KR20100068810A - 무장 시스템 - Google Patents

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KR20100068810A
KR20100068810A KR1020080127288A KR20080127288A KR20100068810A KR 20100068810 A KR20100068810 A KR 20100068810A KR 1020080127288 A KR1020080127288 A KR 1020080127288A KR 20080127288 A KR20080127288 A KR 20080127288A KR 20100068810 A KR20100068810 A KR 20100068810A
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이강일
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삼성테크윈 주식회사
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    • F41H13/00—Means of attack or defence not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
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Abstract

본 발명은, 영상부와 무장부를 기구적으로 분리 구동할 수 있도록 함으로써, 탄도 보정 시에도 영상부가 목표물 추적이 가능한 무장 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 표적이 포함된 입력 영상을 입력받는 영상부; 상기 표적에 대하여 발포하는 무장부; 및 상기 입력 영상에서 표적을 검출하고 상기 표적에 대한 발포 지령을 상기 무장부로 보내는 제어부를 구비하고, 상기 영상부를 상기 무장부에 대하여 독립적으로 구동 가능한 무장 시스템을 제공한다.

Description

무장 시스템{Armament system}
본 발명은 무장 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 모듈에 의하여 표적을 감지하고 무장 모듈에 의하여 표적에 대한 발포가 가능한 무장 시스템에 관한 것이다.
무장 시스템은 상호 연결되어 있는 영상 모듈과 무장 모듈을 포함할 수 있다. 영상 모듈을 영상을 입력받아 표적을 감지할 수 있다. 무장 모듈은 영상 모듈에서 감지된 표적에 대한 발포가 가능하다.
이를 위하여, 무장 모듈에는 발포할 수 있는 총기 등이 탑재될 수 있다. 이때, 무장 모듈에 의한 사격의 정확도를 높이기 위하여 탄도 보정이 필요하다. 종래의 무장 모듈에서는 사용자가 필요에 따라 수동으로 탄도 보정을 수행할 수 있다.
이때, 수동 탄도 보정으로 인한 사용자의 별도의 조작이 필요한 문제점이 있다. 또한, 표적의 움직임으로 인한 탄도 보정의 필요성에 대하여 능동적으로 대응하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은, 영상부와 무장부를 기구적으로 분리 구동할 수 있도록 함으로써, 탄도 보정 시에도 영상부가 목표물 추적이 가능한 무장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 표적이 포함된 입력 영상을 입력받는 영상부; 상기 표적에 대하여 발포하는 무장부; 및 상기 입력 영상에서 표적을 검출하고 상기 표적에 대한 발포 지령을 상기 무장부로 보내는 제어부를 구비하고, 상기 영상부를 상기 무장부에 대하여 독립적으로 구동 가능한 무장 시스템을 제공한다.
상기 제어부가 상기 무장부로부터 상기 표적까지의 표적 거리에 따라 상기 무장부가 탄도 보정되도록 상기 무장부를 제어할 수 있다.
상기 표적 거리에 따라 보정되는 상기 무장부의 사격 각도의 탄도 보정 데이터가 저장되는 저장부를 더 구비하고, 상기 제어부가 상기 탄도 보정 데이터를 참조하여 상기 표적 거리에 따라 상기 탄도 보정되도록 상기 무장부를 제어할 수 있다.
상기 무장부가, 상기 표적을 향하여 발포하는 사격부, 및 상기 사격부를 적어도 일축에 대하여 회전시키는 무장 구동부를 구비할 수 있다.
상기 영상부가, 상기 입력 영상을 입력받으며 상기 표적 거리를 측정하는 영상 조립체, 및 상기 영상 조립체를 적어도 일축에 대하여 회전시키는 영상 구동부 를 구비할 수 있다.
상기 영상 조립체가, 주간에 상기 입력 영상을 입력받는 주간 카메라, 야간에 상기 입력 영상을 입력받는 야간 카메라, 및 상기 표적 거리를 측정하는 거리 측정기를 구비할 수 있다.
상기 무장 구동부가, 상기 사격부를 적어도 일방향으로 회전시키는 구동력을 제공하는 무장 구동모터, 상기 사격부의 회전량을 검출하는 엔코더, 및 상기 무장 구동모터의 회전량을 변화시켜 상기 사격부로 전달하는 감속기를 구비할 수 있다.
상기 영상 구동부가, 상기 영상 조립체를 적어도 일방향으로 회전시키는 구동력을 제공하는 영상 구동모터, 상기 영상 조립체의 회전량을 검출하는 엔코더, 및 상기 영상 구동모터의 회전량을 변화시켜 상기 영상 조립체로 전달하는 감속기를 구비할 수 있다.
상기 무장부의 탄도 보정 시에 상기 영상부가 상기 무장부에 대하여 디커플링 될 수 있다.
상기 영상부 및 상기 무장부가 동일한 차체에 설치되고, 상기 차체의 흔들림을 감지하는 센서부를 더 구비할 수 있다.
상기 센서부가 상기 차체의 흔들림의 변위를 측정하는 자이로 센서를 포함할 수 있다.
상기 센서부가 상기 영상부에 설치될 수 있다.
상기 제어부가 상기 차체의 흔들림을 보상하도록 상기 영상부 및 상기 무장부가 작동되도록 제어할 수 있다.
상기 차체의 외부 또는 내부에 설치되어 적어도 하나 이상의 상기 제어부와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 제어부를 운용 및 제어하는 운용 제어부를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 무장 시스템에 의하면, 영상부와 무장부를 기구적으로 분리 구동할 수 있도록 함으로써, 탄도 보정 시에도 영상부가 목표물을 추적할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 무장 시스템(10)의 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1의 무장 시스템(10)의 블록도가 개략적으로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 무장 시스템(10)은 영상부(100); 무장부(200); 및 제어부(300)를 구비한다. 영상부(100)는 표적이 포함된 입력 영상을 입력받는다. 무장부(200)는 표적에 대하여 발포한다. 제어부(300)는 입력 영상에서 표적을 검출하고 표적에 대한 발포 지령을 무장부(200)로 보낸다. 이때, 영상부(100)는 무장부(200)에 대하여 독립적으로 구동 가능하다.
제어부(300)는 무장부(200)로부터 표적까지의 표적 거리에 따라 무장부(200)가 탄도 보정되도록 무장부(200)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(300)는 탄도 보정 데이터를 참조하여 표적 거리에 따라 탄도 보정되도록 무장부(200)를 제어할 수 있다.
이를 위하여, 무장 시스템(10)은 표적 거리에 따라 보정되는 무장부(200)의 사격 각도의 탄도 보정 데이터가 저장되는 저장부(400)를 더 구비할 수 있다. 이때, 표적 거리에 따른 탄도 보정 데이터는 저장, 검색, 및 갱신 등의 관리가 편리하도록 데이터 베이스 형태로 저장될 수 있다.
영상부(100)는 영상 조립체(110), 및 영상 구동부(120)를 구비할 수 있다. 영상 조립체(110)는 입력 영상을 입력받으며 무장부(200)로부터 표적까지의 거리에 해당하는 표적 거리를 측정할 수 있다. 영상 구동부(120)는 영상 조립체(110)를 적어도 일축에 대하여 회전시킬 수 있다.
영상 조립체(110)는 주간 카메라, 야간 카메라, 및 거리 측정기를 구비할 수 있다. 주간 카메라는 주간에 입력 영상을 입력받을 수 있다. 야간 카메라는 야간에 입력 영상을 입력받을 수 있다. 거리 측정기는 표적 거리를 측정할 수 있다.
이때, 표적 거리는 무장부(200)로부터 표적까지의 거리에 해당할 수 있다. 따라서, 먼저, 영상 조립체(110)에 포함되는 거리 측정기는 거리 측정기로부터 표적까지의 측정 거리를 측정할 수 있다.
표적 거리는 측정 거리로부터 영상부(100)와 무장부(200)의 기구적 구조 및 사이즈를 고려하여 환산될 수 있다. 거리 측정기로는 통상적으로 사용되는 거리 측정기가 사용될 수 있다.
영상 구동부(120)는 영상 구동모터(121), 엔코더(122), 및 감속기(123)를 구비할 수 있다. 영상 구동모터(121)는 영상 조립체(110)를 적어도 일방향으로 회전 시키는 구동력을 제공한다. 엔코더(122)는 영상 조립체(110)의 회전량을 검출한다. 감속기(123)는 영상 구동모터(121)의 회전량을 변화시켜 영상 조립체(110)로 전달한다.
무장부(200)는 사격부(210), 및 무장 구동부(220)를 구비할 수 있다. 사격부(210)는 표적을 향하여 발포한다. 사격부(210)는 표적을 향하여 사격할 수 있는 총기류 또는 포 등이 될 수 있다.
무장 구동부(220)는 사격부(210)를 적어도 일축에 대하여 회전시킬 수 있다. 이를 위하여, 무장 구동부(220)는 무장 구동모터(221), 엔코더(222), 및 감속기(223)를 구비할 수 있다.
무장 구동모터(221)는 사격부(210)를 적어도 일방향으로 회전시키는 구동력을 제공한다. 엔코더(222)는 사격부(210)의 회전량을 검출한다. 감속기(223)는 무장 구동모터(221)의 회전량을 변화시켜 사격부(210)로 전달한다.
사격부(210)에 의하여 사격 시 정확한 목표 명중을 위해서는 탄도 보정을 해주어야 한다. 탄도 보정은 영상 조립체(110)의 광축과 사격부(210)의 중심축을 표적이 되는 목표물과의 표적 거리에 따라 무장 구동모터(221)에 의한 사격부(210)의 회전 각도를 보정하는 것이다.
이때, 표적 거리가 멀어질수록 탄도궤적이 목표물 아래로 치우치는 경우에 이를 위로 보상할 수 있다. 즉, 표적 거리가 멀어질수록 사격부(210)의 중심축을 영상 조립체(110)의 광축보다 각도를 높일 수 있다.
영상 조립체(110)와 사격부(210)가 독립 구동되지 아니하고, 함께 움직이도 록 구동되는 경우에는, 탄도 보정 시에 영상 조립체(110)가 표적을 놓치는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 영상 조립체(110)와 사격부(210)가 기구적으로 고정 상태로 정렬되어 탄도 보정되는 경우에, 탄도 보정을 위하여 사격부(210)의 중심축을 들어주는 구동 동작에 의하여 표적이 영상 조립체(110)의 화면에서 벗어나 표적을 놓칠 수 있다. 따라서, 사격부(210)에 의한 사격 후에 영상 조립체(110)가 다시 목표물을 찾아야 하는 동작이 필요할 수 있다.
본 발명에 따른 무장 시스템(10)에서는 무장부(200)의 탄도 보정 시에 영상부(100)가 무장부(200)에 대하여 디커플링 될 수 있다. 즉, 탄도 보정 시에는 영상 조립체(110)가 사격부(210)에 대하여 디커플링 되어 독립 구동되도록 하여, 사격부(210)가 탄도 보정되더라도 영상 조립체(110)가 표적을 연속적으로 추적할 수 있게 된다. 이때, 탄도 보정 시에도, 사격부(210)의 고저축이 위로 들려도, 영상 조립체(110)는 목표물을 지향하는 현재 위치에는 변동이 없게 된다.
한편, 탄도 보정 시가 아닌 경우에는 영상 조립체(110)가 사격부(210)에 대하여 독립적으로 구동되지 아니하고 일체로 구동될 수 있다. 이를 위하여, 영상 구동모터(121)는 탄도 보정 시가 아닌 경우에는 작동되지 아니하고, 단순 기구축 역할만 하고, 무장 구동모터(221)에 의하여 구동될 수 있다.
다른 실시예로서, 전투 상황의 사격 모드에서 영상 조립체(110)에 의하여 표적 거리를 측정하고, 영상 구동모터(121)가 탄도 보정 각도의 반대 방향으로 움직이도록 하여 영상 조립체(110)의 광축이 표적에 계속 정렬되도록 할 수 있다.
사격부(210)와 영상 조립체(110)가 기구적으로 분리 구동 가능 구조로 구성 될 수 있다. 또한, 무장 구동모터(221)와 영상 구동모터(121)는 초기 영점 위치에 정렬 가능하도록 구성될 수 있다. 영상부(100)와 무장부(200) 각각에 포함되는 엔코더(122, 222)는 제어가 용이한 절대 위치 엔코더가 적용될 수 있다.
한편, 영상부(100) 및 무장부(200)는 하나의 무장 시스템(10)을 형성하여 동일한 차체(700)에 설치될 수 있다. 무장 시스템(10)은 별도의 회전 구동부(710)를 구비하여 차체(700)에 대하여 수직 방향의 일 축에 대하여 회전될 수 있다.
본 발명에 따른 무장 시스템(10)은 차체(700)의 흔들림에 의하여 전달되는 흔들림을 감지하는 센서부(500)를 구비할 수 있다. 센서부(500)는 차체(700)의 흔들림의 변위를 측정할 수 있는 자이로 센서를 포함할 수 있다. 차체(700)의 흔들림은 무장 시스템(10)의 순간적으로 급격한 변위 변화를 초래할 수 있다. 따라서, 이를 측정하기 위한 센서로 자이로 센서가 적용되는 것이 바람직하다.
제어부(300)는 차체(700)의 흔들림을 보상하도록 영상부(100) 및 무장부(200)가 작동되도록 제어할 수 있다. 이때, 차체(700)의 흔들림에 대한 무장 시스템(10)의 안정화의 기준이 영상부(100)가 되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 센서부(500)가 영상부(100) 바람직하게는 영상 조립체(110)에 설치되는 것이 바람직하다.
사격의 정확성을 위해서는 영상 조립체(110)와 사격부(210)의 안정화 기준이 필요하다. 이때, 영상 조립체(110)의 광축이 기준이 되어 변하지 아니하고, 거리에 따라 탄도 보정되어 사격부(210)의 중심축만이 변경될 수 있다. 이는 영상 조립체(110)에 의하여 표적이 감지될 수 있기 때문이다.
한편, 무장 시스템(10)에는 차체(700)의 외부 또는 내부에 설치되어 적어도 하나 이상의 제어부(300)와 유선 또는 무선으로 연결되어 제어부(300)를 운용 및 제어하는 운용 제어부(600)가 구비될 수 있다.
운용 제어부(600)의 의한 영상 조립체(110)의 구동축과 사격부(210)의 구동축에 대한 영점 위치 지령 시에 반복 제어되어 영점 위치 구동이 가능하다. 또한, 운용 제어부(600)는 전투 상황의 사격 모드에 영상 조립체(110)에서 측정된 표적 거리에 대하여 사격부(210)가 탄도 보정된 타도 보정 각도의 반대 방향으로 영상 조립체(110)가 독립 구동되도록 제어할 수 있다.
이때, 영상 조립체(110)의 아래에 장착되어 있는 센서부(500)의 자이로 센서에서 차체(700)의 흔들림에 대한 변위가 측정되고, 무장 구동모터(221)는 변위 신호를 받아 안정화제어를 실시할 수 있다. 이에 따라, 사격부(210)의 각도가 상승하게 되고, 사격부(210)의 구동축에 연결되어 있는 영상 조립체(110)는 최초의 위치를 유지하도록 제어될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 무장 시스템(10)에 의하면, 영상 조립체(110)와 사격부(210)를 기구적으로 분리 구동할 수 있도록 함으로써, 탄도 보정 시에도 영상 조립체(110)가 목표물을 추적할 수 있다.
도 3에는 도 1의 무장 시스템(10)을 제어하기 위한 무장 시스템 제어방법(S300)의 흐름도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 무장 시스템 제어방법(S300)은 무장 시스템(10)을 본 발명에 따라 제어하기 위한 것으로, 도 1 및 도 2에 대한 설명에서와 동일한 사항에 대 해서는 이를 참조하고, 자세한 설명은 생략한다.
무장 시스템 제어방법(S300)은 먼저 무장 시스템의 작동을 위한 준비 작업(S310 내지 S330)을 수행할 수 있다.
이를 위하여, 영상 조립체(110)의 광축과 사격부(210)의 중심축을 기구적으로 정렬하고(S310), 엔코더(122, 222)를 영점 위치로 리셋한(S320) 후에, 영상 구동모터(121) 및 무장 구동모터(221)의 구동을 정지할 수 있다.
다음으로, 현재 모드가 탄도 보정이 수행되는 사격 모드인가 여부를 판단한다(S340). 현재 모드가 탄도 보정이 수행되는 사격 모드인 경우에 본 발명에 따른 무장 안정화 과정이 수행된다(S350 내지 S390).
무장 안정화 과정(S350 내지 S390)에서는, 먼저 표적이 되는 목표물과의 거리에 해당하는 표적 거리를 측정한다(S350). 다음으로, 표적 거리에 따라 사격부(210)에 대한 탄도 보정을 수행한다.
이때, 탄도 보정은 미리 설정되어 저장부(400)에 저장된 표적 거리에 따른 탄도 보정 데이터를 참조하여 수행될 수 있다. 상기 탄도 보정에 의하여 무장 구동부(220)에 의하여 영상 조립체(110) 및 사격부(210)의 각도가 일체로 조정될 수 있다.
다음으로, 탄도 보정에 따라 구동된 영상 조립체(110)의 조정을 보정하기 위하여 영상 조립체(110)를 구동할 수 있다. 이때, 영상 조립체(110)가 사격부(210)에 대하여 디커플링 되어 독립 구동될 수 있다.
따라서, 사격부(210)를 위한 탄도 보정에 의하여 일체로 구동될 수 있는 영 상 조립체(110)와 사격부(210)가 탄도 보정되더라도, 영상 조립체(110)를 사격부(210)에 대하여 독립 구동하여 조정함으로써, 영상 조립체(110)가 계속하여 표적을 추적할 수 있도록 할 수 있다.
다음으로, 차체의 흔들림을 측정할 수 있다(S380). 이때, 차체의 흔들림은 자이로 센서에 의하여 측정될 수 있다. 다음으로, 자이로 센서에 의한 차체 흔들림에 대한 무장 안정화 구동을 수행할 수 있다(S390).
무장 안정화 구동에 의하여 차체의 흔들림에도 영상 조립체(110)가 표적을 놓치지 아니하고 추적하도록 할 수 있다. 또한, 무장 안정화 구동에 의하여 사격부(210)가 표적에 대하여 정확한 사격을 수행하도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 무장 시스템 제어방법(S300)에 의하면, 영상 조립체(110)와 사격부(210)를 기구적으로 분리 구동할 수 있도록 함으로써, 탄도 보정 시에도 영상 조립체(110)가 목표물을 추적하도록 할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 무장 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 무장 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1의 무장 시스템을 제어하기 위한 무장 시스템 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 무장 시스템, 100: 영상부,
200: 무장부, 300: 제어부,
400: 저장부, 500: 센서부.

Claims (14)

  1. 표적이 포함된 입력 영상을 입력받는 영상부;
    상기 표적에 대하여 발포하는 무장부; 및
    상기 입력 영상에서 표적을 검출하고 상기 표적에 대한 발포 지령을 상기 무장부로 보내는 제어부를 구비하고,
    상기 영상부를 상기 무장부에 대하여 독립적으로 구동 가능한 무장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 무장부로부터 상기 표적까지의 표적 거리에 따라 상기 무장부가 탄도 보정되도록 상기 무장부를 제어하는 무장 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표적 거리에 따라 보정되는 상기 무장부의 사격 각도의 탄도 보정 데이터가 저장되는 저장부를 더 구비하고,
    상기 제어부가 상기 탄도 보정 데이터를 참조하여 상기 표적 거리에 따라 상기 탄도 보정되도록 상기 무장부를 제어하는 무장 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무장부가,
    상기 표적을 향하여 발포하는 사격부, 및
    상기 사격부를 적어도 일축에 대하여 회전시키는 무장 구동부를 구비하는 무장 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 영상부가,
    상기 입력 영상을 입력받으며 상기 표적 거리를 측정하는 영상 조립체, 및
    상기 영상 조립체를 적어도 일축에 대하여 회전시키는 영상 구동부를 구비하는 무장 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 영상 조립체가,
    주간에 상기 입력 영상을 입력받는 주간 카메라,
    야간에 상기 입력 영상을 입력받는 야간 카메라, 및
    상기 표적 거리를 측정하는 거리 측정기를 구비하는 무장 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 무장 구동부가,
    상기 사격부를 적어도 일방향으로 회전시키는 구동력을 제공하는 무장 구동모터,
    상기 사격부의 회전량을 검출하는 엔코더, 및
    상기 무장 구동모터의 회전량을 변화시켜 상기 사격부로 전달하는 감속기를 구비하는 무장 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 영상 구동부가,
    상기 영상 조립체를 적어도 일방향으로 회전시키는 구동력을 제공하는 영상 구동모터,
    상기 영상 조립체의 회전량을 검출하는 엔코더, 및
    상기 영상 구동모터의 회전량을 변화시켜 상기 영상 조립체로 전달하는 감속기를 구비하는 무장 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 무장부의 탄도 보정 시에 상기 영상부가 상기 무장부에 대하여 디커플링 되는 무장 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 영상부 및 상기 무장부가 동일한 차체에 설치되고, 상기 차체의 흔들림을 감지하는 센서부를 더 구비하는 무장 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 센서부가 상기 차체의 흔들림의 변위를 측정하는 자이로 센서를 포함하는 무장 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 센서부가 상기 영상부에 설치되는 무장 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 차체의 흔들림을 보상하도록 상기 영상부 및 상기 무장부가 작동되도록 제어하는 무장 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 차체의 외부 또는 내부에 설치되어 적어도 하나 이상의 상기 제어부와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 제어부를 운용 및 제어하는 운용 제어부를 더 구비하는 무장 시스템.
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