KR101525166B1 - 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템 및 튜닝 방법 - Google Patents

고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템 및 튜닝 방법 Download PDF

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김성신
정영상
박문호
송점식
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 포토다이오드와 라인레이저를 이용하여 구성한 고속발사체 위치 측정 프레임을 이용하여 화살이 날아갈 때의 화살 위치를 계측하고 계측한 위치정보를 보간하여 화살의 통과지점을 디스플레이 시스템의 가상좌표를 표출하고, 표출된 모양을 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 사용자로 하여금 분석된 결과에 따라 활과 화살을 튜닝할 수 있도록 방법을 제공하기 위한 것으로서, 포토다이오드 어레이모듈과 라인 레이저 모듈이 서로 마주보는 형태로 설치되어 화살이 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 계측된 화살의 위치를 측정하는 위치 측정부와, 상기 위치 측정부에서 측정된 위치정보를 기반으로 가상좌표로 표출하고, 표출된 정보를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 출력된 결과값을 기반으로 활 및 화살을 튜닝할 수 있는 방안을 생성하여 제공하는 튜닝 처리부를 포함하여 구성되는데 있다.

Description

고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템 및 튜닝 방법{Arrow and Bow Tuning System using Fast-moving Projectiles Measurement Device and Method of the Same}
본 발명은 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템 및 튜닝 방법에 관한 것으로, 특히 광학적 위치 측정 방식으로 포토다이오드와 라인레이저를 이용하여 화살 및 총알 등의 발사체가 지나가는 위치를 측정한 정보를 이용하여 사용자로 하여금 활과 화살을 튜닝할 수 있도록 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템 및 튜닝 방법에 관한 것이다.
제조공정을 통해 생산된 화살 및 총알 등의 발사체 성능은 이동궤적(궁사의 패러독스)과 탄착점의 집적도에 따라 좌우된다. 특히, 화살의 경우 동일한 환경에서 노크(nock) 각도를 회전시키면서 반복적으로 화살의 슈팅실험을 수행할 경우, 반복실험에서 얻어진 화살의 탄착점 집적도는 화살 성능 평가에서 가장 중요한 객관적 지표가 된다.
따라서 생산한 발사체의 품질이 우수한지를 검증하기 위해서는 발사 실험을 통해서 탄착군의 분포가 조밀한지에 대해 측정하는 과정이 필요하다.
이 과정에서 현재 적용되는 방법은 종이나 천과 같은 물체를 과녁 앞에 두고 화살 및 총알 등의 발사체를 여럿 발사하여 뚫린 위치를 측정하여 탄착군을 측정하는 방식으로 탄착 위치의 분산을 구하는 방식을 택하고 있다. 이 방법은 발사체의 성능이 우수하여 탄착군이 매우 조밀한 분포를 가지는 경우 측정이 정확하지 않은 문제가 있다. 또한, 발사체가 과녁에 명중하면서 충격에 의해 흔들리면 위치 측정을 위해 설치한 종이나 천이 더 많이 찢어지면서 위치 측정의 정확도가 낮아지며, 측정 장비의 내구성 문제로 인해 제한된 횟수만큼만 측정이 가능하고, 주기적으로 과녁의 슈팅용지를 교체해주어야 하는 등, 각 탄착점간의 관계를 수치화하기 어렵다는 문제점이 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 현재 탄착군을 측정하는 방식으로 라인 레이저와 레이저 스캔 카메라로 구성된 장비를 사용하고 있다. 그리고 이렇게 측정된 측정 정보를 이용하여 화살과 활 튜닝을 수행하고 있다.
그러나 페이퍼 튜닝 시스템은 측정용지를 지속적으로 소모하고, 종이를 이용하기 때문에 정확한 화살의 움직임을 측정하기 어려우며 결과를 수치적으로 나타내는데 어려움이 있다. 또한 라인 레이저와 레이저 스캔 카메라로 구성된 장비를 통해 측정된 정보는 활의 불량운동 즉, 활의 축이 좌우로 움직이는 활의 횡방향 움직임, 에너지 교환에 따른 물리현상으로 발생되는 활의 진동에 따른 화살의 요동치는 불량운동에 의해 측정된 정보에 적중성이 떨어지게 되는데, 어떠한 불량운동에 의해 얼마만큼 적중성이 떨어지게 되는지 정확히 분석하는 것에 어려움이 있다.
따라서 측정되는 정보의 보다 정확한 분석을 통해 활과 화살을 튜닝할 수 있도록 하는 활 튜닝 시스템 및 튜닝 방법이 요구되고 있다.
국내공개번호 제2013-0014337호 : 라인레이저와 포토다이오드를 이용한 발사체의 탄착군 및 속도 측정 장치 및 방법 국내공개번호 제2010-0136385호 : 활의 슈팅 분석 및 이를 위한 교정 시스템
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 포토다이오드와 라인레이저를 이용하여 구성한 고속발사체 위치 측정 프레임을 이용하여 화살이 날아갈 때의 화살 위치를 계측하고 계측한 위치정보를 보간하여 화살의 통과지점을 디스플레이 시스템의 가상좌표를 표출하고, 표출된 모양을 분석하여 수치적으로 결과 값을 출력하고, 사용자로 하여금 분석된 결과에 따라 활과 화살을 튜닝할 수 있도록 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 계측된 데이터와 데이터베이스를 통해 제안되는 튜닝 방법에 따라 하드웨어적으로 화살을 자동으로 튜닝해주는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템 및 튜닝 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템의 특징은 포토다이오드 어레이모듈과 라인 레이저 모듈이 서로 마주보는 형태로 설치되어 화살이 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 계측된 화살의 위치를 측정하는 위치 측정부와, 상기 위치 측정부에서 측정된 위치정보를 기반으로 가상좌표로 표출하고, 표출된 정보를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 출력된 결과값을 기반으로 활 및 화살을 튜닝할 수 있는 방안을 생성하여 제공하는 튜닝 처리부를 포함하여 구성되는데 있다.
바람직하게 상기 위치 측정부는 레이저 광원을 출력하는 라인 레이저 모듈과, 상기 레이저 모듈에서 출력되는 광원을 입력으로 신호 계측을 수행하는 포토다이오드 어레이 모듈과, 상기 포토다이오드 어레이 모듈과 라인 레이저 모듈이 서로 마주보는 형태로 설치되어 화살의 발사대와 마주보는 위치에 고정되어 설치되는 계측 프레임과, 화살이 계측 프레임 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 화살이 포토다이오드 어레이 모듈의 통과되는 위치정보를 측정하는 계측 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 라인 레이저 모듈 및 포토다이오드 어레이 모듈은 각각 적어도 2개 이상이 서로 다른 위치에서 교차되도록 설치되어, 포토다이오드에 입력되는 레이저 광원이 계측 프레임 내에서 교차 어레이로 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 계측 처리부는 화살이 계측 프레임 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 감지하는 신호변화 감지부와, 상기 신호변화 감지부에서 감지된 신호가 변화하는 포토다이오드의 위치를 이용하여 화살이 포토다이오드 어레이 모듈에 통과되는 위치의 좌표 데이터를 산출하는 좌표데이터 산출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 튜닝 처리부는 상기 위치 측정부에서 측정된 위치정보를 보간하여 화살의 통과지점에 따른 가상좌표를 산출하는 가상좌표 생성부와, 상기 가상좌표 생성부에서 산출되는 가상좌표의 변화를 기반으로 가상좌표의 움직임의 변화를 검출하는 좌표변화 검출부와, 상기 좌표변화 검출부에서 검출된 가상좌표의 움직임의 변화를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 저장부의 튜닝방안 정보 데이터베이스에 미리 저장하고 있는 튜닝방안 중 출력된 결과값과 매칭되는 활과 화살을 튜닝방안을 검출하는 튜닝방안 검출부와, 상기 가상좌표 생성부에서 산출된 가상좌표 및 상기 튜닝방안 검출부에서 제공되는 활과 화살의 튜닝방안을 화면에 표시하여 사용자로 하여금 분석된 결과에 맞춰 활과 화살을 튜닝할 수 있도록 방안을 제공하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 가상좌표 생성부에서 산출된 가상좌표 및 상기 튜닝방안 검출부에서 제공되는 활과 화살의 튜닝방안을 기반으로 자동으로 화살과 활을 튜닝하여 제작 및 변형하는 자동튜닝 생성부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 화살의 튜닝은 튜닝방안을 기반으로 화살대의 길이, 화살촉의 무게, 화살 깃 및 노크의 종류들이 선별되어 제작되고, 상기 활의 튜닝은 튜닝방안을 기반으로 활의 쿠션 플렌저나 스프링이 조절되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 튜닝된 활과 화살의 정보는 활 튜닝 시스템에 등록되어, 등록한 정보와 튜닝방안, 그리고 상기 튜닝방안 검출부에서 등록된 활과 화살을 통해 새롭게 출력된 결과값을 함께 축적하여 상기 저장부의 튜닝방안 정보 DB에 저장된 튜닝방안 정보를 조정하여 업데이트하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 방법의 특징은 (A) 포토다이오드 어레이모듈과 라인 레이저 모듈이 서로 마주보는 형태로 설치되어 포토다이오드 어레이를 갖는 사각형 프레임을 화살을 쏘는 노선에 설치하는 단계와, (B) 상기 사각형 프레임 내부로 화살을 발사한 후, 화살이 계측 프레임 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 화살이 포토다이오드 어레이에 통과되는 위치정보를 측정하여 가상좌표를 산출하는 단계와, (C) 상기 산출된 가상좌표를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 출력된 결과값을 기반으로 활 및 화살을 튜닝할 수 있는 방안을 저장부에 미리 저장하고 있는 활 및 화살의 튜닝정보에서 검출하여 생성하는 단계와, (D) 상기 생성된 튜닝방안을 디스플레이부를 통해 화면에 표시하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.
바람직하게 상기 (B) 단계는 화살이 계측 프레임 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 감지하는 단계와, 상기 감지된 신호가 변화하는 포토다이오드의 위치를 이용하여 화살이 포토다이오드 어레이에 통과되는 위치의 좌표 데이터를 산출하여 위치정보를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.
바람직하게 상기 (D) 단계에서 화면에 표시되는 내용은 측정된 가상좌표의 결과값 정보와, 사용자가 화면에 표시되는 튜닝방안을 통해 직접 튜닝할 수 있도록 하기 위한 생성되는 튜닝방안을 기반으로 하는 사용자가 수동으로 직접 조정할 수 있는 튜닝방법을 설명하는 동영상 및 튜닝 순서를 나열한 텍스트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (C) 단계에서 생성된 활 튜닝 방안에 따라 활 튜닝을 기반으로 자동튜닝 생성부를 통해 자동으로 화살과 활을 튜닝하여 제작 및 변형하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 자동튜닝 생성부를 통한 화살 및 활의 자동 튜닝 방법은 생성된 튜닝방안을 기반으로 화살의 경우에는 화살대의 길이, 화살촉의 무게, 화살 깃 및 노크의 종류들이 선별되어 제작되고, 활의 경우에는 활의 쿠션 플렌저나 스프링이 조절되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 화살의 경우는 화살대 저장소에서 화살대를 선택하는 단계와, 상기 선택된 화살대를 사용자의 신체(팔 길이)에 맞는 길이로 자르는 단계와, 튜닝방안에 해당되는 무게를 갖는 화살촉을 상기 잘라진 화살대의 일 측에 달아 고정하는 단계와, 튜닝방안에 해당되는 종류의 화살 깃 및 노크를 상기 잘라진 화살대의 타 측에 달아 고정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 튜닝방안에 따라 튜닝된 활과 화살의 정보를 활 튜닝 시스템에 등록하는 단계와, 상기 등록된 활이 사용되면, 상기 등록한 정보와 튜닝 방안, 그리고 상기 튜닝방안 검출부에서 새롭게 출력된 결과값을 함께 축적하여 저장부의 튜닝방안 정보 DB에 저장된 튜닝방안 정보를 조정하여 업데이트하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템 및 튜닝 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 화살과 활 튜닝에 있어서 전문가는 물론 초보자들 또한 제시하는 방안에 따라 튜닝이 쉬워진다.
둘째, 수치적으로 결과가 나오기 때문에 기존 방법보다 정확하다.
셋째, 디스플레이 시스템을 통하여 가상좌표를 표출함으로써 사용자는 화살을 쏘는 것과 동시에 디스플레이 시스템을 통하여 사용자가 한 튜닝이 제대로 되었는지를 확인하는 것이 가능하다.
넷째, 전문적인 지식과 사용자들의 경험 데이터가 축적된 데이터베이스를 사용하게 되어 더 정확한 튜닝을 제안할 수 있으며, 자동 튜닝시스템을 통해 초보자들도 쉽게 튜닝할 수 있는 시스템을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템을 나타낸 구성도
도 2 는 도 1의 위치 측정부에서 포토다이오드 어레이 위로 화살이 지나가면서 레이저를 차단했다가 다시 신호가 들어오는 과정을 전압 레벨과 표본 추출 비율을 이용하여 표현한 그래프
도 3a 및 도 3b는 도 1의 자동튜닝 생성부의 구성을 상세히 나타낸 구성도
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 5 는 도 1의 위치 측정부에서 측정된 화살의 위치를 표기한 가상좌표를 설명하기 위한 구성도
도 6 은 도 1의 디스플레이부의 화면에 표시되는 튜닝방안을 나타낸 구성도
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝에 의해 축적되는 데이터베이스를 설명하기 위한 구상도
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템 및 튜닝 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 활 튜닝 시스템은 포토다이오드 어레이모듈과 라인 레이저 모듈이 서로 마주보는 형태로 설치되어 화살(100)이 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 계측된 화살(100)의 위치를 측정하는 위치 측정부(200)와, 상기 위치 측정부(200)에서 측정된 위치정보를 기반으로 가상좌표로 표출하고, 표출된 정보를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 출력된 결과값을 기반으로 활 및 화살을 튜닝할 수 있는 방안을 생성하여 제공하는 튜닝 처리부(400)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 위치 측정부(200)는 레이저 광원을 출력하는 라인 레이저 모듈(210)과, 상기 레이저 모듈(210)에서 출력되는 광원을 입력으로 신호 계측을 수행하는 포토다이오드 어레이 모듈(220)과, 상기 포토다이오드 어레이 모듈(220)과 라인 레이저 모듈(210)이 서로 마주보는 형태로 설치되어 화살(10)의 발사대와 마주보는 위치에 고정되어 설치되는 계측 프레임(240)과, 화살이 계측 프레임(240) 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 화살이 포토다이오드 어레이 모듈(220)의 통과되는 위치정보를 측정하는 계측 처리부(230)로 구성된다.
이때, 상기 라인 레이저 모듈(210) 및 포토다이오드 어레이 모듈(220)은 각각 적어도 2개 이상이 서로 다른 위치에서 교차되도록 설치되어, 포토다이오드에 입력되는 레이저 광원이 계측 프레임(240)내에서 교차 어레이로 구성된다.
또한 상기 계측 처리부(230)는 화살(100)이 계측 프레임(240) 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 감지하는 신호변화 감지부(231)와, 상기 신호변화 감지부(231)에서 감지된 신호가 변화(V1 -> V2)하는 포토다이오드의 위치를 이용하여 화살(100)이 포토다이오드 어레이 모듈(220)의 통과되는 위치의 좌표 데이터를 산출하는 좌표데이터 산출부(232)를 포함한다.
즉, 상기 신호변화 감지부(231)는 발사대에서 화살(100)을 발사하면 포토다이오드 어레이 모듈(220)과 라인 레이저 모듈(210)이 설치되어 교차 어레이를 구성하고 있는 계측 프레임 사이로 화살(100)이 지나가게 되는데, 이때 교차 어레이를 지나가는 화살(100)에 의한 그림자가 발생하게 된다. 상기 그림자란 라인 레이저 모듈(210)에서 출력되어 포토다이오드 어레이 모듈(220)로 수렴되는 광원(레이저)이 화살(100)에 의해 가려지는 것을 말한다. 이처럼, 상기 그림자로 인해 포토다이오드 어레이 모듈(220) 중 화살(100)이 지나가는 위치에 있는 하나 이상의 포토다이오드는 수렴되는 광원이 일부 또는 전부가 차단되어 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이, 포토다이오드가 레이저 빛을 입력받고 있을 때 나오는 신호의 크기(전압 값)(V1)보다 감소된 신호의 크기(전압 값)(V2)가 감지되게 된다. 이때, 상기 신호변화 감지부(231)는 보다 정확한 감지를 위해 ADC 기능을 이용하여 아날로그 신호로 들어온 신호의 크기를 디지털 신호로 변경하여 신호의 크기를 감지한다.
도 2 는 상기 위치 측정부에서 포토다이오드 어레이 위로 화살이 지나가면서 레이저를 차단했다가 다시 신호가 들어오는 과정을 전압 레벨과 표본 추출 비율을 이용하여 표현한 그래프로서, 도 2에서 도시하고 있는 그래프를 통해 설명하면, S1의 위치가 화살(100)이 포토다이오드 어레이로의 투과되기 시작한 순간이고, S2의 위치가 화살(100)이 포토다이오드 어레이를 모두 통과한 순간을 나타낸다.
따라서 상기 좌표데이터 산출부(232)는 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이, 신호변화 감지부(231)에서 감지된 신호가 변화(V1 -> V2)하는 포토다이오드의 위치를 이용하여 화살(100)이 포토다이오드 어레이 모듈(220)에 통과되는 위치의 좌표 데이터를 산출하게 된다. 즉, 상기 포토다이오드 어레이 모듈(220)은 서로 다른 위치에서 교차되도록 설치되어, 포토다이오드에 입력되는 레이저 광원이 계측 프레임(240) 내에서 교차 어레이로 구성되어 있다. 따라서 상기 좌표데이터 산출부(232)는 교차 어레이를 갖는 포토다이오드 어레이 중 x축을 갖는 포토다이오드와, y축을 갖는 포토다이오드를 각각 검출하고, 상기 검출된 x축의 포토다이오드 라인과 y축의 포토다이오드 라인이 서로 교차되는 위치를 통해 화살(100)이 통과되는 위치 좌표를 손쉽게 산출할 수 있게 된다.
그리고 상기 튜닝 처리부(400)는 상기 위치 측정부(200)에서 측정된 위치정보를 보간하여 화살의 통과지점에 따른 가상좌표를 산출하는 가상좌표 생성부(410)와, 상기 가상좌표 생성부(410)에서 산출되는 가상좌표의 변화를 기반으로 가상좌표의 움직임의 변화를 검출하는 좌표변화 검출부(420)와, 상기 좌표변화 검출부(420)에서 검출된 가상좌표의 움직임의 변화를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 저장부(460)의 튜닝방안 정보 데이터베이스에 미리 저장하고 있는 튜닝방안 중 출력된 결과값과 매칭되는 활과 화살을 튜닝방안을 검출하는 튜닝방안 검출부(430)와, 상기 가상좌표 생성부(410)에서 산출된 가상좌표 및 상기 튜닝방안 검출부(430)에서 제공되는 활과 화살의 튜닝방안을 화면에 표시하여 사용자로 하여금 분석된 결과에 맞춰 활과 화살을 튜닝할 수 있도록 방안을 제공하는 디스플레이부(440)를 포함한다.
이때, 상기 디스플레이부(440)에서 제공되는 활과 화살의 튜닝 방안에 따라 사용자가 수동으로 튜닝할 수 있지만, 상기 제공된 활 튜닝 방안에 따라 활 튜닝을 기반으로 자동으로 화살과 활을 튜닝하여 제작 및 변형하는 자동튜닝 생성부(450)를 추가로 구성할 수도 있다.
상기 자동튜닝 생성부(450)는 도 3a 및 도 3b에서 도시하고 있는 것과 같이, 상기 튜닝방안 검출부(430)에서 제공되는 활과 화살의 튜닝방안에 따라 자동으로 화살과 활을 튜닝한다.
즉, 도 3a에서 도시하고 있는 것과 같이, 화살(100)의 경우에는 제공되는 튜닝방안을 기반으로 화살대(101)의 길이, 화살 촉(102)의 무게, 화살 깃 및 노크(103)의 종류들이 선별되어 제작된다. 그리고 도 3b에서 도시하고 있는 것과 같이, 활(140)의 경우에는 제공되는 튜닝방안을 기반으로 활의 쿠션 플렌저나 스프링 등이 조절된다.
그리고 상기 자동 튜닝 생성부(450)에서 제작된 활과 화살 또는 상기 디스플레이부(440)에서 제공되는 활과 화살의 튜닝 방안에 따라 사용자가 수동으로 튜닝한 활과 화살의 정보는 활 튜닝 시스템에 등록되어, 튜닝된 활을 쏘게 되면 이때 등록한 정보와 튜닝방안, 그리고 상기 튜닝방안 검출부(430)에서 새롭게 출력된 결과값을 함께 축적하여 상기 저장부(460)의 튜닝방안 정보 DB(462)에 저장된 튜닝방안 정보를 조정하여 업데이트 한다. 이에 따라, 상기 저장부(460)의 튜닝방안 정보 DB(462)에 저장된 튜닝방안 정보는 전문적인 지식과 사용자들의 경험 데이터가 축적된 데이터베이스를 사용하게 되어 보다 더 정확한 튜닝방안을 사용자에게 제안할 수 있으며, 이를 통해 초보자들도 쉽게 튜닝할 수 있게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1 또는 도 2와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 부재를 지칭한다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 먼저 포토다이오드 어레이모듈과 라인 레이저 모듈이 서로 마주보는 형태로 설치되어 포토다이오드 어레이를 갖는 사각형 프레임(240)을 화살(100)을 쏘는 노선에 설치한다(S10).
이어, 상기 사각형 프레임(240) 내부로 화살(100)을 발사한 후(S20), 위치 측정부(200)에서는 화살(100)이 계측 프레임(240) 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 화살이 포토다이오드 어레이에 통과되는 위치정보를 측정하여 가상좌표를 산출한다(S30). 이때, 상기 위치정보는 화살(100)이 계측 프레임(240) 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 감지한다. 그리고 상기 감지된 신호가 변화(V1 -> V2)하는 포토다이오드의 위치를 이용하여 화살(100)이 포토다이오드 어레이에 통과되는 위치의 좌표 데이터를 산출하여 위치정보를 측정하게 된다.
이렇게 측정된 위치정보는 위치 측정부(200)에서 샘플링 시간에 따라 측정된 화살(100)의 위치를 표기한 가상좌표로 나타내면, 도 5에서 도시하고 있는 것과 같이 일정한 좌표의 변화를 갖게 된다.
이어, 상기 산출된 가상좌표를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 출력된 결과값을 기반으로 활 및 화살을 튜닝할 수 있는 방안을 생성한다(S40).
이때, 생성되는 튜닝방안은 일반적으로 수행되는 활 및 화살의 튜닝정보를 저장부(460)에 미리 저장하고 있으며, 각 조건에 따라 다음과 같이 이루어진다.
제 1 조건으로서, 가상좌표에서 계측되는 방향이 위에서 아래로 향할 경우, 사용자는 같은 화살과 활을 쓰는 대신, 노킹 포인트를 1/16"(1.6mm) 정도 올려야 한다. 이는 자동 튜닝시스템에서 해결할 수 없는 부분이므로 사용자로 하여금 노킹 포인트를 올리도록 제안하게 된다.
제 2 조건으로서, 가상좌표에서 계측되는 방향이 아래에서 위로 향할 경우, 사용자에게 화살 플레칭이 화살 받침과 잘 붙어 있는지와 노킹 포인트를 1/16"(1.6mm)만큼 낮추도록 제안한다. 이후로도 같은 방향으로 가상좌표에 나타날 경우, 무게가 덜 나가는 활을 추천하게 하고, 화살 튜닝 시스템은 좀 더 유연한 화살 받침과 더 강경한 화살 축을 선택하여 화살을 제작하여 사용자에게 제공하게 된다.
제 3 조건으로서, 가상좌표에서 계측되는 방향이 왼쪽에서 오른쪽으로 찢어질 경우, 제안되는 튜닝방법은 다음과 같다. 먼저 더 무거운 활을 추천하게 되고, 화살 튜닝시스템에서 더 무거운 화살촉을 부착하여 사용자에게 제공한다. 그 다음은 활 튜닝 시스템에서 더 얇은 시위로 교체하고, 쿠션 플런저를 조금씩 줄인 후, 더 약한 스프링을 부착하여 사용자에게 제공한다. 이렇게 해도 튜닝이 제대로 되지 않을 경우, 활 쪽으로 화살 받침을 이동하도록 제안한다.
제 4 조건으로서, 가상좌표에서 계측되는 방향이 오른쪽에서 왼쪽으로 찢어질 경우, 먼저 사용자에게 더 가벼운 활을 제안하게 된다. 그 이후에는 화살 튜닝 시스템에서 더 가벼운 화살촉을 부착하여 사용자에게 제공한다. 그래도 튜닝이 안 이루어질 경우, 활 튜닝 시스템에서는 더 무거운 시위로 교체하고, 화살 튜닝 시스템에서 더 강경한 스파인 화살을 제작하게 된다. 튜닝이 계속 될 경우, 활 튜닝 시스템에서 쿠션 플런저를 조금씩 늘리고, 더 강경한 스프링을 부착한 뒤 사용자에게 제공하게 된다. 이후 튜닝을 하게 될 때, 사용자로 하여금 활 쪽에서 멀어지도록 화살 받침을 이동하게끔 제안한다.
제 5 조건으로서, 가상좌표에서 계측되는 방향이 대각선으로 나타날 경우, 자동 튜닝 시스템은 위의 4가지 튜닝 방안을 조합하여 제시하게 된다. 먼저 수직쪽을 맞춘 다음 수평쪽을 맞추게 된다.
그리고 상기 각 조건에 따라 생성되는 튜닝방안은 디스플레이부(440)를 통해 화면에 표시된다(S50). 이때, 상기 디스플레이부(44) 화면에 표시되는 내용은 도 6에서 도시하고 있는 것과 같이, 측정된 가상좌표의 결과값 정보와, 사용자가 화면에 표시되는 튜닝방안을 통해 직접 튜닝할 수 있도록 하기 위한 생성되는 튜닝방안을 기반으로 하는 사용자가 수동으로 직접 조정할 수 있는 튜닝방법을 설명하는 동영상 및 튜닝 순서를 나열한 텍스트를 제공한다.
한편, 사용자 선택에 따라 상기 디스플레이부(440)에서 제공되는 활과 화살의 튜닝 방안에 따라 사용자가 수동으로 튜닝할 수 있지만, 상기 제공된 활 튜닝 방안에 따라 활 튜닝을 기반으로 자동튜닝 생성부(450)를 통해 자동으로 화살과 활을 튜닝하여 제작 및 변형하여 사용자에게 제공할 수도 있다(S60).
이때, 상기 자동튜닝 생성부(450)를 통한 화살 및 활의 자동 튜닝은 각 조건에 따라 생성된 튜닝방안을 기반으로 화살(100)의 경우에는 화살대(101)의 길이, 화살 촉(102)의 무게, 화살 깃 및 노크(103)의 종류들이 선별되어 제작되고, 활(140)의 경우에는 활의 쿠션 플렌저나 스프링 등이 조절된다.
상기 자동튜닝 생성부(450)를 통한 화살 및 활의 자동 튜닝을 위한 일 실시예로서, 자동 튜닝의 순서는 다음과 같다.
먼저 화살의 경우는 도 3a에서 도시하고 있는 것과 같이, 화살대 저장소(110)에서 화살대(101)를 선택하여 다음과정으로 전달된다(①).
그리고 화살대(101)를 사용자의 신체(팔 길이)에 맞는 길이로 자른다(②). 참고로, 상기 자동튜닝 생성부(450)에 사용자의 신체정보(팔 길이 등)와 튜닝에 사용할 화살과 활을 미리 등록하여야 한다.
이어 튜닝방안에 해당되는 무게의 화살 촉(102)을 선별하여 화살대(101)의 일 측에 달아 고정하고(③), 마지막으로 튜닝방안에 해당되는 종류의 화살 깃 및 노크(103)를 화살대(101)의 타 측에 달아 고정한 뒤, 튜닝을 요청한 사용자에게 전달된다(④).
한편, 활의 경우에는 도 3b에서 도시하고 있는 것과 같이, 활(140)의 쿠션 플런저나 스프링 등을 튜닝방안에 맞게 조절되어, 튜닝을 요청한 사용자에게 전달한다.
상기 자동 튜닝 생성부(450)에서 제작된 활과 화살 또는 상기 디스플레이부(440)에서 제공되는 활과 화살의 튜닝방안에 따라 사용자가 수동으로 튜닝한 활과 화살의 정보는 활 튜닝 시스템에 등록된다(S70).
따라서 도 7에서 도시하고 있는 것과 같이, 사용자가 튜닝된 활을 쏘게 되면 이때 등록한 정보와 튜닝 방안, 그리고 상기 튜닝방안 검출부(430)에서 새롭게 출력된 결과값을 함께 축적하여 상기 저장부(460)의 튜닝방안 정보 DB(462)에 저장된 튜닝방안 정보를 조정하여 업데이트 한다. 상기 저장부(460)의 튜닝방안 정보 DB(462)에 저장된 튜닝방안 정보는 전문적인 지식과 사용자들의 경험 데이터가 축적된 데이터베이스를 사용하게 되어 보다 더 정확한 튜닝방안을 사용자에게 제안할 수 있으며, 이를 통해 초보자들도 쉽게 튜닝할 수 있게 된다.
그리고 활과 화살의 튜닝이 완료되면 종료한다(S80).
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 포토다이오드 어레이모듈과 라인 레이저 모듈이 서로 마주보는 형태로 설치되어 화살이 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 계측된 화살의 위치를 측정하는 위치 측정부와,
    상기 위치 측정부에서 측정된 위치정보를 기반으로 가상좌표로 표출하고, 표출된 정보를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 출력된 결과값을 기반으로 활 및 화살을 튜닝할 수 있는 방안을 생성하여 제공하는 튜닝 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 측정부는
    레이저 광원을 출력하는 라인 레이저 모듈과,
    상기 레이저 모듈에서 출력되는 광원을 입력으로 신호 계측을 수행하는 포토다이오드 어레이 모듈과,
    상기 포토다이오드 어레이 모듈과 라인 레이저 모듈이 서로 마주보는 형태로 설치되어 화살의 발사대와 마주보는 위치에 고정되어 설치되는 계측 프레임과,
    화살이 계측 프레임 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 화살이 포토다이오드 어레이 모듈의 통과되는 위치정보를 측정하는 계측 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 계측 처리부는
    화살이 계측 프레임 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 감지하는 신호변화 감지부와,
    상기 신호변화 감지부에서 감지된 신호가 변화하는 포토다이오드의 위치를 이용하여 화살이 포토다이오드 어레이 모듈에 통과되는 위치의 좌표 데이터를 산출하는 좌표데이터 산출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 튜닝 처리부는
    상기 위치 측정부에서 측정된 위치정보를 보간하여 화살의 통과지점에 따른 가상좌표를 산출하는 가상좌표 생성부와,
    상기 가상좌표 생성부에서 산출되는 가상좌표의 변화를 기반으로 가상좌표의 움직임의 변화를 검출하는 좌표변화 검출부와,
    상기 좌표변화 검출부에서 검출된 가상좌표의 움직임의 변화를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 저장부의 튜닝방안 정보 데이터베이스에 미리 저장하고 있는 튜닝방안 중 출력된 결과값과 매칭되는 활과 화살을 튜닝방안을 검출하는 튜닝방안 검출부와,
    상기 가상좌표 생성부에서 산출된 가상좌표 및 상기 튜닝방안 검출부에서 제공되는 활과 화살의 튜닝방안을 화면에 표시하여 사용자로 하여금 분석된 결과에 맞춰 활과 화살을 튜닝할 수 있도록 방안을 제공하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가상좌표 생성부에서 산출된 가상좌표 및 상기 튜닝방안 검출부에서 제공되는 활과 화살의 튜닝방안을 기반으로 자동으로 화살과 활을 튜닝하여 제작 및 변형하는 자동튜닝 생성부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 튜닝된 활과 화살의 정보는 활 튜닝 시스템에 등록되어, 등록한 정보와 튜닝방안, 그리고 상기 튜닝방안 검출부에서 등록된 활과 화살을 통해 새롭게 출력된 결과값을 함께 축적하여 상기 저장부의 튜닝방안 정보 DB에 저장된 튜닝방안 정보를 조정하여 업데이트하는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 시스템.
  7. (A) 포토다이오드 어레이모듈과 라인 레이저 모듈이 서로 마주보는 형태로 설치되어 포토다이오드 어레이를 갖는 사각형 프레임을 화살을 쏘는 노선에 설치하는 단계와,
    (B) 상기 사각형 프레임 내부로 화살을 발사한 후, 화살이 계측 프레임 내 포토다이오드 어레이로 지나가면서 발생시키는 적어도 하나 이상의 포토다이오드 어레이의 신호 변화값을 이용하여 화살이 포토다이오드 어레이에 통과되는 위치정보를 측정하여 가상좌표를 산출하는 단계와,
    (C) 상기 산출된 가상좌표를 분석하여 수치적으로 결과값을 출력하고, 출력된 결과값을 기반으로 활 및 화살을 튜닝할 수 있는 방안을 저장부에 미리 저장하고 있는 활 및 화살의 튜닝정보에서 검출하여 생성하는 단계와,
    (D) 상기 생성된 튜닝방안을 디스플레이부를 통해 화면에 표시하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (D) 단계에서 화면에 표시되는 내용은 측정된 가상좌표의 결과값 정보와, 사용자가 화면에 표시되는 튜닝방안을 통해 직접 튜닝할 수 있도록 하기 위한 생성되는 튜닝방안을 기반으로 하는 사용자가 수동으로 직접 조정할 수 있는 튜닝방법을 설명하는 동영상 및 튜닝 순서를 나열한 텍스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (C) 단계에서 생성된 활 튜닝 방안에 따라 활 튜닝을 기반으로 자동튜닝 생성부를 통해 자동으로 화살과 활을 튜닝하여 제작 및 변형하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 튜닝방안에 따라 튜닝된 활과 화살의 정보를 활 튜닝 시스템에 등록하는 단계와,
    상기 등록된 활이 사용되면, 상기 등록한 정보와 튜닝 방안, 그리고 상기 튜닝방안 검출부에서 새롭게 출력된 결과값을 함께 축적하여 저장부의 튜닝방안 정보 DB에 저장된 튜닝방안 정보를 조정하여 업데이트하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속발사체 측정 장치를 이용한 활 튜닝 방법.
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