KR101386643B1 - 무기 방렬 보조 장치 및 무기 방렬 보조 방법 - Google Patents

무기 방렬 보조 장치 및 무기 방렬 보조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서 제안하는 무기 방렬 보조 장치는, 무기가 향하는 방향과 상기 무기의 위치를 감지하는 센싱부, 상기 센싱부에서 감지된 상기 무기의 방향 정보와 위치 정보를 외부의 원격 서버로 전송하고 상기 원격 서버로부터 표적 정보를 수신하는 데이터 통신부, 및 상기 센싱부에서 감지된 상기 방향 정보와 상기 위치 정보 및 상기 데이터 통신부에서 수신된 상기 표적 정보에 근거하여 상기 무기의 지향 방향을 결정하고 결정된 상기 지향 방향을 화면 정보로 가시화하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 무기 방렬 보조 방법은, (a) 무기의 방향 정보 및 위치 정보를 획득하는 단계, (b) 외부의 원격 서버에 상기 방향 정보 및 상기 위치 정보를 전송하는 단계, (c) 상기 원격 서버로부터 표적 정보를 수신하는 단계, 및 (d) 상기 방향 정보, 상기 위치 정보 및 상기 표적 정보에 근거하여 무기의 지향 방향을 결정하고 화면 정보로 가시화하는 단계를 포함한다.

Description

무기 방렬 보조 장치 및 무기 방렬 보조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR WEAPON TARGETING ASSISTANT}
본 발명은 증강현실을 기반으로 무기를 표적에 지향하도록 보조하는 무기 방렬 보조 장치 및 무기 방렬 보조 방법에 관한 것이다.
증강현실(Augmented Reality) 기술은 현실 세계에 가상의 정보를 덧대어 표현하는 기술로서, 가상과 현실의 융합을 통해 사용자로 하여금 보다 직관적으로 정보에 접근하고 및 활용할 수 있게 해 주는 기술이다. 증강현실의 개념은 1990년대에 최초로 등장하였고, 최근 IT 기술의 발달은 증강현실 기술을 다양한 분야에 적용할 수 있게 해 주었다.
증강현실 기술은 크게 위치기반 증강현실과 마커 기반 증강현실로 구분할 수 있다.
먼저, 위치기반 증강현실은 사용자의 위치정보를 이용하여 사용자가 현재 위치하고 있는 장소와 관련된 정보를 증강현실 기기를 이용하여 표현해주는 것으로서, 길 찾기, 모바일 광고, 소셜네트워크서비스(SNS) 등에 사용되고 있다. 마커 기반 증강현실 기술은 QR(Quick Response) 코드나 특정 무늬를 인식하여 그에 맞는 정보를 증강현실 기기를 이용하여 표현해주는 것으로서, 광고 및 실내 네비게이션 등에 적용되고 있다. 최근에는 영상처리 기술의 발달로 인해 마커가 필요 없는 마커리스 증강현실 기술의 개발도 활발히 진행 중이다.
통신 네트워크 기술의 발달은 국방 분야에도 적용되어, 네트워크 중심 전(Network Centric Warfare)라는 개념의 발달을 이끌었다. 네트워크를 이용한 근 실시간 상황인지와 이에 따른 지휘통제는, 아군이 적군보다 먼저 보고, 먼저 결정하고 먼저 타격함으로써 보다 효율적인 작전을 가능하게 해 준다. 이를 통해 네트워크 중심 전 개념하에 개발된 현대 무기체계는 게릴라전 같은 비대칭적인 전투환경에서의 전투를 원활하게 수행할 수 있게 한다.
네트워크 중심 전의 개념하에서, 전차나 자주포와 같은 사격통제 컴퓨터를 보유한 무기체계들은 네트워크를 통해 전달된 표적정보를 이용하여 목표물을 향해 포신을 방렬한다. 하지만, 병사가 휴대하면서 사용하는 소총이나 휴대형유도무기와 같은 무기체계는 사용자가 조준 및 사격 행위를 직접 수행하므로 상위 지휘체계로부터 할당된 표적과 교전을 수행할 경우 네트워크 중심 전에 의한 정보의 활용이 자연스럽게 이루어지지 못하는 한계점이 있다. 현재, 음성신호에 기반하여 병사를 위한 포신 방렬체계가 현존하나, 포격 등으로 주변이 소란스러운 환경이나 음성 명령이 수신되는 경우에는 활용하기 쉽지 않은 문제점이 있다.
이에 따라, 소총이나 휴대형유도무기와 같은 무기체계에서도 음성신호 방렬체계의 한계를 극복하고 네트워크 중심 전의 개념을 적용하여 보다 효율적인 작전을 가능하게 하는 방렬 장치와 방렬 방법에 대하여 고려될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 증강현실을 기반으로 무기를 표적에 지향하도록 보조하는 무기 방렬 보조 장치와 이를 이용한 무기 방렬 보조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 착용자에게 가시화된 표적 정보와 전술 정보를 제공하는 무기 방렬 보조 장치와 이를 이용한 무기 방렬 보조 방법을 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 음성 신호를 기반으로 하는 무기 방렬 보조 체계의 한계를 극복할 수 있는 무기 방렬 보조 장치와 이를 이용한 무기 방렬 보조 방법을 개시하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 무기 방렬 보조 장치는, 무기가 향하는 방향과 상기 무기의 위치를 감지하는 센싱부, 상기 센싱부에서 감지된 상기 무기의 방향 정보와 위치 정보를 외부의 원격 서버로 전송하고 상기 원격 서버로부터 표적 정보를 수신하는 데이터 통신부, 및 상기 센싱부에서 감지된 상기 방향 정보와 상기 위치 정보 및 상기 데이터 통신부에서 수신된 상기 표적 정보에 근거하여 상기 무기의 지향 방향을 결정하고 결정된 상기 지향 방향을 화면 정보로 가시화하는 제어부를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 무기 방렬 보조 장치는, 피사체를 촬영하여 현실의 화면 정보를 획득하는 영상 입력부, 및 상기 제어부에서 처리된 화면 정보를 출력하는 영상 출력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 영상 입력부에서 획득된 상기 현실의 화면 정보와 상기 지향 방향으로부터 가시화된 화면 정보를 합성하여 상기 영상 출력부를 통해 시각적으로 출력시킬 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 데이터 통신부는 상기 원격 서버로부터 전술 정보를 수신하고, 상기 제어부는 상기 결정된 지향 방향과 상기 원격 서버로부터 수신된 전술 정보를 함께 화면 정보로 가시화할 수 있다.
상기 원격 서버로부터 수신되는 상기 표적 정보 및 상기 전술 정보는 표적 관리 정보, 표적 지정 정보 및 위협 평가 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 전술 정보에 근거하여 표적과의 거리, 표적의 종류 및 표적의 속도 중 적어도 하나를 시각적으로 가시화할 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 센싱부는 상기 무기가 향하는 방향을 감지하는 방향 감지 센서를 포함하고, 상기 방향 감지 센서는 나침반 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 센싱부는 상기 무기의 위치를 감지하는 위치 감지 센서를 포함하고, 상기 위치 감지 센서는 위성항법장치(GPS)를 포함할 수 있다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 무기 방렬 보조 방법을 개시한다. 무기 방렬 보조 방법은, (a) 무기의 방향 정보 및 위치 정보를 획득하는 단계, (b) 외부의 원격 서버에 상기 방향 정보 및 상기 위치 정보를 전송하는 단계, (c) 상기 원격 서버로부터 표적 정보를 수신하는 단계, 및 (d) 상기 방향 정보, 상기 위치 정보 및 상기 표적 정보에 근거하여 무기의 지향 방향을 결정하고 화면 정보로 가시화하는 단계를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 (d) 단계 이후에, (e) 상기 지향 방향으로부터 가시화된 화면 정보를 현실의 화면 정보에 합성하여 시각적으로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계는 상기 원격 서버로부터 상기 표적 정보와 함께 전술 정보를 수신하고, 상기 (d) 단계는 상기 지향 방향과 상기 전술 정보를 함께 가시화하고, 상기 (e) 단계는 상기 지향 방향 및 상기 전술 정보로부터 가시화된 화면 정보를 상기 현실의 화면 정보에 합성하여 시각적으로 출력할 수 있다.
상기 (c) 단계에서 상기 원격 서버로부터 수신되는 상기 표적 정보 및 상기 전술 정보는 표적 관리 정보, 표적 지정 정보 및 위협 평가 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 (d) 단계는 상기 전술 정보에 근거하여 표적과의 거리, 표적의 종류 및 표적의 속도 중 적어도 하나를 시각적으로 가시화할 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 무기 사용자가 무기 방렬 보조 장치를 이용하여 보다 빠르고 직관적으로 원격 서버로부터 할당된 표적에 대해 무기 방렬을 수행할 수 있다.
또한 본 발명은, 증강현실을 이용해 표현된 전술 정보를 시각적으로 표현하여 사용자에게 제공하므로, 사용자로 하여금 급변하는 상황에 맞춰 적절한 행동을 수행할 수 있는 환경을 제공하고 전반적인 전술 및 작전의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 헤드 마운트 디스플레이(HMD)등을 이용해서 병사가 바라보는 현실의 시야 이내에 작전에 필요한 정보들을 덧대어 보여줄 수 있고, 이를 통해 무기 방렬 기능 및 추가 전술 정보를 쉽게 파악할 수 있는 환경을 제공한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 이용시 이어폰 사용이 필요하지 않으므로 사용자에게 주변 병사와의 의사소통도 원활하게 수행할 수 있는 환경을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 무기 방렬 보조 장치의 블록 구성도(block diagram).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 무기 방렬 보조 방법의 흐름도.
이하, 본 발명에 관련된 무기 방렬 보조 장치 및 무기 방렬 보조 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 무기 방렬 보조 장치(100)의 블록 구성도(block diagram)이다.
무기 방렬 보조 장치(100)는 표적을 향해 무기가 지향해야할 방향을 설정할 수 있도록 보조하는 장치로, 센싱부(110), 데이터 통신부(120), 제어부(130)를 포함하고, 영상 입력부(140)와 영상 출력부(150)를 포함할 수 있다.
센싱부(110)는 무기가 향하는 방향과 상기 무기의 위치를 감지한다. 센싱부(110)는 무기가 지향하는 방향 정보를 취득하도록 이루어지는 방향 감지 센서(111)와, 무기의 위치 정보를 취득하도록 형성되는 위치 감지 센서(112)를 포함한다.
방향 감지 센서(111)는 무기가 향하는 방향을 감지하며 나침반 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 위치 감지 센서(112)는 무기의 위치를 감지하고, 위성항법장치(GPS)를 포함할 수 있다.
센싱부(110)는 방향 감지 센서(111)에서 획득된 무기의 방향 정보와 위치 감지 센서(112)에서 획득된 위치 정보를 제어부(130)로 전달된다.
데이터 통신부(120)는 센싱부(110)에서 감지된 무기의 방향 정보와 위치 정보를 무선 통신을 이용하여 외부의 원격 서버로 전송하고, 상기 외부의 원격 서버로부터 실시간 표적 정보와 전술 정보를 수신한다. 데이터 통신부(120)에서 이용되는 무선 통신 규격은 군용 통신 규격과 상용 통신 규격 중 적어도 하나일 수 있으며, 데이터 통신부(120)는 군용 메시지 변환 기능을 갖출 수 있다.
상기 데이터 통신부(120)와 상호 무선 신호를 송수신하는 원격 서버는 표적 관리, 표적 지정, 위협 평가 중 적어도 하나의 기능을 수행한다. 원격 서버는 센서 기능을 보유하여 독립적으로 표적의 위치를 탐지 및 추적할 수 있다.
데이터 통신부(120)가 원격 서버로부터 수신하는 표적 정보와 전술 정보는, 원격 서버에서 처리된 표적 관리 정보, 표적 지정 정보, 위협 평가 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 데이터 통신부(120)에서 수신된 표적 정보와 전술 정보는 제어부(130)로 전달된다.
제어부(130)는 센싱부(110)에서 감지된 방향 정보, 위치 정보 및 데이터 통신부(120)에서 수신된 표적 정보 및 전술 정보에 근거하여 무기의 지향 방향을 결정하고, 결정된 지향 방향을 화면 정보로 가시화한다.
영상 입력부(140)는 피사체를 촬영하여 현실의 화면 정보를 획득하며, 영상 출력부(150)는 제어부(130)에서 처리된 화면 정보를 출력한다. 제어부(130)는 영상 입력부(140)에서 획득된 현실의 화면 정보와 지향 방향으로부터 가시화된 화면 정보를 합성하여 영상 출력부(150)를 통해 시각적으로 출력시킨다. 또한, 제어부(130)는 원격 서버로부터 수신된 전술 정보를 지향 방향과 함께 화면 정보로 가시화하고 영상 출력부(150)를 통해 출력시킬 수 있다.
제어부(130)는 전술 정보에 근거하여 표적과의 거리, 표적의 종류 및 표적의 속도 등에 관한 정보를 가시화하며, 영상 출력부(150)를 통해 출력시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명은 현실의 화면에 무기 방렬을 위한 보조 정보와 전술 정보들이 중첩되어 시각적으로 출력될 수 있고, 사용자에게 증강현실 기반의 무기 방렬 기능을 제공할 수 있다.
영상 처리 기술에 의해 표적을 충분히 식별할 수 있는 경우, 제어부(130)는 영상 입력부(140)를 통해 입력된 현실의 화면 정보에 영상 처리를 통해 표적의 위치를 가시화 하여 표시할 수 있다.
제어부(130)는 영상 출력부(150)를 통해 가시화된 화면 정보를 출력할 수도 있으나, 무기 방렬 보조 장치(100)와 유무선 통신을 통해 연결되거나 전기적으로 연결된 헤드 마운트 디스플레이(10, HMD) 등의 외부 장치에 가시화된 화면 정보를 출력할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 무기 방렬 보조 장치(100)를 이용한 무기 방렬 보조 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 무기 방렬 보조 방법의 흐름도이다. 도 2에서도 무기 방렬 보조 장치(100)에 관한 설명은 도 1을 참조한다.
본 발명에서 제안하는 무기 방렬 보조 방법은 무기의 방향 정보 및 위치 정보를 획득하는 단계(S100), 외부의 원격 서버에 상기 방향 및 상기 위치 정보를 전송하는 단계(S200), 상기 원격 서버로부터 표적 정보를 수신하는 단계(S30), 및 상기 방향 정보, 상기 위치 정보 및 상기 표적 정보에 근거하여 무기의 지향 방향을 결정하고 화면 정보로 가시화하는 단계(S400)를 포함하며, 상기 지향 방향으로부터 가시화된 화면 정보를 현실의 화면 정보에 합성하여 시각적으로 출력하는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 무기의 방향 정보 및 위치 정보를 획득하는 단계(S100)에서는 무기 방렬 보조 장치(100)의 방향 감지 센서(111) 및 위치 감지 센서(112)를 이용하여 무기가 지향하는 방향과 무기의 위치를 감지한다.
다음으로, 외부의 원격 서버에 방향 정보 및 위치 정보를 전송하는 단계(S200)에서는 무기 방렬 보조 장치(100)의 데이터 통신부(120)를 통해 방향 감지 센서(111) 및 위치 감지 센서(112)에서 획득된 무기의 지향 방향에 관한 정보와 무기의 위치에 관한 정보를 원격 서버로 전송한다. 원격 서버는 무기 방렬 보조 장치(100)의 데이터 통신부(120)에서 전송된 방향 정보와 위치 정보를 이용하여 표적 관리, 표적 지정, 위협 평가의 기능을 수행한다.
이어서, 원격 서버로부터 표적 정보를 수신하는 단계(S300)에서는, 표적 정보와 전술 정보를 함께 수신할 수 있으며, 원격 서버에서 처리된 표적 관리 정보, 표적 지정 정보 및 위협 평가 정보를 수신한다.
다음으로, 방향 정보, 위치 정보 및 표적 정보에 근거하여 무기의 지향 방향을 결정하고 화면 정보로 가시화하는 단계(S400)에서는 전술 정보에 근거하여 표적과의 거리, 표적의 종류 및 표적의 속도 중 적어도 하나를 시각적으로 가시화한다. 이 단계에서는 무기의 지향 방향을 판단할 때 표적의 궤적 정보를 외삽하여 자연스러운 방렬을 가능하게 하는 것이 바람직하다.
마직막으로, 지향 방향으로부터 가시화된 화면 정보를 현실의 화면 정보에 합성하여 시각적으로 출력하는 단계(S500)에서는 합성된 증강 현실 영상을 영상 출력부(150)나 헤드 마운트 디스플레이(10)에 출력한다. 시각적으로 출력되는 화면 정보는 지향 방향 정보를 화살표, 그림, 글씨 등과 같이 사용자가 직관적으로 확인할 수 있게 표현한 정보와 전술 정보를 현실의 화면에 덧대어 출력되는 증강 현실 이미지이다.
그리고, 제어부(130)에서 생성되는 이미지는 사용자의 지향 방향, 위치 정보 등의 정보가 변화할 때마다 갱신되어 화면에 출력할 수 있다.
이상에서 설명된 무기 방렬 보조 장치 및 무기 방렬 보조 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (12)

  1. 무기가 향하는 방향과 상기 무기의 위치를 감지하는 센싱부;
    상기 센싱부에서 감지된 상기 무기의 방향 정보와 위치 정보를 외부의 원격 서버로 전송하고, 상기 원격 서버로부터 표적 정보를 수신하는 데이터 통신부; 및
    상기 센싱부에서 감지된 상기 방향 정보와 상기 위치 정보 및 상기 데이터 통신부에서 수신된 상기 표적 정보에 근거하여 상기 무기의 지향 방향을 결정하고, 결정된 상기 지향 방향을 화면 정보로 가시화하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    피사체를 촬영하여 현실의 화면 정보를 획득하는 영상 입력부; 및
    상기 제어부에서 처리된 화면 정보를 출력하는 영상 출력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 영상 입력부에서 획득된 상기 현실의 화면 정보와 상기 지향 방향으로부터 가시화된 화면 정보를 합성하여 상기 영상 출력부를 통해 시각적으로 출력시키는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 통신부는 상기 원격 서버로부터 전술 정보를 수신하고,
    상기 제어부는 상기 결정된 지향 방향과 상기 원격 서버로부터 수신된 전술 정보를 함께 화면 정보로 가시화하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원격 서버로부터 수신되는 상기 표적 정보 및 상기 전술 정보는 표적 관리 정보, 표적 지정 정보 및 위협 평가 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전술 정보에 근거하여 표적과의 거리, 표적의 종류 및 표적의 속도 중 적어도 하나를 시각적으로 가시화하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 무기가 향하는 방향을 감지하는 방향 감지 센서를 포함하고,
    상기 방향 감지 센서는 나침반 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 무기의 위치를 감지하는 위치 감지 센서를 포함하고,
    상기 위치 감지 센서는 위성항법장치(GPS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 장치.
  8. (a) 무기의 방향 정보 및 위치 정보를 획득하는 단계;
    (b) 외부의 원격 서버에 상기 방향 정보 및 상기 위치 정보를 전송하는 단계;
    (c) 상기 원격 서버로부터 표적 정보를 수신하는 단계; 및
    (d) 상기 방향 정보, 상기 위치 정보 및 상기 표적 정보에 근거하여 무기의 지향 방향을 결정하고 화면 정보로 가시화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (d) 단계 이후에,
    (e) 상기 지향 방향으로부터 가시화된 화면 정보를 현실의 화면 정보에 합성하여 시각적으로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 원격 서버로부터 상기 표적 정보와 함께 전술 정보를 수신하고,
    상기 (d) 단계는 상기 지향 방향과 상기 전술 정보를 함께 가시화하고,
    상기 (e) 단계는 상기 지향 방향 및 상기 전술 정보로부터 가시화된 화면 정보를 상기 현실의 화면 정보에 합성하여 시각적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 원격 서버로부터 수신되는 상기 표적 정보 및 상기 전술 정보는 표적 관리 정보, 표적 지정 정보 및 위협 평가 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 상기 전술 정보에 근거하여 표적과의 거리, 표적의 종류 및 표적의 속도 중 적어도 하나를 시각적으로 가시화하는 것을 특징으로 하는 무기 방렬 보조 방법.
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