KR20210068930A - 원격무장 장치 - Google Patents

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KR20210068930A
KR20210068930A KR1020190158547A KR20190158547A KR20210068930A KR 20210068930 A KR20210068930 A KR 20210068930A KR 1020190158547 A KR1020190158547 A KR 1020190158547A KR 20190158547 A KR20190158547 A KR 20190158547A KR 20210068930 A KR20210068930 A KR 20210068930A
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석봉경
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Abstract

본 발명은 원격무장 장치에 관한 것으로서, 무장이 탑재된 무장부와, 상기 무장부에 구비되며, 상기 무장부의 구동과 동기화되는 촬상부를 포함하는 타격장치; 및 상기 타격장치와 연결되어 상기 타격장치를 운용하고 제어하며 전시기를 구비하는 운용부와 상기 타격장치를 조정하는 조종부를 포함하는 운용장치를 포함하고, 상기 촬상부에서 촬상된 영상을 상기 전기시에 표시하되, 상기 촬상부의 가로(A)*세로(B) 화소의 전체 영상에 대해 상기 전체 영상의 중심을 기준으로 일부 a*b 화소의 부분 영역의 운용 영상을 표시하는 영상생성모드; 및 표적에 대한 사격을 위해 상기 타격장치의 구동에 따라, 상기 운용 영상의 상기 화면 중심에 상기 표적이 위치되도록 고저각과 리드각에 대응되게 상기 전체 영상에서 상기 운용 영상을 가로 방향과 세로 방향으로 이동하여 상기 전시기에 표시하는 보상영상모드를 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 원격무장 장치는 실시예에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

Description

원격무장 장치{Remote weapon}
본 발명은 원격무장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표적까지의 거리, 표적 방향이나 이동속도 등에 따라 탑재 무장의 탄도 고각과 리드각에 의한 탑재 무장을 선회 또는 고저 구동을 행하더라도, 카메라 영상의 화면 중심에 표적을 일정하게 조준할 수 있는 원격무장 장치에 관한 것이다.
산업혁명 이후로 과학 기술이 비약적으로 발전함에 따라, 전쟁에 사용되는 무기나 그 무기를 사용하는 방법에도 큰 변화가 있어 왔다. 그러한 기술 발전의 가장 큰 목표는 각종 기계나 무기들을 직접 운용하여 적군에게 타격을 가하는 주체인 사람의 안전을 보장하는 것이다.
일반적으로 전쟁 중 사람이 가장 많이 쓰는 무기는 총과 포다. 총과 포는 사람이 직접 휴대하기도 하지만, 장갑차나 경비정과 같은 플랫폼에 장착된 총과 포를 사람이 직접 조준하여 발사할 수도 있다. 하지만 장갑차나 경비정과 같은 경우 쉽게 적의 표적이 될 수 있고, 따라서 그러한 장갑차나 경비정에 장착된 화기를 운용하는 사람은 가장 쉽게 적에게 노출되어 사살될 수 있는 위험이 있다.
그러한 이유에서, 사람이 직접 플랫폼에 장착된 총이나 포를 운용하지 않고도 자동으로 표적을 조준하여 총탄이나 포를 발사할 수 있는 원격무장(remote weapon)을 플랫폼에 장착하게 되었다. 하지만 사람이 직접 무기를 조종하지 않아도 자동으로 작동하는 원격무장을 플랫폼에 장착할 경우, 인명피해를 줄이는 장점도 있으나 총구의 지속적인 진동으로 인해 탄착 정확도가 떨어지는 단점도 함께 발생하게 된다.
선행 특허 US 2008-0148931 및 US 7946212에서는 통상적인 원격무장의 구조를 보여준다. 상기 선행 특허들을 참조하여 보면, 원격무장의 무장이 탑재되는 거치대(무장마운트)는 선회 및 고저방향으로 구동이 가능하며, TV카메라, IR카메라, 레이저 거리측정기 등이 장착되는 영상장치는 무장이 장착되는 거치대와 독립적으로 선회 및 고저방향으로 구동이 가능하다. 선행 특허에 개시된것과 같은 4축 구동 가능한 원격무장으로 고정 또는 기동 간 고정표적 또는 이동표적에 대한 사격을 수행할 경우, 표적까지의 거리, 표적 방향이나 이동속도 등에 따라 탑재 무장의 탄도 고각과 리드각 등의 탄도 제원을 계산하게 된다. 또한, 상기와 같이 계산된 탄도 고각과 리드각 만큼 탑재 무장이 선회 또는 고저 구동을 행하더라도 영상장치는 탑재 무장에 종속되어 있지 않고 독립적으로 선회 및 고저방향으로 구동 가능하므로, 탄도 보정 시에 카메라 영상의 화면 중심에 표적을 일정하게 조준할 수 있다.
그러나, 상기의 원격무장 징치는 계산된 탄도 고각과 리드각 만큼 탑재 무장을 선회 및 고저 구동을 행하더라도, 카메라 영상의 화면 중심에 표적을 일정하게 조준할 수 있지만, 영상장치를 선회 및 고저 구동하기 위한 별도의 구동장치가 필요한 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 원격무장 장치의 영상장치를 탑재 무장 장치와 독립적으로 선회 및 고저 구동하기 위한 별도의 구동장치를 구비하지 않으면서도 운용화면에 표시되는 영상을 계산된 탄도 고각과 리드각 만큼 선회 및 고저방향으로 이동함으로써 화면 중심에 표적을 일정하게 조준할 수 있는 원격무장 장치의 필요성이 요구되고 있다.
(특허문헌) 국내등록특허 제10-1624416(2016. 05.19)
(특허문헌) 일본공개특허 제1999-142098(1999.05.28)
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는, 원격무장 장치의 영상장치를 탑재 무장 장치와 독립적으로 선회 및 고저 구동하기 위한 별도의 구동장치를 구비하지 않으면서도 운용 영상에 표시되는 화면을 계산된 탄도 고각과 리드각 만큼 선회 및 고저방향으로 이동함으로써 화면 중심에 표적을 일정하게 조준할 수 있는 원격무장 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치는, 무장이 탑재된 무장부와, 상기 무장부에 구비되며, 상기 무장부의 구동과 동기화되는 촬상부를 포함하는 타격장치; 및
상기 타격장치와 연결되어 상기 타격장치를 운용하고 제어하며 전시기를 구비하는 운용부와 상기 타격장치를 조정하는 조종부를 포함하는 운용장치를 포함하고,
상기 촬상부에서 촬상된 영상을 상기 전기시에 표시하되, 상기 촬상부의 가로(A)*세로(B) 화소의 전체 영상에 대해 상기 전체 영상의 중심을 기준으로 일부 a*b 화소의 부분 영역의 운용 영상을 표시하는 영상생성모드; 및
표적에 대한 사격을 위해 상기 타격장치의 구동에 따라, 상기 운용 영상의 상기 화면 중심에 상기 표적이 위치되도록 고저각과 리드각에 대응되게 상기 전체 영상에서 상기 운용 영상을 가로 방향과 세로 방향으로 이동하여 상기 전시기에 표시하는 보상영상모드를 포함할 수 있다.
상기 영상생성모드에서 추적 게이트는 상기 운용 영상의 화면중심에 위치되면서 상기 전체 영상의 중심에 위치한 거리측정 조준점과 일치하고,
상기 보상영상모드에서 상기 추적 게이트는 상기 운용 영상의 화면중심에 위치되면서 상기 전체 영상에서 가로 방향 및 세로 방향으로 이동되어 상기 거리측정 조준점과 불일치할 수 있다.
상기 보상영상모드에서 상기 표적은 상기 추적 게이트에 위치하도록 추적될 수 있다.
상기 고저각은 중력으로 인해 상기 표적의 조준점과 비교하여 상측 방향으로 발생하며, 상기 리드각은 상기 무장부의 강선으로 인해 표적의 조준점 대비하여 일측 방향으로 발생하여,
상기 운용 영상은 상기 전체 영상의 일측상면에 위치되고, 상기 운용 영상의 화면중심과, 상기 거리측정기 조준점을 정렬할 수 있다.
상기 조종부에는 상기 보상영상모드에서 상기 표적에 대한 거리 측정을 위해 탄도보정 모드를 잠그거나 해제하는 탄도보정스위치를 구비할 수 있다.
상기 탄도보정부의 구동으로 상기 탄도보정 모드는 해제되고,
상기 촬상부의 이동과, 상기 촬상부의 리드각과 고저각은 처음위치로 복귀될 수 있다.
상기 탄도보정부의 구동으로 상기 전체 영상을 이동해야 하는 화소수로 계산한 후, 이동해야 하는 화소수가 상기 전시기에 표시되지 않는 전체 영상의 잔여 화소수를 초과하면 초과된 화소수의 영역만큼 상기 운용 영상의 일부를 블랙으로 처리될 수 있다.
상기 탄도보정부의 구동으로 상기 전체 영상을 이동해야 하는 화소수로 계산한 후, 상기 전체 영상의 이동해야 하는 화소수가 상기 전시기에 표시되지 않는 상기 전체 영역의 잔여 화소수를 초과하면,
상기 촬상부는 초과된 화소수에 해당되는 각도의 2배수 이상의 화각을 더하여 줌배율을 조정하고,
상기 운용 영상의 중심에 상기 표적을 위치되도록 상기 고저각 및 상기 리드각에 대응되는 화소수 만큼 상기 촬상부의 잔여 화소수를 가로 및 세로 방향으로 이동하여 상기 운용 영상에 표시할 수 있다.
상기 원격무장 장치는,
상기 운용 영상은 상기 촬상부를 통한 관측 상태를 표시하는 관측모드와, 상기 표적을 추적하는 추적모드 및 상기 표적에 사격을 위한 사격모드 중 하나로 구동되며,
상기 관측모드 시 상기 운용 영상은 상기 전체 영상에 대응되며,
상기 추적모드 또는 상기 사격모드 중 하나의 모드에서는 상기 추적모드나 상기 사격모드에 동기하여 상기 전체 영상에 대해 상기 운용 영상의 화소수를 조정하여 상기 전시기에 표시될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치는, 원격무장 장치의 촬상부를 무장부와 독립적으로 선회 및 고저 구동하기 위한 별도의 구동장치를 구비하지 않으면서도 운용 영상에 표시되는 화면을 계산된 탄도 고각과 리드각 만큼 선회 및 고저방향으로 이동할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치는, 별도의 구동장치 없이 촬상부를 계산된 탄도 고각과 리드각 만큼 선회 및 고저방향으로 이동할 수 있어, 화면 중심에 표적을 일정하게 조준할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치의 개략적인 블록이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치의 구동 모드를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치의 영상 모드를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치의 탄도보정모드의 개략적인 블록이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 원격무장 장치에서 전체 영상 및 전체 영상에 따른 운용 영상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치에서, 고저각 및 리드각에 따라 전체 영상 대비 표시되는 운용 영상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치에서, 고저각 및 리드각에 따라 전체 영상에서 운용 영상의 이동 시 전체 영상에 표시되지 않는 위치의 운용 영상의 표시 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치에서, 중력 및 무장부의 강선에 따른 전체 영상 대비 운용 영상의 표시 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 원격무장 장치(10)를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치(10)의 개략적인 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치(10)의 개략적인 블록이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치(10)의 구동 모드를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치(10)의 영상 모드를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치(10)의 탄도보정모드(AM)의 개략적인 블록이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치(10)는 타격장치(100)와 운용장치(200)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 타격장치(100)는 무장부(110)와 촬상부(120)를 포함할 수 있다.
상기 무장부(110)는 무장(111a)과, 장착부(111), 격발 솔레노이드(113), 탄약 공급부(112), 고저 구동부(115), 선회 구동부(114) 및 제어부를 포함할 수 있다.
상기 장착부(111)는 선회 구동부(114) 상에 놓여 회전되도록 구비될 수 있고, 장착부(111)에는 무장(111a)과, 탄약 공급부(112), 고저 구동부(115) 등이 실장될 수 있다.
상기 격발 솔레노이드(113)는 상기 무장(111a)과 연결될 수 있다.
상기 탄약 공급부(112)는 상기 장착부(111)의 일측에 배치되고, 상기 무장(111a) 측으로 탄약을 공급하면서 탄약을 적재할 수 있도록 구비될 수 있다.
상기 고저 구동부(115)는 상기 무장이 장착되는 상기 장착부(111)의 고저를 가변시킬 수 있도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 선회 구동부(114)는 상기 타격장치(100)를 선회 구동하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 타격장치(100)에는 자이로 센서가 장착될 수 있는데, 상기 타격장치(100)에 유입되는 회전(롤(rall)이라고도 함.), 고저(피치(pitch)라고도 함.), 선회(조(jaw)라고도 함.)의 축방향의 가속도를 측정할 수 있다.
상기 제어부는 외부 외란에 대하여 상기 타격 장치(100)의 선회 및 고저의 2축 안정화 제어를 실시할 수 있다.
상기 촬상부(120)는 상기 장착부(111)의 다른 일측에 배치될 수 있고, 구체적으로 상기 고저 구동부(115)에 의해 상기 장착부(111)의 일측에서 연결되도록 구비될 수 있다.
상기 촬상부(120)는 주야간 표적을 관측하고 거리를 측정하기 위한 구성물로서, TV 카메라, IR 카메라, 거리 측정기(122)(레이저 타입을 포함할 수 있음) 등을 포함하여 구비될 수 있다. 상기 촬상부(120)는 상기 고저 구동부(115)를 통해 상기 장착부(111)에 연결되는 구조를 가질 수 있다.
상기 촬상부(120)는 상기 무장부(110)와 상기 고저 구동부(115)와 상기 선회 구동부(114)와 기구적으로 동기화되어 있으며, 상기 무장부(110)를 선회하거나 고저 구동하면 상기 무장부(110)와 상기 촬상부(120)는 함께 구동되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 무장(111a)의 총구 중심과 상기 촬상부(120), 예를 들어 TV 카메라(121a)나 IR 카메라(121b)의 영상 중심 및 상기 거리 측정기(122)의 조준점은 평행하게 정렬되도록 구비될 수 있다. 상기 촬상부(120)는 촬영된 영상을 표시하는 이미지센서(123)가 구비될 수 있고, 상기 이미지센서(123)는 가로(A)*세로(B) 화소의 전체 영상(S1)을 표시하도록 구비될 수 있다.
예를 들어, 상기 촬상부(120)의 상기 이미지센서(123)의 화소수는 즉, 가로*세로 화소의 상기 전체 영상(S1)의 크기는 1280*960 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운용장치(200)는 주야간 관측 영상 및 거리 측정 정보와 타격장치(100)의 정보, 표적 제원 등을 전시하도록 구비될 수 있다. 상기 운용장치(200)는 상기 타격장치(100)와 연결되도록 구비될 수 있고, 상기 운용장치(200)와 상기 타격장치(100)를 운용하고 제어하고, 상기 타격장치(100)를 조정하도록 구비될 수 있다.
상기 운용장치(200)는 운용부(210)와 조종부(220)를 포함할 수 있다.
상기 운용부(210)는 컴퓨터와 같은 시스템을 가진 구성물로서, 상기 타격장치(100)를 운용하고, 제어하면서 주야간 관측영상, 거리측정 정보, 타격장치(100)의 상태 정보, 표적 제원 등을 전시하는 전시기(211)를 구비할 수 있다. 후술하나 상기 전시기(211)는 상기 촬상부(120)의 영상을 전달받아 상기 표적의 위치를 표시하되, 상기 촬상부(120) 이미지센서(123)의 전체 영상(S1) 중 일부, 예를 들어 상기 촬상부(120)의 상기 이미지센서(123)의 전체 화소수에서 일부 화소수를 가진 운용 영상(S2)만을 표시하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 상술한 바와 같이, 상기 이미지센서(123)의 전체 영상(S1)의 크기가 1280*960 화소일 때, 상기 전시기(211)에 표시되는 상기 운용 영상(S2)은 640*480의 화소만큼 일부가 표시될 수 있다.
상기 운용부(210)에는 추적 모듈이 더 포함될 수 있다.
상기 조종부(220)는 상기 타격장치(100)를 조정하도록 구비될 수 있다.
상기 조종부(220)는 상기 촬상부(120)를 조종하여 상기 고정 표적 또는 이동 표적을 조준하고, 상기 표적에 대해 락온(lock-on)되도록 조종할 수 있다.
예를 들어 상기 이동 표적에 대해 표적을 락온하면, 상기 운용부(210)에 내장된 상기 추적 모듈은 락온된 상기 표적물을 추적하게 된다. 상기 표적물의 추적을 통한 선회되는 각도나 고조되는 구동 각도를 통해 상기 제어부는 상기 무장부(110)의 선회나 고저를 구동하도록 제어하고, 상기 표적을 상기 전시기(211)의 중심에 락온상태로 하여 지속적으로 추적하도록 구비될 수 있다.
상기 조종부(220)에는 상기 표적에 따라 계산된 거리, 고저 및 선회 값에 따라 상기 탄도보정모드(AM)를 온/오프 하기 위한 탄도보정부(이하 ‘탄도보정스위치(225)’라고 함)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 락온된 상기 표적에 대응하여 고저 값 및 선회 값이 정해지면, 상기 보정영상모드(VH2)는 이에 대응되도록 표적의 위치에 맞게 운용 영상(S2)이 표시될 수 있다. 또한, 상기 탄도보정스위치(225)의 온/오프에 따라 탄도를 보정하는 탄도보정모드(AM)의 잠금 및 해제를 구현할 수 있다.
상기 탄도보정모드(AM)에서는 상기 운용 영상(S2)에 표시되어 상기 표적을 추적하는 추적 게이트와 상기 거리 측정기(122)의 조준점 위치가 상이하게 된다. 따라서, 상기 표적에 대한 거리측정을 위해서는 상기 운용 영상(S2)에 표시되어 상기 표적을 추적하는 추적 게이트와 상기 거리 측정기(122)의 조준점을 일치시켜야 하므로, 상기 탄도보정스위치(225)를 눌러 상기 탄도보정모드(AM)의 해제할 수 있다. 즉, 상기 탄도보정스위치(225)를 누르면, 상기 탄도보정모드(AM)는 해제되면서 상기 이미지센서(123)에 표시되는 상기 전체 영상(S1)에 대한 보상이 이루어지고, 상기 촬상부(120)의 이동은 물론 고저에 따른 구동각도(고저각) 및 선회에 따른 구동각도(리드각)가 상기 추적 게이트를 중심으로 맞춰지도록 상기 촬상부(120), 구체적으로 상기 전체 영상(S1)이 이동(처음위치로 복귀)될 수 있다.
상기 거리 측정기(122)는 상기 락온된 상기 표적에 대하여 표적 거리를 주기적으로 측정하게 된다. 상기 거리 측정기(122)는 락온된 상기 표적에 대하여 표적 거리를 주기적으로 측정하고, 상기 운용부(210)는 상기 표적까지의 거리 변화와 선회 및 고저 방향의 각속도 변화로부터 상기 표적의 이동 방향과 속도를 계산할 수 있다. 상기 거리 측정기(122)에서 측정된 표적 거리와, 상기 운용부(210)로 인입되는 상기 표적의 이동 방향 및 속도 값을 기준으로 탄도의 고저각 및 선회각을 계산하게 된다.
이에 따라 상기 조종부(220)에 구비된 탄도보정스위치(225)를 누르면, 상기 제어부는 계산된 탄도의 고저각과 선회각 만큼 상기 무장부(110)를 고저 방향 이동 및 선회시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 원격무장 장치(10)는 상술한 바와 같이 전체 영상(S1)과 운용 영상(S2)을 표시할 수 있는데, 상기 운용 영상(S2)은 상기 촬상부(120)를 통한 관측 상태를 표시하는 관측 모드(M1)와, 상기 표적을 추적하는 추적 모드(M2) 및 상기 표적에 사격을 위한 사격 모드(M3) 중 하나로 구동될 수 있다.
상기 관측 모드(M1) 시 상기 운용 영상(S2)은 상기 전체 영상(S1)에 대응될 수 있다. 즉, 상기 전시기(211)에 상기 촬상부(120)의 상기 이미지센서(123)에 대응되는 전체 영상(S1)이 표시될 수 있는 것이다.
또한, 상기 추적 모드(M2) 또는 상기 사격 모드(M3) 중 하나의 모드에서는 상기 추적 모드(M2)나 상기 사격 모드(M3)에 동기하여 상기 전체 영상(S1)에 대해 상기 운용 영상(S2)의 화소수를 조정하여 상기 전시기(211)에 표시될 수 있다. 예를 들어, 상기 촬상부(120)의 상기 이미지센서(123)에 표시되는 전제 영상의 화소수에 대비하여 화소수가 조정된 즉, 크기가 조정된 상태의 운용 영상(S2)이 상기 전시기(211)에 표시될 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 원격무장 장치(10)에서 전체 영상(S1) 및 전체 영상(S1)에 따른 운용 영상(S2)을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치(10)에서, 고저각 및 리드각에 따라 전체 영상(S1) 대비 표시되는 운용 영상(S2)을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치(10)에서, 고저각 및 리드각에 따라 전체 영상(S1)에서 운용 영상(S2)의 이동 시 전체 영상(S1)에 표시되지 않는 위치의 운용 영상(S2)의 표시 방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격무장 장치(10)에서, 중력 및 무장부(110)의 강선에 따른 전체 영상(S1) 대비 운용 영상(S2)의 표시 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 무장부(110)가 고저방향 이동 및 선회 시, 상기 운용부(210)의 전시기(211)에 표시되는 상기 촬상부(120)의 중심에 상기 표적이 락온되도록 하기 위하여 상기 촬상부(120)는 영상생성모드(VH1)와 보정영상모드(VH2)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 촬상부(120)와 상기 운용부(210)의 상기 전시기(211)는 상기 표적을 촬상하고 이를 표시하도록 구비되는데, 상기 운용부(210), 구체적으로 상기 전시기(211)는 상기 촬상부(120)의 영상을 전달받아 표시하기 위해 영상생성모드(VH1)와 상기 보정영상모드(VH2)로 구현될 수 있다.
상기 영상생성모드(VH1)는, 상기 촬상부(120)에서 촬상된 영상을 상기 전기시에 표시하되, 상기 촬상부(120)의 가로(A)*세로(B) 화소의 전체 영상(S1)에 대해 상기 전체 영상(S1)의 중심을 기준으로 일부 a*b 화소의 부분 영역의 운용 영상(S2)을 표시할 수 있다.
상기 보정영상모드(VH2)는 상기 표적에 대한 사격을 위해 상기 타격장치(100)의 구동에 따라, 상기 운용 영상(S2)의 상기 화면 중심에 상기 표적이 위치되도록 고저각과 리드각에 대응되게 상기 전체 영상(S1)에서 상기 운용 영상(S2)을 가로 방향과 세로 방향으로 이동하여 상기 전시기(211)에 표시할 수 있다.
도 6 (a)에서와 같이, 상기 영상생성모드(VH1)에서 상기 추적 게이트는 상기 윤용영상의 상기 운용 영상(S2)의 화면중심에 위치되면서 상기 전체 영상(S1)의 중심에 위치한 거리측정 조준점과 일치할 수 있다.
이에 반하여, 도 6(b)와 같이, 상기 추적 게이트는 상기 운용 영상(S2)의 화면중심에 위치되는데, 상기 보정영상모드(VH2)에서 상기 운용 영상(S2)은 상기 전체 영상(S1)에서 가로 방향 및 세로 방향으로 이동된다. 그러나, 상기 거리 측정기(122)의 조준점은 상기 전체 영상(S1)의 중심에 위치됨에 따라 상기 추적 게이트와 상기 거리측정기(122)의 조준점은 불일치하게 된다. 즉, 상기 보정영상모드(VH2)에서 상기 표적은 상기 추적 게이트에 위치하도록 추적될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 타격장치(100)가 고저 구동부(115) 및 선회 구동부(114)를 통해 고저 구동 및 선회 구동되더라도, 상기 운용부(210)의 상기 전시기(211)에 표시되는 상기 촬상부(120)의 중심에 표적이 락온되도록 상기 촬상부(120)의 상기 전체 영상(S1)에 대해 상기 운용 영상(S2)은 이하의 후술하는 방법으로 표시될 수 있다.
먼저, 상기 촬상부(120)의 이미지센서(123)에서 영상을 생성할 때, 상기 이미지센서(123)의 가로*세로 화소의 상기 전체 영상(S1) 중 일부인 운용 영상(S2)이 상기 전시기(211)로 표시될 수 있다(상술한 영상생성모드(VH1)에 대응됨.).
예를 들어 상기 촬상부(120)의 상기 이미지센서(123)의 화소수가 1280*690일 때, 상기 전체 영상(S1)은 1280*960의 화소수에 대응되는 영상이며, 상기 전시기(211)에 표시되는 운용 영상(S2)은 상기 전체 영상(S1)에 대한 일부, 예컨대 640*480의 화소수만 표시될 수 있는 것이다.
또한, 상기 촬상부(120)의 이미지센서(123)의 해상도가 1280*960 화소이면서, 상기 촬상부(120)의 가로x세로 화각이 6.0˚x4.5˚인 경우, 상기 촬상부(120)의 화소당 분해능은 0.0047˚/화소(분해능=화각/화소수)일 수 있다. 상기 이미지센서(123)의 상기 전체 영상(S1) 중, 상기 운용 영상(S2)이 상기 전체 영상(S1)의 중앙의 640x480 화소만큼 상기 전시기(211)에 표출할 때, 상기 전시기(211)에 표시되는 운용화면의 화각은 3.0˚ x 2.25˚ 가 될 수 있고, 상기 전시기(211)에 표시되지 않는 상기 전체 영상(S1)의 나머지 영역은 좌우방향 ±320화소(±320 x 0.0047˚ = ±1.5˚), 상하방향 ±240화소(±240 x 0.0047˚ = ±1.125˚)가 될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 상기 표적이 락온되면, 상기 운용부(210)에 내장된 상기 추적 모듈은 락온된 상기 표적을 추적하게 된다. 상기 표적의 추적을 통한 선회되는 각도나 고조되는 구동 각도를 통해 상기 제어부는 상기 무장부(110)의 선회나 고저를 구동하도록 제어하고, 상기 표적을 상기 전시기(211)의 중심에 락온상태로 하여 지속적으로 추적하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 거리 측정기(122)에 의해 지속적으로 추적되는 상기 표적의 거리 변화와 선회 방향 및 고저방향 각속도 변화로부터 표적의 이동방향과 속도를 계산할 수 있다. 이러한 상기 표적의 거리와 상기 표적의 이동방향 및 속도 값을 기준으로 탄도 제원을 계산하여 탄도 고저각과 리드각을 계산할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이 계산된 탄도 고저각이 ＋0.5도, 탄도 선회각이 + 0.8도일 때, 상기 이미지센서(123)의 상기 전체 영상(S1)이 이동해야 할 화소수는 수평 -171화소, 수직으로 -107화소로 계산될 수 있다. 따라서, 상기 이미지센서(123)의 상기 전체 영상(S1) 중에서 상기 전시기(211)에 표시되는 상기 운용 영상(S2)은 도 7(b)에서와 같을 수 있다. 또한, 상기 추적 게이트는 상기 운용 영상(S2)의 중심에 위치되되, 상기 표적은 상기 전체 영상(S1)의 이동과 무관하게 상기 운용 영상(S2)의 중심인 추적 게이트에 되도록 추적될 수 있다.
상기와 같이 계산된 탄도 고저각과 탄도 선회각으로 인해 상기 전체 영상(S1)이 이동함에 따라 상기 추적 게이트와 상기 거리 측정기(122)의 조준점의 위치가 상이하게 된다. 따라서, 상기 표적에 대한 거리 측정을 위해서는 상기 추적 게이트와 상기 거리 측정기(122)의 조준점의 위치를 일치시켜야 한다. 이를 위해 상기 조종부(220)에 구비된 상기 탄도보정스위치(225)를 눌러 상기 운용부(210)의 상기 탄도보정모드(AM) 상태를 해제시킬 수 있다.
상기 탄도보정모드(AM)가 해제되면, 상기 전체 영상(S1)의 중심, 즉, 상기 거리 측정기(122)의 조준점이 상기 추적 게이트에 일치되도록 상기 전체 영상(S1)의 이동될 수 있고, 상기 선회각 및 고저각은 처음 위치로 복귀될 수 있다.
도 8에서 도시한 바와 같이, 상기 탄도보정스위치(225)의 구동으로 선회각 및 고저각에 따라 상기 전체 영상(S1)을 이동해야 하는 화소수로 계산한 후, 상기 전제 영상의 이동해야 하는 화소수가 상기 전시기(211)에 표시되지 않는 전체 영상(S1)의 잔여 화소수를 초과하면 초과된 화소수의 영역만큼 상기 운용 영상(S2)의 일부를 블랙으로 처리될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 초과된 화소수의 영역에 해당되는 상기 운용 영상(S2)의 일부를 블랙으로 처리되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 별도의 설정된 색으로 표시될 수도 있는 것과 같이, 다양한 변형이나 변경이 가능할 것이다.
상기 탄도보정스위치(225)의 구동으로 상기 전체 영상(S1)을 이동해야 하는 화소수로 계산한 후, 상기 전체 영상(S1)의 이동해야 하는 화소수가 상기 전시기(211)에 표시되지 않는 상기 전체 영상(S1)의 잔여 화소수를 초과할 수 있다. 이 경우, 상기 촬상부(120)는 초과된 화소수에 해당되는 각도의 2배수 이상의 화각을 더하여 줌배율을 조정하고, 상기 운용 영상(S2)의 중심에 상기 표적을 위치되도록 상기 고저각 및 상기 리드각에 대응되는 화소수 만큼 상기 촬상부(120)의 잔여 화소수를 가로 및 세로 방향으로 이동하여 상기 운용 영상(S2)에 표시할 수 있다.
예를 들어, 상가 탄도보정스위치(225)의 누름에 따라 탄도보정모드(AM)가 구현되는데, 상기 탄도보정모드(AM)에 의해 상기 탄도 장치의 구동되는 선회각과 고저각을 상기 전체 영상(S1)의 이동해야하는 화소수로 환산할 수 있다. 그러나, 상기 전체 영상(S1)의 이동해야 하는 화소수가 상기 전시기(211)에 표시되지 않는 상기 전체 영상(S1)의 잔여 화소수를 초과할 때 벗어나는 화소수 만큼 운용화면에서 흑색으로 처리하지 않고, 화면을 벗어나는 화소수(각도)를 계산하고, 계산된 각도만큼 카메라 줌배율을 광각으로 전환한 후 상기 전체 영상(S1)을 이동할 수 있는 것이다.
예를 들어, 상기 전체 영상(S1)의 화소수는 1280*960에, 화각이 6˚ x 4.5˚ 이고, 상기 전체 영상(S1)을 벗어나는 수평 각도가 0.5˚이면, 요구되는 화각(수평)은 6˚+0.5˚x2= 7.0˚이므로, 상기 촬상부(120)의 상기 전체 영상(S1)의 가로 x 세로 화각은 7˚ x 5.25˚ 이상이 되도록 줌배율을 조정할 수 있는 것이다.
도 9를 참조하면, 상기 타격장치(100), 구체적으로 상기 무장부(110)의 고저각은 중력에 의한 영향을 받을 수밖에 없다. 따라서, 상기 표적의 거리 측정기(122)의 조준점에 대해 상기 탄도 고각은 항상 + 방향 즉, 상기 표적의 조준점과 비교하여 상측 방향으로 발생할 수밖에 없다. 또한, 타격장치(100), 구체적으로 상기 무장부(110)의 상기 리드각은 상기 무장부(110)의 강선으로 인해 상기 표적의 거리 측정기(122)의 조준점 대비하여 일측 방향, 구체적으로 우측 방향으로 발생될 수밖에 없다. 따라서, 상기 이미지센서(123)에 표시되는 상기 전체 영상(S1)에서 상기 운용 영상(S2)은 상기 전체 영상(S1)의 일측상면, 구체적으로 우상면에 위치되도록 설정될 수 있다. 또한, 상기 운용 영상(S2)의 화면 중심과 상기 거리 측정기(122)의 조준점이 일치되도록 정렬될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 원격무장 장치
100: 타격장치
110: 무장부
111: 장착부
112: 탄약 공급부
113: 격발 솔레노이드
114: 선회 구동부
115: 고저 구동부
120: 촬상부
200: 운용장치
210: 운용부
211: 전시기
220: 조종부

Claims (9)

  1. 원격무장 장치에 있어서,
    무장이 탑재된 무장부와, 상기 무장부에 구비되며, 상기 무장부의 구동과 동기화되는 촬상부를 포함하는 타격장치; 및
    상기 타격장치와 연결되어 상기 타격장치를 운용하고 제어하며 전시기를 구비하는 운용부와 상기 타격장치를 조정하는 조종부를 포함하는 운용장치를 포함하고,
    상기 촬상부에서 촬상된 영상을 상기 전기시에 표시하되, 상기 촬상부의 가로(A)*세로(B) 화소의 전체 영상에 대해 상기 전체 영상의 중심을 기준으로 일부 a*b 화소의 부분 영역의 운용 영상을 표시하는 영상생성모드; 및
    표적에 대한 사격을 위해 상기 타격장치의 구동에 따라, 상기 운용 영상의 상기 화면 중심에 상기 표적이 위치되도록 고저각과 리드각에 대응되게 상기 전체 영상에서 상기 운용 영상을 가로 방향과 세로 방향으로 이동하여 상기 전시기에 표시하는 보상영상모드를 포함하는 원격무장 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 영상생성모드에서 추적 게이트는 상기 운용 영상의 화면중심에 위치되면서 상기 전체 영상의 중심에 위치한 거리측정 조준점과 일치하고,
    상기 보상영상모드에서 상기 추적 게이트는 상기 운용 영상의 화면중심에 위치되면서 상기 전체 영상에서 가로 방향 및 세로 방향으로 이동되어 상기 거리측정 조준점과 불일치하는 원격무장 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 보상영상모드에서 상기 표적은 상기 추적 게이트에 위치하도록 추적되는 원격무장 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 고저각은 중력으로 인해 상기 표적의 조준점과 비교하여 상측 방향으로 발생하며, 상기 리드각은 상기 무장부의 강선으로 인해 표적의 조준점 대비하여 일측 방향으로 발생하여,
    상기 운용 영상은 상기 전체 영상의 일측상면에 위치되고, 상기 운용 영상의 화면중심과, 상기 거리측정기 조준점을 정렬하는 원격무장 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 조종부에는 상기 보상영상모드에서 상기 표적에 대한 거리 측정을 위해 탄도보정 모드를 잠그거나 해제하는 탄도보정스위치를 구비하는 원격무장 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 탄도보정부의 구동으로 상기 탄도보정 모드는 해제되고,
    상기 촬상부의 이동과, 상기 촬상부의 리드각과 고저각은 처음위치로 복귀되는 원격무장 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 탄도보정부의 구동으로 상기 전체 영상을 이동해야 하는 화소수로 계산한 후, 이동해야 하는 화소수가 상기 전시기에 표시되지 않는 전체 영상의 잔여 화소수를 초과하면 초과된 화소수의 영역만큼 상기 운용 영상의 일부를 블랙으로 처리되는 원격무장 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 탄도보정부의 구동으로 상기 전체 영상을 이동해야 하는 화소수로 계산한 후, 상기 전체 영상의 이동해야 하는 화소수가 상기 전시기에 표시되지 않는 상기 전체 영역의 잔여 화소수를 초과하면,
    상기 촬상부는 초과된 화소수에 해당되는 각도의 2배수 이상의 화각을 더하여 줌배율을 조정하고,
    상기 운용 영상의 중심에 상기 표적을 위치되도록 상기 고저각 및 상기 리드각에 대응되는 화소수 만큼 상기 촬상부의 잔여 화소수를 가로 및 세로 방향으로 이동하여 상기 운용 영상에 표시하는 원격무장 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 원격무장 장치는,
    상기 운용 영상은 상기 촬상부를 통한 관측 상태를 표시하는 관측모드와, 상기 표적을 추적하는 추적모드 및 상기 표적에 사격을 위한 사격모드 중 하나로 구동되며,
    상기 관측모드 시 상기 운용 영상은 상기 전체 영상에 대응되며,
    상기 추적모드 또는 상기 사격모드 중 하나의 모드에서는 상기 추적모드나 상기 사격모드에 동기하여 상기 전체 영상에 대해 상기 운용 영상의 화소수를 조정하여 상기 전시기에 표시되는 원격무장 장치.
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