KR102670055B1

KR102670055B1 - 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102670055B1
Application number: KR1020220028008A
Authority: KR
Inventors: 우순; 김은정; 우지연
Original assignee: 우순; 김은정; 우지연
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2024-05-29
Also published as: KR20230130872A

Abstract

본 발명은, 총기의 실탄 사격 훈련시 음향센서의 감지신호를 분석하여 탄착점을 자동으로 추정하기 위한 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템을 제공하기 위한 것으로서, 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템으로서, 사수의 사격장 입출입부터 사격 후 관리까지 통합적인 제어를 행하는 통합관리서버(100); 상기 통합관리서버(100)의 제어에 응하여 경량타겟(2006)이나 더미표적(2006')의 표적기(2006, 2006')를 기 설정된 위치로 이동시키거나 자율주행하는 로봇(2000); 및 상기 로봇(2000)을 조종하는 로봇조정장치; 를 포함하며, 상기 로봇(2000)은, 로봇본체(2001)나 표적기연결부(2004) 상방으로 상기 표적기(2006, 2006')가 장착되며, 상기 표적기(2006, 2006')의 주변으로 복수개의 초음파 센서(S1 ~ S9)들이 장착되어, 상기 복수개의 초음파 센서가 상기 표적기(2006, 2006')에 피탄시 발생하는 충격파를 센싱하여, 충격파의 도달 시간의 차이를 가지고 거리를 분석하고 삼각측량법에 따라서 피탄 좌표를 추정하는 것을 특징으로 한다.

Description

피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법{Robot target system and method capable of sensing shot point}

본 발명은 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 총기의 실탄 사격 훈련시 음향센서의 감지신호를 분석하여 자동으로 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래의 실탄 사격장은, 사수의 신원을 확인하여 각 사수별로 표적지를 수령케 하고, 탄환을 분배한 후, 각 사대에서 표적지를 부착하고, 표적지를 정해진 거리로 이동시켜, 각각의 타켓을 향하여 사격을 수행하며, 이후 다시 표적지를 사대로 원위치시켜, 표적지를 회수하여 탄착점 및 점수를 확인하는 과정으로 사격훈련을 진행하였다.

다만, 최근의 스마트 사격장에서는 탄두가 발생하는 충격파를 센싱하여 탄착점을 자동으로 인식하는 탄착점 식별 시스템(LOMAH, Location of Miss And Hit) 또는 스마트 타겟이라 불리는 시스템을 사용하기도 한다. 이에 대해서는, 대한민국 특허 제10-1997387호 (음향 센서를 이용한 탄착점 추정 방법 및 장치) 및 대한민국 특허 제10-1943631호 (TDoA 기반의 소총화기 탄착점 추정 시스템) 를 참조 가능하다.

그런데, 이러한 시스템을 사격훈련장에 채용하려면, 각 사로별로 또한 각 사로에서도 실사격 거리별로 일일이 고가의 장비를 별도로 설치해야만 하므로 많은 초기 비용이 투자되어야 함은 물론, 설치 후에도 이들을 운용하려면 많은 유지비용이 소요된다. 특히 실거리 사격장은 주로 야외에 설치되는바, 우리나라와 같이 계절별 기온차도 크고 눈비나 태풍 등의 가혹한 기상 환경에서는 사실상 야외에 그대로 방치하기에는 너무 고가의 장비의 조기 고장으로 이어져, 비경제적이다.

이러한 이유로, 아직도 대부분의 전방 부대에서는 실거리 사격장을 기존의 방식대로 표적지를 부착하는 방식으로 운용할 수 밖에 없는 실정이다.

한편, 대한민국 특허 제10-2057387호 (이동성 사격 시스템)에서 보는 바와 같이, 이동식 방탄무인표적을 포함한 보병용 실탄사격 훈련체계가 제시되었는바, 기존 사격훈련은 고정표적 또는 피탄 시 후방으로 넘어가는 정적표적과 레일을 따라 지정된 경로로만 움직이는 제한적 이동표적을 사용하고 있다.

따라서, 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 있었다.

이를 보완하기 위해 레이저 훈련장비를 활용하여 피격을 모사하는 방식을 도입하고 있으나, 레이저 장비를 활용함으로써 장비의 오작동, 오차 등이 발생할 수 있으며, 레이저와 공포탄을 사용하는 훈련인 만큼 실탄사격과 상이한 탄착특성을 가지고, 실탄사격에서만 느낄 수 있는 반동 및 발생할 수 있는 여러 위기상황에서의 대처능력을 향상시키기에 부족한 점이 있다.

이에 이상의 제1 종래기술의 문제점을 해소하고자, 실탄을 사용하면서 불규칙한 움직임을 보이는 이동식 방탄무인표적을 사용하여, 병사들에게 실전과 유사한 교전상황을 제공하여 실효적인 교전능력을 향상시키고자 하는 목적에서, 대한민국 특허 제10-2301374호 (이동식 방탄무인표적을 포함한 보병용 실탄사격 훈련체계) 가 제2 종래기술로서 개시되었다.

이를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 제2 종래기술은, 병사의 사격훈련을 실전과 유사하게 모사하여 병사에게 실전과 유사한 작전능력을 향상시켜 주기 위한 이동식 방탄무인표적을 포함한 보병용 실탄사격 훈련체계를 제공하기 위한 것으로, 이동장치(110)의 내부와 외부에 걸쳐 형성되며 제어신호와 주행경로명령을 입력받는 신호송수신부(120); 상기 신호송수신부(120)가 수신한 주행경로명령을 포함한 제어신호에 따라 이동식 방탄무인표적을 제어하는 제어부(130); 서로 다른 이동식 방탄무인표적(100)을 감지하고, 전방의 장애물을 인식하기 위한 센서부(140); 초음속으로 비행하는 소총탄에서 발생하는 수퍼소닉파를 최소 4개 이상의 피탄감지센서(151)를 사용하여 피탄여부를 판단하는 피탄감지부(150); 및 상기 피탄감지부(150)로부터 피탄여부를 수신하여 마네킹표적(160)의 기울기를 제어하는 마네킹표적제어부(170); 및 상기 피탄감지부(150)의 최소 4개 이상의 상기 피탄감지센서(151)를 활용하여 하거나, 상기 마네킹표적제어부(170) 내부에 충격감지기(152)가 장착되어 피탄 여부를 판단하고, 피탄되는 시점을 측정하여, 3개의 피탄감지센서(151)로 치명부위 피격 여부를 판단하는 기능이 포함하는 이동식 방탄무인표적(100)과, 상기 센서부(140)와 위치정보수신기(190)을 활용하여 사전에 지정된 경로를 주행하는 제어신호를 다수의 상기 이동식 방탄무인표적(100)으로 원격으로 송신하며, 운용자가 주행경로를 입력할 수 있고, 훈련의 난이도를 설정하여, 훈련 난이도에 따라 상기 이동식 방탄무인표적(100)의 최대 이동 속도 및 치명타 판정 기준을 완화하는 기능을 보유한 원격통제장치(200)를 포함하는 이동식 방탄무인표적을 포함한 보병용 실탄사격 훈련체계이다.

도 2는 제1 종래기술에 따른 피격 후 마네킹표적(160)의 치명으로 판단되었을 시 넘어지는 효과를 통해 임무가 종료되었음을 표현하는 예시도이며, 도 3은 제1 종래기술에 따른 마네킹표적(160)의 치명부위 및 부상부위를 설정한 예시도인바, 머리와 상체 중심부에 피격시 치명부위가 피격된 것으로 예시하고 있다.

도 4는 사격 및 피탄 시 충격파가 발생하는 것을 설명하고, 다수의 피탄감지센서(151)가 피격 위치를 판단하는 방법에 대해 설명하는 개념도인바, 피탄감지부(150)은 복수의 피탄감지센서(151)로 구성된다.

상기 복수의 피탄감지센서(151)는 탄이 초음속으로 이동할 때 발생하는 충격파를 감지하여 탄착위치를 판단한다. 탄의 속도와 음속의 비율인 마하수로 충격파의 속도의 법선방향 성분을 알수 있고, 각각의 센서에 전파되는 충격파의 시간차를 거리로 환산하여 피탄지점을 알 수 있다.

그러나, 이상의 제2 종래기술은, 원거리 사격에서는 큰 문제가 없으나, 근거리에서 실시하는 영상 사격훈련장에서, 혹은 다수 인이 동시 사격 훈련을 행하는 사격훈련장에서는 상기 가정에 무시할 수 없는 오차가 발생할 수 있다. 아울러, 여러 명이서 동시에 사격훈련을 행하는 과정에서 누가 사격한 것인지를 알 수 없다는 한계가 있으며, 더욱이 본 사격훈련 시스템을 시가전 사격훈련에 적용시에는, 탄두의 궤적이 센서와 비스듬한 각을 이루게 되어, 더 정확성이 떨어진다는 문제점이 있다.

대한민국 특허 제10-2057387호 (이동성 사격 시스템) 대한민국 특허 제10-2301374호 (이동식 방탄무인표적을 포함한 보병용 실탄사격 훈련체계)

본 발명은, 이상의 종래기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 총기의 실탄 사격 훈련시 음향센서의 감지신호를 분석하여 탄착점을 자동으로 추정하기 위한 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

더욱이, 사격을 행하는 사수의 손목이나 총기에 각각의 스마트 기기를 장착하도록 하고, 상기 각각의 스마트 기기에서 총기 격발 여부를 감지하여 격발 신호를 연산 장치로 전송하여, 탄착점 추정 시스템에 의한 탄착점 추정시 오차를 보정하도록 함으로서, 더욱 정확한 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련이 가능하도록 하는 것이다.

이상의 목적 및 다른 추가적인 목적들이, 첨부되는 청구항들에 의해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 당업자들에게 명백히 인식될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 시스템으로서, 사수의 사격장 입출입부터 사격 후 관리까지 통합적인 제어를 행하는 통합관리서버(100); 상기 통합관리서버(100)의 제어에 응하여 경량타겟(2006)이나 더미표적(2006')의 표적기(2006, 2006')를 기 설정된 위치로 이동시키거나 자율주행하는 로봇(2000); 및 상기 로봇(2000)을 조종하는 로봇조정장치; 를 포함하며, 상기 로봇(2000)은, 로봇본체(2001)나 표적기연결부(2004) 상방으로 상기 표적기(2006, 2006')가 장착되며, 상기 표적기(2006, 2006')의 주변으로 복수개의 초음파 센서(S1 ~ S9)들이 장착되어, 상기 복수개의 초음파 센서가 상기 표적기(2006, 2006')에 피탄시 발생하는 충격파를 센싱하여, 충격파의 도달 시간의 차이를 가지고 거리를 분석하고 삼각측량법에 따라서 피탄 좌표를 추정하며, 상기 로봇(2000)은, 상기 복수개의 초음파 센서들에 의해 감지된 충격파 감지 센싱 정보를 디지털화하는 신호처리부(2200)와, 상기 신호처리부(2200)에서 디지털화한 충격파 감지 센싱 데이터에 의해 1차 피탄 좌표 분석을 행하는 좌표분석장치(2300)와, 상기 좌표분석장치(2300)에 의해 추정된 좌표값을 상기 통합관리서버(100)로 전송하는 통신부(2900)와, 상기 로봇의 전반적인 제어를 행하는 제어부(2100)를 포함하여 이루어지며, 사수 정보 및 격발감지장치가 내장된 스마트기기(460); 및 상기 좌표분석장치(2300)로부터의 센싱된 정보를 분석하여 발사체의 탄좌표를 추정하되 상기 스마트기기(460)로부터의 사수 위치정보 및 격발시각 데이터를 바탕으로 추가적인 보정을 행함으로써, 탄좌표 분석의 정확성을 높이도록 하는 연산장치(450); 를 더 포함하며, 상기 연산장치(450)는, 상기 로봇(2000)의 표적기까지의 거리를 감안한 일정 시간 내에 격발을 행한 사수의 스마트기기(460)가 존재하였는지 여부 및 상기 일정 시간 내에 격발을 행한 사수의 위치정보에 따라 편향된 각도만큼 탄착점 좌표의 보정을 행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 로봇(2000)은, 상기 표적기(2006, 2006')의 주위에 장착되는 센서장착부(2005)를 더 포함하며, 상기 복수개의 초음파 센서 중에서 일부 센서(S1 ~ S3)가 일렬로 배열된 센서어레이를 형성하면서 상기 센서장착부(2005)에 장착되며, 상기 센서어레이의 후방으로 이격되어 있는 속도검출용 센서(S4)로 동작하도록 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

삭제

한층 더 바람직하게는, 상기 스마트기기(460)는, 사수(P)의 손목에 장착된 스마트 워치이며, 상기 스마트 워치는 사격시 발생되는 격발신호를 감지가능하고, 위치 정보 데이터를 추가적으로 전송가능한 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 스마트기기(460)는, 상기 스마트기기(460)의 모든 동작을 제어하는 제어부(461)와, 각종 센서들(464~468)과, 상기 센서들의 센싱 정보에 의하여 현재 위치를 감지하는 위치감지부(462)와, 총기의 격발을 감지하여 감지한 격발시각을 획득하는 격발감지부(463)와, 상기 위치감지부(462)에 의해 감지된 현재 위치 정보와 상기 격발감지부(463)에 의해 감지된 격발시각 정보를 상기 연산장치(450)로 전송하는 통신부(469)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따른 사격훈련장은, 상기 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템을 구비하는 사격훈련장(1000)으로서, 상기 사격훈련장(1000)의 맨끝 전방에 피탄지가 위치하도록 하며, 상기 피탄지(410)는, 로봇(2000)이 주차할 수 있도록 설치된 로봇주차장과, 상기 로봇주차장 후방에 총탄 사격시 상방향으로 발사된 탄두로부터 로봇을 보호하기 위한 방탄벽을 포함하며, 로봇주차장 상방으로는 로봇에 장착된 표적기(2006, 2006')가 노출되어 있는 것을 특징으로 한다.

다른 한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따른 사격훈련장은, 상기 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템을 구비하는 사격훈련장(1000)으로서, 상기 통합관리서버(100)는 상기 사격훈련장(1000)의 통제실(1100) 내에 위치하도록 하고, 통제실(1100) 바로 앞에 사대(1300)가 위치하도록 하며, 상기 연산장치(450)는, 상기 통합관리서버(100) 내에 위치하고, 상기 통합관리서버(100)로부터 전송받은 탄착점 좌표를 사수의 사대에 설치된 사대 모니터(600)에 디스플레이해 주도록 하는 것을 특징으로 한다.

또다른 한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4 측면에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 방법은, 상기 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에서의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 방법으로서, (b) 상기 연산장치(450)가 상기 스마트기기(460)로부터 사수 정보 및 격발감지 시각 정보를 수신하는 단계; (c) 상기 연산장치(450)가 상기 좌표분석장치(2300)로부터 상기 복수개의 초음파 센서의 발사체의 충격파 신호를 센싱한 좌표분석장치 데이터를 수신하는 단계; 및 (d) 상기 연산장치(450)가 상기 좌표분석장치(2300)로부터 수신한 좌표분석장치 데이터로서 탄착점 좌표를 연산하되, 상기 스마트기기(460)로부터 수신한 사수 정보 및 격발감지 시각 정보로서 보정을 행하여, 탄착점 좌표를 추정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, (e) 상기 (d) 단계 이후, 사격 종료가 되었는가? 를 판단하는 단계(S500); (f) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 아직 종료가 아니면 현재탄착점 좌표를 사수 모니터(600)로 출력하는 단계; (g) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 사격 종료인 경우에는, 사수별 사격 훈련 점수를 산출하는 단계(S700); 및 (h) 상기 (d) 단계 이후, 각 사수별 사격훈련 점수를 dB에 저장하는 단계(S800); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법에 따르면, i) 몇 대의 로봇에만 탄좌표 추정이 가능한 시스템을 장착하여 사로에 이동시켜 운용하게 되면, 고가의 고정적인 탄착점 추정 시스템을 구축하지 않아도 기존의 사격훈련장에 즉시 적용가능하므로, 설치 및 운영비용이 크게 절감되어 경제적이고, ii) 실탄 사격 훈련 시 실제 사격을 행한 사수와 그 위치를 식별하여 감안함으로써 탄착점 추정의 정확성을 높이고 각 사수의 개인 성적의 정확성을 높일 수 있고, iii) 도비탄이나 유탄에 의한 표적 제압의 경우를 구분함으로써 역시 사격 훈련의 정확성을 높일 수 있다. iv) 추가적으로, 이들 로봇을 시가전에서 실제 적군이나 테러범들의 궤적으로 불규칙하게 이동경로를 프로그램밍함으로써, 더욱 실전에 가까운 사격 훈련을 행할 수 있다.

상기 목적 및 효과 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 1은 제1 종래기술에 따른 이동식 방탄무인표적을 포함한 보병용 실탄사격 훈련체계의 개략도.
도 2는 제1 종래기술에 따른 피격 후 마네킹표적(160)의 치명으로 판단되었을 시 넘어지는 효과를 통해 임무가 종료되었음을 표현하는 예시도.
도 3은 제1 종래기술에 따른 마네킹표적(160)의 치명부위 및 부상부위를 설정한 예시도.
도 4는 사격 및 피탄 시 충격파가 발생하는 것을 설명하고, 다수의 피탄감지센서(151)가 피격 위치를 판단하는 방법에 대해 설명하는 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장을 도시한 평면도 및 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장의 사대 및 사수에 대한 모식도.
도 7은 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에서 사용되는 로봇이 탄좌표 분석을 행하는 상태도.
도 8a는 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에서 사용되는 로봇의 사시도.
도 8b는 도 8a에 더미표적이 탑재된 상태의 사시도.
도 9는 도 8b의 로봇들이 실제 시가전을 행하는 상태의 가상도.
도 10은 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 중 서버(100) 및 로봇(2000)의 구성도.
도 11은 도 10의 스마트기기(460)에 대한 상세 블록도.
도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 방법의 메인 플로우챠트.
도 13은 도 12의 스마트기기(460)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도.
도 14는 도 12의 연산장치(450)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.

다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

(본 발명의 최적 실시예에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템)

우선, 본 발명의 최적 실시예에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에 대하여, 도 5 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장을 도시한 평면도 및 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장의 사대 및 사수에 대한 모식도이고, 도 7은 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에서 사용되는 로봇이 탄좌표 분석을 행하는 상태도이고, 도 8a는 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에서 사용되는 로봇의 사시도이고, 도 8b는 도 8a에 더미표적이 탑재된 상태의 사시도이며, 도 9는 도 8b의 로봇들이 실제 시가전을 행하는 상태의 가상도이다.

도 10은 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 중 서버(100) 및 로봇(2000)의 구성도이고, 도 11은 도 10의 스마트기기(460)에 대한 상세 블록도이다.

도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 방법의 메인 플로우챠트이고, 도 13은 도 12의 스마트기기(460)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도이며, 도 14는 도 12의 연산장치(450)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도이다.

먼저, 도 5 내지 도 7 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템을 포함하는 전체 사격훈련시스템은, 사수의 사격장 입출입 및 탄분배 관리는 물론 디지털영상표적을 디스플레이하고 사격시 좌표를 분석하는 사격관리 및 사격 후 탄피회수 및 사후 자원관리까지 행하는 통합관리서버(100); 상기 통합관리서버(100)의 제어에 응하여 표적지를 기 설정된 위치로 이동시키는 로봇(2000); 및 상기 로봇(2000)을 조종하는 로봇조종장치; 를 포함하여 이루어진다.

아울러, 상기 통합관리서버(100)는, 주로 전체 사격훈련장(1000)의 통제실(1100) 내에 위치하도록 하고, 통제실(1100) 바로 앞에 사대(1300)가, 그리고 사대(1300)의 전방으로는 로봇(2000)들이 주행할 수 있는 피탄지가 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

추가적으로, 상기 통합관리서버(100)로부터 전송받은 탄착점 좌표를, 일례로 사수의 사대 칸막이(500)에 설치된 사대 모니터(600)에 디스플레이해 주도록 하며 (선택적으로 사대 칸막이(500)와 사대 모니터(600)가 별개로 이격되어 있을 수 있음), 통계 및 사후관리를 위해 별도의 DB에도 저장되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 사격결과를 기록하여 관리함은 물론, 사격 기록을 취합하여 사수성향을 분석하고, 빅데이터 분석을 통하여 제반 부대 관리에 사용할 수도 있다.

한편, 상기 피탄지에 대하여 좀더 상술하면, 로봇(2000)이 주행할 수 있으며 사격 피탄시 안전 및 방탄 기능을 갖는 시설로서, 먼저 기본적인 표적호 상에 표적지만큼 이격하여 로봇주차장이 설치된다. 로봇주차장 후방에는 역시 총탄 사격시 상방향으로 발사된 탄두로부터 로봇을 보호하기 위한 방탄벽이 로봇 높이 정도로 설치되는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명에서의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에서는 로봇 자체가 방탄 기능을 가지고는 있어, 굳이 별도의 방탄벽이 없어도 되기는 하지만, 그래도 사격훈련장에서 사용시에는 안전을 위하여 로봇의 몸체는 숨기고 표적만 드러낼 수 있으며, 그 전방으로는 탄두회수 시설이 있는 피탄지가 바람직하다.

참고로, 상기 로봇조종장치는, 거의 대부분 리모트컨트롤러(3000)를 사용하겠으나, 경우에 따라서는 통제실에서 피탄지만을 지정하여 주면, 자동으로 최적 경로를 주행하여 해당 피탄지의 로봇주차장에 안착하도록 하는 자율주행장치를 사용할 수도 있으며, 자율주행장치 역시 본 발명의 범위를 벗어나는 것이 아니다.

이제, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에 사용되는 로봇(2000)에 대하여 상술한다.

본 발명의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에 사용되는 로봇(2000)은, 일반적인 로봇과 마찬가지로 로봇본체(2001)에 로봇바퀴(2002) 및 상방으로 로봇안테나(2003) 그리고 상방으로 표적기연결부(2004)가 구비되는바, 특히 본 발명에서는 로봇본체나 표적기연결부 상방으로 경량타겟(2006)이 구비되며, 더욱이 상기 경량타겟(2006)의 주위로 초음파 센서(S1 ~ S8)들이 장착되는바, 상기 초음파 센서(S1 ~ S8)들은, 바람직하게는 일렬로 배열된 전방 센서어레이(S1 ~ S3)와 우측방 센서어레이(S2, S4, S6) 및 좌측방 센서어레이(S3, S5, S7), 그리고 후방 센서어레이(S6 ~ S8) 로 이루어지도록 한다.

이때, 각 센서어레이의 후방에 위치하는 센서는 어느 일일 센서어레이(예컨데, S1 ~ S3의 경우)와 함께 속도검출용 센서(예컨데, S4)로 기능할 수 있다.

각 센서들은, 충격파 감지에 유리한 센서장착부(2005)에 장착되는 것이 바람직하다.

그리하여, 일례로 전반에서 탄두가 날아올 때에는, 상기 제2 센서(S2) 및 제4 센서(S4)에 의해 충격파(W)의 감지 시간차를 이용하여 탄두(F)의 속도를 측정하고, 이후 중앙의 제1 센서(S1)와 같은 센서어레이를 이루는 제2 및 제3 센서(S2, S3)들을 이용하여, 이들 센서들에 도달하는 충격파 시간차를 이용하여 상대적인 거리를 측정하며, 결국 삼각 측량법에 의해 탄두의 좌표를 추정할 수가 있다. 또한, 상기 로봇(2000)에는 온/습도센서 (미도시됨) 가 추가되어, 온/습도에 따라서 탄좌표 분석이 달라지므로, 이에 의한 타좌표 분석의 보정이 이루어지도록 한다.

더 바람직하게는, 상기 제1 내지 제4 센서(S1 ~ S4)들의 조합과 유사하게, 우측에서 탄두가 날아올 경우에는, 우측방 센서어레이(S2, S4, S6)와 제1 센서(S1)가 마찬가지 방식으로 탄두 속도 및 피탄좌표를 인식하도록 하며, 좌측에서 탄두가 날아올 경우에는, 좌측방 센서어레이(S3, S5, S7)와 제1 센서(S1)가 마찬가지 방식으로 탄두 속도 및 피탄좌표를 인식하도록 하며, 후방에서 탄두가 날아올 경우에는, 후방 센서어레이(S6 ~ S8)와 제4 센서(S4)가 마찬가지 방식으로 탄두 속도 및 피탄좌표를 인식하도록 한다.

그리고, 이들 센서들의 초음파 센싱 데이터의 처리는, 로봇본체(2001) 내에 구비되는 신호처리부(2200)에서 디지털화 및 좌표분석장치(2300)에서 좌표값 추정 연산을 행하게 되도록 한다.

도 8a에는 본 발명에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템에서 사용되는 로봇에, 표적기의 기립 및 전도가 가능한 혹은 높이 조절이 가능한 표적기 연결부(2004)가 장착된 상태를 보여주고, 상기 표적기 연결부(2004)에 도 7의 경량타겟(2006)이 장착되도록 하여도 되며, 더 현실감 있도록 하기 위해서는 도 8b에서 보는 바와 같이, 도 8a의 표적기 연결부(2004)에 더미표적(2006')이 탑재되도록 하여도 좋다.

특히, 시가전 사격 훈련을 행할 시에는, 도 9에서 보는 바와 같이, 도 8b의 로봇들이 실제 미리 프로그램된 방식으로 도로를 주행하도록 하면서, 훈련을 행할 수 있도록 하는 것도 좋다.

이제 도 10을 참조하여, 본 발명의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템의 더욱 바람직한 실시예를 설명하면, 먼저 상술한 신호처리부(2200)와 좌표분석장치(2300) 외에도, 로봇(2000)의 조명장치(2400), 카메라(2500), 로봇 자율주행 위한 라이다 및 영상분석시스템(2600)과 GPS 시스템(2700) 그리고 이들 모두를 제어하는 제어부(2100)가 구비되도록 하며, 마지막으로 통신부(2900)는 로봇에서 송출되는 주행데이터와 함께 피탄 좌표 데이터 등을 상기 통합관리서버(100)로 송출하게 된다. 미설명부호 '2800'은 모터와 감속기를 포함하는 '구동부'이고, '2850'는 '배터리'이다.

추가적으로, 보다 정확한 피탄 좌표 추정을 위해, 그리고 사대(1300)에 여러명의 사수가 사격을 행하고 있을 경우에 어느 사수가 사격을 행하였는지를 확인가능하도록 스마트기기(460)가 사수 혹은 총기에 더 추가되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 주로 로봇(2000) 내에 위치하는 좌표분석장치(2300)가 일례로 초음파를 이용한 삼각측량법에 의해 탄두의 타격 지점 좌표를 사격과 동시에 인식하여 그 좌표값을 상기 통합관리서버(100)로 실시간 전송함으로써, 통제실의 모니터 화면에는 물론 사대 모니터(600)에도 실시간으로 타격 점수 및 명중 위치 확인이 가능하도록 한다.

이들 탄착위치 좌표 혹은 디지탈 영상은, 신호처리부(2200) 및 좌표분석장치(2300)를 통해 이진화 및 분석된 후, 주로 상기 통합관리서버(100) 내에 위치하는 연산장치(450)로 전송되는바, 결국 최종적으로 상기 통합관리서버(100)로 전송되어지도록 한다. 상기 연산장치(450)는 로봇(2000) 내에 포함되도록 혹은 로봇(2000)이나 서버(100)와 전혀 별도의 독립된 장치로 구성하여도 되나, 본 발명에서는 특별히 상기 스마트기기(460)에서 사수의 위치정보 및 격발시간데이터를 확보하고 이를 통합관리서버(100)로 보내어 이들 사격 데이터를 감안하여 탄착점 좌표를 보정하여야 하므로, 상기 통합관리서버(100)에 내장되도록 하는 것이 바람직하다.

이제 계속해서, 도 5 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템을 상세히 설명한다.

본 발명의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템은, 주로 통제실(1100)에 배치되어 사격훈련을 통제하는 통합관리서버(100); 경량타겟(2006)이나 더미표적(2006')의 표적기를 운반하면서 초음파 센서와 온/습도센서가 장착된 좌표분석장치(2300)를 포함하는 로봇(2000); 격발감지장치가 내장된 스마트 워치(smart watch) 등의 웨어러블 디바이스(wearable device)인 스마트기기(460); 를 포함하여 이루어지며, 상기 통합관리서버(100)는 상기 좌표분석장치(2300)로부터의 센싱된 정보를 분석하여 발사체의 탄좌표를 추정하되 상기 스마트기기(460)로부터의 사수 위치정보 및 격발시각 데이터를 바탕으로 추가적인 보정을 행함으로써, 탄좌표 분석의 정확성을 높이도록 하는 연산장치(450)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 다만, 상기 연산장치(450)가 반드시 상기 통합관리서버(100) 내에 위치하여야만 하는 것은 아니며, 별도의 장치로 구비되어 있는 것도 가능하고, 심지어 상기 좌표분석장치(2300)에 내장되도록 구비되어도 상관없다.

특히, 상기 스마트기기(460)는, 사수(P)의 손목에 장착된 스마트 워치가 가장 바람직하나, 반드시 사수의 손목에 착용되어야만 하는 것은 아니며, 사격시 발생되는 격발신호를 감지하여 이를 상기 연산장치(450)로 송신할 수 있는 기기이면 족하며, 추가적으로 총기의 위치 정보 데이터를 추가적으로 전송하여, 탄의 발사 각도 및 위치를 감지할 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

이때, 사수의 총기로부터 발사된 탄은 초음속 이상으로 이동하기 때문에 충격파를 발생하며 날아가게 되는바, 탄의 초음파 강도를 측정하는 초음파 센서(도 7의 S1~S4)가 표적기(2006) 전방 하부에 설치되어 날아들어오는 탄으로부터 발생되는 초음파를 측정한다. 아울러, 좌표분석장치의 센서장착부(2005)에 장착된 수개의 초음파 센서(S1~S4)를 상호 비대칭으로 장착하여 삼각측량법으로 연산시 다량의 비교데이터를 만들어 정확도를 높일 수 있다.

아울러, 상기 초음파 센서들은 각자의 감도를 신호처리부(2200)에서 디지털 데이터로 변환하여 상기 좌표분석장치(2300)로 전송하는데, 이때 온/습도 센서(미 도시됨)에 발생된 온도 및 습도 변수를 적용하여 전송한다.

그리하여, 수 개에서 전송된 감도 데이터를 각 초음파 센서 당 상대 센서의 값으로 삼각측량법에 의하여 초당 n번 이상의 계산을 통하여 탄의 궤적 데이터를 상기 좌표분석장치(2300) 및/또는 연산장치(450)를 통해 계산하는 것이다.

더욱이, 상기 발사체의 궤적 데이터를 통합관리서버(100)의 연산장치(450)에서 분석하여 표적지에 탄의 탄착위치를 추정하게 되되, 추가적으로 상기 스마트기기(460)의 데이터를 감안하여 추가적인 보정을 행함으로써, 더욱 좌표분석의 정확성을 높일 수 있다.

최종적으로, 추정된 탄좌표는 사대의 모니터(600)에 실시간으로 디스플레이됨으로써, 사수(P)가 즉시 확인할 수 있도록 한다.

계속해서, 도 10 및 도 11을 참조하여, 상기 로봇(2000) 및 스마트기기(460)의 구성에 대하여 더 상세히 설명한다.

먼저, 상기 표적장치(400)의 세부 구성에 대하여 도 10을 참조하여 상술하면, 기본적으로 일반적인 시스템에 스마트기기(460)가 추가되어진다.

이후, 좌표분석장치(2300)의 센서장착부(2005) 상에 장착된 각 센서(S1~S4)들은 충격파 감지 센싱 정보 및 온습도 정보를, 신호처리부(2200)를 통해 디지털화한 다음, 상기 서버(100)의 연산장치(450)로 전송하게 된다.

마지막으로, 상기 스마트기기(460)의 동작이 본 발명에서의 기술적 핵심사항인바, 도 11을 참조하여 더욱 상세히 설명하면, 상기 스마트기기(460)의 모든 동작을 제어하는 제어부(461)와, 각종 센서들(464~468)과, 상기 센서들의 센싱 정보에 의하여 현재 위치를 감지하는 위치감지부(462) 및 총기의 격발을 감지하여 감지한 격발시각을 획득하는 격발감지부(463), 그리고 이러한 정보들을 유무선 통신 방식으로 서버로 (혹은 연산장치(450)로 직접) 전송하는 통신부(469)를 포함하여 구성된다.

참고로, 상기 각종 센서들(464~468)은, 가속도센서(464), 자이로센서(465), 소리감지센서(466), BLE검색센서(467), mmWave센서(468), 등을 들 수 있으나, 어디까지나 이들은 예시적인 것이고, 스마트기기의 위치 및 격발 시각을 감지하기 위한 목적에 부합하는 센서라면 얼마든지 다른 센서들이 추가되거나 다른 센서들로 대체될 수 있다.

일례로, 가속도센서에 의하여 격발시 사수(P)의 손목에 착용한 스마트기기로서의 스마트워치가 일정 기준치 이상의 가속도를 감지한 경우, 혹은 일정 이상의 폭발음을 감지한 경우, 혹은 이들 2가지 요건이 모두 충족된 경우에, 상기 격발감지부(463)는 그 시각에 총기의 사격 격발이 있었다고 상기 연산장치(450)로 전송할 수가 있다. 유사하게, 상기 자이로센서(465) 및 BLE 검색 센서(465)에 의해, 상기 위치감지부(462)는 현재 위치 및 높이를 인식할 수 있을 것인바, 즉, 상기 BLE 검색 센서(465)나 mmWave 센서(468)들에 의하여 사대 곳곳에 배치한 비콘태그의 인식에 의해, 현재 스마트워치를 착용한 사수의 위치를 수 cm 이내의 정확도로 감지할 수 있으며, 상기 자이로센서(465)에 의해 손목에 착용한 스마트워치의 손목의 각도를 인식함으로써, 현재 사수의 사격 자세가 "서서쏴"인가, "엎드려쏴"인가, 또는 "이동중 사격"인가를 인식하여 높이를 인식할 수 있도록 한다.

따라서, 상기 좌표분석장치(2300)의 연산장치(450)는, 정지표적지 사격의 경우에는, 사수의 사격 위치가 정방향에서 현저히 벗어난 경우, 혹은 탄두가 날아오는 속도를 감안한 일정 시간 내에 격발이 없었거나 정해진 사로의 사수의 격발이 아니라고 판단되는 경우에는 비록 탄착점의 위치가 정확하더라도, 최종 사격 점수에서 무효처리함으로써, 더욱 정확한 사격 점수 관리가 가능하며, 동영상 표적지의 경우에는 격발한 사수의 위치를 감안하여 삼각함수 방정식의 해를 다시 구함으로써, 더욱 정확한 탄착점을 추정할 수 있는 것이다.

(본 발명의 최적 실시예에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 방법)

최종적으로, 본 발명의 최적 실시예에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 방법에 대하여, 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 방법의 메인 플로우챠트이고, 도 13은 도 12의 스마트기기(460)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도이고, 도 14는 도 12의 연산장치(450)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도이다.

본 발명의 다른 측면에 따른 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 방법은, 상기 통합관리서버(100)의 제어 및 리모콘(3000)의 조작에 의한 상기 로봇(200) 및 관련 장치의 구동을 행하는 단계(S100); 사수의 사격 격발시 스마트기기(460)의 위치 및 격발시각 데이터를 취득 및 전송하는 단계(S200); 좌표분석장치(2300)가 각종 센서의 센싱 데이터를 취합하여 전송해온 좌표분석장치 데이터를 수신하는 단계(S300); 상기 연산장치(450)가 스마트기기의 데이터를 감안하여 탄착점 좌표를 연산하는 단계(S400); 사격 종료가 되었는가? 를 판단하는 단계(S500); 상기 S500 단계에서의 판단 결과, 아직 종료가 아니면 현재탄착점 좌표를 사수 모니터(600)로 출력하고, 상기 S100 단계로 리턴하며, 사격 종료인 경우에는, 사수별 사격 훈련 점수를 산출하는 단계(S700); 및 이상의 각 사수별 사격훈련 점수를 dB에 저장하는 단계(S800); 로 이루어진다.

상기 S200 단계(스마트기기 동작 단계)에 대하여, 도 13을 참조하여 상술하면, 먼저 영점사격과 같은 자신의 사로에서 정지한 상태로 행하는 정지사격인가? 여부를 판단하여(S210), 정지사격이 아닌 경우에는 이동하면서 사격을 행하는 훈련이므로, 현재 위치를 파악하고(S212), 그렇지 않은 경우에는 현재위치 파악은 생략한 채로 (이 경우라도, 사격장 출입시 이미 훈련생의 신원이 파악되고 사전등록되었으므로 어느 사수가 어느 사로에서 사격훈련을 하고 있는지를 서버가 알고 있다고 가정한다), 격발 여부를 체크한다(S214). 격발 여부는, 가속도 센서나 충격 센서에 의하여 가능하며, 이외에도 소리감지 센서에 의하여 판단하는 방법도 있을 것이다.

상기 S214 단계에서의 판단 결과, 격발 행동이 감지되지 않으면 계속해서 체크하고, 격발 행동이 감지되면 현위치 및 격발시각 데이터를 취합하여 상기 서버(100)나 연산장치(450)로 전송하고(S216), 다음 단계인 좌표분석장치 데이터 수신 단계(S300) 및 탄착점 좌표연산 단계(S400)로 진행한다.

계속해서, 상기 탄착점 좌표연산 단계(S400)에 대하여, 도 14를 참조하여 상술하면, 먼저 온습도 센서(S5)에서 측정한 온습도에 따라서 기 정해진대로 초음파센서(S1~S4)에서 센싱된 데이터를 일차로 보정하고(S410), 이로부터 발사체의 탄착점 좌표를 연산하게 된다(S412~S416). 일례로, 제1 및 제4 초음파 센서(S1, S4)의 충격파 센싱 시각으로부터 발사체의 속도를 연산하고(S412), 센서 어레이를 이루는 제1 내지 제3 초음파 센서(S1~S3)의 충격파 감지 지연시간을 가지고 센서별 탄착점으로부터의 거리를 연산하며(S414), 이로부터 탄착점 좌표를 추정하게 된다(S416).

이후, 사대로부터 피격지점까지의 거리를 감안한 일정 시간 내에 격발을 행한 사수의 스마트기기가 존재하였는지? 여부를 체크하여(S418), 존재하지 않은 경우에는 이는 도비탄이나 유탄에 의한 혹은 기타 이유로 인한 초음파 감지이므로, 에러로 처리하며(S420), 반대로 상기 S418 단계에서의 판단 결과, 상기 일정 시간 내에 격발을 행한 사수의 스마트기기(460)가 존재하였으면, 이제 격발을 행한 사수의 위치가 정위치인지? 여부를 체크하게 되는바(S422), 이는 영점 사격이나 정지표적지 사격의 경우에 정해진 사로의 사수에 의한 사격인지? 및 동영상표적지 사격훈련의 경우에는 탄착점 좌표 보정을 행하기 위함이다.

일단, 상기 S422 단계에서의 판단 결과, 사수의 위치가 정위치이면 바로 다음 단계(S426)로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 탄착점 좌표를 상기 사수의 위치에 따라 편향된 각도만큼 삼각함수 방정식 해법에 의해 탄착점 좌표를 보정한 후에(S424), 다음 (S426) 단계로 진행하게 된다.

즉, S426 단계에서는, 격발 사수가 정당한 권원이 있는 사수인가? 여부를 판단하게 되는바(S426), 일례로 고정위치 사격인 경우에 해당 사로의 사수가 사격을 행하였는가? 아니면 바로 옆 사로의 사수가 사격을 행한 것인가? 여부를 판단하는 것이며, 팀별 사격훈련의 경우에는 해당 팀원의 사격인가? 여부를 판단하는 것이다.

아뭏든, 상기 S426 단계에서의 판단 결과, 정당한 권원이 있는 사수의 사격이 아니면, 역시 에러로 표시하고 해당 탄착점은 무시하며(S428), 역으로 정당한 권원이 있는 사수에 의한 사격인 경우에는, 탄착점 좌표의 점수를 해당 사수의 사격점수에 반영한 후에(S2300), 도 12의 상기 S500 단계로 리턴한다.

이상, 살펴본 바와 같이, 본 발명의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법에 의하면, (1) 몇 대의 로봇에만 탄좌표 추정이 가능한 시스템을 장착하여 각 사로에 이동시켜 운용하게 되면, 고가의 고정적인 탄착점 추정 시스템을 구축하지 않아도 기존의 사격훈련장에 즉시 적용가능하므로, 설치 및 운영비용이 크게 절감되어 경제적이고, (2) 실탄 사격 훈련 시 실제 사격을 행한 사수와 그 위치를 식별하여 감안함으로써 탄착점 추정의 정확성을 높이고 각 사수의 개인 성적의 정확성을 높일 수 있고, (3) 도비탄이나 유탄에 의한 표적 제압의 경우를 구분함으로써 역시 사격 훈련의 정확성을 높일 수 있다. 더욱이, (4) 이러한 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 탑재한 로봇들을 실제 테러범이나 기타 피격체의 동선과 일치시킴으로써, 극히 현실감 있는 시가전 훈련을 행할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

100 : 통합 관리 서버
450 : 연산장치
460 : 스마트기기
461 : 제어부
462 : 위치감지부
463 : 충격감지부
464 : 가속도센서
465 : 자이로센서
466 : 소리감지센서
467 : BLE검색센서
468 : mmWave센서
469 : 통신부
500 : 사대 칸막이
600 : 사대 모니터
1000: 사격훈련장
1100: 통제실
1300: 사대
2000 : 로봇
2001 : 로봇본체
2002 : 로봇바퀴
2003 : 로봇안테나
2004 : 표적기연결부
2005 : 센서장착부
2006 : 경량타겟
2006' : 더미표적
2100 : 제어부
2200 : 신호처리부
2300 : 좌표분석장치
2400 : 조명장치
2500 : 카메라
2600 : 라이다 및 영상분석시스템
2700 : GPS 시스템
2800 : 구동부
2850 : 배터리
2900 : 통신부
3000 : 리모콘
F : 탄두
P : 사수
S1 ~ S9 : 초음파센서
T : 탄두의 궤적
W : 충격파

Claims

피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 시스템으로서,
사수의 사격장 입출입부터 사격 후 관리까지 통합적인 제어를 행하는 통합관리서버(100);
상기 통합관리서버(100)의 제어에 응하여 경량타겟(2006)이나 더미표적(2006')의 표적기(2006, 2006')를 기 설정된 위치로 이동시키거나 자율주행하는 로봇(2000); 및
상기 로봇(2000)을 조종하는 로봇조정장치;
를 포함하며,
상기 로봇(2000)은, 로봇본체(2001)나 표적기연결부(2004) 상방으로 상기 표적기(2006, 2006')가 장착되며,
상기 표적기(2006, 2006')의 주변으로 복수개의 초음파 센서(S1 ~ S9)들이 장착되어,
상기 복수개의 초음파 센서가 상기 표적기(2006, 2006')에 피탄시 발생하는 충격파를 센싱하여, 충격파의 도달 시간의 차이를 가지고 거리를 분석하고 삼각측량법에 따라서 피탄 좌표를 추정하며,
상기 로봇(2000)은, 상기 복수개의 초음파 센서들에 의해 감지된 충격파 감지 센싱 정보를 디지털화하는 신호처리부(2200)와,
상기 신호처리부(2200)에서 디지털화한 충격파 감지 센싱 데이터에 의해 1차 피탄 좌표 분석을 행하는 좌표분석장치(2300)와,
상기 좌표분석장치(2300)에 의해 추정된 좌표값을 상기 통합관리서버(100)로 전송하는 통신부(2900)와,
상기 로봇의 전반적인 제어를 행하는 제어부(2100)를 포함하여 이루어지며,
사수 정보 및 격발감지장치가 내장된 스마트기기(460); 및
상기 좌표분석장치(2300)로부터의 센싱된 정보를 분석하여 발사체의 탄좌표를 추정하되 상기 스마트기기(460)로부터의 사수 위치정보 및 격발시각 데이터를 바탕으로 추가적인 보정을 행함으로써, 탄좌표 분석의 정확성을 높이도록 하는 연산장치(450);
를 더 포함하며,
상기 연산장치(450)는, 상기 로봇(2000)의 표적기까지의 거리를 감안한 일정 시간 내에 격발을 행한 사수의 스마트기기(460)가 존재하였는지 여부 및 상기 일정 시간 내에 격발을 행한 사수의 위치정보에 따라 편향된 각도만큼 탄착점 좌표의 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 로봇(2000)은, 상기 표적기(2006, 2006')의 주위에 장착되는 센서장착부(2005)를 더 포함하며,
상기 복수개의 초음파 센서 중에서 일부 센서(S1 ~ S3)가 일렬로 배열된 센서어레이를 형성하면서 상기 센서장착부(2005)에 장착되며, 상기 센서어레이의 후방으로 이격되어 있는 속도검출용 센서(S4)로 동작하도록 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 시스템.
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제 1 항에 있어서,
상기 스마트기기(460)는, 사수(P)의 손목에 장착된 스마트 워치이며,
상기 스마트 워치는 사격시 발생되는 격발신호를 감지가능하고, 위치 정보 데이터를 추가적으로 전송가능한 것을 특징으로 하는 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 스마트기기(460)는,
상기 스마트기기(460)의 모든 동작을 제어하는 제어부(461)와,
각종 센서들(464~468)과, 상기 센서들의 센싱 정보에 의하여 현재 위치를 감지하는 위치감지부(462)와,
총기의 격발을 감지하여 감지한 격발시각을 획득하는 격발감지부(463)와,
상기 위치감지부(462)에 의해 감지된 현재 위치 정보와 상기 격발감지부(463)에 의해 감지된 격발시각 정보를 상기 연산장치(450)로 전송하는 통신부(469)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 시스템.
제 1 항의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 시스템에서의 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 방법으로서,
(b) 상기 연산장치(450)가 상기 스마트기기(460)로부터 사수 정보 및 격발감지 시각 정보를 수신하는 단계;
(c) 상기 연산장치(450)가 상기 좌표분석장치(2300)로부터 상기 복수개의 초음파 센서의 발사체의 충격파 신호를 센싱한 좌표분석장치 데이터를 수신하는 단계; 및
(d) 상기 연산장치(450)가 상기 좌표분석장치(2300)로부터 수신한 좌표분석장치 데이터로서 탄착점 좌표를 연산하되, 상기 스마트기기(460)로부터 수신한 사수 정보 및 격발감지 시각 정보로서 보정을 행하여, 탄착점 좌표를 추정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 방법.
제 7 항에 있어서,
(e) 상기 (d) 단계 이후, 사격 종료가 되었는가? 를 판단하는 단계(S500);
(f) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 아직 종료가 아니면 현재탄착점 좌표를 사수 모니터(600)로 출력하는 단계;
(g) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 사격 종료인 경우에는, 사수별 사격 훈련 점수를 산출하는 단계(S700); 및
(h) 상기 (d) 단계 이후, 각 사수별 사격훈련 점수를 dB에 저장하는 단계(S800);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 실탄 사격 훈련 방법.