KR101468160B1 - 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템은 총기에 설치된 적어도 하나 이상의 모션 센서, 상기 총기에 설치되어 상기 모션 센서에서 감지한 모션 데이터를 처리하여 외부로 전송하는 제어부, 상기 제어부에서 전송하는 상기 모션 데이터를 수신하는 외부 단말기를 구비하고, 상기 외부 단말기는 상기 모션 데이터를 복수의 구분된 모션값으로 구분하도록 신호를 처리하는 신호 처리부와, 상기 모션값을 획득하여 상기 총기의 움직임을 이미지 데이터로 처리하는 총기 움직임 이미지 데이터 처리부와, 상기 총기 움직임 이미지 데이터 처리부에서 처리한 상기 총구 움직임 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것으로, 이러한 본 발명에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템은 사수의 사격시 및 사격 전과 후에 사수의 움직임 상태 및 습관을 모션 센서로 감지하여 사수의 사격 습관 중 명중률과 연관되는 항목을 감지하여 총기의 흔들림, 사격 간 호흡불량, 방아쇠 조작간 흔들림, 왼손 파지에 의한 흔들림, 총기의 기울임 등과 같은 원인들을 파악하여 디스플레이 함으로써 사수의 사격 동작을 교정할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템 및 이의 제어방법{Training system for improving shooting accuracy and its control method}
본 발명은 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실제 사격시 총기의 움직임을 감지하여 사격 훈련시에 교정할 수 있도록 하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
실제 사격시 사수의 사격 습관 중 명중률과 연관되는 항목은 조준에서 격발에 이르는 사격 간 총기의 흔들림과 조준 시 총기의 기울임각(cant angle)이 가장 큰 연관성이 있다. 총기의 흔들림은 사격 간 호흡불량, 방아쇠 조작간 흔들림, 왼손 파지에 의한 흔들림 등이 주요 원인이다. 그리고 기울임각은 사수가 조준 시 조준점을 정확히 조준하더라도 총이 기울어지는 경우 탄착점이 조준점에 정확히 형성되지 않고, 이 기울임각으로 인하여 조준점을 벗어나서 탄착점이 형성되는 문제점이다.
이러한 사격시의 문제점은 사격 전후 수초동안 매우 짧은 시간 동안 무의식적으로 이루어지기 때문에 사수의 사격 습관이나 문제점을 정확히 찾아서 교정하는 것이 매우 어렵다.
한편 사격훈련 장치를 위한 선행 기술로 한국공개특허번호 제 10-2002-0034140 호(공개일 2002년 05월 08일), "사격훈련 장치 및 이를 이용한 사격훈련 방법"가 있다.
상기 선행 기술에서는 궤적 센서를 이용하여 사격시 총구의 흔들림을 분석하고, 음향 센서를 이용하여 탄착점의 분포를 측정함으로써, 명중률 향상을 위한 사수의 자세 및 총기 교정 지침을 출력하여 사수의 사격술 교정이 이루어지도록 한다. 하지만, 궤적 센서를 이용하더라도 사수의 사격 전후 자세를 정확히 확인하는 것은 불가능하며 매우 제한적인 사격술 향상 효과만을 얻을 수 있을 뿐이다.
한국공개특허번호 제 10-2002-0034140 호(공개일 2002년 05월 08일), "사격훈련 장치 및 이를 이용한 사격훈련 방법"
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모션 센서를 이용하여 격발시의 총기의 움직임을 감지함으로써 사수의 사격시 행동습관 및 오류를 확인한 후 이를 가시화함으로써 사격술 교정이 이루어지도록 하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템 및 이의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템은 총기에 설치된 적어도 하나 이상의 모션 센서, 상기 총기에 설치되어 상기 모션 센서에서 감지한 모션 데이터를 처리하여 외부로 전송하는 제어부, 상기 제어부에서 전송하는 상기 모션 데이터를 수신하는 외부 단말기를 구비하고, 상기 외부 단말기는 상기 모션 데이터를 복수의 구분된 모션값으로 구분하도록 신호를 처리하는 신호 처리부와, 상기 모션값을 획득하여 상기 총기의 움직임을 이미지 데이터로 처리하는 총기 움직임 이미지 데이터 처리부와, 상기 총기 움직임 이미지 데이터 처리부에서 처리한 상기 총구 움직임 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 총기의 격발 전, 격발 시, 격발 후를 구분하여 상기 모션 센서에서 상기 총기의 움직임을 감지하도록 할 수 있다.
상기 모션값은 상기 총기의 롤 모션값, 피치 모션값, 요 모션값을 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 각각의 모션값을 기준값과 비교하여 오류값을 산출할 수 있다.
상기 총기 움직임 이미지 데이터 처리부는 가상적으로 상기 총신과 표적지를 이미지화하고, 상기 기준값과 상기 오류값을 이용하여 상기 표적지에 대한 실제 탄착점과 목표 탄착점 그리고 상기 탄환의 궤적을 이미지화하고, 상기 기준값과 오류값을 표시하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 제어방법은 총기에 설치된 적어도 하나 이상의 모션 센서에서 총기의 격발시 총기의 움직임을 감지하는 단계, 상기 모션 센서에서 감지한 모션 데이터를 처리하여 복수의 구분된 모션값으로 구분하는 단계, 상기 모션값을 이용하여 상기 총기의 움직임을 이미지 데이터로 생성하는 단계, 상기 총기의 움직임 이미지를 디스플레이하는 단계를 구비한다.
상기 총기의 움직임을 감지하는 단계는 상기 총기의 격발 전, 격발 시, 격발 후를 구분하여 상기 모션 센서에서 상기 총기의 움직임을 감지하도록 할 수 있다.
상기 복수의 구분된 모션값은 상기 총기의 롤 모션값, 피치 모션값, 요 모션값을 포함하고, 상기 각각의 모션값을 기준값과 비교하여 오류값을 산출할 수 있다.
상기 이미지 데이터를 생성하는 단계는 가상적으로 상기 총신과 표적지를 이미지화하고, 상기 기준값과 상기 오류값을 이용하여 상기 표적지에 대한 실제 탄착점과 목표 탄착점 그리고 상기 탄환의 궤적을 이미지화할 수 있다.
본 발명에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템 및 이의 제어방법은 사수의 사격시 및 사격 전과 후에 사수의 움직임 상태 및 습관을 모션 센서로 감지하여 사수의 사격 습관 중 명중률과 연관되는 항목을 추출함으로써, 총기의 흔들림, 사격 간 호흡불량, 방아쇠 조작간 흔들림, 왼손 파지에 의한 흔들림, 총기의 기울임 등과 같은 원인들을 교정할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 모션 센서가 감지하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 디스플레이 되는 화면을 예시적으로 도시한 도면이다.
이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 실사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템 및 이를 위한 제어방법에 대한 실시예를 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템에 대한 구성을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 모션 센서가 감지하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중룔 향상을 위한 훈련 시스템은 총기(100)에 설치된 적어도 하나 이상의 모션 센서(120)를 구비한다.
모션 센서(120)는 총기(100)의 몸체, 총신 또는 총구(101)에 각각 설치될 수 있다. 하나의 모션 센서(120)에는 가속도 센서, 마그네틱 센서 그리고 자이로스코프 센서가 조합되어 구성될 수 있다. 가속도 센서값은 격발시의 충격을 감지하여 격발 여부를 감지에 활용한다. 그리고 자이로스코프 센서는 롤, 피치, 요 방향의 움직임 값을 감지하고 가속도 센서와 마그네틱 센서 값을 이용하여 정확도를 보정 향상시킨다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중룔 향상을 위한 훈련 시스템은 총기(100)의 몸체에 설치되며 각각의 모션 센서(120)와 유선 또는 무선으로 연결된 제어부(130)를 구비한다. 제어부(130)는 중앙처리부(131)와 입출력부(132)를 구비한다.
중앙처리부(131)는 각각의 모션 센서(120)에서 감지한 모션 데이터를 머지(Merge)하여 전송용 데이터로 인코딩하는 기능을 한다. 그리고 중앙처리부(131)에서 처리된 모션 데이터를 외부 단말기(200)로 전송하기 위한 입출력부(132)가 구비된다.
인코딩된 모션 데이터에는 각각의 모션 센서(120)들의 감지한 시각(격발전, 격발시, 격발후), 감지값(요(yaw, 피치(pitch), 롤(roll) 등)에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
그리고 총기(100) 외부에 별도로 구비되는 외부 단말기(200)를 구비한다. 외부 단말기(200)는 총기(100)에 구비된 제어부(130)와의 통신을 수행한다. 이 통신은 유선 또는 무선을 이루어질 수 있다.
외부 단말기(200)는 제어부(130)의 입출력부(132)에서 전송되는 신호를 수신하는 입출력부(210)와 전송되는 모션 데이터를 복수의 구분된 모션값으로 구분하도록 신호를 처리하는 신호 처리부(220)와 총기 움직임 이미지 데이터 처리부(230) 그리고 총기 움직임 이미지를 디스플레이 하는 디스플레이부(240)를 포함한다. 그리고 외부 단말기(200)에는 입력부가 구비될 수 있다.
신호 처리부(220)는 수신한 모션 데이터를 디코딩하여 총기(100)의 해당 위치에 대한 모션 데이터를 식별하여 분리하고, 각각의 위치에서의 모션 데이터를 다시 다수 항목의 모션값으로 분리한다.
이 분리된 모션값은 각각의 모션 센서(120)가 설치된 위치에 대한 총기(101) 또는 총구(101)의 롤 모션값, 피치 모션값, 요 모션값을 포함한다. 또한 신호 처리부(220)는 각각의 모션값을 기준값과 비교하여 오류값을 산출한다.
총기 움직임 이미지 데이터 처리부(230)는 신호 처리부(220)에서 처리된 오류값을 반영하여 실제 사격시 감지된 움직임을 영상으로 출력하기 위한 이미지 데이터를 출력한다. 이 총기 움직임 이미지 데이터 처리부(230)는 가상적으로 총기(100)와 표적지를 이미지화하고, 기준값과 오류값을 이용하여 표적지에 대한 실제 탄착점과 목표 탄착점 그리고 탄환의 궤적을 이미지화할 수 있다.
그리고 디스플레이부(240)는 총기 움직임 이미지 데이터 처리부(230)에서 처리한 총기(100)의 움직임 이미지를 영상으로 출력 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 제어방법에 대한 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 디스플레이 되는 화면을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 최초 사수의 사격 준비 상태에서 중앙처리부(131)는 각각의 모션 센서(120)의 움직임 감지를 시작할 것을 명령한다. 이에 따라 총구(101)에 설치된 제 1모션 센서(121)는 총구(101)의 요, 피치, 롤 움직임을 감지하고(S10), 총기(100) 몸체에 설치된 제 2모션 센서(122)는 총기(100)의 요, 피치, 롤 움직임을 감지한다(S11). 그리고 각각의 모션 센서(120)에서 감지된 값은 움직임이 발생할 때마다 이를 감지하여 중앙처리부(131)에 전달한다. 이 모션 센서(120)는 총기(100)의 다른 위치에도 설치될 수 있다.
그리고 사격이 개시되면 모션 센서(120)의 가속도 센서와 마그네틱 센서는 격발을 인식한다. 그리고 격발이 이루어짐과 함께 중앙처리부(131)는 격발 전 수초 동안의 총기(100)의 움직임과 격발 시의 총기(100)의 움직임 그리고 격발 후 수초 동안의 총기(100)의 움직임에 대한 정보를 모션 센서(120)의 자이로스코프 센서를 이용하여 추출하고, 이 추출된 움직임 정보를 머징하여 모션 데이터를 생성한다(S12). 모션 데이터는 하나의 프레임으로 인코딩될 수 있고, 또는 다수의 프레임으로 인코딩 될 수 있다.
그리고 생성된 모션 데이터는 유선 또는 무선통신을 통하여 외부 단말기(200)로 전송된다. 외부 단말기(200)의 입출력부(210)에서 수신한 모션 데이터는 신호 처리부(220)에서 디코딩된다. 그리고 디코딩된 모션 데이터는 신호 처리부(220)에서 처리된다.
이때 신호 처리부(220)는 총기(100)의 해당 위치에 대한 모션 데이터를 식별하여 분리한다(S13). 즉 제 1모션 센서(120)(또는 총구 위치) 또는 제 2모션 센서(120)(또는 총기 위치)에 대한 식별과 분리, 각각의 모션 센서(120)에서 감지된 롤 모션값(S15), 피치 모션값(S16), 요 모션값(S14)에 대한 식별과 분리를 수행하고, 또한 격발 전, 격발 시, 격발 후에 대한 식별과 분리를 수행한다. 그리고 사수의 고유 아이디, 총기(100)의 종류, 격발 횟수 등과 같은 데이터도 식별하여 분리하거나 또는 새롭게 부여할 수 있다.
계속해서 신호 처리부(220)는 모션 센서(120)에서 감지된 롤 모션값, 피치 모션값 그리고 요 모션값을 미리 설정된 기준값과 비교한다(S17). 즉 기준값은 소정의 기준에 따른 최적 위치 또는 설정된 위치 값 또는 제로값일 수 있다. 그리고 기준값과 각각의 모션값을 비교하여 오류값을 산출한다(S18). 오류값은 기준값이 설정된 소정의 값을 가지는 경우에는 기준값과 설정값의 차에 의하여 산출되고, 기준값이 제로값인 경우에는 모션값이 오류값으로 될 수 있다.
다음으로 이 오류값을 이용하여 이미지데이터를 생성하여 영상으로 출력한다(S19).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 디스플레이 되는 화면을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이 디스플레이부(240)에서 출력되는 영상에는 미리 설정된 컨텐츠가 재생될 수 있다. 예를 들어 가상의 총신 그리고 조준경 및 표적지 등이 나타나게 할 수 있다. 표적지 이미지를 제공하는 경우에는 표적지에 탄착점이 확인될 수 있도록 별도의 촬영장치를 이용할 수 있고, 또는 표적지에 충격감지센서를 설치하여 탄착점을 확인하도록 할 수 있다.
그리고 조준경과 총신의 격발 전, 격발 시 그리고 격발 후의 조준경과 총신의 움직임을 오류값을 이용하여 연속으로 재생할 수 있다. 이와 같이 사수의 사격시의 움직임을 연속으로 재생함으로써 사수는 사격시의 움직임 특성을 확인할 수 있다.
또한 디스플레이부(240)에서는 격발시의 실제 탄착점을 나타내고, 실제 탄환의 궤적을 산출하여 영상으로 나타낼 수 있다. 그리고 실제 탄환의 궤적과 목표 탄착점 사이의 궤적 차이를 추정하여 나타낼 수 있다. 이러한 차이의 추정은 롤 오류값, 피치 오류값, 요 오류값을 이용하여 구현할 수 있다.
그리고 격발 전, 격발 시 그리고 격발 후의 사수의 움직임에 대하여 각각의 피치 오류, 요 오류, 롤 오류를 소정의 수치 값으로 출력하여 디스플레이부(240)에 영상으로 표시하고, 해당 사수에게 필요한 교정치를 나타내도록 할 수 있다. 그리고 이들 오류를 이용하여 사수의 움직임 특성을 분석하여 사격시 행동 과정에 대한 교정 내용을 나타내도록 할 수 있다.
한편, 도 5에서 롤 오류는 총기(100)의 기울임각 오류를 나타낸다. 따라서 종래의 문제점에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예는 사격 훈련시 명중률에 상당히 큰 영향을 미치는 기울임각 오류에 대하여 명확히 영상으로 표시하여 사수에게 확인하도록 하면 실제 사격 자세의 교정에 상당한 기여를 할 수 있을 것으로 여겨진다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 사격 명중룔 향상을 위한 훈련 시스템은 총구(101)의 움직임을 가시화하며 격발 순간과 그 전과 후에 감지되는 총구(101)의 움직임을 화면에 전시할 수 있도록 함으로써, 사격에서 정확한 조준이 이루어지더라도 사격 전/후 및 순간에 총구(101)의 미소한 움직임을 감지하고, 움직임이 없는 경우에도 조준 시 총신의 회전각(cant angle)을 감지함으로써 실제 탄착점에서의 오탄 발생의 원인을 확인할 수 있게 하여 사수의 명중률 향상을 위한 훈련에 기여를 할 수 있다..
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 단지 예시와 설명을 위한 것일 뿐이며, 본 발명을 설명된 형태로 한정하려는 것이 아니다. 또한, 본 명세서의 상세한 설명이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 상세한 설명에 설명되며 첨부된 청구항에 의해 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서, 다양한 변화 및 변경을 할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 자명하다.
100...총기
101...총구
120...모션 센서
130...제어부
200...외부 단말기
230...총기 움직임 이미지 데이터 처리부
240...디스플레이부

Claims (10)

  1. 총기에 설치된 적어도 하나 이상의 모션 센서;
    상기 총기에 설치되어 상기 모션 센서에서 감지한 모션 데이터를 처리하여 외부로 전송하는 제어부;
    상기 제어부에서 전송하는 상기 모션 데이터를 수신하는 외부 단말기를 구비하고, 상기 외부 단말기는 상기 모션 데이터를 복수의 구분된 모션값으로 구분하도록 신호를 처리하는 신호 처리부와, 상기 모션값을 획득하여 상기 총기의 움직임을 이미지 데이터로 처리하는 총기 움직임 이미지 데이터 처리부와, 상기 총기 움직임 이미지 데이터 처리부에서 처리한 상기 총구 움직임 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 총기의 격발 전, 격발 시, 격발 후를 구분하여 상기 모션 센서에서 상기 총기의 움직임을 감지하도록 하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 모션값은 상기 총기의 롤 모션값, 피치 모션값, 요 모션값을 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 각각의 모션값을 기준값과 비교하여 오류값을 산출하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 총기 움직임 이미지 데이터 처리부는 가상적으로 상기 총신과 표적지를 이미지화하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 총기 움직임 이미지 데이터 처리부는 상기 기준값과 상기 오류값을 이용하여 상기 표적지에 대한 실제 탄착점과 목표 탄착점 그리고 상기 탄환의 궤적을 이미지화하고, 상기 기준값과 오류값을 표시하도록 하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템.
  6. 총기에 설치된 적어도 하나 이상의 모션 센서에서 총기의 격발시 총기의 움직임을 감지하는 단계;
    상기 모션 센서에서 감지한 모션 데이터를 처리하여 복수의 구분된 모션값으로 구분하는 단계;
    상기 모션값을 이용하여 상기 총기의 움직임을 이미지 데이터로 생성하는 단계;
    상기 총기의 움직임 이미지를 디스플레이하는 단계를 구비하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 제어방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 총기의 움직임을 감지하는 단계는 상기 총기의 격발 전, 격발 시, 격발 후를 구분하여 상기 모션 센서에서 상기 총기의 움직임을 감지하도록 하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 제어방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 복수의 구분된 모션값은 상기 총기의 롤 모션값, 피치 모션값, 요 모션값을 포함하고, 상기 각각의 모션값을 기준값과 비교하여 오류값을 산출하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템의 제어방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 이미지 데이터를 생성하는 단계는 가상적으로 상기 총신과 표적지를 이미지화하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템이 제어방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 이미지 데이터를 생성하는 단계는 상기 기준값과 상기 오류값을 이용하여 상기 표적지에 대한 실제 탄착점과 목표 탄착점 그리고 상기 탄환의 궤적을 이미지화하는 사격 명중률 향상을 위한 훈련 시스템이 제어방법.
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