KR102641605B1 - 이동식 무인 표적 - Google Patents

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KR102641605B1
KR102641605B1 KR1020230113237A KR20230113237A KR102641605B1 KR 102641605 B1 KR102641605 B1 KR 102641605B1 KR 1020230113237 A KR1020230113237 A KR 1020230113237A KR 20230113237 A KR20230113237 A KR 20230113237A KR 102641605 B1 KR102641605 B1 KR 102641605B1
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이준원
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(주)키네틱스
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Abstract

본 발명은 이동식 무인 표적에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인 표적은 제 1 진동 센서가 설치된 이동체; 제 2 진동 센서가 설치되고, 상기 이동체에 탑재되는 표적체; 및 상기 표적체에서의 고유 진동 성분에 기초하여 상기 표적체의 피탄 시점을 계산하는 제어모듈을 포함한다.

Description

이동식 무인 표적{Mobile unmanned target}
본 발명은 이동식 무인 표적에 관한 것이다.
기존 사격훈련은 고정표적 또는 피탄 시 후방으로 넘어가는 정적표적과 레일을 따라 지정된 경로로만 움직이는 제한적 이동표적을 사용하고 있다. 동일 장소에서 예측 가능한 경로로 이동하는 표적으로 인해 훈련자는 표적의 위치를 이미 인식한 상태에서 사격훈련에 임하게 되고, 실전과 같은 돌발상황 대처능력을 배양 및 평가하기 어렵다는 한계점이 있다.
1. 미국공개특허 제2022-0276028호 (공개일 : 2022.09.01.) 2. 미국공개특허 제2022-0148450호 (공개일 : 2022.05.12)
본 발명은 병사의 사격훈련을 실전과 유사하게 모사하여 병사에게 실전과 유사한 작전능력을 향상시켜 주기 위한 이동식 무인 표적을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인 표적은 제 1 진동 센서가 설치된 이동체; 제 2 진동 센서가 설치되고, 상기 이동체에 탑재되는 표적체; 및 상기 표적체에서의 고유 진동 성분에 기초하여 상기 표적체의 피탄 시점을 계산하는 제어모듈을 포함한다.
여기서, 상기 제 1 진동 센서 및 제 2 진동 센서는 적어도 1축 이상을 감지할 수 있는 가속도 센서일 수 있다.
그리고, 상기 제어모듈은 상기 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일에서 기 설정된 피탄 기준값 이상의 피크값이 존재하면 피탄 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은 상기 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일에서 최대 피크값이 존재하는 시점을 피탄 시점으로 인식할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은 상기 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일에서 제 1 충격파 감지 센서 및 제 2 충격파 감지 센서가 충격파를 감지한 시점 중 어느 하나의 시점으로부터 기 설정된 시간 범위 내에서 최대 피크값이 존재하는 시점을 피탄 시점으로 인식할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은 피탄 시점을 계산하는 것에 대응해, 피탄 시점, 제 1 충격파 감지 센서 및 제 2 충격파 감지 센서에서 충격파를 감지한 시점을 이용하여 피탄 지점을 계산할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은 다음의 수학식을 연립하여 피탄 지점의 좌표를 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112023094920823-pat00001
[수학식 2]
Figure 112023094920823-pat00002
또한, 상기 제어모듈은 피탄 시점에서의 표적체의 가속도가 높을수록 훈련에 대한 고득점을 매길 수 있다.
본 발명은 표적체에서의 고유 진동 성분에 기초하여 표적체의 피탄 시점을 계산하는 것에 의해, 이동식 무인 표적을 이용한 사격 훈련 상황에서 보다 현실감이 있는 훈련 체험을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동식 무인 표적의 개념도이다.
도 2는 도 1의 이동식 무인 표적에 탑재되는 제어모듈의 기능 블록도이다.
도 3은 도 2의 제어부의 기능 블록도이다.
도 4는 충격파 감지 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 피탄 시점을 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 피탄 지점을 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 이동식 무인 표적의 운영 프로세스에 대한 플로우 차트이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인 표적(이하, “무인 표적”이라 칭함)에 대하여 설명한다. 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 종래 주지된 사항에 대한 설명은 생략하거나 간단히 한다.
본 발명의 무인 표적은 제 1 진동 센서가 설치된 이동체; 제 2 진동 센서가 설치되고, 상기 이동체에 탑재되는 표적체; 및 상기 표적체에서의 고유 진동 성분에 기초하여 상기 표적체의 피탄 시점을 계산하는 제어모듈을 포함한다.
도 1을 참조하면, 이동 표적은 이동체(1) 및 표적체(2)를 포함할 수 있다.
이동체(1)는 내부에 구동 매커니즘을 구비할 수 있다. 도 1은 이동체(1)가 바퀴로 이동하는 것을 예시로 하나 지면에 구동력을 전달하여 이동을 제공하는 수단은 바퀴를 대체할 수 있다. 이동체(1)는 원격 제어에 의한 수동 수행, 기 설정된 시나리오에 따른 자동 주행 및 자율 주행 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합 방식으로 주행할 수 있다.
표적체(2)는 이동체(1) 상부에 탑재될 수 있다. 표적체(2)는 병사를 모의하기 위해, 인체 형상을 가질 수 있다. 표적체(2)의 내부는 비어있을 수 있다.
도 4를 참조하면, 표적체(2)의 하부 측에 제 1 충격파 감지 센서(41) 및 제 2 충격파 감지 센서(42)가 설치될 수 있다. 충격파 감지 센서(41, 42)는 피에조 센서일 수 있다. 충격파 감지 센서(41, 42)의 기능 및 동작은 후술한다.
다시 도 1을 참조하면, 제 1 진동 센서(31)는 이동체(1)에 설치될 수 있다. 제 1 진동 센서(31)는 이동체(1)에서의 진동을 센싱할 수 있다.
제 2 진동 센서(32)는 표적체(2)에 설치될 수 있다. 제 2 진동 센서(32)는 표적체(2)의 진동을 센싱할 수 있다.
제 1 진동 센서(31) 및 제 2 진동 센서(32)는 적어도 1축 이상을 감지할 수 있는 가속도 센서일 수 있다.
본 발명은 이동체(1)의 진동과 분리된 표적체(2)에서의 고유 진동 성분을 검출하기 위해, 진동 센서를 이동체(1)와 표적체(2)에 각각 별개로 설치한다.
그리고, 본 발명은 표적체(2)의 진동에서 이동체(1)의 진동을 차감하는 것에 의해 표적체(2)의 고유 진동 성분을 추출한다. 그리고, 본 발명은 표적체(2)의 고유 진동 성분을 이용해 표적체(2)의 피탄 여부 및 피탄 시점을 추출할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
도 2를 참조하면, 제어모듈(100)이 무인 표적에 탑재될 수 있다. 제어 모듈은(100)은 이동체(1) 내부에 탑재될 수 있다.
제어 모듈(100)은 센싱값 수집부(110), 제어부(120) 및 통신부(130)를 포함할 수 있다.
센싱값 수집부(110)는 제 1 진동 센서(31), 제 2 진동 센서(32), 제 1 충격파 감지 센서(41) 및 제 2 충격파 감지 센서(42)로부터 센싱값을 수집할 수 있다.
센싱값 수집부(110)는 제 1 진동 센서(31), 제 2 진동 센서(32), 제 1 충격파 감지 센서(41) 및 제 2 충격파 감지 센서(42)의 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값으로 변환하여 제어부(120)에 전달할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(120)는 구동부(121), 피탄 시점 감지부(122), 피탄 지점 감지부(123) 및 훈련 평가부(124)를 포함할 수 있다.
구동부(121)는 이동체(1)의 이동을 담당할 수 있다. 구동부(121)는 외부 명령에 의한 운행, 기 저장된 이동 경로 운행 및 자율 주행 중 적어도 하나의 방식으로 이동체(1)를 이동시킬 수 있다.
피탄 시점 감지부(122)는 제 1 진동 센서(31) 및 제 2 진동 센서(32)의 센싱값을 이용하여 피탄 여부 및 피탄 시점(T0)을 감지할 수 있다.
도 5에서 (a)는 제 1 진동 센서(31)의 센싱값 프로파일을 예시하고 (b)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값 프로파일을 예시하고 (c)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거한 후의 센싱값 프로파일을 예시한다.
도 5에서 T0는 피탄 시점을 의미한다. 피탄 시점은 탄알이 표적체(2)를 히팅(hitting) 했을 때의 시점을 의미한다. 이동체(1)가 이동함에 따라, 이동체(1) 내부의 구동 매커니즘에서 발생하는 진동 및 지면 굴곡에 의해 발생하는 진동이 표적체(2)에 전달될 수 있다. 피탄 시점에서 표적체는 초음속으로 진행하는 탄알과 충돌하면서 순간적으로 큰 진동을 발생시킬 수 있다. 그리고, 탄알과의 순간적인 충돌에 의한 진동은 이동체 내부의 구동 매커니즘에서 발생하는 진동, 지면 굴곡에 의해 발생하는 진동 및 외부 환경(예를 들어, 바람)에 의해 발생하는 진동 대비 매우 높은 주파수의 진동을 발생시킬 수 있다. 즉, 탄알과의 순간적인 충돌에 의한 진동 성분은 이동체 내부의 구동 매커니즘에서 발생하는 진동, 지면 굴곡에 의해 발생하는 진동 및 외부 환경에 의한 진동 성분으로부터 충분한 분해능으로 분리될 수 있다.
이 같은 원리를 이용해, 피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거한 후의 센싱값 프로파일을 이용해 피탄 시점(T0)을 검출할 수 있다. 즉, 피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거하는 것에 의해, 표적체에서의 고유 진동 성분을 추출할 수 있다.
피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거한 후의 센싱값 프로파일(달리 표현하면, 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일)에서 기 설정된 피탄 기준값 이상의 피크값이 존재하면 피탄 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거한 후의 센싱값 프로파일(달리 표현하면, 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일)에서 최대 피크값이 존재하는 시점을 피탄 시점(T0)으로 인식할 수 있다.
피탄 시점(T0)으로부터 매우 짧은 시간 이내에, 제 1 충격파 감지 센서(41) 및 제 2 충격파 감지 센서(42)가 충격파를 감지할 수 있다.
이 같은 시스템 운영 환경에서, 피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거한 후의 센싱값 프로파일에서, 제 1 충격파 감지 센서(41) 및 제 2 충격파 감지 센서(42)가 충격파를 감지한 시점 중 어느 하나의 시점(Tx)으로부터 기 설정된 시간 범위(Td) 내에서 최대 피크값이 존재하는 시점을 피탄 시점으로 인식할 수 있다. 이에 의해, 피탄 시점 검출에 소요되는 연산 작업이 간소화될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 피탄 지점 감지부(123)는 피탄 시점 감지부(122)에 의해 검출된 피탄 시점(T0), 제 1 충격파 감지 센서(41) 및 제 2 충격파 감지 센서(42)에서 충격파를 감지한 시점을 이용하여 피탄 지점을 검출할 수 있다. 여기서, 충격파 감지 센서(41, 42)가 충격파를 감지한 시점은 최대 피크를 가지는 충격파를 감지한 시점일 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 피탄 지점 감지부(123)의 피탄 지점 감지 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.
탄알(A)의 속도는 v일 수 있다. 탄알(A)은 음속 보다 높은 속도를 가질 수 있다.
탄알의 속도(v)와 음속(c)과의 관계는 아래 수학식 1과 같을 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00003
M은 마하수일 수 있다.
탄알의 속도(v)는 미리 알 수 있는 정보일 수 있다. 즉, 탄알의 속도(v)는 제어부(120)에 미리 저장된 정보일 수 있다.
주지된 바와 같이, 초음속으로 진행하는 탄알(A)의 뒤편으로 충격파가 방사될 수 있다. 이때, 충격파는 총알의 진행 방향에 소정의 경사각(α)을 가지고 방사될 수 있다.
충격파와 총알의 진행 방향 간의 각도는 아래의 수학식 2와 같은 관계를 가질 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00004
수학식 2로부터 다음과 같은 수학식3이 유도될 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00005
이때, 제 1 충격파 감지 센서(41)의 좌표는 (x1, y1)일 수 있다. 그리고, 제 2 충격파 감지 센서(42)의 좌표는 (x2, y2)일 수 있다. 그리고, 표적체(2)에서 탄알(A)의 피탄 지점(P, 달리 표현하면, 관통 지점)의 좌표는 (xp,yp)일 수 있다.
제 1 충격파 감지 센서(41)와 피탄 지점(P) 간의 거리는 R1일 수 있다. 그리고, 제 2 충격파 감지 센서(42)와 피탄 지점(P) 간의 거리는 R2일 수 있다.
피탄 시점(T0) 이후에, 제 1 충격파 감지 센서(41)에서 충격파를 감지한 시점은 T1일 수 있다. 그리고, 제 2 충격파 감지 센서(42)에서 충격파를 감지한 시점은 T2일 수 있다. 여기서, 충격파를 감지한 시점은 충격파 감지 센서가 충격파의 최대 피크를 감지한 시점일 수 있다.
T1에서 피탄 지점(P)과 탄알(A) 간의 거리 D1은 다음의 수학식 4와 같을 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00006
T1에서 피탄 지점(P)와 탄알(A) 간의 거리 D1, 제 1 충격파 감지 센서(41)와 피탄 지점(P) 간의 거리(R1), 수학식 3에 의해 아래와 같은 수학식5가 유도될 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00007
수학식 5로부터 다음의 수학식 6이 유도될 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00008
즉, 피탄 지점(P)의 2차원 좌표 (xp, y2) 만을 미지수로 하는 아래의 수학식 7이 도출될 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00009
T2에서, 피탄 지점(P)과 탄알(A) 간의 거리 D2는 다음의 수학식 8과 같을 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00010
T2에서 피탄 지점(P)과 탄알(A) 간의 거리 D2, 제 2 충격파 감지 센서(42)와 피탄 지점(P) 간의 거리(R2), 수학식 3에 의해 아래와 같은 수학식9가 유도될 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00011
수학식 9로부터 다음의 수학식 10이 유도될 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00012
즉, 피탄 지점(P)의 2차원 좌표 (xp, y2) 만을 미지수로 하는 아래의 수학식 11이 도출될 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00013
정리하면 피탄 지점 감지부(123)는 아래의 수학식 2개(수학식 12, 수학식 13)를 연립하여, 피탄 지점(P)의 좌표(xp,yp)를 계산할 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00014
Figure 112023094920823-pat00015
본 발명은 표적체가 2차원적 평면 형상일 때 그리고, 표적체가 3차원적 형상을 가질 때 모두 적용될 수 있다. 훈련에서 정교한 피탄 지점(P)의 파악이 요구되지 않는다. 즉, 훈련시 정확한 피탄 지점이 아닌 신체에서의 피탄 부위에 대한 정보 만을 얻어도 충분하다. 따라서, 위와 같이 피탄 지점(P)을 2차원 좌표로 해석하더라도 충분한 훈련 상황을 모의할 수 있음에 의문은 없다.
훈련 평가부(124)는 피탄 지점(P)을 이용하여 인체에서의 관통 부위를 파악할 수 있다. 이때, 훈련 평가부(124)는 관통 부위가 치명 부위이면 구동부(121)를 이용해 표적체(2)가 누운 자세가 되도록 제어할 수 있다. 여기서, 치명 부위는 머리, 척추 부근, 심장 등일 수 있다. 즉, 관통 부위가 치명 부위일 때, 표적체(2)의 자세를 눕도록 변경하여 해당 표적의 사망을 훈련자에게 알릴 수 있다.
이와 달리, 훈련 평가부(124)는 관통 부위가 비치명 부위이면 구동부(121)를 이용해 표적체(2)가 경사지도록 제어할 수 있다. 즉, 관통 부위가 비치명 부위일 때, 표적체(2)의 자세를 경사지게 변경하여 해당 표적의 부상을 훈련자에게 알릴 수 있다. 비치명 부위는 예를 들어, 팔일 수 있다.
본 발명은 표적체(2)에 설치된 제 2 진동 센서(32)를 통해, 피탄 시점(T0)에서의 표적체(2)의 가속도 파악이 가능하다. 표적체(2)의 가속도가 높을수록 표적체(2)의 명중이 어려울 수 있다.
이 같은 점에 기초해, 훈련 평가부(124)는 피탄 시점(T0)에서의 표적체(2)의 가속도가 높을수록 훈련에 대한 고득점을 매길 수 있다. 그리고, 훈련 평가부(124)는 그 훈련 득점을 원격 장치에 제공할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 실시간 다양한 위치에서 다양한 속도 및 방향으로 이동하는 이동 표적을 이용한 훈련 상황이 반영된 훈련 평가가 가능할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 통신부(130)는 외부와의 무선 통신을 제공할 수 있다. 본 발명은 통신부(130)에 탑재되는 무선 통신 규격에 대하여 제한하지 않는다. 통신부(130)는 다른 이동 표적과의 통신, 원격 제어 장치와의 통신 및 중앙 관제 장치 간의 통신 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 이동식 무인 표적에서의 피탄 시점 계산 동작 및 피탄 지점 계산 동작에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 의해 앞서 본 구성이 보다 명확해질 수 있다. 요지를 명확히 하기 위해, 앞서 기재된 사항은 생략하거나 간단히 한다.
먼저, 센싱값 수집부(110)는 제 1 진동 센서(31), 제 2 진동 센서(32), 제 1 충격파 감지 센서(41) 및 제 2 충격파 감지 센서(42)로부터 센싱값을 수집할 수 있다. (S71). 이때, 센싱값 수집부(110)는 수집한 센싱값을 제어부(120)에 제공할 수 있다.
피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거하는 것에 의해, 표적체(2)에서의 고유 진동 성분을 추출할 수 있다. (S72)
그리고, 피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거한 후의 센싱값 프로파일(달리 표현하면, 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일)을 이용해 피탄 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다. (S73)
S73에서, 피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거한 후의 센싱값 프로파일(달리 표현하면, 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일)에서 기 설정된 피탄 기준값 이상의 피크값이 존재하면 피탄 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
S73에서 피탄 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단되면, 피탄 시점 감지부(122)는 S72로 복귀할 수 있다.
S73에서 피탄 이벤트가 발생한 것으로 판단되면, 피탄 시점 감지부(122)는 피탄 시점(T0)를 계산할 수 있다. (S74) 이때, 피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거한 후의 센싱값 프로파일(달리 표현하면, 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일)에서 최대 피크값이 존재하는 시점을 피탄 시점(T0)으로 인식할 수 있다. 이때, 피탄 시점 감지부(122)는 제 2 진동 센서(32)의 센싱값에서 제 1 진동 센서(31)의 센싱값을 제거한 후의 센싱값 프로파일에서, 제 1 충격파 감지 센서(41) 및 제 2 충격파 감지 센서(42)가 충격파를 감지한 시점 중 어느 하나의 시점(Tx)으로부터 기 설정된 시간 범위(Td) 내에서 최대 피크값이 존재하는 시점을 피탄 시점(T0)으로 인식하는 방식을 채택할 수도 있다.
피탄 시점 감지부(122)가 피턴 시점(T0)을 계산하는 것에 대응해, 피탄 지점 감지부(123)는 피탄 시점 감지부(122)에 의해 검출된 피탄 시점(T0), 제 1 충격파 감지 센서(41) 및 제 2 충격파 감지 센서(42)에서 충격파를 감지한 시점을 이용하여 피탄 지점을 계산할 수 있다. (S75)
이때, 피탄 지점 감지부(123)는 아래의 수학식 2개(수학식 14, 수학식 15)를 연립하여, 피탄 지점(P)의 좌표(xp,yp)를 계산할 수 있다.
Figure 112023094920823-pat00016
Figure 112023094920823-pat00017
그리고, 훈련 평가부(124)는 피탄 지점(P)을 이용하여 인체에서의 관통 부위를 파악하고, 그 파악된 관통 부위에 따라 표적체(2)를 제어할 수 있다. (S76) 구체적으로, 훈련 평가부(124)는 관통 부위가 치명 부위이면 구동부(121)를 이용해 표적체(2)가 누운 자세가 되도록 제어할 수 있다. 여기서, 치명 부위는 머리, 척추 부근, 심장 등일 수 있다. 즉, 관통 부위가 치명 부위일 때, 표적체(2)의 자세를 눕도록 변경하여 해당 표적의 사망을 훈련자에게 알릴 수 있다.
이와 달리, 훈련 평가부(124)는 관통 부위가 비치명 부위이면 구동부(121)를 이용해 표적체(2)가 경사지도록 제어할 수 있다. 즉, 관통 부위가 비치명 부위일 때, 표적체(2)의 자세를 경사지게 변경하여 해당 표적의 부상을 훈련자에게 알릴 수 있다.
그리고, 훈련 평가부(124)는 훈련을 평가할 수 있다. (S77) 이때, 훈련 평가부(124)는 피탄 시점(T0)에서의 표적체(2)의 가속도가 높을수록 훈련에 대한 고득점을 매길 수 있다. 그리고, 훈련 평가부(124)는 그 훈련 득점을 원격 장치에 제공할 수 있다.
상기 프로세스는 전체 또는 그 일부로 수행될 수 있다. 그리고, 그 순서를 달리하여 수행될 수도 있다.
1 : 이동체
2 : 표적체
31, 32 : 진동 센서
41, 42 : 충격파 감지 센서
100 : 제어모듈
110 : 센싱값 수집부
120 : 제어부
121 : 구동부
122 : 피탄 시점 감지부
123 : 피탄 지점 감지부
124 : 훈련 평가부
130 : 통신부

Claims (8)

  1. 제 1 진동 센서가 설치된 이동체;
    제 2 진동 센서가 설치되고, 상기 이동체에 탑재되는 표적체; 및
    상기 표적체에서의 고유 진동 성분에 기초하여 상기 표적체의 피탄 시점을 계산하는 제어모듈을 포함하며,
    상기 제어모듈은 피탄 시점을 계산하는 것에 대응해, 피탄 시점, 제 1 충격파 감지 센서 및 제 2 충격파 감지 센서에서 최대 피크를 가지는 충격파를 감지한 시점을 이용하여 피탄 지점을 계산하고,
    상기 제어모듈은 다음의 수학식을 연립하여 피탄 지점의 좌표를 계산하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인 표적.
    [수학식 1]

    [수학식 2]
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 진동 센서 및 제 2 진동 센서는 적어도 1축 이상을 감지할 수 있는 가속도 센서인 것을 특징으로 하는 이동식 무인 표적.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어모듈은 상기 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일에서 기 설정된 피탄 기준값 이상의 피크값이 존재하면 피탄 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인 표적.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어모듈은 상기 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일에서 최대 피크값이 존재하는 시점을 피탄 시점으로 인식하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인 표적.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어모듈은 상기 표적체에서의 고유 진동 성분 프로파일에서 제 1 충격파 감지 센서 및 제 2 충격파 감지 센서가 충격파를 감지한 시점 중 어느 하나의 시점으로부터 기 설정된 시간 범위 내에서 최대 피크값이 존재하는 시점을 피탄 시점으로 인식하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인 표적.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어모듈은 피탄 시점에서의 표적체의 가속도가 높을수록 훈련에 대한 고득점을 매기는 것을 특징으로 하는 이동식 무인 표적.
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