KR200272126Y1 - 조준 안정도 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

총기의 총구의 하단 또는 활의 활몸체 내부에 설치되어 총구 또는 활몸체의 가속도를 감지하되 총구로부터 빠져나오는 총알 또는 활몸체로부터 나오는 화살의 진행 방향에 수직인 평면에서 서로 직교하는 두 축상에 설치되어 있는 2축 관성 센서, 2축 관성 센서의 출력에서 중력의 영향을 제거하기 위한 영점보상회로, 영점 보상된 2 축 관성 센서의 출력에 포함될 소음을 제거하는 필터 및 필터의 출력을 증폭하기 위한 증폭기 및 증폭된 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환기를 포함하는 모니터링 데이터 발생부; 총기 또는 활의 외부에 설치되며 2축 관성에 의해 감지된 총구 또는 상기 활몸체의 가속도로부터 변위를 산출해내는 2개의 적분기로 이루어진 변위발생부를 포함하는 모니터링 데이터 처리부; 및 모니터링 데이터 발생부와 모니터링 데이터 처리부간의 데이터 통신을 위한 인터페이스를 포함하는 조준 안정성 모니터링 장치가 제공되어, 사수의 호흡 및/또는 자세와 조준 자세의 안정도를 객관적이면서 정확하게 모니터링 할 수 있게 되었다.

Description

조준 안정도 모니터링 장치{Device for monitoring aiming}

본 고안은 사격, 양궁 등의 종목에서 조준 자세의 안정도를 모니터링하는 장치에 관한 것으로서, 특히 호흡 및/또는 자세에 의한 조준점의 이동을 감지하고 이를 재현하여 조준 안정도를 모니터링할 수 있는 장치에 관한 것이다.

산탄총, 소총 등을 포함하는 총기류는 민간과 군경에서 사용되고 있는데, 사수는 총기류를 들거나 견착한 후 목적물을 조준하고 이후에 방아쇠를 당겨 탄환이 목적물을 맞추도록 하고 있다. 따라서, 목적물을 명중시키기 위해서는 조준이 정확이 이루어져야하며, 특히 방아쇠를 당기는 순간에 있어서, 사수의 자세와 호흡 등이 조준의 정확성(조준자세의 안정성)에 영향을 주고 있다.

통상, 사격술을 향상시키기 위해서는 사수는 코치의 지시하에 계속적인 연습을 하게 되며, 연습과 경험에 의해 어떤 자세에서 조준이 정확하게 이루어지는 지를 체득하게 된다. 그러나 이 방법은 조준 과정을 재현할 수 없으며, 사수의 자세 및 호흡과 조준 자세의 안정성과의 연관관계를 전혀 파악할 수 없다. 따라서, 사수의 체험과 직관에 전적으로 의존할 수 밖에 없다.

그리고, 텔레비전 기술이 발달함에 따라 비디오 카메라 등을 이용하여 사격연습 과정을 녹화하여 두었다가 다시 재생함으로써, 사수의 결점이나 버릇 등을 분석할 수 있는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에 의하면, 사수의 자세와 조준 자세의 안정성의 관계는 어느 정도 밝힐 수 있으나, 이 또한 분석자 별로 약간의 차이를 보일 수 있으며, 호흡과 조준 자세의 안정성과의 연관관계는 전혀 밝힐 수 없다.

이와 같은 문제는 총기류의 사격 시 외에도 양궁, 국궁등에서 활시위를 당길때에도 발생한다.

따라서, 본 고안의 목적은, 전술한 문제점들을 감안하여 사용자의 호흡 및/또는 자세와 조준 자세의 안정도를 객관적이면서 정확하게 모니터링 할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 조준 안정도 모니터링 장치의 일예를 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 조준 안정도 모니터링 장치를 총기에 적용한 예를 보여주는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11: 2축 관성 센서 32, 34: 적분기

41: 총구 42: 모니터링 데이터 발생부 하우징

43: 연결부 50: 컴퓨터 시스템

상기 목적을 달성하기 위하여, 조준 안정도 모니터링 장치는 총기의 총구의 하단 또는 활의 활몸체 내부에 설치되어 상기 총구 또는 활몸체의 가속도를 감지하는 2축 관성 센서를 포함하는 모니터링 데이터 발생부, 상기 총기 또는 상기 활의 외부에 설치되며 상기 2축 관성에 의해 감지된 상기 총구 또는 상기 활몸체의 가속도로부터 변위를 산출해내는 2개의 적분기로 이루어진 변위발생부를 포함하는 모니터링 데이터 처리부 및 상기 모니터링 데이터 발생부와 상기 모니터링 데이터 처리부간의 데이터 통신을 위한 인터페이스를 포함하며, 여기서 2축 관성 센서는, 상기 총구로부터 빠져나오는 총알 또는 상기 활몸체로부터 나오는 화살의 진행 방향에 수직인 평면에서 서로 직교하는 두 축상에 설치되어 있다.

또한, 모니터링 데이터 발생부는 상기 2축 관성 센서에 연결되어 상기 2축 관성 센서의 출력에서 중력의 영향을 제거하기 위한 영점보상회로, 상기 영점 보상 회로에 연결되어 영점 보상된 2 축 관성 센서의 출력에 포함될 소음을 제거하는 필터 및 상기 필터에 연결되어 상기 필터의 출력을 증폭하기 위한 증폭기 및 상기 증폭기에 연결되어 상기 증폭기의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환기를 더 포함할 수 있다. 그리고, 인터페이스의 일예로 RF 송신기 및 RF 수신기가 사용될 수 있다.

이하 본 고안을 첨부된 도면들을 참조로 하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 조준 안정성 모니터링 장치의 일예를 보여주는 것으로서, 총기류, 활 등에 장착되는 모니터링 데이터 발생부(10), 총기류 활등의 외부에 설치되는 모니터링 데이터 처리 및 표시부(30)와 모니터링 테이터 발생부(10)와 모니터링 데이터 처리 및 표시부 간의 통신을 위한 인터페이스부(20)로 이루어져 있다.

모니터링 데이터 발생부(10)는 총기의 탄환 진행 방향에 수직인 평면에서 서로 직교하는 두 축상에 설치되어, 총기류의 총구의 미세 움직임에 따른 가속도를 측정하는 관성 센서(11; 이하에서 이를 2축 관성 센서라 한다), 2축 관성 센서(11)에서 감지된 2축의 가속도 값에서 중력의 영향을 제거하기 위한 영점 보상 회로(12), 영점 보상된 가속도 값 성분에 포함되어 있을 수 있는 노이즈를 제거하기 위한 필더(13), 필터링된 가속도 성분을 측정 범위가 ±10mm/sec²가 되도록 증폭시키기 위한 증폭기(15) 및 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 아날로그/디지털 변환기(16)를 포함한다. 그리고, 2축 관성센서(11)에서부터 A/D(Analogue/Digital) 변환기(16) 까지의 데이터 흐름은 제어부(14)에 의해 제어된다.

A/D 변환된 총구의 움직임을 나타내는 가속도 성분은 인터페이스부(20)를 구성하는 RF(Radio Frequency)송신기(22) 및 RF 수신기(24)를 거쳐 모니터링 데이터 처리 및 표시부(30)로 전달된다.

모니터링 데이터 처리 및 표시부(30)는 입력된 디지털 가속도 성분을 적분하여 속도 성분을 출력하는 제 1 적분기(32)와, 제 1 적분기(32)의 출력을 받아 다시 시간에 대해 재적분을 하여 변위 성분을 출력하는 제 2 적분기(34)로 이루어지는 변위 산출부(35)와, 출력된 속도 성분 및 변위 성분을 이용하여 조준 안정도 및 조준 궤적을 찾아내고 이를 화면에 표시하는 디스플레이(36)로 이루어져 있다. 디스플레이(36)의 화면은 2축 관성 센서(11)가 설치된 축이 표시되어 있으며, 이 두축으로 이루어진 평면 상에 조준 궤적과 조준의 안정도를 표시하게 된다.

여기서 변위 산출부(35)는 모니터링 데이터 처리부(30)에 설치되어 있는 경우를 설명하였으나, 변위 산출부(35)가 모니터링 데이터 발생부(10)에 포함되도록 구성할 수 도 있다.

한편, 인터페이스부(20)로는 유선일 경우에는 총기류에 탁찰가능한 전송 케이블이 사용될 수 있다.

이와 같은 조준 모니터링 장치를 총기류에 적용하는 경우를 도 2를 참고로 설명한다.

도 2는 모니터링 데이터 발생부(도 1의 10)가 총기(40)의 총구(41) 외면 하단에 장착된 것을 나타내고 있다.

보다 자세히 살펴보면, 총구(41) 하단에는 모니터링 데이터 발생부 하우징(42)이 연결부(43)에 의해 총구(41)에 착탈 가능하게 고정되어 있다. 모니터링 데이터 발생부 하우징(42)의 내부에는 도 1의 모니터링 데이터 발생부(10) 및 인터페이스부(20)의 RF송신기(22)를 구성하는 회로들이 집적되어 있는 인쇄회로기판(미도시)가 설치되어 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 모니터링 데이터 발생부 하우징(42) 내의 인쇄회로기판은 그의 동작을 위해 필요한 전원을 공급하는 충전 배터리를 포함하고 있다.

그리고, 인터페이스부(20)의 RF 수신기(24), 제 1 적분기(32) 및 제 2 적분기(34)로 이루어진 변위 산출부(35)를 구성하는 회로들이 집적되어 있는 다른 인쇄회로기판(미도시)은 컴퓨터 시스템(50)의 컴퓨터 본체(52)에 내장되어 있다. 그리고 컴퓨터 본체(52)는 컴퓨터 모니터(51)에 연결되어 있다.

총기에 탄환을 적재하고 목표물을 조준한 뒤, 방아쇠를 당기는 순간에 사수가 숨을 내쉬거나 들이마시는 호흡이 있을 경우에는 총구(41)는 순간적으로 이동을 하게 된다.

호흡의 짧고 길음 그리고 내쉼과 들이마쉼의 간격 등은 사수 별로 차이가 있으며, 또한 순간 순간 변하게 된다. 호흡에 의한 사수의 움직임은 아주 미세하므로, 육안으로 식별하기 쉽지 않으며, 종래 사용하는 녹화방법을 사용하는 것이 바람직하지 않았다. 그러나, 본 고안에서는 육안으로 관찰하거나 녹화하는 방법을 채택하지 않고 2 축 관성 센서를 이용하여 호흡에 의한 총구의 움직임을 감지하게 된다. 따라서, 총구의 미세한 움직임도 포착되며, 녹화를 분석하는 사람들 간의 주관적 판단에 의하지 않고 객관적으로 산출되는 가속도값을 이용하여 총구의 변위량을 알 수 있게 된다.

방아쇠를 당기는 순간에 사수의 자세가 불량한 경우에도 총구가 미세하게 이동하게 되는데, 이 이동은 육안으로 어느 정도 식별 가능하며, 조준 과정을 녹화/재생하여 분석할 경우에도 어느 정도의 자세 교정을 할 수 있었다. 그러나 얼마 만큼의 자세 교정이 이루어져야 하는 지, 정량적 측면의 계산은 관찰자의 주관에 따라 변동될 소지가 많았다. 반면, 본 고안은 전술한 바와 같이 2축 관성 센서와 2개의 적분기를 이용하여 총구의 이동 변위량을 정확하고 객관적으로 계산해내고 있어, 정량적 측면을 보강한 사수의 자세 교정이 가능하게 되었다.

이상에서 본 고안을 총기류를 들어 설명하였으나, 본 고안은 이에 한정되지 않고 양궁등에 사용하는 활몸체 중앙부의 내부에, 모니터링 데이터 발생부와 RF송신기를 구성하는 회로가 집적된 인쇄회로기판을 포함하는 하우징이 착탈식으로 연결될 수도 있다.

이상의 설명에 따르면, 본 고안에 따른 조준 안정성 모니터링 장치는, 총기의 탄환 또는 양궁의 화살 진행 방향에 수직인 평면에서 서로 직교하는 두 축상에 설치되어 있는 2축 관성 센서를 총기의 총구 하단 또는 활몸체 등에 탁찰가능하게 고정하여, 사수의 자세 또는/ 및 호흡 불량에 의한 총구 또는 활몸체의 이동에 의한 가속도를 감지하고 이를 다시 변위로 변환시킴으로써, 사수의 자세 또는/ 및 호흡 불량과 조준의 안정도의 관계를 정확하고, 객관적으로 산출해 낼 수 있게 되었다. 나아가, 이를 근거로 하여 사수의 사격 또는 양궁 동작을 교정할 수 있게 되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 총기의 총구의 하단 또는 활의 활몸체 내부에 설치되어 상기 총구 또는 활몸체의 가속도를 감지하는 2축 관성 센서를 포함하는 모니터링 데이터 발생부,

   상기 총기 또는 상기 활의 외부에 설치되며 상기 2축 관성에 의해 감지된 상기 총구 또는 상기 활몸체의 가속도로부터 변위를 산출해내는 2개의 적분기로 이루어진 변위발생부를 포함하는 모니터링 데이터 처리부 및

   상기 모니터링 데이터 발생부와 상기 모니터링 데이터 처리부간의 데이터 통신을 위한 인터페이스를 포함하고,

   상기 2축 관성 센서는, 상기 총구로부터 빠져나오는 총알 또는 상기 활몸체로부터 나오는 화살의 진행 방향에 수직인 평면에서 서로 직교하는 두 축상에 설치되어 있는 조준 안정도 모니터링 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링 데이터 발생부는 상기 2축 관성 센서에 연결되어 상기 2축 관성 센서의 출력에서 중력의 영향을 제거하기 위한 영점보상회로, 상기 영점 보상 회로에 연결되어 영점 보상된 2 축 관성 센서의 출력에 포함될 소음을 제거하는 필터 및 상기 필터에 연결되어 상기 필터의 출력을 증폭하기 위한 증폭기 및 상기 증폭기에 연결되어 상기 증폭기의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환기를 더 포함하는 조준 안정도 모니터링 장치.
3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 인터페이스는 RF 송신기 및 RF 수신기를 포함하는 조준 안정도 모니터링 장치.