KR20000012160A - Simulation system for training shooting using augmented reality and method thereof - Google Patents

Simulation system for training shooting using augmented reality and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20000012160A
KR20000012160A KR1019980049108A KR19980049108A KR20000012160A KR 20000012160 A KR20000012160 A KR 20000012160A KR 1019980049108 A KR1019980049108 A KR 1019980049108A KR 19980049108 A KR19980049108 A KR 19980049108A KR 20000012160 A KR20000012160 A KR 20000012160A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
shooting
screen
laser
firearm
Prior art date
Application number
KR1019980049108A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
윤욱선
Original Assignee
윤욱선
주식회사 모든텔레콤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤욱선, 주식회사 모든텔레콤 filed Critical 윤욱선
Priority to KR1019980049108A priority Critical patent/KR20000012160A/en
Publication of KR20000012160A publication Critical patent/KR20000012160A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • F41G3/26Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying
    • F41G3/2616Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device
    • F41G3/2622Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device for simulating the firing of a gun or the trajectory of a projectile
    • F41G3/2627Cooperating with a motion picture projector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41AFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A33/00Adaptations for training; Gun simulators
    • F41A33/02Light- or radiation-emitting guns ; Light- or radiation-sensitive guns; Cartridges carrying light emitting sources, e.g. laser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41AFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A33/00Adaptations for training; Gun simulators
    • F41A33/06Recoil simulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • F41G3/26Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying
    • F41G3/2616Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device
    • F41G3/2622Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device for simulating the firing of a gun or the trajectory of a projectile
    • F41G3/2655Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device for simulating the firing of a gun or the trajectory of a projectile in which the light beam is sent from the weapon to the target
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41JTARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
    • F41J5/00Target indicating systems; Target-hit or score detecting systems
    • F41J5/14Apparatus for signalling hits or scores to the shooter, e.g. manually operated, or for communication between target and shooter; Apparatus for recording hits or scores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

PURPOSE: A simulation system for training shooting is provided to scientifically and efficiently train shooting and to improve the individual marksmanship by exactly analyzing and correcting the consequences of shooting which are not provided to the existed shooting training. CONSTITUTION: The simulation system for training shooting has:a target image providing piece(100) having a screen(110) indicating the target image and an image projector(120) projecting the target image on the screen; a gun system(200) projecting laser on the target image of the screen by generating the laser according to shooting; an image recognizing piece(300) photographing the image of the screen to obtain the laser coordinate from a gun(210) according to shooting by photographing the image of the screen; an operating system(400) outputting the consequences of shooting through output pieces by unifying the consequences by a gun; and a sound output piece(500) outputting sound according to the shooting simulation.

Description

증강 현실을 이용한 사격 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법Target Training Simulation System Using Augmented Reality and Its Method

본 발명은 사격 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 실세계 증강 정보를 미리 구축하고, 그 구축된 증강 정보가 사격자의 사격 결과에 따라 제공되도록 하는 증강 현실(Augmented Reality) 기술을 이용한 사격 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fire training simulation system and method thereof, and more particularly, to a fire training simulation using augmented reality technology, in which real-world augmentation information is pre-established and the constructed augmentation information is provided according to the shooting result of the fire target. A system and method thereof are provided.

증강 현실이란, 가상현실(Virtual Reality) 기술에서 파생된 기술로서, 실세계에 대한 인지도를 향상시키는 기술을 말하는데, 이때 실세계와의 상호 작용을 배제하고 오직 미리 구축해 놓은 가상 공간내에서의 상호 작용을 처리하는 가상현실 기술과는 달리, 상기 증강 현실 기술은 실시간 처리를 바탕으로 미리 구축된 실세계 정보(이를 증강 정보라함)가 특수 인터페이스 장치를 통해 실제로 관찰되는 실세계의 영상에 겹쳐서 표현되고, 실세계와의 상호작용을 제공하도록 함으로써 사용자의 실세계 현상에 대한 이해와 인식력을 향상시키는 기술 분야이다.Augmented reality is a technology derived from virtual reality technology that improves the perception of the real world, which excludes interaction with the real world and processes interactions in the pre-established virtual space. Unlike the virtual reality technology, the augmented reality technology is a real-time information (referred to as augmented information) pre-built on the basis of real-time processing is superimposed on the image of the real world actually observed through a special interface device, and mutual interaction with the real world It is a technical field to improve the user's understanding and awareness of real-world phenomena by providing action.

이러한 기술을 바탕으로 기존의 실제 사격 훈련에서는 제공되지 않던 사격 결과에 대한 정확한 분석 및 교정 방법 등의 제공을 본 발명의 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an accurate analysis and correction method for the shooting result, which was not provided in the existing actual shooting training, based on these techniques.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 스크린에 투사된 레이저(증강현실 기술중 실세계에 해당)에 대해 영상 인식 시스템을 이용한 레이저 좌표(증강 정보)의 획득 기술, 레이저의 좌표에 따라 사격 결과에 대한 분석 및 교정(증강정보) 데이터를 화면상에 출력하는 기술, 여러 개의 총기에서 발생하는 신호에 따른 실시간 데이터 처리 기술을 사용하여 구현한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a technique for acquiring laser coordinates (augmentation information) using an image recognition system for a laser projected on a screen (corresponding to the real world of augmented reality technology), and for shooting results according to laser coordinates. Analysis and correction (enhancement information) data is displayed on the screen, and real-time data processing technology based on signals generated from multiple firearms is implemented.

본 발명은, 타켓 영상 제공수단을 통해 사격 타켓 영상을 투사장치를 통해 스크린에 투사하고, 총기 시스템에서 사격에 따라 총기에서 레이저를 발생시켜 상기 스크린에 조사함과 아울러 격발신호를 발생시키며, 영상인식 수단에서 CCD카메라를 이용하여 상기 스크린에 조사된 레이저의 탄착 영상을 촬영하고, 운영 시스템(PC)에서 상기 타켓 영상 제공수단으로 동영상 또는 정지영상을 타켓 영상으로 제공함과 아울러 상기 격발신호에 따라 상기 영상 인식수단에서 촬영된 레이저 탄착점 영상을 인식하여 해당 스크린에 투사된 영상과 탄착점 영상을 비교 분석하여 그 결과를 모니터에 출력함과 아울러 전체 사격 시뮬레이션 시나리오 및 운영을 제어하며, 음향 출력수단을 통해 사격 시뮬레이션에 따른 음향을 출력하도록 구성함으로써 달성된다.The present invention, through the target image providing means for projecting the target image on the screen through the projection apparatus, in accordance with the shooting in the gun system by generating a laser from the gun to irradiate the screen and generate a trigger signal, image recognition Means for taking an impact image of the laser irradiated onto the screen using a CCD camera, and providing a moving image or a still image as a target image to the target image providing means from an operating system (PC), and the image according to the triggered signal. Recognizes the laser impact point image captured by the recognition means, compares the image projected on the screen with the impact point image, outputs the result to the monitor, and controls the overall fire simulation scenario and operation. It is achieved by configuring to output a sound according to.

본 발명은, 레이저와 총기 제어를 위한 장치가 내장된 군사용 일반화기, 대공화기 및 경찰용 총기 부분과 각각의 총기에서 발생하는 신호를 실시간으로 시스템으로 전달하고 처리하여 시뮬레이션 시킬 수 있다.The present invention can be simulated by transmitting and processing the signals generated by each gun and military general firearms, anti-aircraft guns and police firearms with a laser and a device for controlling guns to the system in real time.

도 1은 본 발명에 의한 증강현실을 이용한 사격 훈련 시뮬레이션 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a shooting training simulation system using augmented reality according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 사격 훈련 시뮬레이션 시스템의 일 실시예를 보인 구성도.Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of a shooting training simulation system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 탄착점 영상 인식 방법을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing an impact point image recognition method according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 타켓 영상 제공수단 110 : 스크린100: target video providing means 110: screen

120 : 영상투사장치 200 : 총기 시스템120: video projection device 200: firearm system

210 : 총기 220 : 인터페이스210: Firearm 220: Interface

300 : 영상 인식 수단 310 : 카메라300: image recognition means 310: camera

311 : 적외선 레이저 필터 320 : 이미지 그래버311: infrared laser filter 320: image grabber

330 : 이미지 분석부 331 : 이미지 버퍼330: image analysis unit 331: image buffer

332 : 영상 분석 프로그램 400 : 운영 시스템332: video analysis program 400: operating system

410 : 메인 제어부 411 : 인터페이스 포트410: main control unit 411: interface port

412 : 사운드 카드 413 : 그래버 보드412: Sound Card 413: Grabber Board

414 : 그래픽 보드 420 : 모니터414: graphics board 420: monitor

430 : 주변장치 431 : 전원 장치430: peripheral device 431: power supply

432 : 프린터 433 : DVD432 printer 433 DVD

434 : 마우스 435 : 키보드434: Mouse 435: Keyboard

500 : 음향출력수단 510 : 앰프500: sound output means 510: amplifier

520 : 스피커520: Speaker

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 사격 훈련 시뮬레이션 시스템의 개념을 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 사격 훈련 시뮬레이션 시스템 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 타켓 영상을 표시하는 스크린(110)과 그 스크린(110)에 타켓 영상을 투사하는 영상 투사장치(120)를 구비하여 타켓 영상으로 동영상 또는 정지영상을 제공하는 타켓 영상 제공수단(100)과; 사격에 따른 레이저를 발생시켜 상기 스크린(110)의 타켓 영상측에 조사하고 총기의 격발시 각 총기별로 구별이 가능한 격발신호를 발생시키는 다수의 총기(210)를 구비한 총기 시스템(200)과; 상기 타켓 영상 제공수단(100)의 스크린(110)상에 조사되는 총기(210)의 레이저 좌표를 획득하기 위해 스크린(110)의 영상을 촬영하는 영상 인식 수단(300)과; 전체 사격 시뮬레이션 운영에 대한 시나리오에 따라 상기 타켓 영상 제공수단(100)에 타켓 영상을 제공함과 아울러 상기 총기 시스템(200)의 격발신호에 따라 상기 영상 인식 수단(300)의 레이저 탄착점 영상과 해당 스크린에 제공된 타켓 영상과의 비교분석에 의해 탄착점의 위치를 인식하여 모니터에 출력함과 아울러 사격 결과를 총기별로 통합 처리하여 출력수단들을 통해 출력하는 운영 시스템(400)과; 그 운영 시스템(400)의 제어에 의해 사격 시뮬레이션에 따른 음향을 출력하는 음향 출력수단(500)으로 구성된다.1 is a block diagram showing the concept of the shooting training simulation system according to the present invention, Figure 2 is a block diagram of a shooting training simulation system using augmented reality according to an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the present invention includes a screen 110 displaying a target image and an image projector 120 for projecting the target image onto the screen 110 to provide a moving image or a still image as the target image. Target image providing means 100 and; A firearm system (200) having a plurality of firearms (210) for generating a laser according to shooting and irradiating the target image side of the screen (110) and generating a trigger signal that can be distinguished for each firearm when the firearm is triggered; Image recognition means (300) for capturing an image of the screen (110) to obtain laser coordinates of the firearm (210) irradiated on the screen (110) of the target image providing means (100); The target image is provided to the target image providing means 100 according to the scenario of the entire shooting simulation operation, and the laser impact point image of the image recognition means 300 and the corresponding screen are generated according to the trigger signal of the firearm system 200. An operating system 400 for recognizing the location of the impact point by comparing and analyzing the provided target image and outputting it to the monitor, and integrating the shooting result for each firearm and outputting the output through the output means; By the control of the operating system 400 is composed of a sound output means 500 for outputting the sound according to the shooting simulation.

총기 시스템(200)은 4개의 총기(210)로 구성되며, 각각의 총기(210)는 레이저 광학 장치를 이용하여 다른 모양으로 운영 시스템(400)의 화면 상에 나타나게 한다. 또한, 총기에는 에어 카트리지(air cartridge)가 장착되어, 격발 시 실제와 동일한 충격을 발생하도록 한다. 각각의 총기는 4:1의 커넥션 인터페이스(220)를 통하여 동시성이 없이 시간적인 순서를 가지도록 하여 운영 시스템(400)의 인터페이스 포트(411)에 연결된다.The firearm system 200 is composed of four firearms 210, each fired by using a laser optics device in a different shape on the screen of the operating system 400. In addition, the gun is equipped with an air cartridge (air cartridge), so that when triggered to produce the same shock as the actual. Each firearm is connected to the interface port 411 of the operating system 400 to have a chronological order without concurrency via a 4: 1 connection interface 220.

영상 인식 수단(200), 비가시성의 적외선 레이저를 인식할 수 있는 필터(311)와, 영상을 받아들이기 위한 카메라(310), 카메라(310)가 찍은 영상을 디지털화 하여 운영시스템(400)의 영상 체계와 동기 시켜 주기 위한 이미지 그래버(image grabber)(320), 그리고 디지털화 된 영상을 분석하여 좌표를 얻어내는 이미지 분석부(330)로 구성되며, 증강현실에서 말하는 실세계에 대한 정보를 취득하는 부분이다.Image recognition means 200, a filter 311 capable of recognizing an invisible infrared laser, the camera 310 for receiving the image, the image taken by the camera 310 to digitize the image of the operating system 400 It consists of an image grabber 320 to synchronize with the system, and an image analyzer 330 that obtains coordinates by analyzing the digitized image, and acquires information about the real world in augmented reality. .

상기 운영시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 전체 운영 제어를 하는 메인 제어부(410)와, 상기 총기 시스템(200)의 총기들의 격발신호를 구별시켜 인터페이스 시키는 인터페이스(220)와 연결되어 총기격발신호를 입력받는 인터페이스 포트(411)와, 음향출력장치(500)로 시뮬레이션의 시나리오에 따라 음향을 출력하는 사운드 카드(412)와, 상기 영상인식 수단(300)의 카메라(310)에서 제공되는 영상을 처리하는 이미지 그래버(320), 이미지 분석부(330)를 포함하는 그래버 보드(413)와, 상기 투사장치(120)에 타켓 영상을 제공하는 그래픽 보드(410)를 포함하여 PC본체가 구성되고., 상기 메인 제어부(410)의 제어에 의해 시뮬레이션 운영 프로그램에 따른 영상과 탄착 결과에 대한 영상을 화면에 디스플레이 시키는 텃치 스크린 모니터(420)와, 주변장치(430)로서, 주 전원 장치(431)와, 사격 시뮬레이션 결과를 인쇄하기 위한 프린터(432)와, 디지털 영상을 제공하기 위한 DVD(433)와, 조작 제어를 위한 마우스(434), 키보드(435)를 포함하여 구성된다.The operating system, as shown in Figure 2, is connected to the main control unit 410 to control the overall operation and the interface 220 for distinguishing and interface the trigger signal of the firearms of the firearm system 200 to fire the gun Interface port 411 for receiving a signal, a sound card 412 for outputting sound in accordance with a scenario of simulation to the sound output device 500, and the image provided by the camera 310 of the image recognition means 300 The PC body is configured to include a grabber board 413 including an image grabber 320, an image analyzer 330, and a graphic board 410 that provides a target image to the projection device 120. As a peripheral device 430, a watch screen monitor 420 for displaying an image according to a simulation operation program and an image of an impact result under control of the main control unit 410, and as a peripheral device 430, It is configured, including 431 and the printer 432 for printing the shooting simulation result, and the DVD (433) for providing a digital image, a mouse 434 for operation control, a keyboard 435.

그리고, 상기 음향 출력수단(500)은, 상기 사운드 카드(412)로부터 제공되는 음향을 증폭하여 스테레오 출력을 하는 앰프(510) 및 그 앰프(510)의 출력 오디오를 스테레오로 출력하는 복수개의 스피커(520)로 구성된다.The sound output unit 500 may include an amplifier 510 for amplifying the sound provided from the sound card 412 and outputting the audio output of the amplifier 510 in stereo. 520).

상기 운영시스템(400)은 시나리오에 따라 증강 현실의 가상정보를 제공하고 실사 정보와 합성하여 분석된 결과를 출력하는 시스템으로서 통상의 펜티엄급 PC로 구성된다.The operating system 400 is a system for providing virtual information of augmented reality according to a scenario and synthesizing it with real-world information and outputting the analyzed result.

운영 프로그램은 미리 제작된 시나리오에 따라 전체 시스템을 진행시키고 영상인식 수단(200)에서 획득된 정보를 바탕으로 증강현실을 이용하여 생성된 증강정보(훈련결과의 분석 및 출력데이터)를 나타내는 기능을 갖는다.The operating program has a function of advancing the entire system according to a pre-produced scenario and displaying augmented information (analysis and output data of training results) generated using augmented reality based on the information acquired by the image recognition means 200. .

이때 출력되는 증강정보는 다음과 같다. 탄착군 형성 여부, 영점 획득여부, 격발 중 조준 궤적 이동, 조준후 격발 소요시간, 분야별 교정방법 등이다. 운영프로그램은 사격자에게 영점 사격, 실거리 사격, 상향/하향 사격, 야간사격, 전술 사격등의 코스를 제공한다.The augmentation information output at this time is as follows. Formation of impact group, whether to acquire zero point, movement of aiming trajectory during triggering, triggering time after aiming, and correction method by sector. The operating program provides the shooter with courses such as zero shot, ranged shot, up / down shot, night shot and tactical shot.

사격자는 제공되는 코스중 일부 또는 전체를 선택하여 훈련할 수 있다. 또한 사격자의 훈련 결과는 데이터 베이스를 통해 저장되고 관리되어 훈련자의 장/단기적 성과를 볼 수 있다.Shooters may choose to train some or all of the courses offered. Shooter's training results are also stored and managed in a database to view the trainer's short and long term performance.

상기 영상 인식 수단과 상기 운영시스템에 의해 이루어지는 영상 인식 방법을 설명하면 다음과 같다.An image recognition method performed by the image recognition means and the operating system will be described below.

영상 인식 원리는, 스크린(110)에 총기(210)로부터 투사된 레이저를 CCD카메라(310)를 통하여 영상 데이터로 입력받아 이미지 프로세싱을 통하여 탄착점 좌표와 총기를 구별하게 된다.In the image recognition principle, the laser beam projected from the firearm 210 on the screen 110 is input as image data through the CCD camera 310 to distinguish the impact point coordinates from the firearm through image processing.

도 3은 본 발명에 의한 영상 인식 개념도로서, CCD카메라(310)를 통해서 이미지 그래버의 프레임 그래버(Frame Grabber)(321)로 입력된 영상신호는 디지털 데이터로 변환되어 이미지 분석부의 이미지 버퍼(331)에 저장되는데, 영상 분석 프로그램(332)에 의해 총기(210)로부터 격발신호가 들어온 순간의 프레임만을 그래브(grb)시켜 각 픽셀에 대해 저장된 데이터를 읽어 들인 후, 레이저의 칼라에 해당하는 픽셀을 검색하여 좌표 및 모양을 획득하고 원하는 이미지 모양과 비교하여 총기를 구별한 후, 메인 프로그램으로 좌표값을 리턴한다.3 is a conceptual diagram of image recognition according to an embodiment of the present invention, in which an image signal input to a frame grabber 321 of an image grabber through a CCD camera 310 is converted into digital data and thus an image buffer 331 of the image analyzer. The image analysis program 332 grabs only the frame of the instant when the trigger signal comes from the firearm 210, reads the stored data for each pixel, and then retrieves the pixel corresponding to the color of the laser. The searcher acquires coordinates and shapes, compares them with the desired image shape, distinguishes firearms, and returns coordinate values to the main program.

즉, RS-232C를 통해 인터페이스(220)로부터 입력되는 총기(210)의 격발신호가 들어온 순간에 다음과 같이 실행한다. 초기화에서 설정한 디지타이저로부터 이미지를 그래브해서 설정된 버퍼에 이미지를 저장한다. 그리고, 이미지를 이미지 어래이에 다시 저장하고, 이미지 어래이에 저장된 이미지 데이터의 각각의 좌표를 순차적으로 검색하며, 각각의 좌표에서 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽 4방향으로 일정한 픽셀 간격으로 픽셀의 색을 조사하여 레이저가 존재하는지를 검색하고, 이것을 이용하여 레이저의 종류를 판별한다.That is, at the moment when the trigger signal of the firearm 210 input from the interface 220 is input through the RS-232C, the following operation is performed. Grab the image from the digitizer set in the initialization and save the image in the set buffer. Then, the image is stored in the image array again, the respective coordinates of the image data stored in the image array are sequentially searched, and the color of the pixel is examined at regular pixel intervals in the four directions of up, down, right, and left of each coordinate. It searches for whether a laser exists and uses it to determine the type of laser.

이때, 카메라의 영상은 초기화시에 스크린을 촬영한 영상을 디지타이저에 매칭시켜 스크린에 투사하는 영상의 좌표 체계와 매칭시켜 둠으로써, 레이저의 탄착 영상을 입력받아 좌표를 검출하고, 그 좌표값을 투사 영상에 대비시킴으로써, 탄착 결과를 증강현실로 표현할 수 있게 되는 것이다.At this time, the image of the camera is matched with the coordinate system of the image projected on the screen by matching the image taken on the screen with the digitizer at the time of initialization. By contrasting the image, impact results can be expressed in augmented reality.

그리고, 레이저의 종류를 판별하기 위한 방법으로는, 각 총기별로 레이저의 종류를 다르게하여 색상이 다른 레이저를 투사하게 되면 스크린에 투사된 레이저의 칼라를 카메라가 영상으로 촬영한 후 그 색상을 판별함으로써, 총기를 구별할 수 있고, 절대 좌표값을 디지타이저에 따른 좌표값으로 매칭시킴으로써, 투사영상에서의 탄착 좌표를 구할 수 있게 된다.In addition, as a method for determining the type of laser, when different types of lasers are projected for different firearms, and the lasers of different colors are projected, the color of the laser projected on the screen is captured by the camera, and then the color is determined. By distinguishing the firearms, and matching the absolute coordinates with the coordinate values according to the digitizer, the impact coordinates in the projection image can be obtained.

탄착점 화면표시는, 타켓 영상이 실행되는 부분과 탄착점만을 나타내는 프로그램을 오버래이 하는 방법으로 구현한다. 오버래이를 가능하게 하는 윈도우 어플리케이션 함수를 이용한 알고리즘을 개발하고 이를 실시간에 구현하도록 한다. 구현하는데 걸리는 시간과 실제 사격시 총알의 속도를 비교 보정하여 지연시간을 최소화한다. 그리고, 탄착점의 표시는 사수마다 구별된 색깔로 원형으로 표시한다.The impact point screen display is implemented by a method of overlaying a program showing only the portion where the target image is executed and the impact point. We develop an algorithm using a window application function that enables overlay and implement it in real time. Minimize the delay time by comparing and correcting the time taken to implement the bullet speed in actual shooting. In addition, the mark of the impact point is displayed in a circle with a color distinguished for each shooter.

시나리오는, 사격훈련 프로그램에 따라 사수 확인 및 과정을 선택한다. 사수확인 방법은, 먼저 화면상에 대형 표적을 제시하고, 사수가 자신의 표적을 인식하여 스크린에 투사된 대형 표적에 대한 사격을 실시하고, 탄착점을 화면에 표시한다, 각 소총별로 레이저 빔을 구별하여 표시함으로써, 사수별로 표적과 탄착점이 일치하는지를 쉽게 눈으로 확인하여 판별할 수 있게 된다.The scenario selects the shooter identification and course according to the shooting training program. The shooter identification method first presents a large target on the screen, the shooter recognizes his target, shoots at the large target projected on the screen, and displays the impact point on the screen. By displaying it, it is easy to visually check whether the target matches the point of impact by the shooter and determine it.

이후, 사격 훈련 과목을 선택한다. 훈련 선택 과목은 사격 훈련 프로그램에 따라 다양하게 정할 수 있으며, 예컨데, 기초과정, 기본과정, 숙달과정으로 구분시켜 이를 선택한다.After that, choose the target subject for shooting training. Training selection subjects can be variously determined according to the shooting training program, for example, divided into basic courses, basic courses, and mastery courses.

각 과정별로 주간사격과, 야간사격, 영점사격, 연습사격, 교도사격, 기록사격등등으로 구별하여 각 단계별로 진행하고 각각의 사격 조건에 맞는 타켓 영상과 음향 및 주변 조건등을 증강 현실로서 제공하게 된다.Each course is divided into day shooting, night shooting, zero shooting, practice shooting, prison shooting, recording shooting, etc., and proceeds in each step, and provides target images, sounds, and surrounding conditions for each shooting condition as augmented reality. do.

또한, 사격 과정에서 표적지를 크로즈-업시켜 사수에게 표적을 확인시키는 정을 더 포함시켜 중간 결과를 확신시킨다.In addition, during the shooting process, the target area may be further cross-up to further confirm the target to the shooter to convince the intermediate result.

그리고, 타켓 영상은 정지 영상과, 동영상등을 자유롭게 제공할 수 있으며, 격발신호가 발생된 시점에서 레이저 빔의 탄착점 좌표를 해당시점의 영상 좌표에 오버레이시켜 탄착점을 표시함으로써 사격결과를 인식하고, 그 결과에 따라 음향으로 사격 결과를 구별 표시할 수 있도록 한다.The target image can freely provide a still image, a moving image, etc., and recognizes the shooting result by displaying the impact point by overlaying the impact point coordinates of the laser beam on the image coordinates at the time point when the trigger signal is generated. According to the result, the shooting result can be distinguished by sound.

총기(210)에서 발생되는 격발신호를 인터페이스 시키는 방법으로는, 총기에서 격발신호가 발생되면, 이를 RS-232C 포트(411)를 통하여 시스템에 전달하며, 그 순간에 프레임 그래버에서 영상을 분석하는 작업을 진행한다.As a method of interfacing the trigger signal generated by the firearm 210, when a trigger signal is generated in the firearm, the trigger signal is transmitted to the system through the RS-232C port 411, and the image is analyzed by the frame grabber at that moment. Proceed.

본 발명의 시스템 동작을 전체적으로 요약하여 설명하면 다음과 같다. 사격자는 스크린에 나타난 목표물을 향해 격발을 하면, 총기에서는 레이저가 발사되어 스크린상에 투사되며 에어 카트리지의 작용으로 실제 총과 같은 반동을 발생한다. 이때 레이저는 사격자의 눈에 보이지 않는 비가시 광선으로 한다. 스크린에 투사된 레이저는 카메라를 통해 영상이 획득되며 이 영상은 이미지 그래버에 의해 디지털화 된다. 이 과정에서 레이저의 좌표가 분석되며, 이때 획득된 좌표와 목표물의 좌표를 비교 분석하여 사격 결과 분석 프로그램에 의해 생성된 결과 데이터가 스크린상에 출력된다. 이렇게 출력된 데이터는 데이터 베이스에 저장되고 관리되며, 프린터로도 출력할 수 있게 된다.The overall operation of the system of the present invention will be described as follows. The shooter triggers at the target shown on the screen. The gun fires a laser and projects it onto the screen. The action of the air cartridge causes a recoil like a real gun. At this time, the laser is made of invisible light which is invisible to the eyes of the shooting person. The laser projected on the screen is acquired by the camera, which is digitized by the image grabber. In this process, the coordinates of the laser are analyzed, and the result data generated by the shooting result analysis program is output on the screen by comparing and analyzing the obtained coordinates with the coordinates of the target. The output data is stored and managed in the database, and can also be output to a printer.

상기와 같이 본 발명의 증강현실을 이용한 사격 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법은 기존의 실제 사격에 비해 정확한 분석 결과와 교정 방법을 제공함으로써, 과학적이며 효율적인 사격 훈련이 가능하고, 이로써 개인 사격술 향상에 커다란 도움이 된다는 장점이 있다. 군사 훈련 이외에도 경찰이나 경호 전문 업체의 교육 훈련에도 적용이 가능하며, 특히 일반 레저용으로도 적용 가능한 효과가 있다.As described above, the firing training simulation system and method using the augmented reality according to the present invention provide accurate analysis results and correction methods, compared to the existing actual firing, which enables scientific and efficient firing training, thereby greatly improving personal firing techniques. This has the advantage of being. In addition to military training, it can be applied to the training of police or bodyguards, especially for general leisure.

Claims (7)

타켓 영상을 표시하는 스크린(110)과 그 스크린(110)에 타켓 영상을 투사하는 영상 투사장치(120)를 구비하여 타켓 영상으로 동영상 또는 정지영상을 제공하는 타켓 영상 제공수단(100)과;A target image providing means (100) having a screen (110) for displaying a target image and an image projection apparatus (120) for projecting a target image on the screen (110) to provide a moving image or a still image as a target image; 사격에 따른 레이저를 발생시켜 상기 스크린(110)의 타켓 영상측에 투사하고 총기의 격발시 각 총기별로 구별이 가능한 격발신호를 발생시키는 다수의 총기(210)를 구비한 총기 시스템(200)과;A firearm system (200) having a plurality of firearms (210) for generating a laser according to shooting and projecting onto a target image side of the screen (110) and generating a trigger signal that can be distinguished for each firearm when a firearm is triggered; 상기 스크린(110)의 영상을 촬영하여 사격에 따른 총기(210)에서 레이저 좌표를 획득하기 위해 스크린(110)의 영상을 촬영하는 영상 인식 수단(300)과;Image recognizing means (300) for taking an image of the screen (110) to take an image of the screen (110) to obtain laser coordinates in the gun (210) according to the shooting; 사격 시뮬레이션 운영에 대한 시나리오에 따라 상기 타켓 영상 제공수단(100)에 타켓 영상을 제공함과 아울러 상기 총기 시스템(200)의 격발신호에 따라 상기 영상 인식 수단(300)의 레이저 탄착점 영상과 해당 스크린에 제공된 타켓 영상과의 비교분석에 의해 탄착점의 위치를 인식하여 모니터에 출력함과 아울러 사격 결과를 총기별로 통합 처리하여 출력수단들을 통해 출력하는 운영 시스템(400)과;The target image is provided to the target image providing means 100 according to the scenario for the shooting simulation operation, and the laser impact point image of the image recognition means 300 is provided on the screen according to the trigger signal of the firearm system 200. An operating system 400 for recognizing the location of the impact point by comparison analysis with the target image and outputting the result to the monitor, and integrating the shooting result for each firearm and outputting the result through output means; 그 운영 시스템(400)의 제어에 의해 사격 시뮬레이션에 따른 음향을 출력하는 음향 출력수단(500)으로 구성된 것을 특징으로 하는 사격훈련 시뮬레이션 시스템.Fire training simulation system, characterized in that composed of sound output means for outputting the sound according to the fire simulation under the control of the operating system (400). 제 1 항에 있어서, 상기 총기 시스템(200)은,The method of claim 1, wherein the firearm system 200, 복수개의 총기(210)가 구비되고,A plurality of firearms 210 are provided, 각각의 총기(210)는 격발에 따른 레이저 빔이 투사되는 레이저 광학장치와, 격발 시 실제와 동일한 충격을 발생하는 에어 카트리지가 장착되고, 각 총기의 격발에 따른 격발신호 발생수단이 포함되며,Each firearm 210 is equipped with a laser optics that the laser beam is projected according to the trigger, an air cartridge that generates the same impact when triggered, and trigger signal generation means according to the trigger of each gun, 상기 다수의 총기의 격발신호를 동시성이 없이 시간적인 순서를 가지도록 인터페이스 시키기 위한 커넥션 인터페이스를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 사격훈련 시뮬레이션 시스템.Shooting training simulation system, characterized in that it comprises a connection interface for interfacing the trigger signal of the plurality of firearms in a chronological order without concurrency. 제 1 항에 있어서, 영상 인식 수단(200),According to claim 1, Image recognition means 200, 비가시성의 적외선 레이저를 인식할 수 있는 필터(311)와,A filter 311 capable of recognizing an invisible infrared laser, 그 필터를 통해서 스크린의 영상을 촬영하는 카메라(310)와,A camera 310 for taking an image of the screen through the filter; 그 카메라(310)가 찍은 영상을 디지털화 하여 운영시스템(400)의 영상 체계와 동기시켜 주기 위한 이미지 그래버(image grabber)(320) 및An image grabber 320 for digitizing the image taken by the camera 310 and synchronizing with the image system of the operating system 400; 디지털화 된 영상을 분석하여 좌표를 얻어내는 이미지 분석부(330)로 구성되어 증강현실에서 말하는 실세계에 대한 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 사격훈련 시뮬레이션 시스템.Shooting training simulation system comprising an image analysis unit 330 for obtaining the coordinates by analyzing the digitized image to obtain information about the real world in augmented reality. 제 1 항에 있어서, 상기 운영시스템은,The method of claim 1, wherein the operating system, 전체 운영 제어를 하는 메인 제어부(410)와,The main control unit 410 for the overall operation control, 상기 총기 시스템(200)의 총기 시스템의 인터페이스(220)와 연결되어 총기격발신호를 입력받는 인터페이스 포트(411)와,An interface port 411 connected to the interface 220 of the firearm system of the firearm system 200 and receiving a firearm signal; 음향출력장치(500)로 시뮬레이션의 시나리오에 따라 음향을 출력하는 사운드 카드(412)와,A sound card 412 for outputting sound in accordance with a scenario of simulation with the sound output device 500, 상기 영상인식 수단(300)의 카메라(310)에서 제공되는 영상을 처리하여 탄착좌표와 타켓 영상을 매칭시켜 분석하는 그래버 보드(413)와,A grabber board 413 for processing an image provided by the camera 310 of the image recognition means 300 to match and analyze the impacted coordinates with the target image; 상기 투사장치(120)에 타켓 영상을 제공하는 그래픽 보드(410)와,A graphics board 410 for providing a target image to the projection device 120; 모니터와, 프린터와, DVD 및 조작수단등을 포함하는 주변장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 사격훈련 시뮬레이션 시스템.Shooting training simulation system comprising a monitor, a printer, a peripheral device including a DVD and operation means. 스크린에 표적이 되는 영상을 투사하는 타켓 영상 투사수단과, 레이저를 투사하는 총기시스템과, 스크린을 촬영하여 사격된 레이저 좌표를 인식하는 영상인식수단과, 시나리오 진행에 의해 타켓 영상을 제공하고 총기의 격발신호를 받아 레이저의 탄착좌표와 타켓 영상을 분석하여 사격결과를 출력하는 운영시스템을 포함하여 이루어진 사격훈련 시뮬레이션 시스템의 시뮬레이션 방법으로서,Target image projection means for projecting a target image on the screen, a firearm system for projecting a laser, image recognition means for recognizing laser coordinates by shooting a screen, and providing a target image by scenario progress and providing a target image. A simulation method of a fire training simulation system including an operating system that receives a trigger signal and analyzes impact coordinates and target images of a laser and outputs a shooting result. 스크린에 사격의 표적이 되는 타켓 영상을 투사하고, 레이저 발생 수단이 포함된 총기를 이용하여 스크린상의 타켓을 레이저로 사격하는 과정과;Projecting a target image which is a target of shooting onto a screen, and shooting a target on the screen with a laser using a gun including a laser generating means; 스크린의 영상을 촬영하여 이미지 분석에 의해 사격된 레이저의 탄착 좌표를 검출하는 과정과;Photographing an image of a screen to detect impact coordinates of the laser shot by image analysis; 상기 총기의 격발시점에서의 상기 타켓 영상과 사격된 해당 레이저의 탄착좌표를 분석시켜 매칭된 탄착점을 검출하고 그 결과를 증강현실 정보로서 출력함과 아울러 데이터 베이스로 관리하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 사격훈련 시뮬레이션 방법.Analyzing the target image and the impact coordinates of the laser shot at the time of triggering the firearm to detect the matched impact point and output the result as augmented reality information, and to manage the database Shooting training simulation method. 제 5 항에 있어서, 상기 시뮬레이션 방법은,The method of claim 5, wherein the simulation method, 총기에서 발생된 레이저 빔을 각각의 총기별로 다른 칼라로 부여하여 사수를 구별 표시하는 것을 특징으로 하는 사격훈련 시뮬레이션 방법.Shooting training simulation method characterized in that to distinguish the shooter by giving a different color for each firearm laser beam generated from the firearm. 제 5 항에 있어서, 상기 영상인식 과정은,The method of claim 5, wherein the image recognition process, 카메라를 통해서 스크린에 투사된 영상을 촬영하는 단계와,Shooting an image projected on the screen through the camera, 촬영된 이미지를 프레임 그래버를 통해서 디지털 데이터로 변환하여 좌표체계를 매칭시키는 단계와,Matching the coordinate system by converting the photographed image into digital data through a frame grabber; 그 프레임 그래버에서 출력되는 이미지를 이미지 버퍼에 저장하는 단계와,Storing the image output from the frame grabber in the image buffer, 영상 분석 프로그램에 의해 총기로부터 격발신호가 들어온 순간의 프레임만을 그래브시켜 상기 이미지 버퍼로부터 각 픽셀에 대해 저장된 데이터를 읽어 들인 후, 레이저의 칼라에 해당하는 픽셀을 검색하여 좌표 및 모양을 획득하고 원하는 이미지 모양과 비교하여 총기를 구별한 후, 메인 프로그램으로 탄착점 좌표값을 리턴하는 단계를 수행하여 레이저에 의한 사격결과의 탄착점을 인식하는 것을 특징으로 하는 사격훈련 시뮬레이션 방법.Grab only the frame of the moment when the trigger signal is input from the firearm by the image analysis program, read the stored data for each pixel from the image buffer, and search for the pixel corresponding to the color of the laser to obtain coordinates and shapes. A fire training simulation method characterized by recognizing the impact point of the shooting result by the laser by performing a step of returning the impact point coordinate value to the main program after distinguishing the firearms compared to the image shape.
KR1019980049108A 1998-11-16 1998-11-16 Simulation system for training shooting using augmented reality and method thereof KR20000012160A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980049108A KR20000012160A (en) 1998-11-16 1998-11-16 Simulation system for training shooting using augmented reality and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980049108A KR20000012160A (en) 1998-11-16 1998-11-16 Simulation system for training shooting using augmented reality and method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20000012160A true KR20000012160A (en) 2000-03-06

Family

ID=19558538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980049108A KR20000012160A (en) 1998-11-16 1998-11-16 Simulation system for training shooting using augmented reality and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20000012160A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100702647B1 (en) * 2005-05-09 2007-04-06 정경희 Apparatus for training fire shooting and training method using same
KR101008183B1 (en) * 2008-06-27 2011-01-14 한국산업기술대학교산학협력단 Target image shooting simulation system using common frame grabber
KR101017144B1 (en) * 2009-12-21 2011-02-25 (주)에프티에스 Screen shooting apparatus
KR101116156B1 (en) * 2011-10-14 2012-03-06 국방과학연구소 Method for evaluating gunshot position by use of augmented reality technique
KR101333147B1 (en) * 2012-06-19 2013-11-26 에이알비전 (주) Support system for group training of indoor using mixed reality
KR101386643B1 (en) * 2014-01-15 2014-04-18 국방과학연구소 Apparatus and method for weapon targeting assistant
WO2019190019A1 (en) * 2018-03-26 2019-10-03 육군사관학교 산학협력단 Point-of-impact analysis apparatus for improving accuracy of ballistic trajectory and point of impact by applying shooting environment of real personal firearm to virtual reality, and virtual shooting training simulation using same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100702647B1 (en) * 2005-05-09 2007-04-06 정경희 Apparatus for training fire shooting and training method using same
KR101008183B1 (en) * 2008-06-27 2011-01-14 한국산업기술대학교산학협력단 Target image shooting simulation system using common frame grabber
KR101017144B1 (en) * 2009-12-21 2011-02-25 (주)에프티에스 Screen shooting apparatus
WO2011078422A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-30 (주)에프티에스 Live ammunition firing screen apparatus having laser coordinate pinpointing
KR101116156B1 (en) * 2011-10-14 2012-03-06 국방과학연구소 Method for evaluating gunshot position by use of augmented reality technique
KR101333147B1 (en) * 2012-06-19 2013-11-26 에이알비전 (주) Support system for group training of indoor using mixed reality
KR101386643B1 (en) * 2014-01-15 2014-04-18 국방과학연구소 Apparatus and method for weapon targeting assistant
WO2019190019A1 (en) * 2018-03-26 2019-10-03 육군사관학교 산학협력단 Point-of-impact analysis apparatus for improving accuracy of ballistic trajectory and point of impact by applying shooting environment of real personal firearm to virtual reality, and virtual shooting training simulation using same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4001918B2 (en) Landing position marker for normal or simulated shooting
US8632338B2 (en) Combat training system and method
JP6534779B2 (en) Laser light shooting system
US6417841B1 (en) Information extraction apparatus and method
US20160180532A1 (en) System for identifying a position of impact of a weapon shot on a target
WO2006019974A2 (en) Enhancement of aimpoint in simulated training systems
US20160298930A1 (en) Target practice system
US10670687B2 (en) Visual augmentation system effectiveness measurement apparatus and methods
US5690492A (en) Detecting target imaged on a large screen via non-visible light
JP2007071403A (en) Firing simulator
US20180202775A1 (en) Shooting Game for Multiple Players with Dynamic Shot Position Recognition and Remote Sensors
US20200200509A1 (en) Joint Firearm Training Systems and Methods
US20220049931A1 (en) Device and method for shot analysis
KR20110056019A (en) Screen shooting simulation system and method thereof
KR20000012160A (en) Simulation system for training shooting using augmented reality and method thereof
AU2013254684B2 (en) 3D scenario recording with weapon effect simulation
KR101470805B1 (en) Simulation training system for curved trajectory firearms marksmanship in interior and control method thereof
JP2006207977A (en) Shooting training system
CN116757999A (en) Shooting counting and explosion point identification method based on infrared camera
KR20080077737A (en) Dynamic shooting training system
RU88790U1 (en) MULTIMEDIA INTERACTIVE RUNNING DASH
KR20170022070A (en) Simulation system for virtual shooting and method for recognizing firing lane
WO2023284986A1 (en) Personalized combat simulation equipment
CN112166676B (en) Simulated actual combat shooting training system
Lin et al. The design and implementation of shooting training and intelligent evaluation system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G15R Request for early opening
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application