KR20180042735A - 원격 무장 시스템 및 이를 이용하는 탄도 보정 방법 - Google Patents

Abstract

원격 무장 시스템 및 이를 이용하는 탄도 보정 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템은, 표적을 타격하는 화기부, 상기 화기부의 선회 각도를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부 및 카메라를 이용하여 상기 표적을 포함하는 영상을 획득하며, 상기 선회 각도의 크기에 대응하는 픽셀의 개수만큼 획득되는 상기 영상의 표시 위치를 좌우로 이동시키는 영상 처리부를 포함한다.

Description

원격 무장 시스템 및 이를 이용하는 탄도 보정 방법{REMOTE ARMING SYSTEM AND TRAJECTORY OF PROJECTILES CORRECTION METHOD USING THE SAME}

원격 무장 시스템 및 이를 이용하는 탄도 보정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원격 무장 시스템에 장착되는 카메라 장치의 이미지 센서를 제어하여 탄도 보정시 화기의 선회 각도에 대응하여 영상을 이동시킴으로써 카메라 장치에 부착되는 선회 모터를 제거할 수 있는 원격 무장 시스템 및 이를 이용하는 탄도 보정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무장만 있는 경우, 사람이 직접 가늠자와 가늠쇠를 이용하여 탄도 보정을 실시하고 사격을 한다. 그러나, 무장을 사용하는 사람의 숙련도에 따라 명중률의 차이가 발생할 수 있으며, 표적과의 거리가 멀어질수록 명중률이 낮아질 수 있다.

원격 무장 시스템은 사람이 직접 실시하던 탄도 보정을 전기 모터와 각종 센서를 이용하여 정밀하게 제어하여 사격 정확도를 높인 시스템이다. 원격 무장 시스템에서 무장과 카메라는 무한회전이 가능한 포탑 위에 위치하여, 카메라는 감시 기능을 수행하고, 무장은 타격 기능을 수행한다.

원격 무장 시스템은 사격 전 탄도 보정 절차를 수행하는데, 탄도 보정 절차에서 카메라가 조준하는 지점에 탄착하도록 무장은 탄도 각도만큼 전기 모터를 작동시켜 조정한다.

본 발명은 원격 무장 시스템의 탄도 보정시 이용되는 선회 모터를 제거함으로써 제조 원가를 낮추고 기계 고장 발생을 최대한 억제할 수 있는 원격 무장 시스템 및 이를 이용하는 탄도 보정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템은, 표적을 타격하는 화기부, 상기 화기부의 선회 각도를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부 및 카메라를 이용하여 상기 표적을 포함하는 영상을 획득하며, 상기 선회 각도의 크기에 대응하는 픽셀의 개수만큼 획득되는 상기 영상의 표시 위치를 좌우로 이동시키는 영상 처리부를 포함한다.

또한, 상기 영상 처리부는 상기 화기부의 선회 방향의 반대 방향으로 상기 영상의 표시 위치를 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 선회 각도의 크기가 미리 설정된 제1 선회각 이상인 경우, 상기 선회 각도와 상기 제1 선회각의 차이만큼 상기 카메라를 줌-아웃(Zoom-Out) 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법은, 화기부의 선회 각도를 제어하는 제어 신호를 출력하는 단계, 상기 선회 각도의 크기에 대응하는 픽셀의 개수를 계산하는 단계 및 표적을 촬영하는 카메라로부터 획득되는 영상을 계산된 상기 픽셀의 개수만큼 좌우로 이동시키는 단계를 포함한다.

또한, 상기 영상을 이동시키는 단계에서는 상기 화기부의 선회 방향의 반대 방향으로 상기 영상의 표시 위치를 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 선회 각도의 크기가 미리 설정된 제1 선회각 이상인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 선회 각도의 크기가 상기 제1 선회각 이상인 경우, 상기 선회 각도와 상기 제1 선회각의 차이만큼 상기 카메라를 줌-아웃(Zoom-Out) 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 원격 무장 시스템의 탄도 보정시 이용되는 선회 모터를 제거함으로써 제조 원가를 낮추고 기계 고장 발생을 최대한 억제할 수 있는 원격 무장 시스템 및 이를 이용하는 탄도 보정 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 원격 무장 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부에서 제어하는 이미지 센서의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 탄도 보정을 수행하는 방법을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 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. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 원격 무장 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면 종래 기술에 따른 원격 무장 시스템은 화기와 카메라 장치를 포함한다. 상기 카메라 장치는 좌우 및 상하 방향으로 회전 가능하며, 상기 카메라 장치를 좌우 방향으로 선회 동작 시키는 선회 모터가 상기 카메라 장치의 하단부에 장착될 수 있다.

상기 선회 모터는 상기 원격 무장 시스템에서 탄도 보정을 실시하면 선회 방향으로 해당 각도만큼 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전한다. 상기 선회모터는 주로 탄도 보정시, 조준 감시시에 사용되며, 최근에는 구조물의 정밀도가 향상되어 주로 탄도 보정시에만 사용되고 있다.

한편, 상기 카메라 장치와 상기 화기의 총열은 탄도 보정 실시 전에는 평행 상태를 유지한다. 그리고 이때, 상기 카메라 장치와 상기 총열은 모두 표적을 지향하고 있을 수 있다. 그리고, 상기 카메라 장치를 통해 획득되는 영상은 유선 또는 무선 통신을 통해 원격지에 위치하는 제어 인원에게 전송될 수 있으며, 상기 제어 인원은 상기 영상을 통해 표적을 조준할 수 있다.

무장 장치를 통한 표적 타격 시 탄알의 탄도를 고려하여 총열의 수평 각을 조절하게 되며, 일반적으로 이를 탄도 보정이라고 한다. 총열과 표적이 일직선 상에 놓인 경우라 하더라도 총열의 강선 등의 영향으로 발사된 탄알이 직선 방향으로 진행하지 않고 특정한 경로를 따라 진행하게 되며, 이와 같은 영향을 고려하여 총열이 표적의 좌측 또는 우측을 겨냥하게 할 수 있다.

이때, 상기 총열이 수평 방향으로 회전하게 되면 상기 카메라 장치 또한 상기 총열과 연동되어 상기 총열의 수평 방향 회전 각도만큼 회전하게 된다. 따라서, 상기 카메라 장치를 통해 획득되는 영상에서 상기 표적은 상기 영상의 중심에서 벗어난 위치에 표시될 수 있으며, 실제 타격 목표가 되는 상기 표적이 아닌 다른 물체를 지향하고 있는 것으로 인식될 수 있다.

따라서, 상기 총열이 상기 표적을 일직선 상에서 겨냥하고 있지 않은 경우에도 상기 표적을 정확하게 타격할 수 있음을 나타내기 위하여, 상기 총열의 회전 방향과 반대 방향으로 상기 카메라 장치를 회전시키게 된다. 상기 카메라 장치를 회전시키기 위하여 앞서 설명한 바와 같은 선회 모터가 필요하며, 상기 카메라 장치의 회전 방향은 상기 총열의 회전 방향과 반대가 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템(100)은 화기부(110), 제어부(120) 및 영상 처리부(130)를 포함한다. 화기부(110)는 표적을 타격하는 화기 내지는 무장 장치로 이해할 수 있다. 제어부(120)는 화기부(110)의 선회 각도를 제어하는 제어 신호를 출력한다.

상기 제어 신호는 상기 화기부(110)에서 발사된 탄알의 탄도를 고려하여 상기 화기부의 선회 각도를 조절할 수 있으며, 상기 선회 각도 및 고저 각도를 함께 제어할 수 있다. 본 명세서에서는 선회 방향의 각도 제어를 위주로 설명하나, 화기부(110)는 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전할 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다 할 것이다.

영상 처리부(130)는 카메라를 이용하여 상기 표적을 포함하는 영상을 획득하며, 상기 선회 각도의 크기에 대응하는 픽셀(pixel)의 개수만큼 획득되는 상기 영상의 표시 위치를 좌우로 이동시킨다.

화기부(110)와 상기 카메라는 도 1을 참조로 하여 설명한 바와 같이, 탄도 보정이 이루어지기 전에는 서로 나란하게 배치될 수 있으며, 상기 카메라를 통해 획득되는 상기 영상을 제공받는 사용자는 상기 표적이 상기 영상의 중앙에 위치하는 경우 조준이 완료된 것으로 판단할 수 있다.

한편, 탄도 보정 동작이 수행되는 동안 제어부(120)에서 출력되는 상기 제어 신호에 의하여 화기부(110)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 일정 각도 회전하게 되면, 화기부(110)와 연동하여 선회하는 상기 카메라 또한 화기부(110)의 회전 방향과 동일한 방향으로 동일한 각도만큼 회전하게 된다.

따라서, 상기 카메라를 통해 획득되는 영상에서 상기 표적은 상기 영상의 중앙에서 벗어난 위치에 놓이게 되며, 상기 영상을 제공받는 사용자는 조준이 정확하게 이루어지지 않은 것으로 오인할 수 있다.

탄도 보정은 화기부(110)와 탄알 등의 특성을 반영하여 상기 표적을 정확하게 타격하기 위하여 이루어지는 것으로 탄도 보정이 이루어진 이후에 화기부(110)의 총열과 상기 표적은 일직선 상에 놓이지 않을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 사용자 입장에서는 상기 표적이 상기 영상의 중앙에서 벗어나 조준이 정확하지 않은 것으로 판단하는 문제가 발생할 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 영상 처리부(130)는 화기부(110)가 회전한 각도에 대응하여 상기 카메라를 통해 획득되는 영상의 표시 위치를 이동시킨다.

보다 구체적으로는 영상 처리부(130)는 상기 선회 각도의 크기에 대응하는 픽셀의 개수만큼 상기 영상의 표시 위치를 이동시키며, 화기부(110)의 선회 방향의 반대 방향으로 상기 영상의 표시 위치를 이동시킬 수 있다.

화기부(110)의 총열이 상기 표적과 일직선 상에 있고, 상기 총열과 상기 카메라가 평행하게 놓인 상태에서 상기 총열이 시계 방향으로 θ만큼 회전하게 되면, 상기 카메라를 통해 획득되는 영상에서 상기 표적은 최초 위치보다 왼쪽으로 이동하게 되며, 상기 표적이 왼쪽으로 이동한 거리는 픽셀의 개수로 표현 가능하며 상기 픽셀의 개수는 상기 총열이 회전한 각도의 크기에 비례하여 증가할 것이다.

따라서, 영상 처리부(130)는 상기 픽셀의 개수만큼 상기 영상의 표시 위치를 이동시키며, 이때 상기 카메라의 이미지 처리장치(Image Signal Processor)를 이용할 수 있으며 보다 구체적인 내용은 도 3 및 도 4를 통해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부에서 제어하는 이미지 센서의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 이미지 센서는 Display 유효영역(이하, ‘유효영역’) 및 카메라 기본 Display 영역(이하, ‘기본영역’)을 포함한다. 상기 유효영역 밖의 영역은 상기 이미지 센서에 포함되는 영역이기는 하나 실제로 이미지 데이터를 가지고 있지는 않은 영역이다.

상기 기본영역은 사용자에게 보여지는 이미지 데이터를 포함하는 영역이며, 상기 유효영역은 이미지 데이터를 포함하고 있으나 상기 유효영역에만 포함되는 이미지 데이터는 사용자에게 표시되지 않는다. 따라서, 사용자에게는 상기 기본영역에 대응하는 이미지 데이터만이 보여지지만 상기 유효영역에만 포함되는 이미지 데이터가 더 표시될 여지가 있다.

다시 말하면, 상기 기본영역은 상기 유효영역 중에서 선택된 특정한 영역으로 이해할 수 있다. 도 3에서는 상기 유효영역의 중심과 상기 기본영역의 중심이 서로 일치하는 것으로 도시되어 있으며, 이는 일반적인 이미지 센서에서의 유효영역과 기본영역의 배치관계일 수 있다.

한편, 본 발명은 무장 시스템에서 종래에 사용하던 선회 모터를 제거하되, 탄도 보정시 카메라 영상에서의 표적의 위치 변화에 대응하여 카메라 영상을 조정하는 것을 목적으로 하며, 도 2를 참조로 하여 설명한 영상 처리부(130)는 상기 기본영역의 위치를 조정함으로써 이러한 목적을 달성할 수 있다.

도 2를 참조로 하여 설명한 바와 같이, 화기부(110)의 총열이 상기 표적과 일직선 상에 있고, 상기 총열과 상기 카메라가 평행하게 놓인 상태에서 상기 총열이 시계 방향으로 θ만큼 회전하게 되면, 상기 카메라를 통해 획득되는 영상에서 상기 표적은 최초 위치보다 왼쪽으로 이동하게 된다.

이때 상기 영상은 상기 기본영역을 통해 표시되는 이미지를 의미하며, 상기 표적의 위치가 이동한만큼 상기 기본영역의 위치를 조정함으로써 상기 표적이 상기 최초 위치에 있는 것과 같이 표시할 수 있다.

즉, 상기 총열의 선회 방향 이동에 의하여 표적이 왼쪽으로 이동한만큼 상기 기본영역의 위치를 왼쪽으로 이동시키면 상기 표적이 상기 기본영역에서의 상기 최초 위치에 있는 것으로 표시할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 탄도 보정을 수행하는 방법을 예시적으로 나타내는 도면이다.

먼저 도 4(a)를 참조하면, 도 1을 참조로 하여 설명한 것과 같은 원격 무장 시스템이 도시된다. 상기 원격 무장 시스템은 도 2를 참조로 하여 설명한 바와 같이 화기부, 제어부 및 영상 처리부를 포함하며, 상기 제어부는 원격지에 위치할 수 있다.

또한, 상기 영상 처리부는 도 4(a)의 카메라 장치를 통해 표적을 포함하는 영상을 획득할 수 있으며, 상기 카메라 장치는 도 1에 도시되는 원격 무장 시스템과 달리 선회 모터를 포함하지 않는다. 따라서, 탄도 보정에 따른 상기 카메라 장치에 대한 회전 동작은 이루어지지 않으며, 상기 영상 처리부에서 이미지 센서에 대한 제어를 통해 종래와 같은 효과를 얻을 수 있다.

도 4(a)에서 상기 화기부의 총열은 각도 θ만큼 시계 방향으로 회전하고, 이는 상기 제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 이루어질 수 있다. 이때, 상기 카메라 장치는 상기 총열이 회전하는 각도 θ만큼 시계 방향으로 회전하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 총열과 카메라 장치가 시계 방향으로 회전하는 경우 상기 카메라 장치를 통해 획득되는 영상에서 표적의 위치는 최초 위치에서 왼쪽으로 이동하게 된다. 종래에는 상기 카메라 장치에 연결되는 선회 모터를 이용하여 상기 카메라 장치를 반시계 방향으로 회전시키는 방법을 사용하였으나, 본 발명에 따른 원격 무장 시스템(100)은 상기 선회 모터를 포함하지 않으므로 새로운 방법을 사용하게 된다.

도 4(b)는 상기 화기부 내지는 총열이 시계 방향으로 θ만큼 회전한 경우 이미지 센서에 포함되는 기본영역의 위치를 이동시키는 동작을 예시적으로 나타낸다. 앞서 설명한 바와 같이, 총열의 회전에 따라 상기 카메라 장치도 동일한 각도만큼 회전하게 되며, 시계 방향으로 회전하는 경우에는 상기 카메라 장치를 통해 획득되는 영상의 위치를 왼쪽으로 이동시키는 동작이 필요하다.

여기서, 상기 영상의 위치를 왼쪽으로 이동시키는 동작은 상기 기본영역의 위치를 왼쪽으로 이동시키는 것과 동일하며, 상기 기본영역의 위치를 왼쪽으로 이동시키는 것은 상기 기본영역을 포함하는 유효영역의 중심으로부터 상기 기본영역의 중심을 왼쪽으로 이동시키는 것과 동일한 것으로 이해할 수 있다.

한편, 상기 기본영역의 이동 거리는 상기 총열과 카메라 장치의 회전 각도에 비례하여 증가하며, 예를 들어 640×480 의 해상도를 갖는 카메라를 이용하여 1800m 떨어진 위치에 놓인 표적을 촬영하고, 이때 측정된 상기 카메라의 화각이 2.3˚이면 1 pixel 당 회전 각도는 약 0.003˚가 된다.

상기 총열의 회전각의 크기가 0.03˚인 경우, 총 10개의 픽셀에 해당하는 거리만큼 상기 기본영역을 이동시키면 상기 표적이 상기 기본영역의 중심에 위치하게 된다. 즉, 도 4(a)에서 상기 회전각 θ의 크기가 0.03˚이고 회전 방향이 시계 방향인 경우, 영상 처리부(130)는 상기 이미지 센서의 기본영역을 왼쪽으로 10 픽셀만큼 이동시킴으로써 탄도 보정을 완료한다.

한편, 상기 기본영역의 한 쪽 테두리부터 상기 유효영역의 대응하는 테두리까지 포함되는 픽셀의 개수는 정해져 있을 수 있다. 따라서, 상기 총열의 회전각이 일정 크기 이상인 경우에는 상기 기본영역의 위치를 이동시킨다 하더라도 상기 표적이 상기 기본영역의 중심에 위치하지 않을 수 있다.

이때 제어부(120)는 상기 선회 각도의 크기가 미리 설정된 제1 선회각 이상인 경우, 상기 선회 각도와 상기 제1 선회각의 차이만큼 상기 카메라를 줌-아웃(Zoom-Out) 제어할 수 있다.

상기 카메라를 줌-아웃 제어하게 되면 화각이 넓어지게 되고 이에 따라 단위 픽셀 당 회전 각도의 크기가 커지는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 제어부(120)에서 출력되는 제어 신호에 의해 화기부(110)가 상기 제1 선회각 이상으로 회전하더라도 상기 표적이 상기 기본영역의 중심에 위치하도록 상기 기본영역의 위치를 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 제1 선회각의 크기는 상기 기본영역과 상기 유효영역의 가로 길이의 차이에 대응하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 유효영역의 가로 길이가 600 픽셀이고 상기 기본영역의 가로 길이가 540 픽셀인 경우, 상기 기본영역의 위치를 오른쪽 또는 왼쪽으로 이동할 수 있는 길이는 각각 30 픽셀이다.

상기 카메라의 화각이 2.3˚일 때 단위 픽셀 당 선회각의 크기는 약 0.003˚이므로, 약 0.09˚으로 계산된다. 따라서, 이때의 상기 제1 선회각의 최소값은 크기는 0.09˚보다 크게 설정될 수 있다.

또한, 화기부(110)의 선회각이 상기 제1 선회각 이상인 경우 상기 선회각과 상기 제1 선화각의 크기 차이를 산출하고, 상기 기본영역과 유효영역의 가로 길이의 차이를 고려하여 상기 표적이 상기 기본영역의 중심에 위치할 수 있는 상기 카메라의 화각을 산출할 수 있다. 마지막으로 산출된 상기 화각에 대응하여 상기 카메라를 줌-아웃 제어함으로써 탄도 보정을 완료할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법은 제어 신호 출력 단계(S110), 픽셀 개수 계산 단계(S120), 및 영상 이동 단계(S130)를 포함한다.

상기 제어 신호 출력 단계(S110)에서는 상기 원격 무장 시스템에 포함된 화기부의 선회 각도를 제어하는 제어 신호를 출력한다. 상기 화기부는 표적을 타격하는 화기 내지는 무장 장치로 이해할 수 있으며, 상기 제어 신호는 상기 화기부에서 발사된 탄알의 탄도를 고려하여 상기 화기부의 선회 각도를 조절할 수 있다.

한편, 상기 제어 신호는 상기 선회 각도 및 상기 화기부의 고저 각도를 함께 제어할 수 있다. 본 명세서에서는 선회 방향의 각도 제어를 위주로 설명하나, 상기 화기부는 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전할 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다 할 것이다.

상기 픽셀 개수 계산 단계(S120)에서는 상기 선회 각도의 크기에 대응하는 픽셀의 개수를 계산한다. 상기 픽셀은 상기 표적을 촬영하는 카메라에 포함되는 픽셀을 의미하며, 예를 들어, 640×480 의 해상도를 갖는 카메라를 이용하여 1800m 떨어진 위치에 놓인 표적을 촬영하고, 이때 측정된 상기 카메라의 화각이 2.3˚이면 1 pixel 당 회전 각도는 약 0.003˚가 된다.

따라서, 상기 제어 신호에 대응하는 상기 선회 각도에 따라 상기 픽셀의 개수를 계산할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 신호에 대응하는 상기 선회 각도가 0.03˚인 경우에는 상기 픽셀의 개수가 10개로 계산된다.

상기 영상 이동 단계(S130)에서는 표적을 촬영하는 카메라로부터 획득되는 영상을 계산된 상기 픽셀의 개수만큼 좌우로 이동시킨다. 상기 화기부와 상기 카메라는 도 1을 참조로 하여 설명한 바와 같이, 탄도 보정이 이루어지기 전에는 서로 나란하게 배치될 수 있으며, 상기 카메라를 통해 획득되는 상기 영상을 제공받는 사용자는 상기 표적이 상기 영상의 중앙에 위치하는 경우 조준이 완료된 것으로 판단할 수 있다.

한편, 탄도 보정 동작이 수행되는 동안 상기 제어 신호에 의하여 상기 화기부가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 일정 각도 회전하게 되면, 상기 화기부와 연동하여 선회하는 상기 카메라 또한 상기 화기부의 회전 방향과 동일한 방향으로 동일한 각도만큼 회전하게 된다.

따라서, 상기 카메라를 통해 획득되는 영상에서 상기 표적은 상기 영상의 중앙에서 벗어난 위치에 놓이게 되며, 상기 영상을 제공받는 사용자는 조준이 정확하게 이루어지지 않은 것으로 오인할 수 있다.

탄도 보정은 상기 화기부와 탄알 등의 특성을 반영하여 상기 표적을 정확하게 타격하기 위하여 이루어지는 것으로, 탄도 보정이 이루어진 이후에 상기 화기부의 총열과 상기 표적은 일직선 상에 놓이지 않을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 사용자 입장에서는 상기 표적이 상기 영상의 중앙에서 벗어나 조준이 정확하지 않은 것으로 판단하는 문제가 발생할 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 상기 영상 이동 단계(S130)에서는 상기 화기부가 회전한 각도에 대응하여 상기 카메라를 통해 획득되는 영상의 표시 위치를 이동시킨다.

보다 구체적으로는 상기 영상 이동 단계(S130)에서는 상기 선회 각도의 크기에 대응하는 픽셀의 개수만큼 상기 영상의 표시 위치를 이동시키며, 상기 화기부의 선회 방향의 반대 방향으로 상기 영상의 표시 위치를 이동시킬 수 있다.

상기 화기부의 총열이 상기 표적과 일직선 상에 있고, 상기 총열과 상기 카메라가 평행하게 놓인 상태에서 상기 총열이 시계 방향으로 θ만큼 회전하게 되면, 상기 카메라를 통해 획득되는 영상에서 상기 표적은 최초 위치보다 왼쪽으로 이동하게 되며, 상기 표적이 왼쪽으로 이동한 거리는 픽셀의 개수로 표현 가능하며 상기 픽셀의 개수는 상기 총열이 회전한 각도의 크기에 비례하여 증가할 것이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법은 제어 신호 출력 단계(S210), 선회 각도의 크기가 제1 선회각 이상인지 판단하는 단계(S220), 카메라 줌-아웃 제어 단계(S230), 픽셀 개수 계산 단계(S240), 및 영상 이동 단계(S250)를 포함한다.

상기 제어 신호 출력 단계(S210), 픽셀 개수 계산 단계(S240), 및 영상 이동 단계(S250)에서는 도 5를 참조로 하여 설명한 제어 신호 출력 단계(S110), 픽셀 개수 계산 단계(S120), 및 영상 이동 단계(S130)에서와 실질적으로 동일한 동작이 수행되므로 중복되는 내용에 한하여 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 선회 각도의 크기가 제1 선회각 이상인지 판단하는 단계(S220)에서는 상기 선회 각도의 크기가 미리 설정된 제1 선회각 이상인지 여부를 판단한다. 도 3 및 도 4를 참조로 하여 설명한 바와 같이, 카메라에 포함되는 이미지 센서는 기본영역과 유효영역을 포함하며, 상기 기본영역의 한 쪽 테두리부터 상기 유효영역의 대응하는 테두리까지 포함되는 픽셀의 개수는 정해져 있을 수 있다. 따라서, 상기 총열의 회전각이 일정 크기 이상인 경우에는 상기 기본영역의 위치를 이동시킨다 하더라도 상기 표적이 상기 기본영역의 중심에 위치하지 않을 수 있다.

따라서, 상기 기본영역과 상기 유효영역의 가로 길이의 차이에 대응하는 픽셀의 개수, 그리고 상기 픽셀의 개수에 대응하는 선회 각도 이상으로 상기 화기부가 회전하게 되면 사용자에게 적절한 영상을 제공할 수 없으므로, 상기 선회 각도의 크기가 미리 설정된 제1 선회각 이상인지 여부를 판단하는 과정이 필요하다.

이때, 상기 제1 선회각의 크기는 상기 기본영역과 상기 유효영역의 가로 길이의 차이에 대응하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 유효영역의 가로 길이가 600 픽셀이고 상기 기본영역의 가로 길이가 540 픽셀인 경우, 상기 기본영역의 위치를 오른쪽 또는 왼쪽으로 이동할 수 있는 길이는 각각 30 픽셀이다.

상기 카메라의 화각이 2.3˚일 때 단위 픽셀 당 선회각의 크기는 약 0.003˚이므로, 약 0.09˚으로 계산된다. 따라서, 이때의 상기 제1 선회각의 최소값은 크기는 0.09˚보다 크게 설정될 수 있다.

상기 카메라 줌-아웃 제어 단계(S230)에서는 상기 선회 각도의 크기가 상기 제1 선회각 이상인 경우, 상기 선회 각도와 상기 제1 선회각의 차이만큼 상기 카메라를 줌-아웃(Zoom-Out) 제어한다.

상기 카메라를 줌-아웃 제어하게 되면 화각이 넓어지게 되고 이에 따라 단위 픽셀 당 회전 각도의 크기가 커지는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 제어 신호에 의해 상기 화기부가 상기 제1 선회각 이상으로 회전하더라도 상기 표적이 상기 기본영역의 중심에 위치하도록 상기 기본영역의 위치를 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 화기부의 선회각이 상기 제1 선회각 이상인 경우 상기 선회각과 상기 제1 선화각의 크기 차이를 산출하고, 상기 기본영역과 유효영역의 가로 길이의 차이를 고려하여 상기 표적이 상기 기본영역의 중심에 위치할 수 있는 상기 카메라의 화각을 산출할 수 있다. 마지막으로 산출된 상기 화각에 대응하여 상기 카메라를 줌-아웃 제어함으로써 탄도 보정을 완료할 수 있다.

지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 원격 무장 시스템 110: 화기부
120: 제어부 130: 영상 처리부

Claims (6)

1. 표적을 타격하는 화기부;
   상기 화기부의 선회 각도를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부; 및
   카메라를 이용하여 상기 표적을 포함하는 영상을 획득하며, 상기 선회 각도의 크기에 대응하는 픽셀의 개수만큼 획득되는 상기 영상의 표시 위치를 좌우로 이동시키는 영상 처리부;
   를 포함하는 원격 무장 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 영상 처리부는 상기 화기부의 선회 방향의 반대 방향으로 상기 영상의 표시 위치를 이동시키는 원격 무장 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 선회 각도의 크기가 미리 설정된 제1 선회각 이상인 경우, 상기 선회 각도와 상기 제1 선회각의 차이만큼 상기 카메라를 줌-아웃(Zoom-Out) 제어하는 원격 무장 시스템.
4. 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법에 있어서,
   화기부의 선회 각도를 제어하는 제어 신호를 출력하는 단계;
   상기 선회 각도의 크기에 대응하는 픽셀의 개수를 계산하는 단계; 및
   표적을 촬영하는 카메라로부터 획득되는 영상을 계산된 상기 픽셀의 개수만큼 좌우로 이동시키는 단계;
   를 포함하는 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 영상을 이동시키는 단계에서는 상기 화기부의 선회 방향의 반대 방향으로 상기 영상의 표시 위치를 이동시키는 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 선회 각도의 크기가 미리 설정된 제1 선회각 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 선회 각도의 크기가 상기 제1 선회각 이상인 경우, 상기 선회 각도와 상기 제1 선회각의 차이만큼 상기 카메라를 줌-아웃(Zoom-Out) 제어하는 단계를 더 포함하는 원격 무장 시스템을 이용하는 탄도 보정 방법.

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