KR101977307B1 - 항공 사격 채점 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템은 표적, 상기 표적의 전방에 위치하여 제 1 레이저 커튼을 출력하는 제 1 라인 레이저, 상기 표적의 전방에 위치하되 상기 제 1 라인 레이저의 후방에 위치하여 제 2 레이저 커튼을 출력하는 제 2 라인 레이저, 상기 제 1 레이저 커튼 및 제 2 레이저 커튼을 각각 통과하는 탄자로부터 형성되는 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 촬영하는 CCD 카메라 및 상기 CCD 카메라로부터 촬영된 영상에서 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 형성되는 지점 및 시점에 기초하여 상기 탄자의 궤적 및 속도를 측정하고 상기 표적에 상기 탄자가 명중되는 명중 위치를 계산하는 제어부를 포함할 수 있다.
Description
아래의 설명은 항공 사격 채점 시스템 및 방법에 관한 것이다.
고정익 또는 회전익 항공기에 장착된 기관포 및 기관총과 같은 자동 화기는, 고속의 발사율로 다량 사격을 하므로, 사격 훈련 시 표적에 대한 탄자의 명중 오차 및 명중률을 측정할 수 있는 자동 채점 장비가 필요하다.
수동방식으로 채점할 경우 불발탄 지역에 표적 설치 및 회수에 따른 인명사고 발생 위험이 있고, 표적 범위 내에서 탄자의 명중 오차 계측 및 명중률 계산 시간이 과다하게 소요되며, 특히 표적 범위를 벗어 난 탄자의 명중 오차 계측은 제한될 수 있다.
따라서, 현재까지 전 세계적으로 음향(Acoustic) 계측방식, 도플러 레이더(Doppler Radar) 계측방식 등 2종류의 장비가 전력화되어 운용 중에 있다.
음향 계측 방식은, 표적 앞 다수의 마이크로폰이 설치되어 초음속으로 비행하는 탄자로부터 발생된 충격파 감지 시간 차이를 이용하여 탄자의 방향, 속도 및 명중 위치(Location Of Miss And Hits, LOMAH)를 계산하는 방식이다.
음향 계측 방식은 고속 발사율의 탄자 감지 성능이 우수하고, 비용이 저렴한 장점이 있지만 고도, 대기온도, 대기압, 탄자의 크기 및 접근각 등 환경 조건에 따라 명중 오차 신뢰도가 저하되고, 표적에서 탄자의 잔류 속도가 마하 1.3 내지 5 경우에서만 명중 오차 범위의 정확도를 가지므로, 초음속 미만의 속도로 비행하는 탄자의 채점은 제한될 수 있다.
도플러 레이더 계측 방식은, 탄자에 전자파를 방사하여 반사파를 발생하여, 도플러 효과에 따라 검출된 주파수 변화로부터 상대 속도(V)를 계측하고, 반사파의 수신 시간 차이를 이용하여 표적 까지의 근접 거리(M)를 선형 해석 방법으로 계산하는 방법으로서, 150m/s 내지 1400m/s의 탄자 속도를 감지할 수 있지만, 분당 약 800발 이상의 탄자를 발사할 수 있는 고속 발사율을 갖는 자동 화기에 대한 채점은 제한될 수 있다는 문제점이 존재하였다.
따라서, 탄자의 속도, 크기, 접근각, 비행 고도, 대기 온도 또는 대기압과 같은 환경 조건에 영향받지 않고 동시에 고속의 발사율로 발사되는 탄자의 사격 채점이 가능한 자동 채점 장비의 필요성이 증대되고 있으며, 특히 항공기와 같이 고속 발사율로 수차례 다량 점사를 하는 경우 각 점사 군(群) 별로 신속하고 정확한 명중률 계산이 가능한 자동 채점 시스템이 필요한 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 항공 사격 채점 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템은 표적, 상기 표적의 전방에 위치하여 제 1 레이저 커튼을 출력하는 제 1 라인 레이저, 상기 표적의 전방에 위치하되 상기 제 1 라인 레이저의 후방에 위치하여 제 2 레이저 커튼을 출력하는 제 2 라인 레이저, 상기 제 1 레이저 커튼 및 제 2 레이저 커튼을 각각 통과하는 탄자로부터 형성되는 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 촬영하는 CCD 카메라 및 상기 CCD 카메라로부터 촬영된 영상에서 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 형성되는 지점 및 시점에 기초하여 상기 탄자의 궤적 및 속도를 측정하고 상기 표적에 상기 탄자가 명중되는 명중 위치를 계산하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제 1 레이저 커튼 및 제 2 레이저 커튼은 각각 다른 색상의 파장 대역을 가지고, 상기 제어부는 상기 CCD 카메라로부터 촬영된 영상에서 탄자에 의해 형성되는 반사파의 색상에 기초하여 상기 반사파가 제 1 반사파 또는 제 2 반사파인지 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 CCD 카메라로부터 촬영된 영상에서 탄자에 의해 형성되는 반사파의 크기 및 형태에 기초하여 탄자의 종류를 구별할 수 있다.
상기 제어부는 상기 CCD 카메라로부터 촬영된 영상에서 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 순차적으로 또는 역순으로 감지되었는지 여부에 기초하여 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 형성한 물체가 상기 표적을 향해 정상 궤도로 발사된 탄자인지 또는 역방향으로 비산되는 파편인지 여부를 판별할 수 있다.
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템은 직선의 레이저 광을 출력하는 레이저 광원; 및 상기 레이저 광을 수용하여 상기 레이저 광의 일부는 제 1 라인 레이저 및 제 2 라인 레이저 중 어느 하나의 라인 레이저로 전달하고, 상기 레이저 광의 나머지 일부는 나머지 하나의 라인 레이저로 전달하는 빔 스플리터를 더 포함할 수 있고, 상기 제 1 라인 레이저 및 제 2 라인 레이저는 상기 빔 스플리터로부터 전달받은 레이저 광을 평면 형태를 갖는 레이저 광으로 출력하여 레이저 커튼을 형성할 수 있다.
상기 표적에 복수개의 탄자가 발사되는 경우, 상기 제어부는 상기 복수개의 탄자별로 형성되는 명중 위치가 상기 표적의 설정된 영역으로부터 분산된 정도를 계산하여 상기 복수개의 탄자별로 누적 계산되는 명중률을 계산할 수 있다.
상기 표적은, 상기 표적을 이동시키는 이동 바퀴 및 상기 표적의 위치를 계측하는 위치 감지 센서를 포함할 수 있고, 상기 표적이 이동하는 경우, 상기 제어부는 상기 위치 감지 센서에서 계측된 상기 표적의 위치 정보에 기초하여 탄자가 상기 표적에 명중되는 명중 위치를 계산할 수 있다.
상기 표적은, 상기 표적을 이동시키는 이동 바퀴를 포함할 수 있고, 상기 제 1 라인 레이저, 제 2 라인 레이저 및 상기 CCD 카메라는 상기 표적과 일체로 형성되어 이동될 수 있다.
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템은, 표적; 상기 표적의 전방에 위치하여 제 1 레이저 펄스를 출력하는 제 1 레이저 레이더; 상기 표적의 전방에 위치하되 상기 제 1 레이저 레이더의 후방에 위치하여 제 2 레이저 펄스를 출력하는 제 2 레이저 레이더; 및 상기 제 1 레이저 펄스 및 제 2 레이저 펄스를 각각 통과하는 탄자로부터 형성되는 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 상기 제 1 레이저 레이더 및 제 2 레이저 레이더 각각에 수신되는 시점 및 파장의 길이에 기초하여 상기 탄자의 궤적 및 속도를 측정하고 상기 표적에 상기 탄자가 명중되는 명중 위치를 계산하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 표적은, 상기 표적을 이동시키는 이동 바퀴; 및 상기 표적의 위치를 계측하는 위치 감지 센서를 포함할 수 있고, 상기 표적이 이동하는 경우, 상기 제어부는 상기 위치 감지 센서에서 계측된 상기 표적의 위치 정보에 기초하여 탄자가 상기 표적에 명중되는 명중 위치를 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 방법은, 표적의 전방에 위치한 2 지점을 통과하는 물체를 감지하여 상기 물체가 탄자인지 또는 역방향으로 비산되는 파편인지 여부를 파악하는 탄자 감지 단계; 상기 2 지점을 통과하는 탄자로부터 감지된 정보를 기초로 상기 탄자의 궤적 및 속도를 측정하는 탄도 측정 단계; 및 측정된 상기 탄자의 궤적 및 속도에 기초하여 상기 탄자가 상기 표적에 명중되는 명중 위치를 계산하는 명중 위치 계산 단계를 포함할 수 있다.
상기 탄자 감지 단계는, 상기 표적의 전방에 위치한 제 1 라인 레이저로부터 발생되는 제 1 레이저 커튼으로부터 발생되는 제 1 반사파가 CCD 카메라로부터 촬영되었는지 여부를 판단하는 제 1 라인 레이저 감지 확인 단계; 및 상기 제 1 반사파가 촬영된 시점으로부터 설정 시간 이내에, 상기 표적의 전방에 위치하되 상기 제 1 라인 레이저의 후방에 위치한 제 2 라인 레이저로부터 발생되는 제 2 레이저 커튼으로부터 발생되는 제 2 반사파가 상기 CCD 카메라로부터 촬영되었는지 여부를 통해 상기 물체가 탄자인지 또는 역방향으로 비산되는 파편인지 여부를 판단하는 제 2 라인 레이저 감지 확인 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1 레이저 커튼 및 제 2 레이저 커튼은 각각 다른 색상의 파장 대역을 가지고, 상기 CCD 카메라로부터 촬영되는 반사파의 색상에 기초하여 상기 반사파가 제 1 반사파 또는 제 2 반사파인지 여부를 판단할 수 있다.
상기 탄도 계산 단계는, 상기 CCD 카메라로부터 촬영되는 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 생성되는 위치 및 시점에 기초하여 상기 탄자의 궤적 및 속도를 계산할 수 있다.
상기 탄자 감지 단계는, 상기 표적의 전방에 위치한 제 1 레이저 레이더에서 방출되는 제 1 레이저 펄스로부터 발생되는 제 1 반사파가 수신되었는지 여부를 판단하는 제 1 레이저 레이더 감지 확인 단계; 및 상기 제 1 반사파가 수신된 시점으로부터 설정 시간 이내에, 상기 표적의 전방에 위치하되 상기 제 1 레이저 레이더의 후방에 위치한 제 2 레이저 레이더로부터 발생되는 제 2 레이저 펄스로부터 발생되는 제 2 반사파가 수신되었는지 여부를 통해 상기 물체가 탄자인지 또는 역방향으로 비산되는 파편인지 여부를 판단하는 제 2 레이저 레이더 감지 확인 단계를 포함할 수 있다.
상기 표적은, 상기 표적을 이동시키는 이동 바퀴; 및 이동하는 상기 표적의 위치를 계측하는 위치 감지 센서를 더 포함할 수 있고, 상기 명중 위치 계산 단계는, 상기 탄도 계산 단계에서 계산된 탄자의 궤적 및 속도에 추가적으로 상기 위치 감지 센서로부터 계측된 정보를 통해서 상기 탄자가 상기 이동하는 표적에 명중되는 명중 위치를 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 방법은, 복수개의 탄자가 감지되는 경우, 상기 복수개의 탄자별로 형성되는 명중 위치가 상기 표적의 설정된 영역으로부터 분산된 정도를 계산하여 상기 복수개의 탄자별로 누적되어 계산되는 명중률을 계산하는 명중률 계산 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예의 항공 사격 채점 시스템 및 방법에 의하면, 탄자의 속도 및 발사율에 관계없이 탄자의 궤적, 속도 및 명중 위치를 감지할 수 있다.
일 실시 예의 항공 사격 채점 시스템 및 방법에 의하면, 폭발성 탄자의 파편 또는 충격파의 반향에 따라 탄자가 추가적으로 인식되는 문제를 해결할 수 있다.
일 실시 예의 항공 사격 채점 시스템 및 방법에 의하면, 동시에 2 종 이상의 자동 화기를 통해 사격을 수행하더라도 탄자의 종류를 감지하여 탄자의 종류별로 개별적인 항공 사격 채점이 가능할 수 있다.
일 실시 예의 항공 사격 채점 시스템 및 방법에 의하면, 탄자의 속도, 크기, 접근각, 비행 고도, 대기 온도 또는 대기압과 같은 환경 조건에 영향받지 않고, 동시에 고속의 발사율로 발사되는 탄자의 사격 채점이 가능하다.
도 1은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 라인 레이저의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 블록도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 사시도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 방법의 순서도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 탄자 감지 단계의 순서도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 탄자 감지 단계의 순서도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 라인 레이저의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 블록도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 사시도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 방법의 순서도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 탄자 감지 단계의 순서도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 탄자 감지 단계의 순서도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 블록도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템(1)은 항공기에 장착된 기관총 또는 기관포와 같은 자동 화기에서 고속의 발사율 발사되는 복수개의 탄자(B)를 광 매질을 통해 감지함으로써 탄자(B)의 속도 및 발사율에 상관없이 복수개의 탄자(B)의 속도 및 궤적을 계산 가능하고, 복수개의 탄자(B)가 표적(11)에 명중되는 위치 및 명중률을 계산할 수 있다.
예를 들어, 항공 사격 채점 시스템(1)은, 표적(11), 제 1 라인 레이저(12), 제 2 라인 레이저(13), CCD 카메라(14) 및 제어부(15)를 포함할 수 있다.
표적(11)은 사격 채점을 수행할 자동 화기의 사격 대상으로서, 자동 화기로부터 발사되는 탄자(B)에 의해 피격되는 구조물일 수 있다.
예를 들어, 표적(11)은 표적판(111), 하부 프레임(112), 이동 바퀴(113), 위치 감지 센서(114) 및 송수신부(115)를 포함할 수 있다.
표적판(111)은 탄자(B)가 명중되어야 할 구조물로서, 외부로부터 식별 가능한 형상 또는 이미지를 포함할 수 있다.
하부 프레임(112)은 상기 표적판(111)을 지면으로부터 지지할 수 있다.
이동 바퀴(113)는 하부 프레임(112)에 설치되어 표적(11)을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 이동 바퀴(113)는 지면에 접촉한 상태로 회전함으로써 하부 프레임(112)을 이동시킬 수 있는 바퀴 또는 무한 궤도일 수 있다.
위치 감지 센서(114)는, 표적(11)의 위치 정보를 계측할 수 있다. 예를 들어, 위치 감지 센서(114)는 표적(11)에 부착되어 표적(11)의 위치 좌표를 계측하는 GPS 센서일 수 있다. 다른 예로, 위치 감지 센서(114)는 이동 바퀴(113)에 설치되는 엔코더일 수 있으며, 이 경우 위치 감지 센서(114)는 표적(11)이 이동 바퀴(113)에 의해 이동된 변위를 계측할 수 있다.
송수신부(115)는 표적(11)의 외부 통신을 할 수 있다. 예를 들어, 송수신부(115)는 원격의 제어부(15)에서 송신되는 이동 바퀴(113)를 제어하는 신호를 수신하여 이동 바퀴(113)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 송수신부(115)는 위치 감지 센서(114)에서 계측된 표적(11)의 위치 정보를 원격의 제어부(15)로 송신할 수 있다.
제 1 라인 레이저(12)는, 표적(11)의 전방, 다시 말하면 표적(11)으로 탄자(B)가 발사된 방향으로 이격된 위치에 설치되어 평면 형태의 레이저 빔을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제 1 라인 레이저(12)는 도 2에 도시한 것처럼 평면의 제 1 레이저 커튼(L1)을 형성할 수 있다.
제 2 라인 레이저(13)는, 표적(11)의 전방에 설치되되, 제 1 라인 레이저(12)의 후방에 설치될 수 있다. 제 2 라인 레이저(13)는 도 2에 도시한 것처럼 평면의 제 2 레이저 커튼(L2)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)은 서로 평행하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)은 표적(11)의 표적판(111)과 평행하게 형성될 수 있다. 이와 달리, 제 1 레이저 커튼(L1), 제 2 레이저 커튼(L2) 및 표적판(111)은 서로 반드시 평행하게 형성되지 않더라도 무방하다는 점을 밝혀둔다.
예를 들어, 제 1 라인 레이저(12) 및 제 2 라인 레이저(13)는 서로 다른 색상의 파장 대역을 갖는 레이저 빔을 방출할 수 있다. 이에 따라, 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)은 서로 다른 색상의 파장 대역을 가질 수 있다.
CCD 카메라(14)는, 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 촬영하는 CCD 이미지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, CCD 카메라(14)는 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 각각 통과하는 탄자(B)로부터 형성되는 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 촬영할 수 있다.
예를 들어, CCD 카메라(14)는 제 1 라인 레이저(12)의 전방에 설치되어 후방에 위치한 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 촬영할 수 있다.
제어부(15)는, 항공 사격 채점 시스템(1)의 구성 요소들을 제어하고 상기 구성 요소들로부터 계측되는 정보를 수신하여 표적(11)을 향해 발사되는 복수개의 탄자(B)의 궤적, 속도, 명중 위치(P3) 및 명중률을 계산할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 표적(11), 제 1 라인 레이저(12), 제 2 라인 레이저(13) 및 CCD 카메라(14)의 원격지에 구비되는 중앙 통신 시스템일 수 있다. 이 경우 제어부(15)는 상기한 각각의 구성 요소들과 무선 통신망을 통해 연결될 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 CCD 카메라(14)를 통해 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 촬영한 영상을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 촬영된 영상을 통해, 표적(11)을 향해 발사되는 탄자(B)가 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 순차적으로 통과하면서 생성하는 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 인식할 수 있다.
제어부(15)는 영상에서 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 형성되는 지점, 즉 제 1 통과 지점(P1) 및 제 2 통과 지점(P2)을 인식할 수 있고, 이를 통해 탄자(B)가 각각 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 통과하는 지점에서의 위치 좌표를 구할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)가 제 1 통과 지점(P1) 및 제 2 통과 지점(P2)의 위치 좌표를 구하는 방식은, CCD 카메라(14)로부터 촬영된 영상에서 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)의 이미지가 형성되어 있는 이미지 좌표와 실제 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)이 위치하는 위치 좌표를 1:1로 매칭한 데이터 또는 변환 함수를 통해 이미지 좌표를 위치 좌표로 변환할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 촬영된 영상에서 제 1 통과 지점(P1) 및 제 2 통과 지점(P2)이 형성되는 이미지 좌표 및 시점을 통해서, 실제 탄자(B)가 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 통과하는 위치 좌표 및 시점을 측정할 수 있다.
위의 구조에 의하면, 표적(11)을 향해 발사되는 탄자(B)가 표적(11)의 전방의 2 지점을 통과하는 위치 좌표 및 시점을 구할 수 있게 되고, 이를 통해, 제어부(15)는 탄자(B)가 형성하는 궤적 및 속도를 계산할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 CCD 카메라(14)에서 촬영된 영상에서 감지되는 제 1 반사파 또는 제 2 반사파의 크기 또는 형태를 통해, 제 1 레이저 커튼(L1) 또는 제 2 레이저 커튼(L2)을 통과하는 탄자(B)의 크기를 감지할 수 있다.
위의 구조에 의하면, 제어부(15)는 영상에서 감지되는 반사파의 크기 또는 형태가 설정된 크기 또는 형태와 유사한 정도를 측정하여 해당 반사파를 형성하는 물체가 탄자(B)인지 여부를 판단할 수 있다.
다른 예로, 구경 또는 종류가 상이한 2 종 이상의 자동 화기를 통해 크기 또는 형태가 상이한 복수개의 탄자(B)가 동시에 표적(11)으로 발사되는 경우, 제어부(15)는 촬영된 영상에서 감지되는 서로 다른 종류의 탄자(B)로부터 형성되는 반사파의 크기 또는 형태에 기초하여 실제 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 통과하는 탄자(B)의 종류를 구별할 수 있다.
위의 구조에 의하면, 표적(11)을 향해 2 종 이상의 종류의 탄자(B)가 표적(11)을 향해 동시에 발사되더라도, 제어부(15)는 각각의 탄자(B)의 종류를 구별하여 각각의 탄자(B)별로 형성하는 궤적 및 속도를 계산할 수 있다.
예를 들어, 제 1 라인 레이저(12) 및 제 2 라인 레이저(13)가 서로 다른 색상의 파장 대역을 갖는 레이저 빔을 방출하는 경우, 제어부(15)는 탄자(B)가 제 1 레이저 커튼(L1) 또는 제 2 레이저 커튼(L2)을 통과하면서 형성하는 반사파의 색상을 인식하여 영상에서 감지되는 반사파가 제 1 반사파 또는 제 2 반사파인지 여부를 확인할 수 있다.
위의 구조에 의하면, CCD 카메라(14)에서 촬영되는 영상에서 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)이 차지하는 부분이 서로 중첩되어 형성되더라도, 반사파가 형성하는 색상을 구별할 수 있기 때문에, 해당 반사파가 형성되는 레이저 커튼(L1, L2)의 종류를 판별할 수 있다.
이에 따라, CCD 카메라(14)가 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)의 전방에서 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 동시에 촬영하는 위치에 설치되어도 발사되는 탄자(B)의 궤적을 측정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는, 탄자(B)의 궤적에 기초하여 상기 탄자(B)가 표적(11)에 명중되는 명중 위치(P3)를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 표적(11)의 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)에는 표적(11)의 표적판(111)의 위치 좌표가 사전에 저장되어 있을 수 있다. 다른 예로, 제어부(15)는 표적(11)에 구비된 위치 감지 센서(114)를 통해 표적판(111)의 위치 좌표를 실시간으로 수신 받을 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 탄자(B)의 궤적이 표적판(111)과 중첩되는 지점인 명중 위치(P3)를 계산할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 표적(11)의 이동 바퀴(113)를 제어하여 표적(11)을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 이동 바퀴(113)를 구동하기 위한 입력 신호를 표적(11)의 송수신부(115)로 송신하여 표적(11)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 위치 감지 센서(114)를 통해 계측되는 표적(11)의 위치 정보를 실시간으로 수신 받을 수 있다.
예를 들어, 표적(11)이 이동 바퀴(113)를 통해 이동되거나 이동되는 도중에 탄자(B)가 표적(11)을 향해 발사되는 경우, 제어부(15)는 이동하는 표적(11)이 실시간으로 위치하는 위치 좌표를 측정할 수 있다. 이에 따라, 제어부(15)는 탄자(B)의 궤적과 표적판(111)의 위치 좌표가 중첩되는 지점을 계산함으로써 탄자(B)가 이동하는 표적(11)에 명중되는 명중 위치(P3)를 계산할 수 있다.
예를 들어, 복수개의 탄자(B)가 표적(11)을 향해 발사되는 경우, 복수개의 탄자(B) 별로 형성되는 궤적 및 속도를 계산할 수 있고, 이를 통해 복수개의 탄자(B) 각각이 표적(11)에 명중되는 명중 위치(P3)를 계산할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 복수개의 탄자(B)의 명중 위치(P3)가 표적판(111)의 영역 중 설정된 영역으로부터 분산된 정도를 계산하여 상기 복수개의 탄자(B)의 명중률을 계산할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 복수개의 탄자(B)가 발사되는 간격을 감지하여 복수개의 탄자(B)가 연사 또는 점사로 발사되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)가 탄자(B)가 점사로 발사되는 것으로 감지할 경우, 점사로 발산된 탄자(B)들의 명중 위치(P3)의 군(群) 별로 명중률을 계산할 수 있다.
예를 들어, 명중률은 표적(11)을 향하여 발사된 탄자(B)가 표적에 맞을 확률 또는 발사된 복수개의 탄자(B) 중 표적(11)에 맞은 비율일 수 있다. 예를 들어, 명중률은 탄착군을 2차원 정규분포로 가정하고, 정규 분포를 갖는 오차에 대한 상호 독립적인 가로축 명중률과 세로축 명중률을 곱하여 계산될 수 있다.
다른 예로, 명중률은 표적판(111)의 평면 상에 형성되는 명중 위치(P3) 분포의 확률 밀도 함수일 수 있고, 명중률은 방위각과 사거리에 따른 체적 적분으로 계산될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 도 1 및 도 2에 도시된 항공 사격 채점 시스템(1)과 다른 구성을 갖는 항공 사격 채점 시스템(2)의 실시 예를 확인할 수 있다.
구체적으로, 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템(2)은 도 1 및 도 2에 도시된 표적(11)과 다른 구성을 갖는 표적(21), 제 1 라인 레이저(12), 제 2 라인 레이저(13), CCD 카메라(14) 및 제어부(15)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 표적(21)의 하부 프레임(212)은 표적판(211), 하부 프레임(212) 및 이동 바퀴(213)를 포함할 수 있다.
하부 프레임(212)은 표적판(211)을 지면으로부터 지지할 수 있고, 하부 프레임(212)에는 제 1 라인 레이저(12), 제 2 라인 레이저(13) 및 CCD 카메라(14)가 설치될 수 있다.
구체적으로, 하부 프레임(212)은 표적판(211)의 전방으로 연장된 형상을 가질 수 있고, 상기 연장된 부분을 따라서 제 2 라인 레이저(13), 제 1 라인 레이저(12) 및 CCD 카메라(14)가 순차적으로 이격되어 설치될 수 있다.
예를 들어, 제어부(15) 역시 하부 프레임(212)에 설치되어 표적(21), 제 1 라인 레이저(12), 제 2 라인 레이저(13) 또는 CCD 카메라(14)에 물리적으로 연결되어 있을 수 있다. 다른 예로, 제어부(15)는 무선 통신망을 통해 원격으로 다른 구성 요소들과 통신하는 구성을 가질 수도 있다는 점을 밝혀둔다.
위의 구조에 의하면, 표적(21)이 이동 바퀴(213)에 의해 이동할 경우, 제 1 라인 레이저(12), 제 2 라인 레이저(13) 및 CCD 카메라(14) 역시 동시에 이동할 수 있기 때문에, 제 1 레이저 커튼(L1), 제 2 레이저 커튼(L2) 및 표적판(211)은 서로 고정된 배향 및 위치 관계를 가질 수 있다.
결과적으로, 표적(21)이 이동 바퀴(213)를 통해 이동하는 경우에도, 제어부(15)는 표적(21)의 이동 여부에 상관없이, 탄자(B)가 형성하는 궤적을 측정하는 것 만으로 탄자(B)가 표적(21)에 명중되는 명중 위치(P3)를 비롯한 명중률을 계산할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 라인 레이저의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 도 1 내지 도 3에 도시된 라인 레이저(12, 13)와 다른 구성을 갖는 라인 레이저 모듈(52)을 포함하는 항공 사격 채점 시스템(5)을 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템(5)은 표적(51), 라인 레이저 모듈(52), CCD 카메라(14) 및 제어부(15)를 포함할 수 있다.
라인 레이저 모듈(52)은 하나의 레이저 광원을 통해 2개의 레이저 커튼(L1, L2)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 라인 레이저 모듈(52)은 레이저 광원(521), 빔 스플리터(522), 제 1 라인 레이저(523) 및 제 2 라인 레이저(524)를 포함할 수 있다.
레이저 광원(521)은, 일 직선 형태로 발진되는 특정 파장 대역의 레이저 광을 출력할 수 있다.
빔 스플리터(522)는, 레이저 광원(521)으로부터 출력된 레이저 광의 일부를 통과시키고 나머지 일부를 다른 경로를 향해 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(522)를 통과하는 레이저 광은 제 1 라인 레이저(523) 및 제 2 라인 레이저(524) 중 어느 하나의 라인 레이저(523, 524)를 향해 전달되고, 빔 스플리터(522)에서 반사되는 레이저 광은 나머지 하나의 레이저(523, 524)를 향해 전달될 수 있다.
예를 들어, 레이저 광원(521), 빔 스플리터(522), 제 1 라인 레이저(523) 및 제 2 라인 레이저(524) 각각의 사이를 이동하는 레이저 광은 광 섬유 케이블을 통해서 이동될 수 있다.
제 1 라인 레이저(523)는, 빔 스플리터(522)로 분지된 일직선의 레이저 광의 일부를 전달받아 이를 반사시킴으로써 평면 형상을 갖는 레이저 광을 출력하여 제 1 레이저 커튼(L1)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 제 1 라인 레이저(523)는 빔 스플리터(522)로부터 전달받은 레이저 광의 파장을 파장 변환 소자를 통해 변환하여 반사함으로써 제 1 레이저 커튼(L1)을 형성할 수 있다.
제 2 라인 레이저(524)는, 빔 스플리터(522)로 분지된 일직선의 레이저 광의 나머지 일부를 전달받아 이를 반사시킴으로써 평면 형상을 갖는 레이저 광을 출력하여 제 2 레이저 커튼(L2)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 제 2 라인 레이저(524)는 빔 스플리터(522)로부터 전달받은 레이저 광의 파장을 파장 변환 소자를 통해 변환하여 반사함으로써 제 2 레이저 커튼(L2)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)은 서로 다른 색상의 파장 대역을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따른 라인 레이저 모듈(52)에 의하면, 하나의 레이저 광원(521)을 통해 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 동시에 형성할 수 있으므로, 레이저 커튼(L1, L2)마다 별도의 광원으로 구동되는 라인 레이저(12, 13)로 구성된 실시 예와 비교할 때, 제작 및 운영에 따라 투입되는 비용과 노력을 감소시킬 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 블록도이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템의 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도 1 내지 도 4에 도시된 항공 사격 채점 시스템(1, 2, 5)과 다른 구성을 갖는 항공 사격 채점 시스템(3)의 실시 예를 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템(3)은 표적(31), 제 1 레이저 레이더(32), 제 2 레이저 레이더(33) 및 제어부(34)를 포함할 수 있다.
표적(31)은 표적판(311), 하부 프레임(312), 이동 바퀴(313), 위치 감지 센서(314) 및 송수신부(315)를 포함할 수 있다.
제 1 레이저 레이더(32)는, 표적(31)의 전방으로 이격된 위치에 설치되어 제 1 레이저 펄스(L3)를 방출할 수 있다.
제 2 레이저 레이더(33)는, 제 1 레이저 레이더(32)의 전방에 설치되어 제 2 레이저 펄스(L4)를 방출할 수 있다.
예를 들어, 제 1 레이저 레이더(32) 및 제 2 레이저 레이더(33)는 레이저 펄스(L3, L4)를 방출하는 발진부(미도시), 방출된 레이저 펄스(L3, L4)가 반사되어 형성하는 반사파를 수신받는 수신부(미도시)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제 1 레이저 레이더(32) 및 제 2 레이저 레이더(33)는 방출된 레이저 펄스(L3, L4)가 반사되어 돌아오는 시간 및 반사파의 파장을 측정하여 반사체의 위치 좌표 및 속도를 측정하는 레이저 레이더 시스템(Light Detection And Ranging, LIDAR)일 수 있다.
제어부(34)는, 제 1 레이저 레이더(32) 및 제 2 레이저 레이더(33)에서 측정되는 반사체의 위치 좌표를 측정할 수 있다. 따라서, 표적(31)을 향해 발사되는 탄자(B)가 제 1 레이저 펄스(L3) 및 제 2 레이저 펄스(L4)를 통과하는 경우, 제어부(34)는 제 1 레이저 펄스(L3) 및 제 2 레이저 펄스(L4) 각각에서 측정되는 반사체의 제 1 통과 지점(P1) 및 제 2 통과 지점(P2)의 위치 좌표를 계산함으로써, 탄자(B)의 궤적을 계산할 수 있고, 동시에 탄자(B)의 속도를 측정할 수 있다.
이후, 제어부(34)는 획득한 탄자(B)의 궤적을 토대로 도 1 내지 도 3에서 전술한 바와 마찬가지로, 탄자(B)가 표적판(311)에 명중되는 명중 위치(P3)를 비롯하여 복수개의 탄자(B) 별로 누적되어 계산되는 명중률을 계산할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 방법의 순서도이다고, 도 8은 일 실시 예에 따른 탄자 감지 단계의 순서도이고, 도 9는 다른 실시 예에 따른 탄자 감지 단계의 순서도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 방법은, 도 1 내지 도 6에 도시된 실시 예들에 따른 항공 사격 채점 시스템(1, 2, 3, 5)을 통해 표적(11)을 향해 탄자(B)를 발사하는 자동 화기의 사격 채점을 수행할 수 있다.
설명의 편의상 도 1 및 도 2에 도시된 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템(1)을 주로 참조하여 항공 사격 채점 방법의 구성을 설명할 것이지만, 상기 항공 사격 채점 방법은 도 1 및 도 2에 도시된 항공 사격 채점 시스템(1)에만 국한되어 적용되는 것은 아니며, 전술한 실시 예들에 따른 항공 사격 채점 시스템(1, 2, 3, 5) 또는 그 조합을 통해서도 달성될 수 있다는 점을 밝혀둔다.
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 방법은, 탄자 감지 단계(41), 탄도 계산 단계(42), 명중 위치 계산 단계(43), 명중률 계산 단계(44) 및 사격 종료 확인 단계(45)를 포함할 수 있다.
탄자 감지 단계(41)는, 표적(11)의 전방에 위치한 2 지점을 통과하는 물체를 감지하여 상기 물체가 탄자(B)인지 여부를 감지하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 상기 2 지점을 통과하는 탄자(B)를 감지하는 방식이 라인 레이저(12, 13)를 사용하는 항공 사격 채점 시스템(1, 2)을 통해 수행되는 경우, 탄자 감지 단계(41a)는, 도 7과 같이 제 1 라인 레이저 감지 확인 단계(411) 및 제 2 라인 레이저 감지 확인 단계(412)를 포함할 수 있다.
제 1 라인 레이저 감지 확인 단계(411)는, 제 1 라인 레이저(12)로부터 발생된 제 1 레이저 커튼(L1)으로부터 발생되는 제 1 반사파가 CCD 카메라(14)로부터 촬영되었는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 CCD 카메라(14)에서 촬영된 영상에서 제 1 반사파가 감지될 때까지 제 1 라인 레이저 감지 확인 단계(411)를 반복적으로 수행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 촬영된 영상에서 제 1 반사파가 감지되었다고 판단한 경우, 제 2 라인 레이저 감지 확인 단계(412)를 수행할 수 있다.
제 2 라인 레이저 감지 확인 단계(412)는, 제 1 반사파가 감지된 시점으로부터 설정 시간 이내에, 제 2 레이저 커튼(L2)으로부터 발생되는 제 2 반사파가 CCD 카메라(14)로부터 촬영되었는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)가 제 1 반사파가 감지된 시점으로부터 설정 시간 이내에 제 2 반사파가 감지된 것으로 판단할 경우, 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 형성한 물체가 탄자(B)인 것으로 판별할 수 있고, 이후 상기 탄자(B)에 대한 탄도 계산 단계(42)를 수행할 수 있다.
반대로, 제 1 반사파가 감지된 시점으로부터 설정 시간 이내에 제 2 반사파가 감지되지 않을 경우, 제어부(15)는 상기 제 1 반사파를 형성한 물체가 탄자(B)가 아닌 것으로 판단하여, 제 1 라인 레이저 감지 확인 단계(411)를 다시 수행할 수 있다.
예를 들어, 설정 시간은 탄자(B)가 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2) 사이를 통과하는데 소요되는 시간으로서, 상기 제 1 통과 지점(P1) 및 제 2 통과 지점(P2)을 통과하는 물체의 속도가 일반적인 탄자(B)가 형성하는 속도의 범위내에 있는지 여부를 판별하기 위한 기준 시간일 수 있다.
예를 들어, 설정 시간은 항공 사격에 사용되는 자동 화기의 종류, 탄체의 종류, 사격 거리 또는 사격 위치에 따라 자유롭게 설정될 수 있다는 점을 밝혀둔다.
예를 들어, 제 1 라인 레이저(12) 및 제 2 라인 레이저(13)는 각각 서로 다른 색상 대역을 갖는 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)을 형성할 수 있고, 제어부(15)는 CCD 카메라(14)로부터 감지되는 반사파의 색상에 기초하여 상기 반사파가 제 1 반사파 또는 제 2 반사파인지 여부를 판단할 수 있다.
결과적으로, 제어부(15)는 표적(11)의 전방의 2 지점을 순차적으로 통과하는 물체가 존재하는지 여부와 해당 물체가 탄자(B)의 속도로 비행하는지 여부를 통해 상기 물체가 표적(11)을 향해 정상적인 궤도로 발사된 탄자(B)인지 판별할 수 있다.
위의 구조에 의하면, 탄자(B)가 폭발성 탄자일 경우 상기 폭발성 탄자(B)가 표적(11)의 부근 또는 표적판(111)에서 폭발하여 발생하는 파편이 레이저 커튼(L1, L2)을 통과하는 경우, 해당 파편이 레이저 커튼(L1, L2)을 통과하는 순서 또는 속도에 기초하여 해당 파편이 탄자(B)가 아닌 것으로 판별할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 CCD 카메라(14)로부터 촬영된 영상에서 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 순차적으로 또는 역순으로 감지되었는지 여부에 기초하여 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 형성한 물체가 표적(11)을 향해 정상적으로 발사된 탄자(B)인지 또는 폭발성 탄자가 지면 또는 표적 상에서 폭발함에 따라 역방향으로 비산되는 파편인지 여부를 판별할 수 있다.
예를 들어, 제 1 라인 레이저 감지 확인 단계(411) 및 제 2 라인 레이저 감지 확인 단계(412)에서, 제어부(15)는 각각의 제 1 레이저 커튼(L1) 및 제 2 레이저 커튼(L2)으로부터 형성되는 반사파의 형태 또는 크기를 감지할 수 있다.
이 경우, 제 2 라인 레이저 감지 확인 단계(412)는 제 1 반사파 및 제 2 반사파의 형태 및 크기가 서로 유사한 정도를 측정하여 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 형성한 물체가 동일한 유형의 물체인지 여부를 추가적으로 판별하여 상기 물체가 탄자(B)인지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 서로 구경이 다른 자동 화기로부터 상이한 형태 및 크기를 갖는 탄자(B)가 동시에 표적으로 발사되는 경우, 탄자(B)의 종류 별로 형성되는 명중 위치(P3) 및 명중률을 동시에 계산할 수 있다.
위의 경우, 제어부(15)는 탄자 감지 단계(41a)에서 감지되는 탄자(B)의 종류를 구별할 수 있고, 이후, 탄자(B)의 종류별로 탄도 계산 단계(42), 명중 위치 계산 단계(43), 명중률 계산 단계(44)가 독립적으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 2 지점을 통과하는 탄자(B)를 감지하는 방식이 레이저 레이더(32, 33)를 사용하는 항공 사격 채점 시스템(3)을 통해 수행되는 경우, 탄자 감지 단계(41b)는, 도 8과 같이 제 1 레이저 레이더 감지 확인 단계(413) 및 제 2 레이저 레이더 감지 확인 단계(414)를 포함할 수 있다.
제 1 레이저 레이더 감지 확인 단계(413)는, 표적(21)의 전방에 위치한 제 1 레이저 레이더(32)로부터 발생되는 제 1 레이저 펄스(L3)에서 반사파가 수신되었는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 제 1 레이저 레이더 감지 확인 단계(413)에서, 제어부(34)가 제 1 레이저 펄스(L3)의 반사파가 제 1 레이저 레이더(32)에 수신된 것을 감지할 경우, 제 2 레이저 레이더 감지 확인 단계(414)를 수행할 수 있다. 반대로, 제 1 레이저 펄스(L3)의 반사파가 감지되지 않을 경우, 제어부(34)는 제 1 레이저 펄스(L3)의 반사파가 감지될 때까지 제 1 레이저 레이더 감지 확인 단계(413)를 반복적으로 수행할 수 있다.
제 2 레이저 레이더 감지 확인 단계(414)는, 제 1 레이저 레이더(32)에 제 1 레이저 펄스(L3)로부터 발생되는 반사파가 수신된 시점으로부터 설정 시간 이내에, 상기 제 2 레이저 레이더(33)로부터 발생되는 제 2 레이저 펄스(L4)로부터 발생되는 반사파가 제 2 레이저 레이더(33)에 수신되었는지 여부를 통해 상기 2개의 반사파를 형성하는 물체가 탄자(B)인지 또는 역방향으로 비산되는 폭발성 탄자의 파편인지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
구체적으로, 제 2 레이저 레이더 감지 확인 단계(414)에서, 제어부(15)는 제 1 레이저 레이더(32) 및 제 2 레이저 레이더(33) 각각에 반사파가 수신되는 시점의 차이가 설정 시간 이내라고 판단할 경우, 해당 반사파를 형성하는 물체가 탄자(B)인 것으로 판단하여 상기 탄자(B)에 대한 탄도 계산 단계(42)를 수행할 수 있다.
반대로, 각각의 반사파가 수신되는 시점의 차이가 설정 시간 이내를 벗어날 경우, 탄자(B)가 감지되지 않은 것으로 판단하여 제 1 레이저 레이더 감지 확인 단계(413)를 다시 수행할 수 있다.
탄도 계산 단계(42)는, 탄자 감지 단계(41)에서 감지된 탄자(B)의 궤적 및 속도를 측정하는 단계일 수 있다.
탄도 계산 단계(42)에서, 제어부(15)는 제 1 통과 지점(P1) 및 제 2 통과 지점(P2)의 위치 좌표를 통해, 상기 2개의 지점 각각의 위치 좌표를 연결하는 탄자(B)의 3 차원 궤적을 계산할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 제 1 통과 지점(P1) 및 제 2 통과 지점(P2) 사이를 통과하는 탄자(B)의 궤적과 시점의 차이를 통해 탄자(B)의 속도를 계산할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 탄자(B)의 궤적을 직선 궤적으로 계산할 수 있다. 다른 예로, 제어부(15)는 탄자(B)의 궤적을 탄자(B)의 종류 또는 속도에 기초하여 중력이 적용된 포물선 궤적으로 계산할 수 있다.
명중 위치 계산 단계(43)는, 탄도 계산 단계(42)에서 측정된 탄자(B)의 궤적 및 속도 정보에 기초하여 탄자(B)가 표적(11)에 명중되는 명중 위치(P3)를 계산하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 명중 위치 계산 단계(43)에서 제어부(15)는 사전에 저장되어 있거나 표적(11)에 구비된 위치 감지 센서(114)로부터 획득한 표적(11)의 위치 정보에 기초하여 표적판(111)의 위치 좌표를 인식할 수 있다.
따라서, 제어부(15)는 탄자(B)의 궤적과 표적판(111)이 중첩되는 지점인 명중 위치(P3)의 위치 좌표를 계산할 수 있다.
명중률 계산 단계(44)는, 자동 화기에 의해 복수개의 탄자(B)가 표적(11)을 향해 발사되는 경우, 복수개의 탄자(B)별로 형성되는 명중 위치(P3)가 설정된 영역으로부터 분산된 정도를 계산하여 상기 복수개의 탄자(B)별로 누적 계산되는 명중률을 구할 수 있다.
사격 종료 확인 단계(45)는, 자동 화기의 사격 채점을 종료할지 여부를 결정하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 사격 종료 확인 단계(45)는 명중률 계산 단계(44) 이후, 자동 화기로부터 추가적으로 발사될 탄자(B)가 존재하지 않을 경우, 사용자가 항공 사격 채점 방법을 종료할지 여부를 결정하는 단계일 수 있다.
사격 채점을 종료할 경우, 제어부(15)는 지금까지 발사된 모든 탄자(B)의 명중 위치(P3) 및 명중률을 최종적으로 확정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 탄자(B)의 종류별로 명중 위치(P3) 및 명중률을 개별적으로 계산할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 복수개의 탄자(B)에 의해 형성되는 명중 위치(P3) 및 명중률 데이터를 사용자가 식별 가능한 출력 장치를 통해 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 가상의 표적 이미지에 표시되는 탄착 분포도 이미지를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따른 항공 사격 채점 시스템 및 방법에 의하면, 광 매질을 통해 탄자(B)를 감지하기 때문에, 탄자의 속도, 크기, 접근각, 비행 고도, 대기 온도 또는 대기압과 같은 환경 조건에 따라 명중 위치(P3)의 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 동시에 고속의 발사율로 발사되는 탄자(B)의 채점 역시 신속하고 정확하게 수행될 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
Claims (17)
- 표적;
상기 표적의 전방에 위치하여 제 1 레이저 커튼을 출력하는 제 1 라인 레이저;
상기 표적의 전방에 위치하되 상기 제 1 라인 레이저의 후방에 위치하여 제 2 레이저 커튼을 출력하는 제 2 라인 레이저;
상기 제 1 레이저 커튼 및 제 2 레이저 커튼을 각각 통과하는 탄자로부터 형성되는 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 촬영하는 CCD 카메라; 및
상기 CCD 카메라로부터 촬영된 영상에서 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 형성되는 지점 및 시점에 기초하여 상기 탄자의 궤적 및 속도를 측정하고 상기 표적에 상기 탄자가 명중되는 명중 위치를 계산하는 제어부를 포함하고,
상기 제 1 레이저 커튼 및 제 2 레이저 커튼은 각각 다른 색상의 파장 대역을 가지고,
상기 제어부는, (a)상기 CCD 카메라로부터 촬영된 영상에서 탄자에 의해 형성되는 반사파의 색상에 기초하여 상기 반사파가 제 1 반사파 또는 제 2 반사파인지 여부를 판단하고, (b)상기 CCD 카메라로부터 촬영된 영상에서 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 순차적으로 또는 역순으로 감지되었는지 여부에 기초하여 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파를 형성한 물체가 상기 표적을 향해 정상 궤도로 발사된 탄자인지 또는 역방향으로 비산되는 파편인지 여부를 판별하고, (c)상기 표적에 복수개의 탄자가 발사되는 경우 상기 복수개의 탄자별로 형성되는 명중 위치가 상기 표적의 설정된 영역으로부터 분산된 정도를 계산하여 상기 복수개의 탄자별로 누적 계산되는 명중률을 계산하는 항공 사격 채점 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 CCD 카메라로부터 촬영된 영상에서 탄자에 의해 형성되는 반사파의 크기 및 형태에 기초하여 탄자의 종류를 구별할 수 있는 것을 특징으로 하는 항공 사격 채점 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
직선의 레이저 광을 출력하는 레이저 광원; 및
상기 레이저 광을 수용하여 상기 레이저 광의 일부는 제 1 라인 레이저 및 제 2 라인 레이저 중 어느 하나의 라인 레이저로 전달하고, 상기 레이저 광의 나머지 일부는 나머지 하나의 라인 레이저로 전달하는 빔 스플리터를 더 포함하고,
상기 제 1 라인 레이저 및 제 2 라인 레이저는 상기 빔 스플리터로부터 전달받은 레이저 광을 평면 형태를 갖는 레이저 광으로 출력하여 레이저 커튼을 형성하는 항공 사격 채점 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 표적은,
상기 표적을 이동시키는 이동 바퀴; 및
상기 표적의 위치를 계측하는 위치 감지 센서를 포함하고,
상기 표적이 이동하는 경우, 상기 제어부는 상기 위치 감지 센서에서 계측된 상기 표적의 위치 정보에 기초하여 탄자가 상기 표적에 명중되는 명중 위치를 계산하는 항공 사격 채점 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 표적은,
상기 표적을 이동시키는 이동 바퀴를 포함하고,
상기 제 1 라인 레이저, 제 2 라인 레이저 및 상기 CCD 카메라는 상기 표적과 일체로 형성되어 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 항공 사격 채점 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 표적의 전방에 위치한 2 지점을 통과하는 물체를 감지하여 상기 물체가 탄자인지 또는 역방향으로 비산되는 파편인지 여부를 파악하는 탄자 감지 단계;
상기 2 지점을 통과하는 탄자로부터 감지된 정보를 기초로 상기 탄자의 궤적 및 속도를 측정하는 탄도 측정 단계;
측정된 상기 탄자의 궤적 및 속도에 기초하여 상기 탄자가 상기 표적에 명중되는 명중 위치를 계산하는 명중 위치 계산 단계; 및
복수개의 탄자가 감지되는 경우, 상기 복수개의 탄자별로 형성되는 명중 위치가 상기 표적의 설정된 영역으로부터 분산된 정도를 계산하여 상기 복수개의 탄자별로 누적되어 계산되는 명중률을 계산하는 명중률 계산 단계를 포함하고,
상기 탄자 감지 단계는,
상기 표적의 전방에 위치한 제 1 라인 레이저로부터 발생되는 제 1 레이저 커튼으로부터 발생되는 제 1 반사파가 CCD 카메라로부터 촬영되었는지 여부를 판단하는 제 1 라인 레이저 감지 확인 단계; 및
상기 제 1 반사파가 촬영된 시점으로부터 설정 시간 이내에, 상기 표적의 전방에 위치하되 상기 제 1 라인 레이저의 후방에 위치한 제 2 라인 레이저로부터 발생되는 제 2 레이저 커튼으로부터 발생되는 제 2 반사파가 상기 CCD 카메라로부터 촬영되었는지 여부를 통해 상기 물체가 탄자인지 또는 역방향으로 비산되는 파편인지 여부를 판단하는 제 2 라인 레이저 감지 확인 단계를 포함하고,
상기 제 1 레이저 커튼 및 제 2 레이저 커튼은 각각 다른 색상의 파장 대역을 가지고,
상기 CCD 카메라로부터 촬영되는 반사파의 색상에 기초하여 상기 반사파가 제 1 반사파 또는 제 2 반사파인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 항공 사격 채점 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제 11 항에 있어서,
상기 탄도 측정 단계는,
상기 CCD 카메라로부터 촬영되는 상기 제 1 반사파 및 제 2 반사파가 생성되는 위치 및 시점에 기초하여 상기 탄자의 궤적 및 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 항공 사격 채점 방법.
- 삭제
- 제 11 항에 있어서,
상기 표적은,
상기 표적을 이동시키는 이동 바퀴; 및
이동하는 상기 표적의 위치를 계측하는 위치 감지 센서를 더 포함하고,
상기 명중 위치 계산 단계는,
상기 탄도 측정 단계에서 계산된 탄자의 궤적 및 속도에 추가적으로 상기 위치 감지 센서로부터 계측된 정보를 통해서 상기 탄자가 상기 이동하는 표적에 명중되는 명중 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 항공 사격 채점 방법. - 삭제
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