KR102444856B1 - 가상 저격훈련장치 및 그 장치의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가상 저격훈련장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련장치는, 스크린장치에 표시되는 가상 훈련영상 내의 저격 대상을 저격총 및 관측경 중 적어도 하나의 저격훈련장비가 지향할 때 발사되는 발사신호를 촬영한 촬영영상을 저격총의 격발 전 촬영장치로부터 수신하는 통신 인터페이스부, 및 수신한 촬영영상을 분석하여 스크린장치에 발사된 발사신호의 위치를 판단하며, 판단 결과를 근거로 가상 저격훈련을 평가하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

가상 저격훈련장치 및 그 장치의 구동방법{Apparatus for Virtual Shooting Training and Driving Method Thereof}

본 발명은 가상 저격훈련장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 스크린상에 가상의 저격 훈련영상을 재생하고 저격총이나 관측경을 포함하는 저격훈련장비에서 발사되는 레이저 등의 발사신호를 이용해 대테러 가상 저격훈련을 수행하는 가상 저격훈련장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것이다.

군부대나 예비군 훈련장, 그리고 경찰특공대의 훈련장 등에는 사격훈련을 하기 위한 사격장이 설치되어 있으며, 대부분의 사격장은 지면에 대해 고정된 사격 타켓 장치에 표적지를 부착하여 상기 표적지를 향해 실탄 사격을 함으로써 사격능력을 배양하기 위한 훈련을 수반하게 된다.

그러나 이와 같은 사격장은, 표적이 고정되어 있어, 사격 후 명중 여부를 바로 확인하기 어려웠으며, 다양한 환경에 대한 훈련이 어려웠다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 영상을 투사하고, 이를 사격하는 영상 사격 훈련 시스템은 존재하였지만, 이러한 영상 사격 훈련 시스템은 일반적인 사격 훈련만을 지원할 뿐, 저격수를 위한 별도의 훈련을 지원하기에는 부족한 면이 여전히 많다.

한국공개특허공보 제10-2007-0095261호(2007.09.28) 한국공개특허공보 제10-2018-0062781호(2018.06.11) 한국등록특허공보 제10-1240214호(2013.02.28)

본 발명의 실시예는 가령 스크린상에 가상의 저격 훈련 영상을 재생하고 저격총이나 관측경을 포함하는 저격훈련장비에서 발사되는 레이저 등의 발사신호를 이용해 대테러 가상 저격훈련을 수행하는 가상 저격훈련장치 및 그 장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련장치는, 스크린장치에 표시되는 가상 훈련영상 내의 저격 대상을 저격총 및 관측경 중 적어도 하나의 저격훈련장비가 지향할 때 발사되는 발사신호를 촬영한 촬영영상을 상기 저격총의 격발 전 촬영장치로부터 수신하는 통신 인터페이스부, 및 상기 수신한 촬영영상을 분석하여 상기 스크린장치에 발사된 상기 발사신호의 위치를 판단하며, 판단 결과를 근거로 가상 저격훈련을 평가하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는, 서로 다른 시간에 발사되는 상기 저격총의 제1 발사신호 및 상기 관측경의 제2 발사신호가 촬영된 촬영영상을 수신하여 상기 제1 발사신호 및 상기 제2 발사신호의 위치를 각각 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 수신한 촬영영상의 홀수 비디오 프레임에서 상기 제1 발사신호의 위치를 판단하며, 짝수 비디오 프레임에서 상기 제2 발사신호의 위치를 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1 발사신호의 위치 판단 결과를 근거로 상기 저격총의 총구 방향을 결정하고, 상기 결정한 총구 방향, 상기 저격총과 상기 스크린장치 사이의 가상의 거리 및 바람 요인을 고려하여 총구에서 실제 발사되는 총알의 탄착 지점에 대한 타격 위치를 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 총알의 탄착 지점에 대한 타격 위치를 판단할 때 상기 가상의 거리별 총알의 움직임 정보를 더 고려하여 판단할 수 있다.

상기 발사신호는 시간 변화에 대하여 불연속적으로 발사되며, 육안으로 미식별되는 레이저를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련장치의 구동방법은, 스크린장치에 표시되는 가상 훈련영상 내의 저격 대상을 저격총 및 관측경 중 적어도 하나의 저격훈련장비가 지향할 때 발사되는 발사신호를 촬영한 촬영영상을 상기 저격총의 격발 전 촬영장치로부터 통신 인터페이스부가 수신하는 단계, 및 제어부가, 상기 수신한 촬영영상을 분석하여 상기 스크린장치에 발사된 상기 발사신호의 위치를 판단하며, 판단 결과를 근거로 가상 저격훈련을 평가하는 단계를 포함한다.

상기 평가하는 단계는, 서로 다른 시간에 발사되는 상기 저격총의 제1 발사신호 및 상기 관측경의 제2 발사신호가 촬영된 촬영영상을 수신하여 상기 제1 발사신호 및 상기 제2 발사신호의 위치를 각각 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 평가하는 단계는, 상기 수신한 촬영영상의 홀수 비디오 프레임에서 상기 제1 발사신호의 위치를 판단하며, 짝수 비디오 프레임에서 상기 제2 발사신호의 위치를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 평가하는 단계는, 상기 제1 발사신호의 위치 판단 결과를 근거로 상기 저격총의 총구 방향을 결정하고, 상기 결정한 총구 방향, 상기 저격총과 상기 스크린장치 사이의 가상의 거리 및 바람 요인을 고려하여 총구에서 실제 발사되는 총알의 탄착 지점에 대한 타격 위치를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 판단하는 단계는, 상기 총알의 탄착 지점에 대한 타격 위치를 판단할 때 상기 가상의 거리별 총알의 움직임 정보를 더 고려하여 판단할 수 있다.

상기 발사신호는 시간 변화에 대하여 불연속적으로 발사되며, 육안으로 미식별되는 레이저를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 가령 대테러 작전을 위한 저격수의 훈련을 실전과 같이 가상 훈련을 반복함으로써 훈련의 정확도를 높일 수 있을 것이다. 다시 말해, 본 발명의 실시예는 실제 저격수와 관측병이 수행하는 것과 동일한 상황이 이루어지면서 훈련이 수행되므로, 유연하게 실전 상황에 대처할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 총알이 맞는 위치가 아닌 스크린상에 찍히는 레이저 위치는 총구가 향하는 위치를 판단하기 위한 것으로, 이를 이용하여 탄도학에 따라 총구의 방향, 실제 발사되는 총알의 움직임(예: 포물선), 저격총과 스크린에 나타난 타겟까지의 가상의 거리 및 바람 등을 고려하여 총알이 맞는 탄착 지점을 정확히 계산함으로써 훈련의 정확도를 높일 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련시스템을 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 시스템을 이용한 가상 저격훈련 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3 및 도 4는 도 1의 저격총을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 1의 관측경을 확대하여 보여주는 확대도,
도 6은 도 1의 가상 저격훈련장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램, 그리고
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련시스템을 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1의 시스템을 이용한 가상 저격훈련 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련시스템(90)은 스크린장치(혹은 디스플레이장치)(100), 촬영장치(110) 및 저격훈련장비(120, 125) 및 가상 저격훈련장치(130)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 촬영장치(110)와 같은 일부 구성요소 또는 저격훈련장비(120, 125)의 일부가 생략되어 가상 저격훈련시스템(90)이 구성되거나, 촬영장치(110)와 같은 일부 구성요소의 일부 또는 전부가 스크린장치(100)나 가상 저격훈련장치(130)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

스크린장치(100)는 훈련 공간의 지정 장소에 설치되는 디스플레이장치 즉 영상표시장치를 포함한다. 물론, 본 발명의 실시예에 따른 스크린장치(100)는 스크린과 그 스크린에 빔프로젝터 등을 통해 가상의 저격영상을 투사하여 이루어지는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 스크린장치(100)는 2D 스크린상에 저격이 필요한 영상을 재생할 수 있지만, 렌티큘러 렌즈 등을 적용한 3D 디스플레이 패널을 사용함으로써 3D의 가상 훈련영상을 재생하는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 실제로 가상 저격 훈련은 가까운 거리에서도 원근감을 느낄 수 있어야 하므로, 3D 디스플레이 패널을 적용해 이를 표현해 주는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서는 저격수 즉 훈련병이 가상의 저격 훈련을 위해 별도의 헤드마운팅장치(HMD)를 착용할 필요는 없다.

가상 훈련에 해당하기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 스크린장치(100)와 저격수 및 관측병 사이의 실제 거리는 짧은 거리지만, 먼 거리(예: 800 미터) 저격이 연출되며, 스크린장치(100)의 화면에는 육안으로 직접 봤을 때 먼 거리의 화면이 구현된다. 따라서, 저격총(120)에 부착되는 조준경 또는 개별 장치인 관측경(125)으로 봤을 때 스크린장치(100)에서 특정 지점의 확대된 영상이 조준경과 관측경(125)의 LCD 화면에 각각 표시된다. 이와 같이 실제 저격수와 관측병이 수행하는 것과 동일한 상황을 가상 저격훈련시스템(90)에 구축하여 훈련이 수행된다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 스크린장치(100)상에는 저격훈련장비(120, 125)인 저격총(120)이나 관측경(125)이 스크린장치(100)의 방향을 지향할 때, 발사되는 레이저 등의 발사신호가 타격된다. 물론 발사신호는 저격총(120)의 격발 전 지향하는 단계에서 발사된다. 이러한 레이저는 본 발명의 실시예에 따라 저격병이나 관측병이 육안으로 식별이 불가능하며, 촬영장치(110)에 의해서만 촬영되어 인식될 수 있다. 발사신호로서 레이저는 시간 변화에 따라 지속적으로 발사되는 지속광이 아니며, 즉 시간 변화에 불연속으로 발사되는 발사신호일 수 있으며, 이에 따라 저격총(120)에서 스크린장치(100)로 발사되는 발사신호(혹은 제1 발사신호)와 관측경(125)에서 스크린장치(100)로 발사되는 발사신호(혹은 제2 발사신호)는 발사신호의 특성이 다를 수 있다. 여기서, 특성이 다르다는 것은 제1 발사신호는 레이저이고 제2 발사신호는 레이저 이외의 발사신호가 될 수 있다는 것, 또 서로 발사되는 시간이 다르다는 것, 나아가 서로 다른 색으로 표현되는 발사신호일 수 있다는 것 등을 모두 포함하는 개념이며, 이외에도 다양한 상황이 가능할 수 있다. 발사신호와 관련해서는 이후에 좀더 다루기로 한다.

촬영장치(110)는 가령 육안으로 식별되지 않는 적외선이나 레이저 등을 감지하는 카메라를 포함한다. 가령, 발사신호로서 적외선을 사용하는 경우 그 적외선을 감지하는 적외선 카메라를 포함할 수 있다. 촬영장치(110)는 스크린장치(100)의 화면을 촬영하므로, 스크린장치(100)의 화면에 재생되는 가상의 저격훈련 영상을 촬영함과 동시에 저격총(120)이나 관측경(125)이 저격총(120)의 격발 전 스크린장치(100)를 지향할 때 발사되는 발사신호가 스크린 즉 화면상에 타격되는 지점에 대한 촬영이 이루어질 수 있다. 가상 저격훈련 영상에는 저격 대상이 포함되므로 이를 지향하고 있는지를 촬영할 수 있으며, 무엇보다 본 발명의 실시예에서는 저격총(120)에서 발사되는 발사신호와 관측경(125)에서 발사되는 발사신호가 서로 다른 시간에 발사되므로, 이러한 특성을 반영하여 촬영이 이루어진다고 볼 수 있다.

저격훈련장비(120, 125)는 저격총(120)과 관측경(125)을 포함한다. 이후에 자세히 설명하겠지만, 저격총(120)은 총구에서 총알이 격발되는 것과 별도로(물론, 가상 훈련상황에서는 실제로 격발되는 것이 아니지만) 레이저 발광부를 포함하여 저격총(120)의 총신이 향하는 방향으로 레이저가 발사한다. 가령 총구를 통해 발사되는 것은 아니다. 레이저 발사는 저격수가 조절하는 것이 아니며, 또한 레이저는 저격수 눈에 보이지 않는다. 따라서, 가령 저격총(120)의 총구가 스크린장치(100)의 화면 내에 들어오면 이를 시점으로 레이저가 발사되도록 하여 레이저의 궤적을 통해 저격병의 저격 자세를 추적하거나, 화면 내에 들어온 시점에서 지정 시간이 경과된 후 발사가 이루어지도록 한다. 물론, 총구에서 총알이 발사되기 전에 레이저 발광부를 통해 발사가 이루어진다. 본 발명의 실시예에서는 총구에서 실제로 총알이 발사되기보다는 방아쇠를 당기는 격발 동작을 통해 격발이 있다는 것만 인지하고, 위의 레이저의 발사신호를 통해 총구의 방향을 판단하므로, 저격(혹은 가상) 거리 및 바람의 방향이나 속도 등의 조건을 근거로 격발 지점을 정확하게 측정하게 된다. 물론 저격총(120)에서 격발 신호를 가상 저격훈련장치(130)로 제공하면 가상 저격훈련장치(130)에서 이를 통해 격발이 있었음을 인식한다.

물론 관측경(125)의 경우에도 저격총(120)과 크게 다르지 않다. 관측경(125)의 경우에도 관측병이 관측경(125)을 통해 저격병의 격발 전 관측경(125)이 스크린장치(100)를 지향할 때 발사된다고 볼 수 있다. 물론 관측경(125)에서 격발이 이루어지는 것은 아니므로 격발 전으로 특별히 한정하지는 않을 것이다. 도 2에서는 저격총(120)과 관측경(125)이 저격총(120)의 격발 전 스크린장치(100)를 지향할 때 발사되어 스크린장치(100)에 타격된 발사신호 가령 각각의 레이저를 보여주고 있다. 실제로 스크린장치(100)로 발사되어 스크린장치(100)의 화면에 타격된 레이저 및 타격 지점(200, 210)은 육안으로 관측되지 않지만, 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 보이는 것으로 도시하였다. 이러한 발사신호의 타격 지점(200, 210)과 관련한 정보는 주변의 촬영장치(110)에 의해 촬영된 촬영영상의 분석에 의해 확인된다.

가상 저격훈련장치(130)는 DB(130a)상에 가상 저격훈련을 위한 다양한 상황의 가상 영상을 기제작하여 저장한다. 가령 대테러 현장에서의 저격을 위한 훈련 영상을 포함할 수 있다. 가상 저격훈련장치(130)는 스크린장치(100), 촬영장치(110), 나아가 저격훈련장비(120, 125)를 구성하는 저격총(120)이나 관측경(125)과 통신을 수행할 수 있다. 저격총(120)을 통해서는 격발 신호 등을 수신할 수 있다. 이러한 신호는 무선통신을 통해 가상 저격훈련장치(130)로 제공될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

가상 저격훈련장치(130)는 가상의 저격훈련영상을 스크린장치(100)로 제공하여 화면에 영상이 재생되도록 한다. 물론 이러한 영상은 실제 저격 현장에서와 같은 상황이 연출되도록 원근감을 갖도록 3D 형태로 구현되는 것이 바람직하다. 다시 말해, 실제 저격총(120)을 소지하는 훈련병과 스크린장치(100)의 거리는 가깝지만, 스크린장치(100)의 화면에 재생되는 영상에 원근감을 표현하여 제작함으로써 400m, 600, 800m 등 다양한 거리의 저격영상을 표시할 수 있다. 물론, 이러한 저격영상은 제작시 이러한 거리를 감안하여 제작되므로, 별도의 3D 디스플레이 패널을 사용하지 않는다 하더라도 2D 디스플레이 패널을 통해서도 훈련이 얼마든지 가능할 수 있다.

스크린장치(100)에 저격 대상을 포함하는 가상의 저격훈련영상이 재생될 때, 저격병은 저격을 위해 저격총(120)의 총구를 스크린장치(100)의 화면으로 지향하게 된다. 이와 같이 화면을 지항하게 될 때, 저격총(120)은 내부의 하드웨어 구성을 통해 이를 인식할 수 있고, 격발 전 레이저를 스크린장치(100)의 화면으로 발사시킬 수 있다. 물론, 관측병이 관측경(125)을 스크린장치(100)의 화면으로 지향할 때의 경우에도 마찬가지이다. 촬영장치(110)는 이러한 가상 훈련시의 스크린장치(100)의 화면을 촬영하여 촬영영상을 가상 저격훈련장치(130)로 전송하게 된다.

그러면 가상 저격훈련장치(130)는 촬영장치(110)로부터 수신한 촬영영상을 분석하여 저격병과 관측병의 훈련 평가를 수행하게 된다. 물론 그 이전에 저격총(120)을 통해 훈련병이 격발을 수행하게 되며, 그 격발 시점에 해당하는 격발 신호를 가상 저격훈련장치(130)에서 수신하게 된다. 따라서 가상 저격훈련장치(130)는 격발 전 저격총(120)에서 발사된 발사신호(예: 레이저)의 타격 위치를 계산하여 이를 통해 저격총(120)의 총구가 향한 위치를 판단하고, 위치가 판단되면 격발시의 풍향이나 풍속 등의 환경 조건, 그리고 탄도학에서 정의하는 총알의 움직임(예: 근거리는 직진, 장거리는 포물선 형태), 또 스크린과 저격총 사이의 거리 등을 종합적으로 고려하여 격발을 통해 실제 환경에서 총알이 저격 대상을 저격하였는지, 혹은 재생 영상에서 어느 지점을 타격했는지를 계산해 내게 된다. 이러한 과정으로 훈련병의 훈련을 평가하게 된다. 가령, 통상 탄도학에서 총알은 200m 이내의 지점에서는 직진을 하지만, 그 이후에서는 포물선의 형태를 그리며 날아가는 경향을 보인다. 따라서 가상 저격훈련장치(130)는 이러한 특성을 반영하여 격발에 따라 실제 타격 위치를 계산해 내게 된다.

물론, 가상 저격훈련장치(130)는 관측경(125)에서 발사되는 발사신호의 위치도 함께 판단하여 관측경(125)을 사용하는 훈련병의 경우에도 훈련평가를 수행하게 된다. 단순히 관측경(125)이 스크린장치(100)를 제대로 지향하는지만을 판단하는 것이 아니라, 관측경 장비를 전반적으로 제대로 다루고 있는지도 평가하는 것이므로 이러한 종합적인 판단이 이루어진다고 볼 수 있다. 대표적으로, 관측경(125)은 저격총(120)의 조준경과 동일한 기능을 갖는 줌다이얼 기능을 갖는다. 따라서, 관측경(125)에서 제공하는 정보를 기반으로 훈련병이 이러한 줌다이얼을 제대로 다루고 있는지도 평가할 수 있다.

또한, 가상 저격훈련장치(130)는 촬영영상을 분석하여 저격총(120)과 관측경(125)에서 서로 다른 특성을 갖고 발사되는 발사신호를 구별하여 분석한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서 발사되는 발사신호는 시간 변화에 따라 지속적으로 제공되는 지속광이 아니다. 가령, 불연속성을 갖는 레이저다. 따라서, 가상의 저격 영상이 스크린장치(100)의 화면에 구현될 때, 지정 시간 t1에서는 저격총(120)의 발사신호가 발사되어 화면에 타격된다면, t1에 이은 다음 시간 t2에서는 관측경(125)의 발사신호가 발사되어 화면에 타격되어 촬영영상이 취득된다. 이를 통해 가상 저격훈련장치(130)는 가령 홀수번째 비디오 프레임에서는 레이저 타격 지점을 분석하여 저격총(120)의 총구가 스크린장치(100)의 화면상에서 향하는 위치를 판단하고, 짝수번째 비디오 프레임에서는 관측경(125)에서 발사된 레이저의 타격 지점을 분석하여 관측경(125)이 스크린장치(100)의 화면상에서 지향하는 위치를 판단하게 된다. 물론 그 반대의 경우도 얼마든지 가능할 수 있다. 다시 말해 홀수번째 비디오 프레임에서는 관측경(125)의 레이저를, 그리고 짝수번째 비디오 프레임에서는 저격총(120)의 레이저를 판단하는 것이다. 뿐만 아니라, 지속광이라 하더라도 서로 다른 특성을 갖는 광을 사용한다면 이를 이용하는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 대표적으로, 컬러를 예로 들 수 있으며, 타격된 광이 선형 편광된 광이냐 원형 편광된 광이냐와 같은 이러한 광의 전송 특성을 통해 발사되는 발사신호의 발사 대상을 구별하는 것도 얼마든지 가능할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

정리하면, 본 발명의 실시예는 저격총(120)의 조준경에서 발사되는 레이저와 관측경(125)에서 발사되는 레이저가 스크린장치(100)의 화면상에서 어느 위치에 찍히는지 확인하기 위해 카메라가 스크린장치(100)를 촬영한다. 또한, 조준경 레이저와 관측경 레이저를 구분하기 위해, 조준경 레이저와 관측경 레이저는 시간 간격을 달리하여 깜빡일 수 있다. 즉 지속광이 아닐 수 있다. 예를 들어, 카메라가 1초에 30 프레임으로 동영상을 촬영한다고 했을 때, 조준경 레이저는 홀수 프레임에 해당하는 시간에 깜빡이고, 관측경 레이저는 짝수 프레임에 해당하는 시간에 깜빡일 수 있다. 따라서, 가상 저격훈련장치(130) 등의 서버에서는 카메라가 촬영한 동영상 프레임을 분석하여 홀수 프레임에 깜빡이는 레이저는 조준경에서 발사된 것으로 인식하고, 홀수 짝수에 깜빡이는 레이저는 조준경에서 발사된 것으로 인식한다.

도 3 및 도 4는 도 1의 저격총을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저격총(120)은 예를 들어, K14 모델로 조준경이 장착되지 않는 경우(도 3의 (a))와 조준경이 장착된 경우(도 3의 (b))로 구분하여 나타내었다.

도 3에 도시된 바와 같이, 저격총(120)은 외형적으로는 방아쇠(혹은 트리거)(300), 장전 손잡이(310) 및 탄창 삽입부(320) 등을 포함한다. 이외에 내부에는 배터리(부), 컨트롤러(예: 보드), 통신모듈, 에어실린더 등이 총의 하우징 내부에 구성된다. 배터리(부)는 저격총(120)을 구성하는 구성요소에 전력을 제공한다. 또한, 컨트롤러는 저격총(120) 내에 제어가 필요한 구성요소를 제어한다. 대표적으로, 방아쇠(300)에 의해 격발 동작이 있을 때 통신모듈을 제어하여 이를 도 1의 가상 저격훈련장치(130)로 전송하도록 제어하는 것이다. 통신모듈은 가령 블루투스와 같은 근거리 무선통신이 가능한 모듈을 포함할 수 있으며, 도 1의 가상 저격훈련장치(130)와 통신할 수 있다. 또한 통신모듈은 저격총에서 발생되는 정보를 컨트롤러의 제어하에 가상 저격훈련장치(130)로 전송한다. 방아쇠(300)는 저격수의 격발 동작이 이루어진다. 방아쇠 당김 즉 격발 정보가 통신모듈을 통해 서버 등의 가상 저격훈련장치(130)로 전송된다. 또한, 탄창 삽입부(320)는 센서가 탄창삽입을 감지하며, 탄창 삽입 정보는 통신 모듈을 통해 가상 저격훈련장치(130)로 전송된다. 장전손잡이(310)는 센서가 장전 손잡이의 움직임을 감지한다. 탄약 장전 정보는 통신모듈을 통해 가상 저격훈련장치(130)로 전송된다. 에어실린더는 총 발사에 따른 반동을 준다. 격발 신호를 가상 저격훈련장치(130)에서 수신하면 가상 저격훈련장치(130)는 총으로 에어실린더를 동작하라는 신호를 전송하여 이에 따라 에어실린더가 동작한다. 저격수는 에어실린더 동작에 따른 반동을 느끼게 된다.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 조준경(330)은, 실제 조준경은 렌즈를 통해 대상을 확대해 보지만, 가상 훈련용 조준경(330)은 접안 렌즈쪽에 LCD(패널)(430)가 있어 LCD(430)에 저격수가 보게 될 실제와 같은 장면이 표시된다. 이와 같이 LCD(430)는 화면 영상과 십자선(crosshair)(440)이 보여진다. 십자선(440)과 관련해서는 도 4의 (b)에서 보여주고 있다. 줌다이얼(420)의 조작에 연동되어 도 4의 (b)에서와 같은 조준경 화면의 줌이 변동되는 것이다. 이와 같이 조준경(330)은 줌 기능을 수행하는 줌다이얼(420)을 포함한다. 이외에도 조준경(330)은 도 4의 (a)에서와 같이 클리크 상하조절 다이얼(400), 클리크 좌우조절 다이얼(410), 나아가 주야간 교체버튼 및 레이저 발광부(혹은 신호 발광부)를 포함한다. 주야간 교체버튼은 야간 모드로 전환하는 경우 LCD(430)에 보이는 화면이 녹색화면으로 보인다. 레이저 발광부는 저격총이 향하는 방향으로 가령 레이저를 발사하며, 레이저 발사는 저격수가 조절하는 것이 아니며 저격수의 눈에 보이지 않는다.

조준경(330)은 위의 배터리부, 컨트롤러, 통신모듈을 공유할 수 있으며, 물론 이러한 구성요소는 별도로 조준경(330) 내에 구성될 수도 있다. 이는 시스템 설계자의 의도에 따라 다양하게 설계될 수 있는 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

도 5는 도 1의 관측경을 확대하여 보여주는 확대도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 관측경(125)은 내부에 배터리(부), 컨트롤러(예: 보드), 통신모듈, 레이저 발광부(혹은 신호 발광부), 줌다이얼, LCD, 거리표시버튼 및 주야간 교체버튼 등을 포함한다.

배터리(부)는 관측경(125)을 구성하는 다양한 구성요소에 전력을 제공한다. 컨트롤러는 관측경(125)을 구성하는 배터리, 통신모듈, 레이저 발광부 등의 전반적인 제어 동작을 담당한다. 즉 관측경 내에 제어가 필요한 구성요소를 제어한다. 통신모듈은 가령 블루투스 통신 등을 수행하는 근거리 통신모듈을 포함하여 도 1의 가상 저격훈련장치(130)와 통신하여 관측경(125)에서 발생되는 다양한 정보를 전송한다. 물론 이러한 정보 전송은 컨트롤러의 제어하에 이루어진다. 레이저 발광부는 관측경(125)이 (지)향하는 방향으로 레이저를 발사하며, 이 또한 저격총(120)과 마찬가지로 관측병이 조절하는 것이 아니며 관측병의 눈에 보이지 않는다. 줌다이얼은 저격총(120)의 조준경(330)과 동일한 기능을 수행한다. LCD는 화면 영상을 보여주면, 조준경(330)과 달리 십자선이 없다. 관측경(125)에서 타겟 즉 저격 대상 사이의 거리정보를 보여준다. LCD는 거리표시버튼과 연동한다. 거리표시버튼은 버튼을 누르면 LCD 화면에 관측경(125)에서 타겟 사이의 거리가 나타난다. 주야간 교체버튼은 야간 모드로 전환하는 경우 LCD에 보이는 화면을 녹색화면으로 보이게 한다.

도 6은 도 1의 가상 저격훈련장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련장치(130)는 통신 인터페이스부(600), 제어부(610), 저격훈련처리부(620) 및 저장부(630)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 저장부(630)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 가상 저격훈련장치(130)가 구성되거나, 저격훈련처리부(620)와 같은 구성요소가 제어부(610)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

통신 인터페이스부(600)는 도 1의 스크린장치(100), 촬영장치(110), 저격훈련장비(120, 125)와 각각 통신을 수행한다. 통신 인터페이스부(600)는 통신을 수행하는 과정에서 변/복조, 먹싱/디먹싱, 인코딩/디코딩, 그리고 해상도 변환 등의 스케일링 동작을 수행할 수 있으며, 이는 당업자에게 자명하므로 더 이상의 설명은 생략한다.

통신 인터페이스부(600)는 가상 저격훈련이 시작되면 스크린장치(100)로 제어부(610)의 제어하에 저격훈련 영상을 제공한다. 훈련 상황에 따라 DB(130a)에 저장되어 있는 적절한 영상이 선택되어 제공될 수 있다.

통신 인터페이스부(600)는 스크린장치(100)로 훈련 영상을 제공한 상태에서, 저격총(120)이나 관측경(125) 등의 저격훈련장비(120, 125)로부터 다양한 정보를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 저격총(120)을 사용한 훈련병이 조준경을 조절할 때 이에 대한 조작 정보를 수신할 수 있다. 또한, 관측경(125)을 관측병이 조작할 때에도 그 조작에 따른 조작 정보 또는 동작 상태 정보를 수신할 수도 있다. 이외에도 통신 인터페이스부(600)는 스크린장치(100)에 재생되는 훈련영상을 보고 훈련병이 저격총(120)의 방아쇠를 당겼을 때, 격발신호를 수신할 수도 있다. 격발시 실제로 총알이 발사되거나, 레이저가 발사되는 것은 아니다.

나아가, 통신 인터페이스부(600)는 스크린장치(100)를 통해 화면상에 구현되는 가상 훈련영상을 통해 가상 저격훈련이 이루어질 때, 이를 촬영한 촬영영상을 촬영장치(110)로부터 수신하여 제어부(610)로 제공한다.

제어부(610)는 도 6의 가상 저격훈련장치(130)를 구성하는 통신 인터페이스부(600), 저격훈련처리부(620) 및 저장부(630)의 전반적인 제어 동작을 담당한다. 제어부(610)는 저격훈련처리부(620)의 요청에 따라 DB(130a)에 저장되어 있는 훈련 영상을 선택하여 스크린장치(100)로 해당 영상을 제공하기 위해 통신 인터페이스부(600)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(610)는 통신 인터페이스부(600)를 통해 촬영장치(110)의 촬영영상이 제공되면 이를 저장부(630)에 임시 저장한 후 불러내어 저격훈련처리부(620)로 제공할 수 있으며, 저격훈련처리부(620)의 처리 데이터를 지정 포맷으로 제공받아 도 1의 DB(130a)에 체계적으로 분류하여 저장시킬 수 있다.

저격훈련처리부(620)는 도 1의 스크린장치(100)에서 재생되는 가상의 저격훈련 영상을 통해 이루어지는 훈련을 평가한다. 기제작된 가상 저격훈련영상에서 타겟 즉 저격 대상과 관련되는 위치정보(예: 화면에서의 좌표값)를 이미 알고 있기 때문에 수신된 촬영영상을 분석하여 저격총(120)의 격발 전 저격총(120)과 관측경(125)에서 발사되는 발사신호의 위치를 비디오 프레임의 분석을 통해 판단한다. 위치를 판단하기 위하여, 타격이 이루어지는 지점의 화소분석을 통해 찾고 그 찾은 타격 위치의 위치정보를 판단한다. 위치정보를 판단하기 위하여 픽셀을 이용할 수 있다. 가령, 단위 비디오 프레임에서 좌측 상단을 좌표값 (0. 0)으로 하는 절대좌표 방식을 이용하거나, 정중앙 부위를 좌표값 (0, 0)으로 하는 상대좌표 방식으로 가령 레이저의 타격 지점에 대한 위치를 계산할 수 있다. 예를 들어, 절대좌표 방식으로 좌표값 (125, 125)의 지점에 레이저가 타격되었고, 그 지점에 저격 대상이 위치하는 것으로 판단되면 저격이 이루어지는 것이다.

그러나, 본 발명의 실시예에서는 저격총(120)에 구비되는 레이저 발광부에서 발사되는 레이저가 저격총(120)의 격발 전 스크린장치(100)의 화면을 지향할 때 발사되는 관계로 그 위치판단을 통해 총구의 방향만을 판단할 수 있다. 따라서, 해당 레이저의 타격 위치와 실제로 저격 대상의 위치는 다르다. 이는 물론 본 발명의 실시예에서는 레이저가 저격총(120)의 총구에서 발사되는 것이 아니기 때문이다. 본 발명의 실시예에서는 해당 총구 방향의 위치정보와, 저격총(120)과 스크린장치(100)의 가상의 거리(예: 600m 저격인지, 800m 저격인지 등), 그리고 바람과 같은 날씨 조건, 탄도학을 근거로 하는 거리별 탄도의 움직임 등을 종합적으로 계산하여 해당 레이저가 발사된 위치를 기준으로 총구에서 총알이 실제 발사되었을 때 저격대상을 저격할 수 있는지를 판단한다. 물론 그러한 계산은 본 발명의 실시예에 따른 알고리즘을 적용하여 빠르게 계산될 수 있다.

이외에도 저격훈련처리부(620)는 훈련병들의 저격 훈련에 따른 평가결과를 그래프나 다양한 형태로 생성하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 관측병의 경우에는 관측경(125)을 사용하여 제대로 훈련이 이루어졌는지를 판단하는 것이다. 관측경(125)의 장비를 조작하는 행위에 대한 평가, 또 옆에서 저격병이 저격총(120)을 이용하여 저격을 수행할 때, 제대로 관측을 했는지에 대한 평가를 수행한다. 제대로 관측했는지의 여부를 판단하기 위하여 저격훈련처리부(620)는 관측경(125)에서 발사되는 레이저의 위치를 분석하여 가령 궤적을 추적해 관측경(125)을 사용하는 훈련병의 자세 등을 평가할 수 있는 것이다.

저장부(630)는 제어부(610)의 제어하에 처리되는 다양한 정보나 데이터를 임시 저장한 후 제어부(610)의 요청에 따라 출력할 수 있다. 여기서, 정보나 데이터의 용어는 실무에서 혼용되고 있으므로, 용어의 개념에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 또한, 저장부(630)는 촬영장치(110)의 촬영영상이 제어부(610)로부터 제공되는 경우 이를 저장할 수 있으며, 또한 제어부(610)로부터 저격총(120)이나 관측경(125)의 장비 조작 정보 등이 수신되는 경우에는 이를 저장한 후 불러내어 저격훈련처리부(620)로 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서 제어부(610)는 CPU 및 메모리를 포함할 수 있으며, 원칩화하여 형성될 수 있다. CPU는 제어회로, 연산부(ALU), 명령어해석부 및 레지스트리 등을 포함하며, 메모리는 램을 포함할 수 있다. 제어회로는 제어동작을, 그리고 연산부는 2진비트정보의 연산동작을, 그리고 명령어해석부는 인터프리터나 컴파일러 등을 포함하여 고급언어를 기계어로, 또 기계어를 고급언어로 변환하는 동작을 수행할 수 있으며, 레지스트리는 소프트웨어적인 데이터 저장에 관여할 수 있다. 상기의 구성에 따라, 가령 도 1의 가상 저격훈련장치(130)의 동작 초기에 저격훈련처리부(620)에 저장되어 있는 프로그램을 복사하여 메모리 즉 램(RAM)에 로딩한 후 이를 실행시킴으로써 데이터 연산 처리 속도를 빠르게 증가시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

설명의 편의상 도 7을 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련장치(130)는 스크린장치(100)에 표시되는 가상의 저격 대상을 저격총(120) 및 관측경(125) 중 적어도 하나의 저격훈련장비가 스크린장치(100)의 화면을 지향할 때 발사되는 발사신호를 촬영한 촬영영상을 저격총(120)의 격발 전 촬영장치(110)로부터 수신한다(S700).

또한, 가상 저격훈련장치(130)는 수신한 촬영영상을 분석하여 스크린장치(100)에 발사된 발사신호의 위치를 판단하며, 판단 결과를 근거로 가상 저격훈련을 평가한다(S710).

본 발명의 실시예에서는 스크린장치(100)의 화면에 찍하는 즉 타격되는 레이저의 위치는 실제 현장에서 총알이 맞는 위치가 아니다. 따라서 레이저 위치는 총구가 (지)향하는 위치가 어디인지 판단하기 위한 것에 해당된다. 실제 발사된 총알의 움직임은 직선이 아닌 포물선이며, 따라서 가상 저격훈련장치(130)는 탄도학에 따라 총구의 방향, 저격총(120)과 스크린장치(100)에 나타난 타겟 즉 저격 대상까지의 가상의 거리, 바람 등을 고려하여 탄착 지점을 계산하여 총알이 맞는 부분을 스크린장치(100)의 화면에 표시해 주거나 평가하게 된다. 예를 들어, 실제 총알이 발사되는 것은 아니지만, 격발이 이루어지면 가상 저격훈련장치(130)는 해당 위치에 표식(예: 마킹)을 하여 저격훈련영상의 화면에 보여주거나 저격 대상이 넘어지는 가상의 저격훈련영상을 구현하여 명중이나 불발(혹은 빗나감)을 관측병이 인식하도록 할 수 있다.

상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 가상 저격훈련장치(130)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

한편, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.

여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100: 스크린장치 110: 촬영장치
120: 저격총 125: 관측경
130: 가상 저격훈련장치 200, 210: 탄착(혹은 타격) 지점
330: 조준경 600: 통신 인터페이스부
610: 제어부 620: 저격훈련처리부
630: 저장부

Claims (12)

1. 스크린장치에 표시되는 가상 훈련영상 내의 저격 대상을 저격총 및 관측경 중 적어도 하나의 저격훈련장비가 지향할 때 발사되는 발사신호를 촬영한 촬영영상을 상기 저격총의 격발 전 촬영장치로부터 수신하는 통신 인터페이스부; 및
   상기 수신한 촬영영상을 분석하여 상기 스크린장치에 발사된 상기 발사신호의 위치를 판단하며, 판단 결과를 근거로 가상 저격훈련을 평가하는 제어부;를
   포함하되,
   상기 제어부는, 서로 다른 시간에 발사되는 상기 저격총의 제1 발사신호 및 상기 관측경의 제2 발사신호가 촬영된 촬영영상을 수신하여 상기 제1 발사신호 및 상기 제2 발사신호의 위치를 각각 판단하는 가상 저격훈련장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 수신한 촬영영상의 홀수 비디오 프레임에서 상기 제1 발사신호의 위치를 판단하며, 짝수 비디오 프레임에서 상기 제2 발사신호의 위치를 판단하는 가상 저격훈련장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 제1 발사신호의 위치 판단 결과를 근거로 상기 저격총의 총구 방향을 결정하고, 상기 결정한 총구 방향, 상기 저격총과 상기 스크린장치 사이의 가상의 거리 및 바람 요인을 고려하여 총구에서 실제 발사되는 총알의 탄착 지점에 대한 타격 위치를 판단하는 가상 저격훈련장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 총알의 탄착 지점에 대한 타격 위치를 판단할 때 상기 가상의 거리별 총알의 움직임 정보를 더 고려하여 판단하는 가상저격훈련장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 발사신호는 시간 변화에 대하여 불연속적으로 발사되며, 육안으로 미식별되는 레이저를 포함하는 가상 저격훈련장치.
7. 스크린장치에 표시되는 가상 훈련영상 내의 저격 대상을 저격총 및 관측경 중 적어도 하나의 저격훈련장비가 지향할 때 발사되는 발사신호를 촬영한 촬영영상을 상기 저격총의 격발 전 촬영장치로부터 통신 인터페이스부가 수신하는 단계; 및
   제어부가, 상기 수신한 촬영영상을 분석하여 상기 스크린장치에 발사된 상기 발사신호의 위치를 판단하며, 판단 결과를 근거로 가상 저격훈련을 평가하는 단계;를 포함하되,
   상기 평가하는 단계는,
   서로 다른 시간에 발사되는 상기 저격총의 제1 발사신호 및 상기 관측경의 제2 발사신호가 촬영된 촬영영상을 수신하여 상기 제1 발사신호 및 상기 제2 발사신호의 위치를 각각 판단하는 단계를 포함하는 가상 저격훈련장치의 구동방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,
   상기 평가하는 단계는,
   상기 수신한 촬영영상의 홀수 비디오 프레임에서 상기 제1 발사신호의 위치를 판단하며, 짝수 비디오 프레임에서 상기 제2 발사신호의 위치를 판단하는 단계를 포함하는 가상 저격훈련장치의 구동방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 평가하는 단계는,
    상기 제1 발사신호의 위치 판단 결과를 근거로 상기 저격총의 총구 방향을 결정하고, 상기 결정한 총구 방향, 상기 저격총과 상기 스크린장치 사이의 가상의 거리 및 바람 요인을 고려하여 총구에서 실제 발사되는 총알의 탄착 지점에 대한 타격 위치를 판단하는 단계를 포함하는 가상 저격훈련장치의 구동방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 총알의 탄착 지점에 대한 타격 위치를 판단할 때 상기 가상의 거리별 총알의 움직임 정보를 더 고려하여 판단하는 가상저격훈련장치의 구동방법.
12. 제7항에 있어서,
    상기 발사신호는 시간 변화에 대하여 불연속적으로 발사되며, 육안으로 미식별되는 레이저를 포함하는 가상 저격훈련장치의 구동방법.

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