KR20230130909A - 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법 - Google Patents

탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230130909A
KR20230130909A KR1020220028094A KR20220028094A KR20230130909A KR 20230130909 A KR20230130909 A KR 20230130909A KR 1020220028094 A KR1020220028094 A KR 1020220028094A KR 20220028094 A KR20220028094 A KR 20220028094A KR 20230130909 A KR20230130909 A KR 20230130909A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drone
shooting
coordinates
bullet
shooter
Prior art date
Application number
KR1020220028094A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102698493B1 (ko
Inventor
우순
김은정
우지연
Original Assignee
우순
김은정
우지연
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 우순, 김은정, 우지연 filed Critical 우순
Priority to KR1020220028094A priority Critical patent/KR102698493B1/ko
Publication of KR20230130909A publication Critical patent/KR20230130909A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102698493B1 publication Critical patent/KR102698493B1/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
    • F41J9/00—Moving targets, i.e. moving when fired at
    • F41J9/08—Airborne targets, e.g. drones, kites, balloons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41B—WEAPONS FOR PROJECTING MISSILES WITHOUT USE OF EXPLOSIVE OR COMBUSTIBLE PROPELLANT CHARGE; WEAPONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F41B11/00—Compressed-gas guns, e.g. air guns; Steam guns
    • F41B11/80—Compressed-gas guns, e.g. air guns; Steam guns specially adapted for particular purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/26—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
    • F41J5/00—Target indicating systems; Target-hit or score detecting systems
    • F41J5/14—Apparatus 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20—Remote controls

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 총기의 실탄 사격 훈련시 음향센서의 감지신호를 분석하여 탄착점을 자동으로 추정하기 위한 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템을 제공하기 위한 것으로서, 사수의 사격장 입출입부터 사격 후 관리까지 통합적인 제어를 행하는 통합관리서버(100); 상기 통합관리서버(100)의 제어에 응하여 표적지(2006)를 기 설정된 위치로 이동시키는 드론(2000); 및 상기 드론(2000)을 조종하는 리모콘(3000); 을 포함하며, 상기 드론(2000)은, 드론본체(2001)나 드론지지대(2004) 하방으로 경량타겟(2006)이 구비되며, 상기 경량타겟(2006)의 전방으로 복수개의 초음파 센서(S1 ~ S4)들이 장착되여, 상기 복수개의 초음파 센서가 상기 표적지(2006)에 피탄시 발생하는 충격파를 센싱하여, 충격파의 도달 시간의 차이를 가지고 거리를 분석하고 삼각측량법에 따라서 피탄 좌표를 추정하는 것을 특징으로 한다.

Description

탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법{Fire training system and method using a drone which is capable of estimating target impact point}
본 발명은 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 총기의 실탄 사격 훈련시 음향센서의 감지신호를 분석하여 탄착점을 자동으로 추정하기 위한 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래의 실탄 사격장은, 사수의 신원을 확인하여 각 사수별로 표적지를 수령케 하고, 탄환을 분배한 후, 각 사대에서 표적지를 부착하고, 표적지를 정해진 거리로 이동시켜, 각각의 타켓을 향하여 사격을 수행하며, 이후 다시 표적지를 사대로 원위치시켜, 표적지를 회수하여 탄착점 및 점수를 확인하는 과정으로 사격훈련을 진행하였다.
다만, 최근의 스마트 사격장에서는 탄두가 발생하는 충격파를 센싱하여 탄착점을 자동으로 인식하는 탄착점 식별 시스템(LOMAH, Location of Miss And Hit) 또는 스마트 타겟이라 불리는 시스템을 사용하기도 한다. 이에 대해서는, 대한민국 특허 제10-1997387호 (음향 센서를 이용한 탄착점 추정 방법 및 장치) 및 대한민국 특허 제10-1943631호 (TDoA 기반의 소총화기 탄착점 추정 시스템) 를 참조 가능하다.
그런데, 이러한 시스템을 사격훈련장에 채용하려면, 각 사로별로 또한 각 사로에서도 실사격 거리별로 일일이 고가의 장비를 별도로 설치해야만 하므로 많은 초기 비용이 투자되어야 함은 물론, 설치 후에도 이들을 운용하려면 많은 유지비용이 소요된다. 특히 실거리 사격장은 주로 야외에 설치되는바, 우리나라와 같이 계절별 기온차도 크고 눈비나 태풍 등의 가혹한 기상 환경에서는 사실상 야외에 그대로 방치하기에는 너무 고가의 장비의 조기 고장으로 이어져, 비경제적이다.
이러한 이유로, 아직도 대부분의 전방 부대에서는 실거리 사격장을 기존의 방식대로 표적지를 부착하는 방식으로 운용할 수 밖에 없는 실정이다.
한편, 최근에는 드론을 활용한 사격 연습 시스템이 제안되어 있는바, 그 일례로 대한민국 특허 제10-1968896호 (드론을 이용한 사격 시스템 및 방법) 가 제1 종래기술로서 개시되어 있다.
이를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 제1 종래기술은, 이착륙 및 비행궤도가 설정된 드론(100)과 레이저광을 발사하는 레이저건(200)을 준비하는 준비단계; 상기 드론을 비행시키는 비행단계; 비행하는 상기 드론을 향하여 상기 레이저건으로 레이저광을 발사하는 발사단계; 상기 드론이 상기 레이저건이 발사하는 레이저광을 수신하여 격추되는 격추단계;를 포함한다.
그리고, 상기 드론(200)은, 본체부(10); 상기 본체부의 측면에서 방사상으로 연결되는 복수 개의 연결암(30); 상기 연결암 각각의 단부에 결합된 회전날개부(40); 상기 본체부의 하부에 상기 드론이 지상에 착륙할 때 자세를 유지하기 위한 지지대(50); 및 관제부(300)와의 통신을 통하여 이착륙 및 비행정보를 수신하여 상기 회전날개부의 동작을 제어하는 제어부(60);를 포함하고, 상기 본체부는, 단면이 통 형상인 본체하우징(20); 및 상기 본체하우징의 상부에 결합되는 덮개;를 포함하고, 상기 본체하우징의 측면에서 상기 회전날개부를 제외한 지역에는 레이저광을 감지하기 위한 복수 개의 광센서(70); 가 설치되고, 상기 회전날개부는, 전기 동력에 의해 회전력을 제공하는 구동모터(41); 상기 구동모터에 의하여 회전 가능하도록 결합되어 상기 드론에 비행력을 제공하는 회전날개(42); 및 상기 구동모터와 상기 회전날개가 고정 장착되는 회전날개장착부(43);를 포함하고, 상기 구동모터는 상기 회전날개의 회전력을 제어할 수 있도록 회전력 제어가 가능한 모터로 구성된다.
상기 레이저건(200)은, 레이저광이 발사되는 동시에 발사음이 발생되고, 발사 후에는 진동이 발생되고, 상기 레이저건은, 레이저광을 생성하여 발사하는 레이저포인터부(220); 레이저광이 발사될 때 상기 레이저건의 일부가 후퇴하여 사격에 따른 진동을 발생시키는 격발진동부(230); 레이저광이 발사될 때 음향을 생성시키는 발사음발생부(240);를 포함하고, 상기 격발진동부는, 상기 레이저건의 본체 후방 상부에 슬라이딩 형식으로 결합되어, 레이저광의 발사와 함께 가압되어 후퇴된 후 원래의 위치로 복귀되고, 상기 발사음발생부는 모듈로 제작되어 상기 레이저건의 본체에 탈부착 가능하도록 조립식으로 구성된다.
상기 비행단계에서는, 사용자(201)가 상기 관제부(300)와 상기 광센서(70)를 이용하여, 비행하는 드론의 개수, 드론의 비행 속도, 비행 고도 및 비행 경로 중 어느 하나 이상이 변화된 복수 개의 일반비행궤도 중 어느 하나를 선택하여, 상기 제어부가 상기 선택된 일반비행궤도로 상기 드론의 동작을 제어하는 방식으로 사격의 난이도 및 스테이지를 변경할 수 있다.
상기 관제부(300)는, 상기 드론을 제어하는 제어모듈(310); 및 상기 제어모듈의 명령에 따라 상기 드론과 신호를 송수신하는 제1통신부(320);를 포함하고, 상기 관제부에서 송신된 신호를 수신한 상기 드론(100)의 제어부(60)는 제2통신부(110)를 통해 상기 제1통신부로부터 송신된 신호를 수신하여, 상기 드론의 비행, 레이저광의 감지 및 격추를 제어하고, 상기 격추단계에서는, 광센서가 레이저광을 수신하는 경우 상기 제어부에 의하여 상기 드론이 격추된 것으로 판단하고, 상기 드론이 격추되면, 상기 제어부는 격추된 경우에 따로 설정된 격추비행궤도로 상기 드론의 동작을 제어하는 동시에, 격추효과발생부(140)를 제어하여 음향, 불빛 또는 연기 효과를 발생시켜 실감도 높은 사격 격추 시스템을 구현하며, 격추에 따른 점수가 상기 관제부를 통해 추가되어 상기 관제부에 의해 사용자의 사격점수 및 랭킹이 상기 관제부와 연결된 스마트폰 앱에 출력되고, 상기 스마트폰 앱에서는, 사용자가 선택한 상기 레이저건의 고유 코드를 입력하고, 상기 관제부의 상기 제어모듈과 연결되어, 사격 장소나 사용자가 다른 경우에도 사격 시합이 가능하도록 구현되고, 상기 드론이 격추되지 않으면, 상기 제어부는 격추되지 않는 경우로 설정된 미격추비행궤도로 상기 드론의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 이상의 제1 종래기술은 어디까지나 레이저건에 의한 사격 연습용일 뿐, 군경에서 실제 실탄 사격훈련용으로는 미흡한 실정이다.
좀더 실감나도록 사격 연습을 위한 시스템으로 대한민국 특허 제10-2312181호 (드론을 이용한 사격 연습 시스템) 가 제2 종래기술로서 개시되어 있는바, 이를 도 4를 참조하여 설명하면, 하부에 적어도 하나의 표적(10)이 연결된 드론(100); 상기 드론의 동작을 무선 제어하는 컨트롤러(200); 및 상기 드론의 비행 시 상기 표적을 향해 사격연습을 수행하기 위한 사격연습용 총기(300)를 포함하고, 상기 드론은, 상기 컨트롤러와 양방향 통신하며, 상기 컨트롤러로부터 수신되는 비행제어신호에 따라 비행 동작을 수행하는 드론 본체부; 상기 드론 본체부의 하부에 설치되어 상기 표적과 각각 연결되고, 상기 표적의 교체 시 미리 연결된 다른 표적을 표적 위치로 회전 이동시켜 표적 교체 동작을 수행하는 표적 연결 교체부; 및 상기 드론 본체부에 설치되어 상기 표적 위치에 있는 상기 표적의 상태를 감지하거나, 상기 컨트롤러로부터 표적교체제어신호를 수신하는 경우 상기 표적 연결 교체부가 표적 교체 동작을 수행하도록 제어하는 표적 연결 교체 제어부를 포함하고, 상기 표적은 과녁구조물을 포함하고, 상기 표적 연결 교체부는, 상기 드론 본체부의 하부 중심에 설치된 회전 모터; 상기 회전 모터의 하부 중심으로부터 외곽을 행해 각각 연장되어 상기 회전 모터의 구동에 따라 회전하는 표적 연결부; 및 상기 컨트롤러로부터 표적회전제어신호를 수신하는 경우 미리 준비된 다른 과녁구조물이 상기 표적 위치로 이동하도록 상기 회전 모터를 제어하는 표적 위치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상의 제2 종래기술은 상술한 제1 종래기술보다는 좀더 실감있는 실제 총을 사용하고 과녁을 사용하기는 하나, 역시 여기서도 사용되는 총이 에어소프트총이어서 실제 군.경이 실전 사격훈련용으로 적용하기에는 미흡한 점은 여전하다 할 것이다.
아울러, 상기 제2 종래기술에서, 실제로 사격 점수를 확인하려면 표적지를 확인하여야 하며, 비록 시간이나 가중치 부여 등의 다른 방식으로 점수를 부여하기는 하나, 명중율에 따른 점수 확인은 표적지를 일일이 확인하여야 하므로 번거롭고 시간차가 발생하여 사격 훈련에 장애 요소가 된다 할 것이다.
물론, 상기 제1 종래기술은 아예 과녁 자체가 없어 명중율에 따른 점수 자체가 확인되지 않고 단지 클레이 사격과 같이 대충 받으면 명중으로 보는 정도로서, 오락거리 정도에 불과하다.
대한민국 특허 제10-1968896호 (드론을 이용한 사격 시스템 및 방법) 대한민국 특허 제10-2312181호 (드론을 이용한 사격 연습 시스템)
본 발명은, 이상의 종래기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 총기의 실탄 사격 훈련시 음향센서의 감지신호를 분석하여 탄착점을 자동으로 추정하기 위한 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
더욱이, 사격을 행하는 사수의 손목이나 총기에 각각의 스마트 기기를 장착하도록 하고, 상기 각각의 스마트 기기에서 총기 격발 여부를 감지하여 격발 신호를 연산 장치로 전송하여, 탄착점 추정 시스템에 의한 탄착점 추정시 오차를 보정하도록 함으로서, 더욱 정확한 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련이 가능하도록 하는 것이다.
이상의 목적 및 다른 추가적인 목적들이, 첨부되는 청구항들에 의해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 당업자들에게 명백히 인식될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템은, 사수의 사격장 입출입부터 사격 후 관리까지 통합적인 제어를 행하는 통합관리서버(100); 상기 통합관리서버(100)의 제어에 응하여 표적지(2006)를 기 설정된 위치로 이동시키는 드론(2000); 및 상기 드론(2000)을 조종하는 리모콘(3000); 을 포함하며, 상기 드론(2000)은, 드론본체(2001)나 드론지지대(2004) 하방으로 경량타겟(2006)이 구비되며, 상기 경량타겟(2006)의 전방으로 복수개의 초음파 센서(S1 ~ S4)들이 장착되여, 상기 복수개의 초음파 센서가 상기 표적지(2006)에 피탄시 발생하는 충격파를 센싱하여, 충격파의 도달 시간의 차이를 가지고 거리를 분석하고 삼각측량법에 따라서 피탄 좌표를 추정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 드론(2000)은, 상기 드론의 드론지지대(2004)에 장착되는 센서지지대(2005)를 더 포함하며, 상기 복수개의 초음파 센서 중에서 제1 내지 제3 센서(S1 ~ S3)가 일렬로 배열된 센서어레이를 형성하면서 상기 센서지지대(2005)에 장착되며, 상기 센서어레이의 전방 혹은 후방으로 이격되어 있는 속도검출용 제4 센서(S4)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 드론(2000)은, 상기 복수개의 초음파 센서들에 의해 감지된 충격파 감지 센싱 정보를 디지털화하는 신호처리부(2200)와, 상기 신호처리부(2200)에서 디지털화한 충격파 감지 센싱 데이터에 의해 1차 피탄 좌표 분석을 행하는 좌표분석장치(2300)와, 상기 좌표분석장치(2300)에 의해 추정된 좌표값을 상기 통합관리서버(100)서 전송하는 통신부(2900)와, 상기 드론의 전반적인 제어를 행하는 제어부(2100)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 사수 정보 및 격발감지장치가 내장된 스마트기기(460); 및 상기 좌표분석장치(2300)로부터의 센싱된 정보를 분석하여 발사체의 탄좌표를 추정하되 상기 스마트기기(460)로부터의 사수 위치정보 및 격발시각 데이터를 바탕으로 추가적인 보정을 행함으로써, 탄좌표 분석의 정확성을 높이도록 하는 연산장치(450); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한층 더 바람직하게는, 상기 스마트기기(460)는, 사수(P)의 손목에 장착된 스마트 워치이며, 상기 스마트 워치는 사격시 발생되는 격발신호를 감지가능하고, 위치 정보 데이터를 추가적으로 전송가능한 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 스마트기기(460)는, 상기 스마트기기(460)의 모든 동작을 제어하는 제어부(461)와, 각종 센서들(464~468)과, 상기 센서들의 센싱 정보에 의하여 현재 위치를 감지하는 위치감지부(462)와, 총기의 격발을 감지하여 감지한 격발시각을 획득하는 격발감지부(463)와, 상기 위치감지부(462)에 의해 감지된 현재 위치 정보와 상기 격발감지부(463)에 의해 감지된 격발시각 정보를 상기 연산장치(450)로 전송하는 통신부(469)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따른 사격훈련장은, 상기 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템을 포함하는 사격훈련장으로서, 상기 사격훈련장(1000)의 맨끝 전방에 피탄지(410)가 위치하도록 하며, 상기 피탄지(410)는, 드론(2000)이 착륙할 수 있으며 표적호(411) 상에 표적지만큼 이격하여 설치된 드론착륙장(412)과, 상기 드론착륙장(412) 후방에 총탄 사격시 상방향으로 발사된 탄두로부터 드론을 보호하기 위한 방탄벽(413)을 포함하며, 드론착륙장(412) 하방으로는 드론 아래에 매달린 경량타겟(2006)이 노출되어 있는 것을 특징으로 한다.
다른 한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따른 사격훈련장은, 상기 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템을 구비하는 사격훈련장(1000)으로서, 상기 통합관리서버(100)는 상기 사격훈련장(1000)의 통제실(1100) 내에 위치하도록 하고, 통제실(1100) 바로 앞에 사대(1300)가 위치하도록 하며, 상기 연산장치(450)는, 상기 통합관리서버(100) 내에 위치하고, 상기 통합관리서버(100)로부터 전송받은 탄착점 좌표를 사수의 사대에 설치된 사대 모니터(600)에 디스플레이해 주도록 하는 것을 특징으로 한다.
또다른 한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4 측면에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법은, 상기 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템에서의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법으로서, (b) 상기 연산장치(450)가 상기 스마트기기(460)로부터 사수 정보 및 격발감지 시각 정보를 수신하는 단계; (c) 상기 연산장치(450)가 상기 좌표분석장치(2300)로부터 상기 복수개의 초음파 센서의 발사체의 충격파 신호를 센싱한 좌표분석장치 데이터를 수신하는 단계; 및 (d) 상기 연산장치(450)가 상기 좌표분석장치(2300)로부터 수신한 좌표분석장치 데이터로서 탄착점 좌표를 연산하되, 상기 스마트기기(460)로부터 수신한 사수 정보 및 격발감지 시각 정보로서 보정을 행하여, 탄착점 좌표를 추정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, (e) 상기 (d) 단계 이후, 사격 종료가 되었는가? 를 판단하는 단계(S500); (f) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 아직 종료가 아니면 현재탄착점 좌표를 사수 모니터(600)로 출력하는 단계; (g) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 사격 종료인 경우에는, 사수별 사격 훈련 점수를 산출하는 단계(S700); 및 (h) 상기 (d) 단계 이후, 각 사수별 사격훈련 점수를 dB에 저장하는 단계(S800); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법에 따르면, i) 몇 대의 드론에만 탄좌표 추정이 가능한 시스템을 장착하여 각 사로에 이동시켜 운용하게 되면, 고가의 고정적인 탄착점 추정 시스템을 구축하지 않아도 기존의 사격훈련장에 즉시 적용가능하므로, 설치 및 운영비용이 크게 절감되어 경제적이고, ii) 실탄 사격 훈련 시 실제 사격을 행한 사수와 그 위치를 식별하여 감안함으로써 탄착점 추정의 정확성을 높이고 각 사수의 개인 성적의 정확성을 높일 수 있고, iii) 도비탄이나 유탄에 의한 표적 제압의 경우를 구분함으로써 역시 사격 훈련의 정확성을 높일 수 있다.
상기 목적 및 효과 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 1은 제1 종래기술에 따른 드론을 이용한 사격 시스템의 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 제1 종래기술에 따른 드론의 외형을 나타낸 사시도,
도 3은 제1 종래기술에 따른 드론을 이용한 사격 시스템의 제어를 설명하기 위한 블록도,
도 4는 제2 종래기술에 따른 드론을 이용한 사격 연습 시스템의 전체 구성과 실시 형태를 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장을 도시한 평면도 및 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장의 사대 및 사수에 대한 모식도.
도 7은 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장의 피탄지 및 탄두회수시설에 대한 모식도.
도 8은 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템에서 사용되는 드론의 사시도.
도 9는 도 8의 드론이 탄좌표 분석을 행하는 상태도.
도 10은 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 중 서버(100) 및 드론(400)의 구성도.
도 11은 도 10의 스마트기기(460)에 대한 상세 블록도.
도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법의 메인 플로우챠트.
도 13은 도 12의 스마트기기(460)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도.
도 14는 도 12의 연산장치(450)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.
다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
(본 발명의 최적 실시예에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템)
우선, 본 발명의 최적 실시예에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템에 대하여, 도 5 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장을 도시한 평면도 및 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장의 사대 및 사수에 대한 모식도이며, 도 7은 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템의 개념을 사용하는 사격술 훈련장의 피탄지 및 탄두회수시설에 대한 모식도이다.
도 8은 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템에서 사용되는 드론의 사시도이고, 도 9는 도 8의 드론이 탄좌표 분석을 행하는 상태도이고, 도 10은 본 발명에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 중 서버(100) 및 드론(400)의 구성도이며, 도 11은 도 10의 스마트기기(460)에 대한 상세 블록도이다.
도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법의 메인 플로우챠트이고, 도 13은 도 12의 스마트기기(460)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도이며, 도 14는 도 12의 연산장치(450)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도이다.
먼저, 도 5 내지 도 7 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템을 포함하는 전체 사격훈련시스템은, 사수의 사격장 입출입 및 탄분배 관리는 물론 디지털영상표적을 디스플레이하고 사격시 좌표를 분석하는 사격관리 및 사격 후 탄피회수 및 사후 자원관리까지 행하는 통합관리서버(100); 상기 통합관리서버(100)의 제어에 응하여 표적지를 기 설정된 위치로 이동시키는 드론(2000); 및 상기 드론(2000)을 조종하는 드론조종장치; 를 포함하여 이루어진다.
아울러, 상기 통합관리서버(100)는, 주로 전체 사격훈련장(1000)의 통제실(1100) 내에 위치하도록 하고, 통제실(1100) 바로 앞에 사대(1300)가, 그리고 맨끝 전방에 피탄지(410)와 탄두회수장치(800)가 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
추가적으로, 상기 통합관리서버(100)로부터 전송받은 탄착점 좌표를, 일례로 사수의 사대 칸막이(500)에 설치된 사대 모니터(600)에 디스플레이해 주도록 하며 (선택적으로 사대 칸막이(500)와 사대 모니터(600)가 별개로 이격되어 있을 수 있음), 통계 및 사후관리를 위해 별도의 DB에도 저장되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 사격결과를 기록하여 관리함은 물론, 사격 기록을 취합하여 사수성향을 분석하고, 빅데이터 분석을 통하여 제반 부대 관리에 사용할 수도 있다.
한편, 상기 피탄지(410)에 대하여 좀더 상술하면, 드론(2000)이 착륙할 수 있으며 사격 피탄시 안전 및 방탄 기능을 갖는 시설로서, 먼저 기본적인 표적호(411) 상에 표적지만큼 이격하여 드론착륙장(412)이 설치된다. 드론착륙장(412) 후방에는 역시 총탄 사격시 상방향으로 발사된 탄두로부터 드론을 보호하기 위한 방탄벽(413)이 드론 높이 정도로 설치되도록 하며, 드론착륙장(412) 하방으로는 드론 아래에 매달린 경량타겟(2006)이 일반적인 방향의 탄두들로부터 노출되도록 충분한 홀 (미 도시됨) 이 형성되어야 하며, 일반적인 방향의 탄두들이 경량타겟을 관통한 후에 상기 탄두회수장치(800)에서 회수되도록 탄두통과홀(H)이 형성되어야 한다. 즉, 사대(1300)에 위치한 사수(P)가 발사한 일반적인 탄두(F)들은, 표적호(411)와 방탄벽(413) 사이의 공간을 지나서 드론 하방에 매달린 경량타겟(2006)을 타격하고, 상기 탄두통과홀(H)을 지나 상기 탄두회수장치(800)에 갇혀서, 후에 회수되어진다.
참고로, 상기 드론조종장치는, 거의 대부분 리모트컨트롤러(3000)를 사용하겠으나, 경우에 따라서는 통제실에서 피탄지만을 지정하여 주면, 자동으로 최적 경로를 비행하여 해당 피탄지의 드론착륙장(412)에 안착하도록 하는 자동항법장치를 사용할 수도 있으며, 자동항법장치 역시 본 발명의 범위를 벗어나는 것이 아니다.
이제, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템에 사용되는 드론(2000)에 대하여 상술한다.
본 발명의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템에 사용되는 드론(2000)은, 일반적인 드론과 마찬가지로 드론본체(2001)에 드론날개(2002) 및 상방으로 드론안테나(2003) 그리고 하방으로 드론지지대(2004)가 구비되는바, 특히 본 발명에서는 드론본체나 드론지지대 하방으로 경량타겟(2006)이 구비되며, 더욱이 상기 경량타겟(2006)의 전방으로 초음파 센서(S1 ~ S4)들이 장착되는바, 상기 초음파 센서(S1 ~ S4)들은 직접 드론지지대(2004)에 장착되어도 되지만, 바람직하게는 일렬로 배열된 센서어레이(S1 ~ S3)과 전방 혹은 후방으로 이격되어 있는 속도검출용 추가 센서(S4)가 구비되어야 하는바, 따라서 안전상의 문제도 있고 하므로, 별도의 센서지지대(2005)에 센서어레이를 이루는 제1 내지 제3 센서(S1 ~ S3)가 장착되고, 그 후방으로 제4 센서(S4)가 장착되는 것이 바람직하다.
그리하여, 상기 제1 센서(S1) 및 제 센서(S4)에 의해 충격파(W)의 감지 시간차를 이용하여 탄두(F)의 속도를 측정하고, 이후 중앙의 제1 센서(S1)와 같은 센서어레이를 이루는 제2 및 제3 센서(S2, S3)들을 이용하여, 이들 센서들에 도달하는 충격파 시간차를 이용하여 상대적인 거리를 측정하며, 결국 삼각 측량법에 의해 탄두의 좌표를 추정할 수가 있다. 또한, 상기 드론(2000)에는 온/습도센서 (미도시됨) 가 추가되어, 온/습도에 따라서 탄좌표 분석이 달라지므로, 이에 의한 타좌표 분석의 보정이 이루어지도록 한다.
더 바람직하게는, 상기 제1 내지 제4 센서(S1 ~ S4)들이 장착되는 제1 센서지지대(2005)의 반대편에도 제2 센서지지대(2005')를 설치하고 여기에 상기 제5 내지 제8 센서(S1' ~ S4')들을 상기 제1 내지 제4 센서(S1 ~ S4)들과 대칭으로 설치하여, 좌표 추정값의 정확성을 높이고, 또한 제1조의 센서들(S1 ~ S4)에 문제가 생기거나 드론의 방향이 반대방향일 경우에도 탄두 궤적(T)의 좌표를 용이하게 추정할 수 있도록 하는 것이 좋다. 그리고, 이들 센서들의 초음파 센싱 데이터의 처리는, 드론본체(2001) 내에 구비되는 신호처리부(2200)에서 디지털화 및 좌표분석장치(2300)에서 좌표값 추정 연산을 행하게 되도록 한다.
이제 도 10을 참조하여, 본 발명의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템의 더욱 바람직한 실시예를 설명하면, 먼저 상술한 신호처리부(2200)와 좌표분석장치(2300) 외에도, 드론(2000)의 조명장치(2400) 및 카메라(2500), 그리고 이들 모두를 제어하는 제어부(2100)가 구비되도록 하며, 마지막으로 통신부(2900)는 드론에서 송출되는 비행데이터와 함께 피탄 좌표 데이터 등을 상기 통합관리서버(100)로 송출하게 된다.
추가적으로, 보다 정확한 피탄 좌표 추정을 위해, 그리고 사대(1300)에 여러명의 사수가 사격을 행하고 있을 경우에 어느 사수가 사격을 행하였는지를 확인가능하도록 스마트기기(460)가 사수 혹은 총기에 더 추가되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 주로 드론(2000) 내에 위치하는 좌표분석장치(2300)가 일례로 초음파를 이용한 삼각측량법에 의해 탄두의 타격 지점 좌표를 사격과 동시에 인식하여 그 좌표값을 상기 통합관리서버(100)로 실시간 전송함으로써, 통제실의 모니터 화면에는 물론 사대 모니터(600)에도 실시간으로 타격 점수 및 명중 위치 확인이 가능하도록 한다.
이들 탄착위치 좌표 혹은 디지탈 영상은, 신호처리부(2200) 및 좌표분석장치(2300)를 통해 이진화 및 분석된 후, 주로 상기 통합관리서버(100) 내에 위치하는 연산장치(450)로 전송되는바, 결국 최종적으로 상기 통합관리서버(100)로 전송되어지도록 한다. 상기 연산장치(450)는 드론(2000) 내에 포함되도록 혹은 드론(2000)이나 서버(100)와 전혀 별도의 독립된 장치로 구성하여도 되나, 본 발명에서는 특별히 상기 스마트기기(460)에서 사수의 위치정보 및 격발시간데이터를 확보하고 이를 통합관리서버(100)로 보내어 이들 사격 데이터를 감안하여 탄착점 좌표를 보정하여야 하므로, 상기 통합관리서버(100)에 내장되도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 탄두회수 및 분진 필터장치(800)에 대하여 설명하면, 이는, 피탄시설에서 발생하는 분진을 실시간 흡입해서 필터링함으로써 오염 확산을 방지하며, 탄두회수를 동시에 가능하도록 하는 것이다.
이제 계속해서, 도 5 내지 도 7b, 도 10 및 도 11을 참조하여, 본 발명의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템을 상세히 설명한다.
본 발명의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템은, 주로 통제실(1100)에 배치되어 사격훈련을 통제하는 통합관리서버(100); 경량타겟(2006)의 표적기를 운반하면서 초음파 센서와 온/습도센서가 장착된 좌표분석장치(2300)를 포함하는 드론(2000); 격발감지장치가 내장된 스마트 워치(smart watch) 등의 웨어러블 디바이스(wearable device)인 스마트기기(460); 를 포함하여 이루어지며, 상기 통합관리서버(100)는 상기 좌표분석장치(2300)로부터의 센싱된 정보를 분석하여 발사체의 탄좌표를 추정하되 상기 스마트기기(460)로부터의 사수 위치정보 및 격발시각 데이터를 바탕으로 추가적인 보정을 행함으로써, 탄좌표 분석의 정확성을 높이도록 하는 연산장치(450)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 다만, 상기 연산장치(450)가 반드시 상기 통합관리서버(100) 내에 위치하여야만 하는 것은 아니며, 별도의 장치로 구비되어 있는 것도 가능하고, 심지어 상기 좌표분석장치(2300)에 내장되도록 구비되어도 상관없다.
특히, 상기 스마트기기(460)는, 사수(P)의 손목에 장착된 스마트 워치가 가장 바람직하나, 반드시 사수의 손목에 착용되어야만 하는 것은 아니며, 사격시 발생되는 격발신호를 감지하여 이를 상기 연산장치(450)로 송신할 수 있는 기기이면 족하며, 추가적으로 총기의 위치 정보 데이터를 추가적으로 전송하여, 탄의 발사 각도 및 위치를 감지할 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
이때, 사수의 총기로부터 발사된 탄은 초음속 이상으로 이동하기 때문에 충격파를 발생하며 날아가게 되는바, 탄의 초음파 강도를 측정하는 초음파 센서(도 7의 S1~S4)가 표적지(410) 전방 하부에 설치되어 날아들어오는 탄으로부터 발생되는 초음파를 측정한다. 아울러, 좌표분석장치의 센서지지대(2005)에 장착된 수개의 초음파 센서(S1~S4)를 상호 비대칭으로 장착하여 삼각측량법으로 연산시 다량의 비교데이터를 만들어 정확도를 높일 수 있다.
아울러, 상기 초음파 센서들은 각자의 감도를 신호처리부(2200)에서 디지털 데이터로 변환하여 상기 좌표분석장치(2300)로 전송하는데, 이때 온/습도 센서(미 도시됨)에 발생된 온도 및 습도 변수를 적용하여 전송한다.
그리하여, 수 개에서 전송된 감도 데이터를 각 초음파 센서 당 상대 센서의 값으로 삼각측량법에 의하여 초당 n번 이상의 계산을 통하여 탄의 궤적 데이터를 상기 좌표분석장치(2300) 및/또는 연산장치(450)를 통해 계산하는 것이다.
더욱이, 상기 발사체의 궤적 데이터를 통합관리서버(100)의 연산장치(450)에서 분석하여 표적지에 탄의 탄착위치를 추정하게 되되, 추가적으로 상기 스마트기기(460)의 데이터를 감안하여 추가적인 보정을 행함으로써, 더욱 좌표분석의 정확성을 높일 수 있다.
최종적으로, 추정된 탄좌표는 사대의 모니터(600)에 실시간으로 디스플레이됨으로써, 사수(P)가 즉시 확인할 수 있도록 한다.
계속해서, 도 10 및 도 11을 참조하여, 상기 드론(2000) 및 스마트기기(460)의 구성에 대하여 더 상세히 설명한다.
먼저, 상기 표적장치(400)의 세부 구성에 대하여 도 10을 참조하여 상술하면, 기본적으로 일반적인 시스템에 스마트기기(460)가 추가되어진다.
이후, 좌표분석장치(2300)의 센서지지대(2005) 상에 장착된 각 센서(S1~S4)들은 충격파 감지 센싱 정보 및 온습도 정보를, 신호처리부(2200)를 통해 디지털화한 다음, 상기 서버(100)의 연산장치(450)로 전송하게 된다.
마지막으로, 상기 스마트기기(460)의 동작이 본 발명에서의 기술적 핵심사항인바, 도 11을 참조하여 더욱 상세히 설명하면, 상기 스마트기기(460)의 모든 동작을 제어하는 제어부(461)와, 각종 센서들(464~468)과, 상기 센서들의 센싱 정보에 의하여 현재 위치를 감지하는 위치감지부(462) 및 총기의 격발을 감지하여 감지한 격발시각을 획득하는 격발감지부(463), 그리고 이러한 정보들을 유무선 통신 방식으로 서버로 (혹은 연산장치(450)로 직접) 전송하는 통신부(469)를 포함하여 구성된다.
참고로, 상기 각종 센서들(464~468)은, 가속도센서(464), 자이로센서(465), 소리감지센서(466), BLE검색센서(467), mmWave센서(468), 등을 들 수 있으나, 어디까지나 이들은 예시적인 것이고, 스마트기기의 위치 및 격발 시각을 감지하기 위한 목적에 부합하는 센서라면 얼마든지 다른 센서들이 추가되거나 다른 센서들로 대체될 수 있다.
일례로, 가속도센서에 의하여 격발시 사수(P)의 손목에 착용한 스마트기기로서의 스마트워치가 일정 기준치 이상의 가속도를 감지한 경우, 혹은 일정 이상의 폭발음을 감지한 경우, 혹은 이들 2가지 요건이 모두 충족된 경우에, 상기 격발감지부(463)는 그 시각에 총기의 사격 격발이 있었다고 상기 연산장치(450)로 전송할 수가 있다. 유사하게, 상기 자이로센서(465) 및 BLE 검색 센서(465)에 의해, 상기 위치감지부(462)는 현재 위치 및 높이를 인식할 수 있을 것인바, 즉, 상기 BLE 검색 센서(465)나 mmWave 센서(468)들에 의하여 사대 곳곳에 배치한 비콘태그의 인식에 의해, 현재 스마트워치를 착용한 사수의 위치를 수 cm 이내의 정확도로 감지할 수 있으며, 상기 자이로센서(465)에 의해 손목에 착용한 스마트워치의 손목의 각도를 인식함으로써, 현재 사수의 사격 자세가 "서서쏴"인가, "엎드려쏴"인가를 인식하여 높이를 인식할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 좌표분석장치(2300)의 연산장치(450)는, 정지표적지 사격의 경우에는, 사수의 사격 위치가 정방향에서 현저히 벗어난 경우, 혹은 탄두가 날아오는 속도를 감안한 일정 시간 내에 격발이 없었거나 정해진 사로의 사수의 격발이 아니라고 판단되는 경우에는 비록 탄착점의 위치가 정확하더라도, 최종 사격 점수에서 무효처리함으로써, 더욱 정확한 사격 점수 관리가 가능하며, 동영상 표적지의 경우에는 격발한 사수의 위치를 감안하여 삼각함수 방정식의 해를 다시 구함으로써, 더욱 정확한 탄착점을 추정할 수 있는 것이다.
(본 발명의 최적 실시예에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법)
최종적으로, 본 발명의 최적 실시예에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법에 대하여, 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법의 메인 플로우챠트이고, 도 13은 도 12의 스마트기기(460)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도이고, 도 14는 도 12의 연산장치(450)의 동작에 대한 서브루틴의 상세흐름도이다.
본 발명의 다른 측면에 따른 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법은, 상기 통합관리서버(100)의 제어 및 리모콘(3000)의 조작에 의한 상기 드론(200) 및 관련 장치의 구동을 행하는 단계(S100); 사수의 사격 격발시 스마트기기(460)의 위치 및 격발시각 데이터를 취득 및 전송하는 단계(S200); 좌표분석장치(2300)가 각종 센서의 센싱 데이터를 취합하여 전송해온 좌표분석장치 데이터를 수신하는 단계(S300); 상기 연산장치(450)가 스마트기기의 데이터를 감안하여 탄착점 좌표를 연산하는 단계(S400); 사격 종료가 되었는가? 를 판단하는 단계(S500); 상기 S500 단계에서의 판단 결과, 아직 종료가 아니면 현재탄착점 좌표를 사수 모니터(600)로 출력하고, 상기 S100 단계로 리턴하며, 사격 종료인 경우에는, 사수별 사격 훈련 점수를 산출하는 단계(S700); 및 이상의 각 사수별 사격훈련 점수를 dB에 저장하는 단계(S800); 로 이루어진다.
상기 S200 단계(스마트기기 동작 단계)에 대하여, 도 13을 참조하여 상술하면, 먼저 영점사격과 같은 자신의 사로에서 정지한 상태로 행하는 정지사격인가? 여부를 판단하여(S210), 정지사격이 아닌 경우에는 이동하면서 사격을 행하는 훈련이므로, 현재 위치를 파악하고(S212), 그렇지 않은 경우에는 현재위치 파악은 생략한 채로 (이 경우라도, 사격장 출입시 이미 훈련생의 신원이 파악되고 사전등록되었으므로 어느 사수가 어느 사로에서 사격훈련을 하고 있는지를 서버가 알고 있다고 가정한다), 격발 여부를 체크한다(S214). 격발 여부는, 가속도 센서나 충격 센서에 의하여 가능하며, 이외에도 소리감지 센서에 의하여 판단하는 방법도 있을 것이다.
상기 S214 단계에서의 판단 결과, 격발 행동이 감지되지 않으면 계속해서 체크하고, 격발 행동이 감지되면 현위치 및 격발시각 데이터를 취합하여 상기 서버(100)나 연산장치(450)로 전송하고(S216), 다음 단계인 좌표분석장치 데이터 수신 단계(S300) 및 탄착점 좌표연산 단계(S400)로 진행한다.
계속해서, 상기 탄착점 좌표연산 단계(S400)에 대하여, 도 14를 참조하여 상술하면, 먼저 온습도 센서(S5)에서 측정한 온습도에 따라서 기 정해진대로 초음파센서(S1~S4)에서 센싱된 데이터를 일차로 보정하고(S410), 이로부터 발사체의 탄착점 좌표를 연산하게 된다(S412~S416). 일례로, 제1 및 제4 초음파 센서(S1, S4)의 충격파 센싱 시각으로부터 발사체의 속도를 연산하고(S412), 센서 어레이를 이루는 제1 내지 제3 초음파 센서(S1~S3)의 충격파 감지 지연시간을 가지고 센서별 탄착점으로부터의 거리를 연산하며(S414), 이로부터 탄착점 좌표를 추정하게 된다(S416).
이후, 사대로부터 피격지점까지의 거리를 감안한 일정 시간 내에 격발을 행한 사수의 스마트기기가 존재하였는지? 여부를 체크하여(S418), 존재하지 않은 경우에는 이는 도비탄이나 유탄에 의한 혹은 기타 이유로 인한 초음파 감지이므로, 에러로 처리하며(S420), 반대로 상기 S418 단계에서의 판단 결과, 상기 일정 시간 내에 격발을 행한 사수의 스마트기기(460)가 존재하였으면, 이제 격발을 행한 사수의 위치가 정위치인지? 여부를 체크하게 되는바(S422), 이는 영점 사격이나 정지표적지 사격의 경우에 정해진 사로의 사수에 의한 사격인지? 및 동영상표적지 사격훈련의 경우에는 탄착점 좌표 보정을 행하기 위함이다.
일단, 상기 S422 단계에서의 판단 결과, 사수의 위치가 정위치이면 바로 다음 단계(S426)로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 탄착점 좌표를 상기 사수의 위치에 따라 편향된 각도만큼 삼각함수 방정식 해법에 의해 탄착점 좌표를 보정한 후에(S424), 다음 (S426) 단계로 진행하게 된다.
즉, S426 단계에서는, 격발 사수가 정당한 권원이 있는 사수인가? 여부를 판단하게 되는바(S426), 일례로 고정위치 사격인 경우에 해당 사로의 사수가 사격을 행하였는가? 아니면 바로 옆 사로의 사수가 사격을 행한 것인가? 여부를 판단하는 것이며, 팀별 사격훈련의 경우에는 해당 팀원의 사격인가? 여부를 판단하는 것이다.
아뭏든, 상기 S426 단계에서의 판단 결과, 정당한 권원이 있는 사수의 사격이 아니면, 역시 에러로 표시하고 해당 탄착점은 무시하며(S428), 역으로 정당한 권원이 있는 사수에 의한 사격인 경우에는, 탄착점 좌표의 점수를 해당 사수의 사격점수에 반영한 후에(S2300), 도 12의 상기 S500 단계로 리턴한다.
이상, 살펴본 바와 같이, 본 발명의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법에 의하면, (1) 몇 대의 드론에만 탄좌표 추정이 가능한 시스템을 장착하여 각 사로에 이동시켜 운용하게 되면, 고가의 고정적인 탄착점 추정 시스템을 구축하지 않아도 기존의 사격훈련장에 즉시 적용가능하므로, 설치 및 운영비용이 크게 절감되어 경제적이고, (2) 실탄 사격 훈련 시 실제 사격을 행한 사수와 그 위치를 식별하여 감안함으로써 탄착점 추정의 정확성을 높이고 각 사수의 개인 성적의 정확성을 높일 수 있고, (3) 도비탄이나 유탄에 의한 표적 제압의 경우를 구분함으로써 역시 사격 훈련의 정확성을 높일 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
100 : 통합 관리 서버
410 : 피탄지
411 : 표적호
412 : 드론착륙장
413 : 방탄벽
450 : 연산장치
460 : 스마트기기
461 : 제어부
462 : 위치감지부
463 : 충격감지부
464 : 가속도센서
465 : 자이로센서
466 : 소리감지센서
467 : BLE검색센서
468 : mmWave센서
469 : 통신부
500 : 사대 칸막이
600 : 사대 모니터
800 : 탄두회수장치
1000: 사격훈련장
1100: 통제실
1300: 사대
2000 : 드론
2001 : 드론본체
2002 : 드론날개
2003 : 드론안테나
2004 : 드론지지대
2005 : 센서지지대
2006 : 경량타겟
2100 : 제어부
2200 : 신호처리부
2300 : 좌표분석장치
2400 : 조명장치
2500 : 카메라
2900 : 통신부
3000 : 리모콘
F : 탄두
H : 탄두통과홀
P : 사수
S1 ~ S4, S1' ~ S4' : 초음파센서
W : 충격파

Claims (8)

  1. 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템으로서,
    사수의 사격장 입출입부터 사격 후 관리까지 통합적인 제어를 행하는 통합관리서버(100);
    상기 통합관리서버(100)의 제어에 응하여 표적지(2006)를 기 설정된 위치로 이동시키는 드론(2000); 및
    상기 드론(2000)을 조종하는 드론조정장치;
    를 포함하며,
    상기 드론(2000)은, 드론본체(2001)나 드론지지대(2004) 하방으로 경량타겟(2006)이 구비되며,
    상기 경량타겟(2006)의 전방으로 복수개의 초음파 센서(S1 ~ S4)들이 장착되여,
    상기 복수개의 초음파 센서가 상기 표적지(2006)에 피탄시 발생하는 충격파를 센싱하여, 충격파의 도달 시간의 차이를 가지고 거리를 분석하고 삼각측량법에 따라서 피탄 좌표를 추정하는 것을 특징으로 하는 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 드론(2000)은, 상기 드론의 드론지지대(2004)에 장착되는 센서지지대(2005)를 더 포함하며,
    상기 복수개의 초음파 센서 중에서 제1 내지 제3 센서(S1 ~ S3)가 일렬로 배열된 센서어레이를 형성하면서 상기 센서지지대(2005)에 장착되며, 상기 센서어레이의 전방 혹은 후방으로 이격되어 있는 속도검출용 제4 센서(S4)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 드론(2000)은, 상기 복수개의 초음파 센서들에 의해 감지된 충격파 감지 센싱 정보를 디지털화하는 신호처리부(2200)와,
    상기 신호처리부(2200)에서 디지털화한 충격파 감지 센싱 데이터에 의해 1차 피탄 좌표 분석을 행하는 좌표분석장치(2300)와,
    상기 좌표분석장치(2300)에 의해 추정된 좌표값을 상기 통합관리서버(100)서 전송하는 통신부(2900)와,
    상기 드론의 전반적인 제어를 행하는 제어부(2100)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    사수 정보 및 격발감지장치가 내장된 스마트기기(460); 및
    상기 좌표분석장치(2300)로부터의 센싱된 정보를 분석하여 발사체의 탄좌표를 추정하되 상기 스마트기기(460)로부터의 사수 위치정보 및 격발시각 데이터를 바탕으로 추가적인 보정을 행함으로써, 탄좌표 분석의 정확성을 높이도록 하는 연산장치(450);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스마트기기(460)는, 사수(P)의 손목에 장착된 스마트 워치이며,
    상기 스마트 워치는 사격시 발생되는 격발신호를 감지가능하고, 위치 정보 데이터를 추가적으로 전송가능한 것을 특징으로 하는 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트기기(460)는,
    상기 스마트기기(460)의 모든 동작을 제어하는 제어부(461)와,
    각종 센서들(464~468)과, 상기 센서들의 센싱 정보에 의하여 현재 위치를 감지하는 위치감지부(462)와,
    총기의 격발을 감지하여 감지한 격발시각을 획득하는 격발감지부(463)와,
    상기 위치감지부(462)에 의해 감지된 현재 위치 정보와 상기 격발감지부(463)에 의해 감지된 격발시각 정보를 상기 연산장치(450)로 전송하는 통신부(469)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템.
  7. 제 1 항의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템에서의 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법으로서,
    (b) 상기 연산장치(450)가 상기 스마트기기(460)로부터 사수 정보 및 격발감지 시각 정보를 수신하는 단계;
    (c) 상기 연산장치(450)가 상기 좌표분석장치(2300)로부터 상기 복수개의 초음파 센서의 발사체의 충격파 신호를 센싱한 좌표분석장치 데이터를 수신하는 단계; 및
    (d) 상기 연산장치(450)가 상기 좌표분석장치(2300)로부터 수신한 좌표분석장치 데이터로서 탄착점 좌표를 연산하되, 상기 스마트기기(460)로부터 수신한 사수 정보 및 격발감지 시각 정보로서 보정을 행하여, 탄착점 좌표를 추정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    (e) 상기 (d) 단계 이후, 사격 종료가 되었는가? 를 판단하는 단계(S500);
    (f) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 아직 종료가 아니면 현재탄착점 좌표를 사수 모니터(600)로 출력하는 단계;
    (g) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 사격 종료인 경우에는, 사수별 사격 훈련 점수를 산출하는 단계(S700); 및
    (h) 상기 (d) 단계 이후, 각 사수별 사격훈련 점수를 dB에 저장하는 단계(S800);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 방법.
KR1020220028094A 2022-03-04 2022-03-04 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법 KR102698493B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220028094A KR102698493B1 (ko) 2022-03-04 2022-03-04 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220028094A KR102698493B1 (ko) 2022-03-04 2022-03-04 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230130909A true KR20230130909A (ko) 2023-09-12
KR102698493B1 KR102698493B1 (ko) 2024-08-23

Family

ID=88019814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220028094A KR102698493B1 (ko) 2022-03-04 2022-03-04 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102698493B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849124B1 (ko) * 2008-01-25 2008-07-30 (주)이인텍 모의사격 시스템 및 방법
JP2016538017A (ja) * 2014-05-06 2016-12-08 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ 表面上での投射物のヒットを検出するための装置、システム、および方法
KR101968896B1 (ko) 2016-12-13 2019-04-15 강종진 드론을 이용한 사격 시스템 및 방법
KR102271352B1 (ko) * 2020-06-29 2021-06-29 최회정 사격 훈련 통제 시스템
KR20210099354A (ko) * 2020-02-04 2021-08-12 황정민 드론을 이용한 사격 연습 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849124B1 (ko) * 2008-01-25 2008-07-30 (주)이인텍 모의사격 시스템 및 방법
JP2016538017A (ja) * 2014-05-06 2016-12-08 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ 表面上での投射物のヒットを検出するための装置、システム、および方法
KR101968896B1 (ko) 2016-12-13 2019-04-15 강종진 드론을 이용한 사격 시스템 및 방법
KR20210099354A (ko) * 2020-02-04 2021-08-12 황정민 드론을 이용한 사격 연습 시스템
KR102312181B1 (ko) 2020-02-04 2021-10-13 황정민 드론을 이용한 사격 연습 시스템
KR102271352B1 (ko) * 2020-06-29 2021-06-29 최회정 사격 훈련 통제 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR102698493B1 (ko) 2024-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8459997B2 (en) Shooting simulation system and method
US4004487A (en) Missile fire-control system and method
US8414298B2 (en) Sniper training system
US8888491B2 (en) Optical recognition system and method for simulated shooting
US20120274922A1 (en) Lidar methods and apparatus
US8303308B2 (en) Method and system for fire simulation
US8678824B2 (en) Shooting simulation system and method using an optical recognition system
EP1752729A2 (en) System and method for training in military operations in urban terrain
US10309751B2 (en) Small arms shooting simulation system
US9504907B2 (en) Simulated shooting system and method
SE506468C2 (sv) Träfflägesmarkerare för hagelgevärsskytte
US7001182B2 (en) Method and device for simulating detonating projectiles
US20030027103A1 (en) Simulated weapon training and sensor system and associated methods
KR101977307B1 (ko) 항공 사격 채점 시스템 및 방법
US20210372738A1 (en) Device and method for shot analysis
US20220049931A1 (en) Device and method for shot analysis
KR102698485B1 (ko) 탄두회수 기능을 겸비한 드론타겟 엄폐구조물 및 이를 이용한 사격 훈련 시스템
US11359887B1 (en) System and method of marksmanship training utilizing an optical system
KR102670066B1 (ko) 이동체 타겟을 갖는 사격 훈련 시스템을 이용한 사격훈련장
KR20230130909A (ko) 탄좌표 추정이 가능한 드론을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법
KR102670055B1 (ko) 피격위치 감지가 가능한 로봇타겟을 이용한 사격 훈련 시스템 및 방법
KR20200008776A (ko) 레이더 전자사격 시스템
US11662178B1 (en) System and method of marksmanship training utilizing a drone and an optical system
KR102505309B1 (ko) 레이더/원격사격 통제장치 일체형 드론
EP1102026B1 (en) Electro-optical out-door battle-field simulator based on image processing.

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant