data including the firearm identification information, the leading angle measurement value, the firearm current position information, and the firing switch state value indicated as ON is fired to the current position of the target.

다음, 제1 무선 신호 송수신부를 통해 표적 감지 장치로부터 피격 결과 정보를 수신하면(단계 470), 제1 제어부는 피격 결과 정보를 분석한다. 분석 결과 이동 표적이 명중된 경우, 이를 디스플레이 장치를 통해 명중되었음을 알려준 후 절차를 종료한다. 분석 결과 이동 표적이 명중되지 않은 경우, 피격 결과 정보로부터 조준 오차값을 추출하고 조준 오차값을 디스플레이 장치에 출력하여 사수에게 알려준 후 절차를 종료한다. 사수는 디스플레이 장치에 출력된 조준 오차값을 이용하여 선도각을 다시 조정하여 수정 사격을 할 수 있다.
Next, upon receiving the shot result information from the target sensing device through the first wireless signal transceiver (step 470), the first controller analyzes the shot result information. If the analysis target hits the moving target, the display device informs that the hit is terminated and the procedure is terminated. If the moving target is not hit as a result of the analysis, the aiming error value is extracted from the shot result information, the aiming error value is output to the display apparatus, and the shooter is notified, and the procedure ends. The shooter can use the aiming error value displayed on the display device to re-adjust the leading angle to make a corrected shot.

표적 감지 장치Target sensing device

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화기 모사 시스템의 표적 감지 장치(20)의 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 표적 감지 장치의 구조 및 동작을 구체적으로 설명한다. 5 is a block diagram schematically showing the structure of the target sensing device 20 of the firearm simulation system according to a preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the structure and operation of the target sensing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5.

본 발명에 따른 표적 감지 장치(20)는 표적 감지 장치의 전체 동작을 제어하는 제2 제어부(500), 다수 개의 레이저 센서들로 이루어지는 감지부(510), 감지부로부터 전송되는 레이저 감지 신호들을 증폭하여 출력하는 증폭기(520), 상기 증폭기로부터 전송되는 레이저 감지 신호들을 복호화하여 발사 정보를 추출하는 복호기(530), 이동 표적의 현재 위치를 검출하는 제2 GPS 수신기(540), 레이저 발사 장치와 데이터 송수신하는 제2 무선 신호 송수신기(550), 비콘 신호 출력부(560), 피격 상황 표시기(570)를 구비한다. The target detection apparatus 20 according to the present invention amplifies the laser detection signals transmitted from the second control unit 500, a detection unit 510 composed of a plurality of laser sensors, and a detection unit for controlling the overall operation of the target detection device. Amplifier 520 for outputting the signal, a decoder 530 for extracting the firing information by decoding the laser detection signals transmitted from the amplifier, a second GPS receiver 540 for detecting the current position of the moving target, a laser launching device and data A second wireless signal transceiver 550 for transmitting and receiving, a beacon signal output unit 560, and the hit situation indicator 570 is provided.

상기 제2 제어부(500)는 표적 감지 장치의 전체 동작을 제어하는 것으로서, 제2 제어부의 동작에 대한 구체적인 설명은 후술한다.The second control unit 500 controls the overall operation of the target sensing device, and a detailed description of the operation of the second control unit will be described later.

감지부(510)는 다수 개의 레이저 센서들이 일정 간격으로 배치되어 있는 감지기 벨트의 형태로 이루어지며, 레이저 빔을 감지하여 증폭기로 전송한다. 레이저 센서들은 레이저 빔을 감지하면 레이저 빔의 강도(intensity)에 비례하는 전류를 발생시킨다. 레이저 빔의 파장이 904 nm 또는 905 nm일 경우에는 감지 소자로서, 통상적으로 실리콘 PD(photo detector) 칩을 사용하며 가시광에 의한 잡음을 차단하기 위하여 PD 칩의 전면을 필터로 덮는다. 표적이 전차 또는 차량일 경우 표적의 전, 후, 좌, 우에 감지기 벨트를 1개씩 부착하고 각각의 감지기 벨트에 배치되어 있는 레이저 센서들은 병렬로 연결되어 각 레이저 센서에서 생성된 전류는 서로 합해진 상태로 증폭기에 가해진다.The detector 510 is formed in the form of a detector belt in which a plurality of laser sensors are arranged at predetermined intervals, and detects a laser beam and transmits the same to an amplifier. Laser sensors sense a laser beam and generate a current proportional to the intensity of the laser beam. When the wavelength of the laser beam is 904 nm or 905 nm, a silicon photo detector chip is typically used as a sensing element, and the front surface of the PD chip is covered with a filter to block noise caused by visible light. When the target is a vehicle or a vehicle, one sensor belt is attached to the front, rear, left and right of the target, and the laser sensors arranged on each sensor belt are connected in parallel so that the currents generated by each laser sensor are summed together. Applied to the amplifier.

증폭기(520)는 레이저 센서에서 레이저 빔의 강도에 비례하여 생성된 약한 전기신호를 복호기에서 처리하기에 충분한 레벨, 즉 디지털 신호 크기로 증폭하는 역할을 수행한다. 통상적으로 증폭기의 입력신호는 전류이고 그 출력은 전압이다. 이 증폭기의 이득은 출력전압을 입력전류로 나눈 것으로 표현되는데 그 단위가 저항이므로 TRA(trans-resistance amplifier)라고 부른다.The amplifier 520 amplifies the weak electric signal generated in proportion to the intensity of the laser beam in the laser sensor to a level sufficient for processing by the decoder, that is, the digital signal size. Typically the input signal of an amplifier is current and its output is voltage. The gain of this amplifier is expressed as the output voltage divided by the input current. Since the unit is a resistor, it is called a TRA (trans-resistance amplifier).

통상적으로 증폭기에서는 단순하게 증폭작용만 수행되는 것이 아니고 대역통과 필터 기능도 수행된다. 예를 들어, 발사된 레이저 빔의 펄스폭이 300nsec이라면 대역통과필터의 중심주파수가 1/300nsec=3.3MHz가 되도록 필터의 부품값을 설정한다. 그러면 증폭기는 300nsec 근처의 펄스만을 선택적으로 증폭시키고 다른 시간폭을 가진 펄스들은 잡음으로 간주하여 제거할 수 있기 때문에 증폭기의 신호 대 잡음비(S/N비)가 개선되고, 그 결과 표적장치의 레이저 감지 성능, 즉 감도를 향상시킬 수가 있다. 이렇게 증폭기가 대역통과필터 기능까지 갖춘 경우에는 증폭기 이득의 단위가 순수 저항은 아니므로 이러한 증폭기를 TIA(trans-impedance amplifier)라고 부른다. Typically, amplifiers perform not only amplification but also bandpass filter functions. For example, if the pulse width of the emitted laser beam is 300 nsec, the component value of the filter is set so that the center frequency of the bandpass filter is 1/300 nsec = 3.3 MHz. This improves the amplifier's signal-to-noise ratio (S / N ratio) because the amplifier can selectively amplify only pulses near 300 nsec and consider pulses with other time periods as noise, resulting in laser detection of the target device. Performance, ie sensitivity, can be improved. If the amplifier also has a bandpass filter function, the amplifier gain is not called pure resistance, so the amplifier is called a TIA (trans-impedance amplifier).

전술한 증폭기의 출력전압은 디지털 레벨로 성형되어 복호기로 가해진다. The output voltage of the amplifier described above is shaped to a digital level and applied to the decoder.

상기 복호기(530)는 레이저 감지 신호들을 복호화하여 레이저 빔에 실려있던 발사 데이터들을 오류없이 복원하여 제2 제어부로 전송한다. 상기 발사 데이터는 화기 식별 정보, 선도각 측정값, 화기 위치 정보, 발사 스위치 상태값 등을 포함한다. The decoder 530 decodes the laser detection signals, restores the firing data contained in the laser beam without error, and transmits the error to the second control unit. The firing data includes firearm identification information, lead angle measurement, firearm position information, firing switch state values, and the like.

비콘 신호 출력부(560)는 레이저 발사 장치의 영상 처리부가 표적을 용이하게 인식하도록 하기 위하여 사전에 설정된 특정 패턴으로 깜박이는 빛을 방출한다. 레이저 발사 장치의 영상 획득 장치가 특정 패턴의 적외선을 방사한다. The beacon signal output unit 560 emits light that blinks in a predetermined pattern to allow the image processing unit of the laser firing apparatus to easily recognize the target. The image acquisition device of the laser launch device emits a specific pattern of infrared light.

피격 상황 표시기(570)는 경광등, 스피커 등으로 구성되며, 제2 제어부로부터의 구동 신호에 따라 피격 상황 표시기를 구성하는 경광등을 깜박이거나 스피커를 구동하여 피격 이벤트가 발생되었음을 알리는 메시지를 출력한다. 이러한 피격 상황 표시기의 구동에 의해, 화기의 사수, 이동 표적이 된 전차 또는 차량에 탑승한 훈련병 및 주변의 훈련병, 통제관들에게 시청각적으로 피격 이벤트 발생 사실을 알리게 된다. The hit situation indicator 570 includes a beacon, a speaker, and the like, and outputs a message indicating that a hit event has occurred by blinking the beacon that constitutes the hit situation indicator or driving the speaker according to a driving signal from the second controller. By the operation of the hit situation indicator, the firing of the firearm, the trained vehicle and the trained soldiers in the surrounding vehicle or vehicle, and the controllers to inform the fact that the hit event occurs audio and visual.

제2 GPS 수신기(540)는 표적에 장착되며, 복수의 GPS 위성으로부터 수신한 신호를 사용하여 표적의 현재 위치 정보를 검출하여 제2 제어부로 제공한다.The second GPS receiver 540 is mounted on the target and detects current location information of the target by using signals received from the plurality of GPS satellites and provides the second location to the second controller.

제2 무선 신호 송수신기(550)는 레이저 발사 장치와 무선으로 데이터를 송수신하는 것으로서, 제2 제어부의 제어에 따라 레이저 발사 장치로 피격 여부 및 조준 오차 등의 피격 결과 정보를 전송한다.The second wireless signal transceiver 550 wirelessly transmits and receives data to and from the laser firing apparatus, and transmits the shot result information such as whether or not to be shot and an aiming error to the laser firing apparatus under the control of the second controller.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표적 감지 장치의 제2 제어부의 동작을 구제적으로 설명한다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표적 감지 장치의 제2 제어부의 동작을 순차적으로 도시한 흐름도이다. Hereinafter, an operation of the second controller of the target sensing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 6. 6 is a flowchart sequentially illustrating operations of a second controller of a target sensing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 제2 제어부는 감지부, 증폭기 및 복호기를 통해 레이저 빔으로부터 복원된 발사 데이터들을 수신한다(단계 600). 제2 제어부는 수신된 발사 데이터들로부터 화기의 현재 위치 좌표의 위도 및 경도 정보를 추출하고, 내장하고 있는 디지털 맵을 조회하여 화기의 현재 위치 좌표(위도, 경도)에 대한 고도 정보를 추출함으로써 화기의 3차원 위치 좌표 O(x 0 , y 0 , z 0 )를 구한다(단계 620). 같은 방법으로, 제2 GPS 수신기로부터 표적의 현재 위치 좌표 중 위도 및 정도 정보를 추출하고, 디지털 맵을 조회하여 표적의 현재 위치 좌표에 대한 고도 정보를 추출함으로써, 표적의 3차원 위치 좌표 P(x p , y p , z p )를 구한다(단계 630). 표적이 비행체일 경우에는 비행체의 항법장치에 내장된 고도계를 통하여 고도를 읽거나 또는 별도로 고도계를 설치하여 고도를 읽는다. 다음, 제2 제어부는 상기 수신된 발사 정보로부터 화기 식별 정보, 선도각 측정값 및 화기 위치 정보를 검출하고, 화기 식별 정보에 대응되는 탄도방정식을 메모리로부터 판독하고, 선도각 측정값 및 화기 위치 정보 등과 같은 필요한 변수들을 대입하여 탄도 방정식을 완성한다(단계 640). Referring to FIG. 6, the second controller receives launch data restored from the laser beam through the detector, the amplifier, and the decoder (step 600). The second controller extracts the latitude and longitude information of the current position coordinates of the firearm from the received firing data, and extracts the altitude information on the current position coordinates (latitude and longitude) of the firearm by inquiring a built-in digital map. The three-dimensional position coordinate of O ( x 0 , y 0 , z 0 ) is obtained (step 620). In the same way, by extracting the latitude and precision information of the target's current position coordinates from the second GPS receiver, and by querying the digital map to extract the altitude information for the current position coordinates of the target, the three-dimensional position coordinates P ( x p , y p , z p ) are obtained (step 630). If the target is a vehicle, read the altitude through the altimeter built into the aircraft's navigation system or install an altimeter to read altitude. Next, the second control unit detects the firearm identification information, the lead angle measurement value and the firearm position information from the received firing information, reads the ballistic equation corresponding to the firearm identification information from the memory, and reads the lead angle measurement value and the firearm position information. Complete the ballistic equation by substituting necessary variables, such as (step 640).

이하, 탄도 방정식에 대하여 개략적으로 설명한다. 탄도 방정식이라 함은 화기로부터 발사된 탄이 날아가는 상태에서 시간에 대한 위치를 나타내는 방정식이다. 만약 탄이 날아가면서 중력의 영향만을 받는다고 가정하면, 탄도 방정식은

Figure 112012076548085-pat00001
,
Figure 112012076548085-pat00002
이며, 여기서,
Figure 112012076548085-pat00003
는 사격 후 t초 경과했을 때 탄 비행 방향으로의 수평 좌표,
Figure 112012076548085-pat00004
는 사격 후 t초 경과했을 때 탄의 수직 좌표,
Figure 112012076548085-pat00005
는 포구 초속,
Figure 112012076548085-pat00006
는 포신의 고각이다. Hereinafter, the ballistic equation will be described schematically. The ballistic equation is an equation that represents the position with respect to time in the state where a shot fired from a firearm flies. If we assume that the bullet is only affected by gravity as it flies, the ballistic equation
Figure 112012076548085-pat00001
,
Figure 112012076548085-pat00002
Lt; / RTI >
Figure 112012076548085-pat00003
Is the horizontal coordinate in the direction of flight, t seconds after firing,
Figure 112012076548085-pat00004
Is the vertical coordinate of the shot when t seconds have elapsed since shooting,
Figure 112012076548085-pat00005
Muzzle sedge,
Figure 112012076548085-pat00006
Is the elevation of the barrel.

그러나, 실제로는 탄이 날아가면서 중력의 영향뿐만 아니라 공기 저항까지 받기 때문에 닫힌 형태의 식으로 표시하기가 곤란하다. 따라서, 일반적으로 탄도 방정식은 표 형태로 작성하며 이를 사표(射表, ballistics table 또는 firing table이라 한다)라고 부른다. 사표를 통해 탄의 궤적과 속도 변화를 시각적으로 파악할 수 있게 된다. 사표에는 탄의 특성과 환경 조건들을 포함하는 사격 제원(諸元)이 기재된다. 구체적인 사격 제원으로는, 탄의 종류, 포구 초속, 탄의 무게, 항력 계수, 기온, 공기의 비중 또는 공기 밀도, 장약의 온도 등을 포함한다. 한편, 사표를 구성하는 항목으로는 화포로부터 탄까지의 직선 거리인 Range, 초고각(Super-elevation), 정점의 가로 좌표, 정점의 높이, 종말 속도, 하강 각도 등이 포함된다. However, in reality, it is difficult to express in a closed form because the bullet is not only affected by gravity but also air resistance. Thus, ballistic equations are generally written in tabular form and are called deadlines (called ballistics tables or firing tables). The resignation provides a visual indication of the trajectory and speed of the bullet. The resignation lists the shooting specifications, including the characteristics of the bullet and the environmental conditions. Specific shooting specifications include the type of shot, the muzzle velocity, the weight of the shot, the drag coefficient, the temperature, the specific gravity or air density of the air, the charge temperature, and the like. On the other hand, the items constituting the dead thread include a range, a super-elevation, a horizontal coordinate of a vertex, a height of a vertex, an end speed, a falling angle, and the like, which are a straight line distance from a canvas to a shot.

다음, 표적의 운동 방정식을 판독하고 필요한 변수들을 대입하여 표적의 운동 방정식을 완성한다(단계 645). 다음, 판독된 탄도 방정식과 표적에 대한 표적 운동 방정식을 연립하여 해를 구하며, 이 경우 수치해석의 반복법을 이용하여 해를 구하는 것이 바람직하다(단계 650). 수치해석의 결과, 탄의 위치(S(x,y,z))와 표적 위치(P(x,y,z))의 차이값이 사전에 설정된 경계 범위 이하이면 표적이 명중되어 피격되었다고 판단하며, 상기 차이값이 사전에 설정된 경계 범위 이하로 작아지지 않고 다시 커지면 표적은 피격되지 않았으며 사격 결과는 빗나간 것으로 판단한다(단계 660). 사격 결과가 빗나간 것으로 판단되면, 조준 오차량을 계산한다(단계 670).Next, the equation of motion of the target is read and the necessary variables are substituted to complete the equation of motion of the target (step 645). Next, a solution is obtained by combining the read ballistic equation and the target motion equation for the target, and in this case, it is preferable to obtain the solution by using a numerical method of repetition (step 650). As a result of the numerical analysis, if the difference between the position of the shot ( S (x, y, z) ) and the target position ( P (x, y, z) ) is less than the preset boundary range, the target is hit and hit. If the difference value does not become smaller than the preset boundary range but becomes larger again, the target is not shot and the shooting result is determined to be missed (step 660). If it is determined that the shooting result is missed, the aiming error amount is calculated (step 670).

다음, 제2 제어부는 수신된 발사 정보의 발사스위치 상태값이 ON이면(단계 680), 사격 결과 정보를 생성하여 제2 무선신호 송수신부를 통해 사격 결과 정보를 레이저 발사 장치로 전송한다(단계 690). 상기 사격 결과 정보는 화기 식별 정보, 피격 여부 및 조준 오차량을 포함한다. 만약 수신된 발사 정보의 발사 스위치 상태값이 OFF이면, 단계 600 내지 단계 670을 반복적으로 수행하여 수치해석을 통해 피격 여부를 판단한다. Next, if the firing switch state value of the received firing information is ON (step 680), the firing result information is generated and transmits the firing result information to the laser firing apparatus through the second radio signal transceiver (step 690). . The shooting result information includes firearm identification information, whether or not to be hit, and an aiming error amount. If the firing switch state value of the received firing information is OFF, steps 600 to 670 are repeatedly performed to determine whether to be hit by numerical analysis.

이하, 표적 감지 장치의 제2 제어부가 탄도 방정식, 표적 운동 방정식, 조준 오차량을 계산하는 과정을 구체적으로 설명한다. 화기의 현재 위치 O(x 0 , y 0 , z 0 ) 로부터 표적의 현재 위치 P(x p , y p , z p ) 로 향한 벡터(

Figure 112012044044272-pat00007
)를 수학식 1과 같이 표현할 수 있다. Hereinafter, a process of calculating, by the second controller of the target sensing device, the ballistic equation, the target motion equation, and the aiming error amount will be described in detail. Vector from the current position O ( x 0 , y 0 , z 0 ) of the firearm to the current position P ( x p , y p , z p ) of the target (
Figure 112012044044272-pat00007
) Can be expressed as in Equation 1.

Figure 112012044044272-pat00008
Figure 112012044044272-pat00008

벡터

Figure 112012044044272-pat00009
의 크기 r P 은 수학식 2와 같이 표시된다.vector
Figure 112012044044272-pat00009
The size r P is expressed by Equation 2.

Figure 112012044044272-pat00010
Figure 112012044044272-pat00010

벡터

Figure 112012044044272-pat00011
의 방위각 성분(φ P )는 수학식 3과 같이 표시된다. vector
Figure 112012044044272-pat00011
The azimuth component φ P of is expressed as in Equation (3).

Figure 112012044044272-pat00012
Figure 112012044044272-pat00012

평면을 고각 기준으로 삼을 때 벡터

Figure 112012044044272-pat00013
의 고각 성분( θ P )는 수학식 4와 같이 표시된다. Vectors based on elevation
Figure 112012044044272-pat00013
The high angle component θ P of is represented by Equation 4.

Figure 112012044044272-pat00014
Figure 112012044044272-pat00014

또한 선도각 측정값의 방위각 성분을 φ L , 고각 성분을 θ L 로 정의하면, 화기 포신 지향 방향의 방위각 성분(φ B )은 φ B =φ P +φ L 이 되고 In addition, if the azimuth component of the lead angle measurement value is defined as φ L and the high angle component is defined as θ L , the azimuth component ( φ B ) in the fire barrel direction is φ B = φ P + φ L.

고각 성분(θ B ')은 θ B '=θ P +θ L 로 이 된다. 즉, 화기 포신의 지향 방향은 벡터

Figure 112012044044272-pat00015
로서, 벡터
Figure 112012044044272-pat00016
를 방위각 방향으로 θ L 만큼 회전시킨 후 고각 방향으로 φ L 만큼 회전시킴으로써 구할 수 있다. 통상적으로는 구면 좌표계(spherical coordinate system)에서 고각의 0°기준을 z축으로 삼는 것을 감안하여 벡터
Figure 112012044044272-pat00017
를 구면 좌표계 형식으로 표시하면
Figure 112012044044272-pat00018
이 되고 이로부터 직교 좌표계 표현을 도출하면 수학식 5가 된다. The high angle component θ B 'becomes θ B ' = θ P + θ L. In other words, the direction of firearm barrel is vector
Figure 112012044044272-pat00015
As, vector
Figure 112012044044272-pat00016
Can be obtained by rotating θ L in the azimuth direction by φ L in the high angle direction. Normally, the vector takes into account the z-axis as the 0 ° angle of elevation in a spherical coordinate system.
Figure 112012044044272-pat00017
Is displayed in spherical coordinate system format
Figure 112012044044272-pat00018
And a Cartesian coordinate system expression is derived from the equation (5).

Figure 112012044044272-pat00019
Figure 112012044044272-pat00019

화기의 발사 시점으로부터 시간 t초 경과 후에 탄의 위치 S(x(t), y(t), z(t))는 탄도 방정식으로 나타낼 수 있으며, 탄도 방정식은 화기의 위치 좌표 O(x 0 , y 0 , z 0 ), 포신의 지향 방향

Figure 112012044044272-pat00020
, 탄의 포구 초속 v 0 등 초기 조건과 풍향 및 풍속
Figure 112012044044272-pat00021
, 공기의 밀도 ρ air 등과 같은 환경 변수에 의해 결정되는 함수이다. 탄도 방정식은 수학식 6과 같이 표시된다.After t seconds from the firing time of the firearm, the positions of the shots S (x (t), y (t), z (t)) can be represented by ballistic equations, which represent the positional coordinates O (x 0 , y 0 , z 0 ) , direction of barrel
Figure 112012044044272-pat00020
Muzzle of bullets v 0 Initial conditions and wind direction and wind speed
Figure 112012044044272-pat00021
This function is determined by environmental variables such as air density, ρ air, and so on. The ballistic equation is expressed as in equation (6).

Figure 112012044044272-pat00022
Figure 112012044044272-pat00022

탄도 방정식은 각 화기의 종류에 따라 달리 정해지는 함수이다. The ballistic equation is a function that depends on the type of firearm.

한편, 본 실시예에서는 표적이 정속 운동을 한다고 가정하고, 시간(t)에 제2 GPS 수신기로부터 수신한 표적 위치를 P[x(t), y(t), z(t)]라 할 때 표적 위치의 변화율로부터 표적의 속도 벡터

Figure 112012076548085-pat00023
를 구한다. 즉, 시간 t=0 에서의 표적위치를 P0 [x(0), y(0), z(0)]라 하고 시간 t=t1에서의 표적위치를 P1 [x(t1), y(t1), z(t1)]라 하면, 수학식 7을 사용하여 속도 벡터를 구할 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, it is assumed that the target is in constant motion, and when the target position received from the second GPS receiver at time t is P [ x (t), y (t), z (t) ] Velocity vector of target from rate of change of target position
Figure 112012076548085-pat00023
. That is, the target position at time t = 0 is called P 0 [ x (0), y (0), z (0) ], and the target position at time t = t1 is defined as P 1 [ x (t1), y ( t1), z (t1) ], a velocity vector can be obtained using Equation (7).

Figure 112012044044272-pat00024
Figure 112012044044272-pat00024

상기와 같이 속도 벡터를 구하고 나면 임의의 시간(t) 에서 표적의 예상 위치P[x(t), y(t), z(t)] 도 수학식 8을 통하여 예측할 수 있다. After the velocity vectors are obtained as described above, the predicted positions P [ x (t), y (t), z (t) ] of the target at any time t can also be predicted through Equation 8.

Figure 112012044044272-pat00025
Figure 112012044044272-pat00025

수학식 8을 표적의 운동 방정식이라 부른다.Equation 8 is called the equation of motion of the target.

제2 제어부는 상기의 탄도 방정식과 표적의 운동 방정식을 연립하여 해를 구하여 피격여부를 판단한다. 연립 방정식을 푸는 방법은 여러 가지가 있겠지만 통상적으로 탄도 방정식이 비선형 함수인 경우가 많으며, 그런 경우에는 수치해석(numerical analysis)의 반복법(iterative method)를 사용하는 것이 편리하다. 반복법으로 계산을 반복함에 따라 탄의 위치 S(x(t), y(t), z(t))와 표적 위치 P[x(t), y(t), z(t)] 의 차이 값이 줄어들면서 계속 (0,0,0)으로 수렴하면 해가 구해진 것으로 보고 사격 결과는 명중으로 판단하며 이 경우 차이 값이 일정 범위 이하로 작아졌을 때 계산을 중단한다. 반복법으로 계산을 반복함에 따라 탄의 위치 (S(x,y,z))와 표적 위치(P(x,y,z)) 의 차이 값이 사전에 설정된 임계범위 이하로 작아지지 않고 다시 커지면 해가 존재하지 않는 것이며 사격 결과는 빗나간 것으로 판단한다.
The second control unit combines the ballistic equation and the motion equation of the target to obtain a solution to determine whether to be hit. There are many ways to solve simultaneous equations, but ballistic equations are often nonlinear, and in such cases it is convenient to use an iterative method of numerical analysis. Repeating the calculation by iterative method, the difference between the shot positions S (x (t), y (t), z (t)) and the target positions P [ x (t), y (t), z (t) ] If it continues to converge to (0,0,0), the solution is considered to be a solution, and the shooting result is judged to be a hit. In this case, the calculation stops when the difference value becomes smaller than a certain range. As the calculation is repeated by the iterative method, the difference value between the position of the shot ( S (x, y, z)) and the target position ( P (x, y, z)) does not become smaller than the preset threshold range. Does not exist and the shooting results are judged to be off.

사격 결과가 명중으로 판단된 경우, 제2 제어부(500)는 피격 상황 표시기(570)를 구동하여 경광등을 깜박이거나 스피커를 구동하고, 제2 무선신호 송수신기(550)를 통하여 레이저 발사 장치 측으로 화기 식별 정보 및 피격 정보를 포함하는 피격 결과 정보를 전송한다. 만약 사격 결과가 빗나간 것으로 판단된 경우, 제2 제어부는 조준 오차량을 계산하고, 제2 무선신호 송수신부를 통하여 레이저 발사 장치 측으로 화기 식별 정보 및 조준 오차 정보를 포함하는 피격 결과 정보를 전송한다. 이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 표적 감지 장치의 제2 제어부가 조준 오차량을 계산하는 과정을 설명한다. 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표적 감지 장치의 제2 제어부가 선도각을 작게 조준한 경우의 조준 오차량을 설명하기 위하여 도시한 그림이며, 도 8은 선도각을 크게 조준한 경우의 조준 오차량을 설명하기 위하여 도시한 그림이다. When it is determined that the shooting result is a hit, the second control unit 500 drives the hit situation indicator 570 to blink a warning light or drives a speaker, and identifies the firearm to the laser firing device side through the second wireless signal transceiver 550. Transmission result information including the information and the attack information is transmitted. If it is determined that the shooting result is missed, the second control unit calculates the aiming error amount and transmits the shooting result information including the weapon identification information and the aiming error information to the laser firing apparatus through the second radio signal transceiver. Hereinafter, a process of calculating the aiming error amount by the second controller of the target sensing apparatus will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a view illustrating an aiming error amount when the second control unit of the target sensing apparatus aims at a small lead angle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 8 is an aiming point when the aim angle is largely aimed at. The figure shows to explain the vehicle.

조준 오차량의 계산을 간략히 하기 위하여 본 실시예에서는 표적이 벡터 에 대하여 직각 방향으로 우측에서 좌측으로 횡단이동하고 있다고 가정하기로 한다. 사격 결과가 빗나간 경우, 빗나간 양은 다음과 같은 과정을 통하여 대략적으로 계산할 수가 있다. 화기의 위치 좌표 (O(x 0 , y 0 , z 0 )) 와 탄의 위치(S(x,y,z)) 사이의 거리는 수학식 9로 나타낼 수 있다.In order to simplify the calculation of the aiming error amount, it is assumed in the present embodiment that the target is transversely moved from right to left in a direction perpendicular to the vector. If the shooting result is missed, the missed amount can be roughly calculated by the following procedure. The distance between the position coordinates ( O (x 0 , y 0 , z 0 ) ) of the firearm and the position ( S (x, y, z) ) of the bullet can be expressed by Equation 9.

Figure 112012044044272-pat00026
Figure 112012044044272-pat00026

Figure 112012044044272-pat00027
가 수학식 2에 의해 구할 수 있는 벡터
Figure 112012044044272-pat00028
의 크기 r P 와 같아지게 하는 시간 t=t f 를 구한다. 여기서 r P 는 방아쇠가 당겨졌을 때, 즉 t=0 일 때의 표적과 화기 사이의 거리이다. 표적의 운동방정식으로부터 t=0 일 때부터 t=t f 사이에 표적이 이동한 거리는
Figure 112012044044272-pat00029
이다. 그러면 수평 방향인 방위각 방향으로 빗나간 거리(△l )은 수학식 10에 의해 구할 수 있다.
Figure 112012044044272-pat00027
Can be obtained by Equation 2
Figure 112012044044272-pat00028
Size r P Find the time t = t f equal to. Where r P Is when the trigger is pulled, that is t = 0 When is the distance between the target and the firearm. Between time t = 0 days of the equation of motion of the target t = t f is a distance between the mobile target
Figure 112012044044272-pat00029
to be. The distance (△ l) deviate in the horizontal azimuthal direction can be determined by the equation (10).

Figure 112012044044272-pat00030
Figure 112012044044272-pat00030

빗나간 방위각 방향의 각도 (△φ)는 수학식 11과 같이 구해진다.Angle (△ φ) of the stray azimuth direction is obtained as shown in equation (11).

Figure 112012044044272-pat00031
Figure 112012044044272-pat00031

수학식 10과 수학식 11의 값이 양수이면, 도 7에 도시된 바와 같이, 사수가 선도각을 작게 적용한 경우여서 탄은 좌측으로 이동하는 횡단표적의 후면을 지나가게 된다. 수학식 10과 수학식 11의 값이 음수이면, 도 8에 도시된 바와 같이, 선도각을 크게 적용한 경우여서 탄은 횡단표적의 전면을 지나게 된다.If the values of the equations (10) and (11) are positive, as shown in FIG. 7, the shooter passes the rear surface of the cross-target moving to the left because the shooter has a small leading angle. If the values of the equations (10) and (11) are negative, as shown in FIG. 8, when the leading angle is largely applied, the shot passes the front of the cross target.

제2 제어부는 사격 결과 빗나간 것으로 판단된 경우 제2 무선신호 송수신기 를 통하여 빗나간 거리와 빗나간 각도의 정보를 포함하는 조준 오차 정보를 전송하고, 레이저 발사 장치의 제1 제어부는 디스플레이에서 조준 오차 정보를 도식적으로 표현함으로써 사수가 이를 보고 수정 사격을 할 수 있도록 한다.
If it is determined that the shot is missed as a result of the shooting, the second control unit transmits the aiming error information including the information of the missed distance and the missed angle through the second radio signal transceiver, and the first control unit of the laser firing apparatus graphically displays the aiming error information on the display. It allows the shooter to see it and make corrective shots.

본 발명에 따른 화기 모사 시스템은 선도 사격이 필요한 이동 표적들을 대상으로 한 사격을 훈련할 수 있는 시스템으로서, MILES 등에 널리 사용될 수 있다.  The firearm simulation system according to the present invention is a system capable of training shooting for moving targets requiring leading fire, and can be widely used in MILES and the like.

10 : 레이저 발사 장치
100 : 제1 제어부
102 : 시작 스위치
110 : 영상 획득 장치
120 : 영상 처리부
130 : 제1 GPS 수신기
140 : 모터 어셈블리
150 : 발사 스위치
160 : 레이저빔 발사기
170 : 제1 무선신호 송수신부
20 : 표적 감지 장치
500 : 제2 제어부
510 : 감지부
520 : 증폭기
530 : 복호기
540 : 제2 GPS 수신기
550 : 제2 무선 신호 송수신기
560 : 비콘 신호 출력부
570 : 피격 상황 표시기
10: laser firing device
100: first control unit
102: start switch
110: image acquisition device
120: image processing unit
130: first GPS receiver
140: motor assembly
150: launch switch
160: laser beam launcher
170: first wireless signal transceiver
20: target detection device
500: second control unit
510: detection unit
520: Amplifier
530: decoder
540: second GPS receiver
550: second wireless signal transceiver
560 beacon signal output unit
570: hit situation indicator

Claims (9)

레이저빔을 이용하여 선도 사격을 모사하기 위하여 표적에 장착되는 표적 감지 장치에 있어서,
표적 감지 장치의 전체 동작을 제어하는 제2 제어부;
다수 개의 레이저 센서들을 구비하고, 상기 레이저 센서들로부터 수신된 레이저빔으로부터 발사 데이터를 추출하여 제2 제어부로 제공하는 감지 회로부;
표적에 장착되어 표적의 현재 위치 정보를 제공하는 제2 GPS 수신기; 및
상기 제2 제어부로부터 제공되는 구동 신호에 따라 피격 결과를 알려주는 피격 상황 표시기;를 구비하고,
상기 제2 제어부는 각 화기에 대응하는 탄도방정식들을 저장한 데이터베이스를 구비하고, 감지 회로부로부터 발사 데이터를 수신하면, 발사 데이터로부터 화기 식별 정보, 선도각 측정값 및 화기 현재 위치 정보를 판독하고, 화기 식별 정보에 대응되는 탄도 방정식을 데이터베이스로부터 판독하고,
제2 GPS 수신기로부터 제공되는 표적의 초기 위치값과 현재 위치값 및 표적의 속도 벡터를 이용하여 표적 운동 방정식을 설정하고, 상기 탄도 방정식과 표적 운동 방정식, 및 상기 발사 데이터로부터 판독된 정보들을 이용하여 표적이 피격되었는지 여부를 판단하고, 판단 결과를 피격 상황 표시기에 출력하는 것을 특징으로 하며,
상기 탄도 방정식은 화기의 발사 지점으로부터 시간 t 초 경과후의 탄의 위치(S(x(t), y(t), z(t))를 나타내는 방정식이며, 상기 표적 운동 방정식은 표적의 속도 벡터와 표적의 초기 위치값을 이용하여 초기 위치로부터 시간 t 초 경과후의 표적의 예상 위치(P(x(t), y(t), z(t))를 나타내는 방정식인 것을 특징으로 하는 표적 감지 장치.
In the target detection device mounted on the target to simulate the leading shot using a laser beam,
A second controller for controlling the overall operation of the target sensing device;
A sensing circuit unit having a plurality of laser sensors and extracting firing data from a laser beam received from the laser sensors and providing the extracted firing data to a second control unit;
A second GPS receiver mounted to the target to provide current location information of the target; And
And a hit situation indicator indicating a hit result according to the driving signal provided from the second controller.
The second control unit includes a database storing ballistic equations corresponding to each firearm, and upon receiving the firing data from the sensing circuit unit, reading the firearm identification information, the lead angle measurement value, and the firearm current position information from the firing data, The ballistic equation corresponding to the identification information is read from the database,
The target motion equation is set using the initial position value and the current position value of the target and the velocity vector of the target provided from the second GPS receiver, and using the ballistic equation and the target motion equation and the information read from the firing data. Determining whether the target has been hit or not, and outputs the determination result to the hit situation indicator,
The ballistic equation is an equation representing the position of the shot S (x (t), y (t), z (t)) after a time t seconds from the firing point of the firearm, and the target motion equation And an equation representing an expected position ( P (x (t), y (t), z (t)) of the target after a time t seconds has elapsed from the initial position using the initial position value of the target ) .
제1항에 있어서, 상기 감지 회로부는,
다수 개의 레이저 센서들로 이루어지는 감지부;
상기 감지부로부터 전송되는 신호들을 증폭하여 출력하는 증폭기;
상기 증폭기로부터 전송되는 신호들을 복호화하여 발사 데이터를 추출하는 복호기;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표적 감지 장치.
The semiconductor memory device according to claim 1,
A sensing unit comprising a plurality of laser sensors;
An amplifier for amplifying and outputting signals transmitted from the sensing unit;
A decoder which decodes signals transmitted from the amplifier and extracts firing data;
Target sensing device, characterized in that consisting of.
제1항에 있어서, 상기 제2 제어부는 탄도 방정식에 의해 구한 탄의 위치와 표적의 운동 방정식에 의해 구한 표적 위치의 차이값이 사전에 설정된 임계 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 차이값이 임계 범위에 포함되는 경우 표적이 피격되었다고 판단하고, 상기 차이값이 임계 범위 이하로 작아지지 않고 다시 커지면 표적이 피격되지 않았다고 판단하는 것을 특징으로 하는 표적 감지 장치. The method of claim 1, wherein the second control unit determines whether a difference value between the position of the bullet obtained by the ballistic equation and the target position obtained by the motion equation of the target is included in a preset threshold range, and the difference value is If it is included in the threshold range is determined that the target has been hit, target detection device, characterized in that it is determined that the target has not been hit if the difference value is not smaller than the threshold range or larger again. 제1항에 있어서, 상기 표적 감지 장치는 사전에 설정된 패턴에 따라 비콘(beacon) 신호를 출력하는 비콘 신호 출력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표적 감지 장치.The apparatus of claim 1, wherein the target sensing apparatus further comprises a beacon signal output unit configured to output a beacon signal according to a preset pattern. 제1항에 있어서, 상기 피격 상황 표시기는 경광등, 스피커, 디스플레이 장치 및 진동장치 중 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표적 감지 장치.The target sensing device of claim 1, wherein the hit situation indicator comprises at least one of a warning light, a speaker, a display device, and a vibration device. 제1항에 있어서, 상기 표적 감지 장치는 레이저빔 발사 장치와 데이터를 송수신할 수 있는 제2 무선 신호 송수신기를 더 구비하고,
제2 제어부는 피격되었는지 여부를 판단한 판단 결과에 따른 피격 정보, 조준 오차 정보 및 화기 식별 정보를 포함하는 피격 결과 정보를 생성하고, 상기 제2 무선 신호 송수신부를 통해 상기 피격 결과 정보를 레이저 발사 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 표적 감지 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the target sensing device further comprises a second wireless signal transceiver capable of transmitting and receiving data to and from the laser beam firing device.
The second controller generates hit result information including hit information, aiming error information, and firearm identification information according to a determination result of determining whether there is a hit, and sends the hit result information to the laser firing apparatus through the second wireless signal transceiver. Target sensing device, characterized in that for transmitting.
화기에 장착되는 레이저 발사 장치 및 이동 표적에 장착되는 표적 감지 장치를 이용하여 선도 사격을 모사하는 화기 모사 시스템에 있어서,
상기 레이저 발사 장치는,
레이저 발사 장치의 전체 동작을 제어하는 제1 제어부;
화기의 격발과 연동되어 구동하는 발사 스위치;
화기의 조준경에 의해 선도각이 적용되어 조준된 이동 표적에 대한 영상으로부터 선도각을 측정하는 영상 처리부;
현재 위치 좌표를 제공하는 제1 GPS 수신기:
상기 화기에 장착되며, 상기 제1 제어부로부터 제공되는 레이저 구동 신호에 따라 발사 데이터가 실린 레이저빔을 발사하는 레이저빔 발사기; 및
상기 제1 제어부로부터 제공되는 모터 구동 신호에 따라 상기 레이저빔 발사기를 회전시키는 모터 어셈블리;를 구비하고,
상기 제1 제어부는 발사 스위치가 ON 되면 발사 데이터를 생성하고, 모터 어셈블리를 이용하여 레이저빔 발사기를 선도각 측정값만큼 역으로 회전시킨 후, 레이저빔 발사기를 통해 발사 데이터가 실린 레이저빔을 발사시키는 것을 특징으로 하며,
상기 표적 감지 장치는,
표적 감지 장치의 전체 동작을 제어하는 제2 제어부;
다수 개의 레이저 센서들로 수신된 레이저빔으로부터 발사 데이터를 추출하여 제2 제어부로 제공하는 감지 회로부;
표적에 장착되어 표적의 현재 위치 정보를 제공하는 제2 GPS 수신기; 및
상기 제2 제어부로부터 제공되는 구동 신호에 따라 피격 결과를 알려주는 피격 상황 표시기;를 구비하고,
상기 제2 제어부는 각 화기에 대응하는 탄도방정식들을 저장한 데이터베이스를 구비하고, 감지 회로부로부터 발사 데이터를 수신하면, 발사 데이터로부터 화기 식별 정보, 선도각 측정값 및 화기 현재 위치 정보를 판독하고, 화기 식별 정보에 대응되는 탄도 방정식을 데이터베이스로부터 판독하고,
제2 GPS 수신기로부터 제공되는 표적의 초기 위치값과 현재 위치값 및 표적의 속도 벡터를 이용하여 표적 운동 방정식을 설정하고, 상기 탄도 방정식과 표적 운동 방정식, 및 상기 발사 데이터로부터 판독된 정보들을 이용하여 표적이 피격되었는지 여부를 판단하고, 판단 결과를 피격 상황 표시기에 출력하는 것을 특징으로 하며,
상기 탄도 방정식은 화기의 발사 지점으로부터 시간 t 초 경과후의 탄의 위치(S(x(t), y(t), z(t))를 나타내는 방정식이며, 상기 표적 운동 방정식은 표적의 속도 벡터와 표적의 초기 위치값을 이용하여 초기 위치로부터 시간 t 초 경과후의 표적의 예상 위치(P(x(t), y(t), z(t))를 나타내는 방정식인 것을 특징으로 하는 화기 모사 시스템.
In the firearm simulation system for simulating the leading fire using a laser firing device mounted to the firearm and a target detection device mounted to the moving target,
The laser launch device,
A first control unit controlling an overall operation of the laser firing apparatus;
A firing switch driven in conjunction with the trigger of the firearm;
An image processor configured to measure a lead angle from an image of a moving target aimed by applying a lead angle by an aiming mirror of the firearm;
First GPS receiver providing current location coordinates:
A laser beam launcher mounted to the firearm and configured to emit a laser beam loaded with firing data according to a laser driving signal provided from the first controller; And
And a motor assembly for rotating the laser beam launcher in accordance with a motor driving signal provided from the first control unit.
When the firing switch is turned on, the first controller generates firing data, rotates the laser beam launcher by a forward angle measurement value by using a motor assembly, and then launches a laser beam loaded with the firing data through the laser beam launcher. Characterized in that,
The target detection device,
A second controller for controlling the overall operation of the target sensing device;
A sensing circuit unit which extracts the firing data from the laser beam received by the plurality of laser sensors and provides the extracted firing data to the second control unit;
A second GPS receiver mounted to the target to provide current location information of the target; And
And a hit situation indicator indicating a hit result according to the driving signal provided from the second controller.
The second control unit includes a database storing ballistic equations corresponding to each firearm, and upon receiving the firing data from the sensing circuit unit, reading the firearm identification information, the lead angle measurement value, and the firearm current position information from the firing data, The ballistic equation corresponding to the identification information is read from the database,
The target motion equation is set using the initial position value and the current position value of the target and the velocity vector of the target provided from the second GPS receiver, and using the ballistic equation and the target motion equation and the information read from the firing data. Determining whether the target has been hit or not, and outputs the determination result to the hit situation indicator,
The ballistic equation is an equation representing the position of the shot S (x (t), y (t), z (t)) after a time t seconds from the firing point of the firearm, and the target motion equation A firearm simulation system using an initial position value of a target, wherein the equation represents an expected position ( P (x (t), y (t), z (t))) of the target after time t seconds have elapsed.
제7항에 있어서, 상기 레이저 발사 장치의 영상 처리부는 이동 표적에 대한 영상으로부터 비콘 신호를 검출하고, 검출된 비콘 신호를 이용하여 이동 표적을 인식하며, 인식된 이동 표적과 영상의 중심 사이의 거리를 이용하여 선도각을 측정하는 것을 특징으로 하며,
상기 표적 감지 장치는 사전에 설정된 패턴에 따라 비콘(beacon) 신호를 출력하는 비콘 신호 출력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화기 모사 시스템.
The apparatus of claim 7, wherein the image processing unit of the laser firing apparatus detects a beacon signal from an image of the moving target, recognizes the moving target using the detected beacon signal, and a distance between the recognized moving target and the center of the image. Characterized by measuring the leading angle using,
The target sensing device further comprises a beacon signal output unit for outputting a beacon (beacon) signal according to a predetermined pattern.
제7항에 있어서, 상기 레이저 발사 장치는 표적 감지 장치와 데이터를 송수신할 수 있는 제1 무선 신호 송수신부를 더 구비하고,
상기 표적 감지 장치는 레이저 발사 장치와 데이터를 송수신할 수 있는 제1 무선 신호 송수신부를 더 구비하며, 상기 표적 감지 장치의 제2 제어부는 피격 결과 정보를 생성하여 제2 무선 신호 송수신부를 통해 레이저 발사 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 화기 모사 시스템.


The method of claim 7, wherein the laser firing device further comprises a first wireless signal transceiver for transmitting and receiving data with the target sensing device,
The target sensing device further includes a first wireless signal transmitting and receiving unit capable of transmitting and receiving data with the laser firing apparatus, and the second control unit of the target sensing apparatus generates the shooting result information to generate the laser firing apparatus through the second wireless signal transmitting and receiving unit. Firearm simulation system, characterized in that the transmission to.


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