KR20230155742A - Apparatus and method for estimating target impact point - Google Patents
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Abstract
탄착점 추정 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄착점 추정 장치 및 방법은 2개의 음향 센서 어레이(array)에 각각 탄환 충격파가 도달한 시간을 획득하는 데이터 획득 모듈, 상기 도달한 시간을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에 대한 탄환 충격파의 방향각을 산출하고, 상기 산출한 각각의 탄환 충격파의 방향각을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에서의 경로점(waypoint)를 산출하며, 상기 산출된 경로점을 기반으로 탄환 궤도를 설정하여 탄착점을 추정하는 탄착점 추정 모듈 및 상기 추정된 탄착점에 대한 보정을 수행하는 탄착점 보정 모듈을 포함한다.An apparatus and method for estimating the point of impact are disclosed. An apparatus and method for estimating the point of impact according to an embodiment of the present invention includes a data acquisition module that acquires the time when a bullet shock wave arrives at each of two acoustic sensor arrays, and the two acoustic sensor arrays based on the arrival times. Calculate the direction angle of the bullet shock wave for each, calculate the path point (waypoint) in each of the two acoustic sensor arrays based on the calculated direction angle of each bullet shock wave, and based on the calculated path point It includes a point-of-impact estimation module that sets the trajectory of the bullet and estimates the point of impact, and a point-of-impact correction module that performs correction for the estimated point of impact.
Description
본 발명의 실시예들은 탄착점 추정 기술과 관련된다.Embodiments of the present invention relate to point-of-impact estimation technology.
현재 세계적으로 시행되고 있는 사격 훈련 방법은 사격 후 사로에 들어가 표적을 직접 확인하는 방법과 충격 센서를 통해 적중 시 표적이 뒤로 넘어가 적중 여부만을 판단하는 방법이 있다. 특히, 영점 사격의 경우, 사격 후 사수가 사로에 들어가서 표적을 확인하고 돌아오는 형태로 이루어지고 있다. 이와 같이, 표적을 직접 확인하는 방법은 탄착점 확인, 표적의 교체 및 재설치 등에 있어 사용상의 번거로움과 그에 소비되는 시간으로 인해 훈련의 효율성이 낮다. 또한, 이전 사격에서 이미 관통하여 구멍이 생긴 부분에 탄착점이 생성된 경우와 표적 바깥으로 빗나간 경우는 기존 방법으로는 확인이 불가하다는 문제점이 있다.The shooting training methods currently being implemented around the world include a method of directly checking the target by entering the shooting range after shooting, and a method of determining whether or not the target was hit by moving backwards when hitting a hit using a shock sensor. In particular, in the case of zero-point shooting, the shooter enters the shooting range after shooting, checks the target, and returns. In this way, the training efficiency of the method of directly checking the target is low due to the inconvenience and time spent in confirming the impact point, replacing and reinstalling the target, etc. In addition, there is a problem in that it is impossible to confirm using existing methods if the impact point is created in an area where a hole was already created by penetration in a previous shot or if the bullet misses outside the target.
추가적으로 사수와 부사수가 사로에 직접 들어감에 따른 잠재적인 위험 역시 존재한다. 이에 따라 사격 훈련의 효율성을 높이고 기존 문제점을 해결하기 위해 탄착점 식별 시스템(Location Of Miss And Hit, LOMAH)이 지속적으로 연구되고 있다.Additionally, there is also potential risk as the gunner and second gunner enter the private path directly. Accordingly, the Location Of Miss And Hit (LOMAH) identification system is being continuously researched to increase the efficiency of shooting training and solve existing problems.
본 발명의 일 실시예들은 탄착점 추정 방법을 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention are intended to provide a method for estimating the point of impact.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 2개의 음향 센서 어레이(array)에 각각 탄환 충격파가 도달한 시간을 획득하는 데이터 획득 모듈, 상기 도달한 시간을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에 대한 탄환 충격파의 방향각을 산출하고, 상기 산출한 각각의 탄환 충격파의 방향각을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에서의 경로점(waypoint)를 산출하며, 상기 산출된 경로점을 기반으로 탄환 궤도를 설정하여 탄착점을 추정하는 탄착점 추정 모듈 및 상기 추정된 탄착점에 대한 보정을 수행하는 탄착점 보정 모듈을 포함하는 탄착점 추정 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a data acquisition module for acquiring the time when a bullet shock wave arrives at each of two acoustic sensor arrays, and a bullet for each of the two acoustic sensor arrays based on the arrival time. Calculate the direction angle of the shock wave, calculate the path point (waypoint) in each of the two acoustic sensor arrays based on the calculated direction angle of each bullet shock wave, and calculate the bullet trajectory based on the calculated path point. A point-of-impact estimating device is provided, including a point-of-impact estimation module that sets and estimates the point of impact, and a point-of-impact correction module that performs correction for the estimated point of impact.
상기 음향 센서 어레이는 서로 이격되어 일렬로 배치된 3개의 음향 센서를 포함할 수 있다.The acoustic sensor array may include three acoustic sensors arranged in a row and spaced apart from each other.
상기 탄착점 추정 모듈은 상기 음향 센서 어레이에 포함된 복수의 음향 센서 간의 거리 및 상기 도달한 시간을 기반으로 상기 음향 센서 어레이에 대한 2개의 탄환 충격파의 방향각을 산출하고, 상기 산출된 2개의 탄환 충격파의 방향각에 대한 연장선 간의 교차점을 상기 경로점으로 산출할 수 있다.The impact point estimation module calculates the direction angle of the two bullet shock waves with respect to the acoustic sensor array based on the distance between the plurality of acoustic sensors included in the acoustic sensor array and the arrival time, and the calculated two bullet shock waves The intersection point between the extension lines for the direction angle of can be calculated as the path point.
상기 탄착점 추정 모듈은 삼각측정법을 이용하여 상기 경로점의 좌표를 산출할 수 있다.The impact point estimation module can calculate the coordinates of the path point using triangulation.
상기 2개의 음향 센서 어레이는 서로 이격되어 표적의 정면에 배치되는 제1 음향 센서 어레이 및 제2 음향 센서 어레이를 포함하며, 상기 제1 음향 센서 어레이와 상기 표적간의 거리는 상기 제2 음향 센서 어레이와 상기 표적 간의 거리보다 클 수 있다.The two acoustic sensor arrays include a first acoustic sensor array and a second acoustic sensor array spaced apart from each other and disposed in front of the target, and the distance between the first acoustic sensor array and the target is the second acoustic sensor array and the It can be larger than the distance between targets.
상기 탄착점 추정 모듈은 상기 제1 음향 센서 어레이에서의 제1 경로점을 산출하고, 상기 제2 음향 센서 어레이에서의 제2 경로점을 산출하며, 상기 제1 경로점 및 상기 제2 경로점을 통과하도록 상기 탄환 궤도를 설정하여 상기 표적을 관통하는 좌표를 상기 탄착점으로 추정할 수 있다.The impact point estimation module calculates a first path point in the first acoustic sensor array, calculates a second path point in the second acoustic sensor array, and passes through the first path point and the second path point. By setting the bullet trajectory so that the coordinates penetrating the target can be estimated as the point of impact.
상기 탄착점 보정 모듈은 상기 제1 경로점의 좌표, 상기 제2 경로점의 좌표 및 상기 제1 음향 센서 어레이와 상기 제2 음향 센서 어레이와 상기 표적 간의 각 거리를 기반으로 상기 추정된 탄착점을 보정할 수 있다.The impact point correction module is to correct the estimated impact point based on the coordinates of the first path point, the coordinates of the second path point, and each distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array and the target. You can.
상기 탄착점 보정 모듈은 하기 수학식 1을 이용하여 상기 표적을 관통하는 좌표의 Y축 좌표를 산출하고, 상기 산출된 Y축 좌표를 이용하여 상기 추정된 탄착점을 보정할 수 있다.The impact point correction module may calculate the Y-axis coordinate of the coordinate penetrating the target using Equation 1 below, and correct the estimated impact point using the calculated Y-axis coordinate.
[수학식 1][Equation 1]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D2는 제1 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, Y1은 제1 경로점의 Y축 좌표, Y2은 제2 경로점의 Y축 좌표)(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 2 is the distance between the first acoustic sensor array and the target, Y 1 is the Y-axis coordinate of the first path point, Y 2 is the second Y-axis coordinate of the path point)
상기 탄착점 보정 모듈은 하기 수학식 2를 이용하여 상기 표적을 관통하는 좌표의 X축 좌표를 산출하고, 상기 산출된 X축 좌표를 이용하여 상기 추정된 탄착점을 보정할 수 있다.The impact point correction module may calculate the X-axis coordinate of the coordinate penetrating the target using Equation 2 below, and correct the estimated impact point using the calculated X-axis coordinate.
[수학식 2][Equation 2]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D3은 제2 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, X1은 제1 경로점의 X축 좌표, X2은 제2 경로점의 X축 좌표)(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 3 is the distance between the second acoustic sensor array and the target, X 1 is the X-axis coordinate of the first path point, and X 2 is the second X-axis coordinate of the path point)
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 2개의 음향 센서 어레이(array)에 각각 탄환 충격파가 도달한 시간을 획득하는 단계, 상기 도달한 시간을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에 대한 탄환 충격파의 방향각을 산출하는 단계, 상기 산출한 각각의 탄환 충격파의 방향각을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에서의 경로점(waypoint)를 산출하는 단계, 상기 산출된 경로점을 기반으로 탄환 궤도를 설정하여 탄착점을 추정하는 단계 및 상기 추정된 탄착점에 대한 보정을 수행하는 단계를 포함하는 탄착점 추정 방법이 제공된다.According to another exemplary embodiment of the present invention, obtaining the time at which the bullet shock wave arrived at each of the two acoustic sensor arrays, and calculating the bullet shock wave for each of the two acoustic sensor arrays based on the arrival time. Calculating a direction angle, calculating a waypoint in each of the two acoustic sensor arrays based on the calculated direction angle of each bullet shock wave, calculating a waypoint in each of the two acoustic sensor arrays, calculating a bullet trajectory based on the calculated waypoint. A method for estimating the point of impact is provided, including the step of estimating the point of impact by setting and performing correction for the estimated point of impact.
상기 음향 센서 어레이는 서로 이격되어 일렬로 배치된 3개의 음향 센서를 포함할 수 있다.The acoustic sensor array may include three acoustic sensors arranged in a row and spaced apart from each other.
상기 탄환 충격파의 방향각을 산출하는 단계는 상기 음향 센서 어레이에 포함된 복수의 음향 센서 간의 거리 및 상기 도달한 시간을 기반으로 상기 음향 센서 어레이에 대한 2개의 탄환 충격파의 방향각을 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 경로점을 산출하는 단계는 상기 산출된 2개의 탄환 충격파의 방향각에 대한 연장선 간의 교차점을 상기 경로점으로 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of calculating the direction angle of the bullet shock wave includes calculating the direction angle of the two bullet shock waves with respect to the acoustic sensor array based on the distance between the plurality of acoustic sensors included in the acoustic sensor array and the arrival time. Additionally, calculating the path point may further include calculating an intersection point between extension lines for the calculated direction angles of the two bullet shock waves as the path point.
상기 경로점을 산출하는 단계는 삼각측정법을 이용하여 상기 경로점의 좌표를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of calculating the path point may further include calculating the coordinates of the path point using triangulation.
상기 2개의 음향 센서 어레이는 서로 이격되어 표적의 정면에 배치되는 제1 음향 센서 어레이 및 제2 음향 센서 어레이를 포함하며, 상기 제1 음향 센서 어레이와 상기 표적간의 거리는 상기 제2 음향 센서 어레이와 상기 표적 간의 거리보다 클 수 있다.The two acoustic sensor arrays include a first acoustic sensor array and a second acoustic sensor array spaced apart from each other and disposed in front of the target, and the distance between the first acoustic sensor array and the target is the second acoustic sensor array and the It can be larger than the distance between targets.
상기 경로점을 산출하는 단계는 상기 제1 음향 센서 어레이에서의 제1 경로점을 산출하고, 상기 제2 음향 센서 어레이에서의 제2 경로점을 산출하는 단계를 더 포함하며, 상기 탄착점을 추정하는 단계는 상기 제1 경로점 및 상기 제2 경로점을 통과하도록 상기 탄환 궤도를 설정하여 상기 표적을 관통하는 좌표를 상기 탄착점으로 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of calculating the path point further includes calculating a first path point in the first acoustic sensor array and calculating a second path point in the second acoustic sensor array, and estimating the impact point. The step may further include setting the bullet trajectory to pass through the first path point and the second path point and estimating the coordinates of penetrating the target as the impact point.
상기 보정을 수행하는 단계는 상기 제1 경로점의 좌표, 상기 제2 경로점의 좌표 및 상기 제1 음향 센서 어레이와 상기 제2 음향 센서 어레이와 상기 표적 간의 각 거리를 기반으로 상기 추정된 탄착점을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of performing the correction is to determine the estimated impact point based on the coordinates of the first path point, the coordinates of the second path point, and the angular distances between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array and the target. A correction step may be further included.
상기 보정을 수행하는 단계는 하기 수학식 1을 이용하여 상기 표적을 관통하는 좌표의 Y축 좌표를 산출하는 단계 및 상기 산출된 Y축 좌표를 이용하여 상기 추정된 탄착점을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of performing the correction may further include calculating the Y-axis coordinate of the coordinate penetrating the target using Equation 1 below and correcting the estimated impact point using the calculated Y-axis coordinate. You can.
[수학식 1][Equation 1]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D2는 제1 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, Y1은 제1 경로점의 Y축 좌표, Y2은 제2 경로점의 Y축 좌표)(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 2 is the distance between the first acoustic sensor array and the target, Y 1 is the Y-axis coordinate of the first path point, Y 2 is the second Y-axis coordinate of the path point)
상기 보정을 수행하는 단계는 하기 수학식 2를 이용하여 상기 표적을 관통하는 좌표의 X축 좌표를 산출하는 단계 및 상기 산출된 X축 좌표를 이용하여 상기 추정된 탄착점을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of performing the correction may further include calculating the X-axis coordinate of the coordinate penetrating the target using Equation 2 below and correcting the estimated impact point using the calculated X-axis coordinate You can.
[수학식 2][Equation 2]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D3은 제2 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, X1은 제1 경로점의 X축 좌표, X2은 제2 경로점의 X축 좌표)(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 3 is the distance between the second acoustic sensor array and the target, X 1 is the X-axis coordinate of the first path point, and X 2 is the second X-axis coordinate of the path point)
본 발명의 실시예들에 따르면, 음향 센서를 이용하여 탄착점을 추정함으로써, 사격 후 탄착점을 용이하게 파악할 수 있으며, 탄착점을 직접 확인하여 발생할 수 있는 잠재적 위험을 방지할 수 있다.According to embodiments of the present invention, by estimating the impact point using an acoustic sensor, it is possible to easily determine the impact point after shooting and prevent potential risks that may occur by directly checking the impact point.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 이전 탄착점과 동일한 곳에 탄착점이 생긴 경우에도 확인이 가능하며, 표적을 벗어난 경우에도 확인할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, confirmation is possible even when the impact point occurs in the same place as the previous impact point, and even when it deviates from the target.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 탄착점을 추정하는 과정에서 발생할 수 있는 수직 및 수평 오차를 보상함으로써, 장거리 사격시 발생할 수 있는 성능 저하 요소(중력 가속도에 의한 포물선 탄환 궤도의 발생) 및 직선이 아닌 사선에서의 탄환 입사로 발생하는 성능 오차등의 문제를 해결할 수 있으며, 안정적인 탄착점 추정 성능을 보장할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, by compensating for vertical and horizontal errors that may occur in the process of estimating the point of impact, performance degradation factors that may occur during long-distance shooting (occurrence of parabolic bullet trajectories due to gravitational acceleration) and straight lines It is possible to solve problems such as performance errors that occur due to bullet incident from an oblique angle, and to ensure stable impact point estimation performance.
도 1은 탄환 충격파의 전파를 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄착점 추정 장치를 설명하기 위한 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 센서 어레이 및 표적의 배치를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경로점을 산출하는 방법을 설명하는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가로 오차를 산출하는 방법을 설명하는 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세로 오차를 산출하는 방법을 설명하는 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄착점 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 8은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도1 is a diagram showing the propagation of a bullet shock wave
Figure 2 is a configuration diagram illustrating an impact point estimation device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the arrangement of an acoustic sensor array and a target according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram illustrating a method for calculating path points according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram illustrating a method for calculating a horizontal error according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a method for calculating a vertical error according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a flowchart illustrating a method for estimating the point of impact according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram illustrating and illustrating a computing environment including a computing device suitable for use in example embodiments.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The detailed description below is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, devices and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terminology used in the detailed description is merely for describing embodiments of the present invention and should in no way be limiting. Unless explicitly stated otherwise, singular forms include plural meanings. In this description, expressions such as “comprising” or “comprising” are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and one or more than those described. It should not be construed to exclude the existence or possibility of any other characteristic, number, step, operation, element, or part or combination thereof.
이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다. 또한 본 명세서에 있어서, 2 이상의 데이터 또는 정보가 "관련"된다는 것은 하나의 데이터(또는 정보)를 획득하면, 그에 기초하여 다른 데이터(또는 정보)의 적어도 일부를 획득할 수 있음을 의미한다. In the following description, "transmission", "communication", "transmission", "reception" and other similar terms of a signal or information refer not only to the direct transmission of a signal or information from one component to another component. It also includes those transmitted through other components. In particular, “transmitting” or “transmitting” a signal or information as a component indicates the final destination of the signal or information and does not mean the direct destination. This is the same for “receiving” signals or information. Also, in this specification, “related” to two or more data or information means that if one data (or information) is acquired, at least part of other data (or information) can be obtained based on it.
한편, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램, 및 상기 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상적으로 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 프로그램의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.Meanwhile, embodiments of the present invention may include a program for performing the methods described in this specification on a computer, and a computer-readable recording medium containing the program. The computer-readable recording medium may include program instructions, local data files, local data structures, etc., singly or in combination. The media may be those specifically designed and constructed for the present invention, or may be those commonly available in the computer software field. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and media specifically configured to store and perform program instructions such as ROM, RAM, flash memory, etc. Includes hardware devices. Examples of the program may include not only machine language code such as that generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
도 1은 탄환 충격파의 전파를 나타내는 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the propagation of a bullet shock wave.
소총화기 사격 시 발생하는 음향 정보는 격발 시 화약이 팽창하면서 나는 소리인 총성(Muzzle Blast) 및 격발된 탄환이 초음속으로 비행할 때 탄두 부분에서 발생하는 탄환 충격파(Shock Wave)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄착점 추정 장치는 총구에서 발생하여 구형으로 전파되며 잡음에 약한 총성보다 특유의 파형을 가지며 식별이 쉽고 특징이 뚜렷한 탄환 충격파를 이용하여 탄착점을 추정할 수 있다.Acoustic information generated when shooting a rifle firearm may include a gunshot (muzzle blast), which is the sound made as gunpowder expands when fired, and a bullet shock wave (shock wave) generated at the warhead when the fired bullet flies at supersonic speed. The impact point estimation device according to an embodiment of the present invention can estimate the impact point using a bullet shock wave that is generated from the muzzle, propagates in a spherical shape, has a unique waveform compared to a gunshot that is less susceptible to noise, is easy to identify, and has distinct characteristics.
도 1을 참조하면, 탄환 충격파는 탄환이 초음속으로 비행할 때 공기 중의 입자가 압축되어 탄두 부분을 둘러싸는 형태가 되면서 발생하게 되는 일종의 공기 파열음을 의미할 수 있다. 탄환 충격파는 도 1과 같이 탄두를 기점으로 원뿔 형태로 공기 중에 전파가 될 수 있으며, 전파 속도는 음속을 가질 수 있다.Referring to FIG. 1, a bullet shock wave may refer to a type of air burst sound generated when particles in the air are compressed and form a shape surrounding the warhead when a bullet flies at supersonic speed. The bullet shock wave may propagate through the air in a cone shape starting from the warhead as shown in Figure 1, and the propagation speed may be the speed of sound.
여기서, t1 및 t2는 특정 시점을 의미할 수 있으며, t1은 t2보다 이전 시점일 수 있다. 이 때, 발생되는 충격파의 각도(탄환의 궤적과 원뿔 사이의 각도)는 하기 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.Here, t 1 and t 2 may mean a specific point in time, and t 1 may be a point in time before t 2 . At this time, the angle of the generated shock wave (the angle between the trajectory of the bullet and the cone) can be calculated as shown in Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
수학식 1에서 M은 마하 넘버(mach number)를 의미할 수 있으며, M=V/C에 의해 산출될 수 있다. 여기서 V는 탄환의 속도를 의미할 수 있으며, C는 음속을 의미할 수 있다. 또한, 음속 C는 하기 수학식 2와 같이 산출될 수 있다.In Equation 1, M may mean Mach number and can be calculated by M=V/C. Here, V may mean the speed of the bullet, and C may mean the speed of sound. Additionally, the speed of sound C can be calculated as shown in Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄착점 추정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.Figure 2 is a configuration diagram for explaining an impact point estimation device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄착점 추정 장치(100)는 데이터 획득 모듈(200), 탄착점 추정 모듈(300) 및 탄착점 보정 모듈(400)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the impact point estimation device 100 according to an embodiment of the present invention may include a data acquisition module 200, an impact point estimation module 300, and an impact point correction module 400.
데이터 획득 모듈(200)은 2개의 음향 센서 어레이(array)에 각각 탄환 충격파가 도달한 시간을 획득할 수 있다.The data acquisition module 200 can acquire the time at which the bullet shock wave arrived at each of the two acoustic sensor arrays.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 센서 어레이 및 표적의 배치를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the arrangement of an acoustic sensor array and a target according to an embodiment of the present invention.
도 3과 같이, 본 발명에서 음향 센서 어레이는 일렬로 배치된 3개의 음향 센서를 포함할 수 있다. 이 때, 가운데 배치된 음향 센서를 기준으로 좌우에 배치된 음향 센서까지의 거리는 동일할 수 있다. 또한, 제1 음향 센서 어레이 및 제2 음향 센서 어레이는 표적의 정면에 배치될 수 있다. 이 때, 제1 음향 센서 어레이와 표적간의 거리는 제2 음향 센서 어레이와 표적간의 거리보다 클 수 있다. 즉, 데이터 획득 모듈은 2개의 음향 센서 어레이의 각 음향 센서에 탄환 충격파가 도달한 시간 데이터를 획득할 수 있다.As shown in FIG. 3, in the present invention, the acoustic sensor array may include three acoustic sensors arranged in a row. At this time, the distance from the acoustic sensor disposed in the center to the acoustic sensors disposed on the left and right may be the same. Additionally, the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array may be placed in front of the target. At this time, the distance between the first acoustic sensor array and the target may be greater than the distance between the second acoustic sensor array and the target. That is, the data acquisition module can acquire data on the time when the bullet shock wave reaches each acoustic sensor of the two acoustic sensor arrays.
한편, 음향 센서 어레이의 배치 정보 및 표적의 배치 정보는 기 저장될 수 있다.Meanwhile, the placement information of the acoustic sensor array and the placement information of the target may be previously stored.
탄착점 추정 모듈(300)은 도달한 시간을 기반으로 2개의 음향 센서 어레이 각각에 대한 탄환 충격파의 방향각을 산출하고, 각각 산출한 탄환 충격파의 방향각을 기반으로 2개의 음향 센서 어레이 각각에서의 경로점(waypoint)을 산출할 수 있다. 또한, 탄착점 추정 모듈(300)은 산출한 경로점을 기반으로 탄환 궤도를 설정하여 탄착점을 추정할 수 있다.The impact point estimation module 300 calculates the direction angle of the bullet shock wave for each of the two acoustic sensor arrays based on the arrival time, and calculates the path in each of the two acoustic sensor arrays based on the direction angle of the calculated bullet shock wave. A waypoint can be calculated. Additionally, the impact point estimation module 300 can estimate the impact point by setting the bullet trajectory based on the calculated path point.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경로점을 산출하는 방법을 설명하는 도면이다.Figure 4 is a diagram explaining a method of calculating path points according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 경로점을 산출하는 방법은 하나의 음향 센서 어레이에 대하여 설명하나, 다른 하나의 음향 센서 어레이도 동일한 방법을 통해 경로점을 산출할 수 있다.The method for calculating path points according to an embodiment of the present invention is described with respect to one acoustic sensor array, but path points can be calculated for another acoustic sensor array using the same method.
도 4를 참조하면, 음향 센서 어레이에 포함된 3개의 음향 센서(m1, m2, m 3)는 서로 이격되어 일렬로 배치될 수 있다. 이 때, 제1 음향 센서 및 제2 음향 센서간의 거리와 제2 음향 센서 및 제3 음향 센서 간의 거리는 동일할 수 있다.Referring to FIG. 4, three acoustic sensors (m 1 , m 2 , m 3 ) included in the acoustic sensor array may be spaced apart from each other and arranged in a line. At this time, the distance between the first and second acoustic sensors and the distance between the second and third acoustic sensors may be the same.
각 음향 센서의 위치를 m1, m2, m3라고 나타낼 수 있으며, 탄환 충격파가 각 음향 센서에 도달하는 시점을 t1, t2, t3으로 나타낼 수 있다. 즉, m1은 제1 음향 센서의 위치, m2는 제2 음향 센서의 위치, m3은 제3 음향 센서의 위치를 나타낼 수 있다. 또한, t1은 탄환 충격파가 제1 음향 센서에 도달하는 시점, t2는 탄환 충격파가 제2 음향 센서에 도달하는 시점, t3은 탄환 충격파가 제3 음향 센서에 도달하는 시점을 나타낼 수 있다.The position of each acoustic sensor can be expressed as m 1 , m 2 , and m 3 , and the point at which the bullet shock wave reaches each acoustic sensor can be expressed as t 1 , t 2 , and t 3 . That is, m 1 may represent the position of the first acoustic sensor, m 2 may represent the position of the second acoustic sensor, and m 3 may represent the position of the third acoustic sensor. In addition, t 1 may represent the time when the bullet shock wave reaches the first acoustic sensor, t 2 may represent the time when the bullet shock wave reaches the second acoustic sensor, and t 3 may represent the time when the bullet shock wave reaches the third acoustic sensor. .
또한, Ø1은 제1 음향 센서 및 제2 음향 센서를 기준으로 탄환 충격파의 방향각을 의미할 수 있으며, Ø2는 제2 음향 센서 및 제3 음향 센서를 기준으로 탄환 충격파의 방향각을 의미할 수 있다. In addition, Ø 1 may mean the direction angle of the bullet shock wave based on the first and second acoustic sensors, and Ø 2 may mean the direction angle of the bullet shock wave based on the second and third acoustic sensors. can do.
탄착점 추정 모듈(300)은 수학식 3을 이용하여 Ø1 및 Ø2를 산출할 수 있다.The point of impact estimation module 300 can calculate Ø 1 and Ø 2 using Equation 3.
[수학식 3][Equation 3]
(여기서, C는 음속, Δ12는 탄환 충격파가 제1 음향 센서에 도달하는 시점과 제2 음향 센서에 도달하는 시점간의 차이, ｜m1-m2｜는 제1 음향 센서 및 제2 음향 센서 간의 거리, Δ23는 탄환 충격파가 제2 음향 센서에 도달하는 시점과 제3 음향 센서에 도달하는 시점간의 차이, ｜m2-m3｜는 제2 음향 센서 및 제3 음향 센서 간의 거리)(Here, C is the speed of sound, Δ 12 is the difference between the time when the bullet shock wave reaches the first acoustic sensor and the time when it reaches the second acoustic sensor, ｜m 1 -m 2 ｜ is the first acoustic sensor and the second acoustic sensor distance between the bullet shock waves, Δ 23 is the difference between the time when the bullet shock wave reaches the second acoustic sensor and the time when it reaches the third acoustic sensor, ｜m 2 -m 3 ｜ is the distance between the second and third acoustic sensors)
또한, 탄착점 추정 모듈(300)은 2개의 방향각을 기반으로 경로점을 산출할 수 있다. 즉, 탄착점 추정 모듈(300)은 2개의 방향각을 기반으로 삼각측정법을 이용하여 다음과 같은 과정에 따라 두 연장선의 교차점의 좌표(x, y)를 산출할 수 있다.Additionally, the impact point estimation module 300 can calculate the path point based on two direction angles. That is, the impact point estimation module 300 can calculate the coordinates (x, y) of the intersection point of the two extension lines using the triangulation method based on the two direction angles according to the following process.
여기서, a는 2개의 음향 센서 간의 거리, x는 두 연장선의 교차점의 가로 또는 x축 좌표, y는 두 연장선의 교차점의 세로 또는 y축 좌표를 나타낼 수 있다.Here, a may represent the distance between the two acoustic sensors, x may represent the horizontal or x-axis coordinate of the intersection of the two extension lines, and y may represent the vertical or y-axis coordinate of the intersection of the two extension lines.
우선, 각 방향각, a, x 및 y는 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.First, each direction angle, a, x, and y can be expressed as Equation 4.
[수학식 4][Equation 4]
수학식 4는 x 및 y를 산출하기 위하여 각 식을 변형하여 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.Equation 4 can be expressed as Equation 5 by modifying each equation to calculate x and y.
[수학식 5][Equation 5]
마지막으로, 수학식 5는 각 식을 변형하여 수학식 6과 같이 표현할 수 있고, x 및 y가 산출될 수 있다.Finally, Equation 5 can be expressed as Equation 6 by modifying each equation, and x and y can be calculated.
[수학식 6][Equation 6]
즉, 탄착점 추정 모듈(300)은 제1 음향 센서 어레이에서의 제1 경로점 및 제2 음향 센서 어레이에서의 제2 경로점을 산출할 수 있다. 또한, 탄착점 추정 모듈(300)은 제1 경로점 및 제2 경로점을 기반으로 탄환 궤도를 설정하여 표적을 관통하는 좌표(즉, 탄착점)을 추정할 수 있다.That is, the impact point estimation module 300 may calculate the first path point in the first acoustic sensor array and the second path point in the second acoustic sensor array. Additionally, the impact point estimation module 300 may set a bullet trajectory based on the first path point and the second path point to estimate the coordinates (that is, the impact point) penetrating the target.
탄착점 보정 모듈(400)은 추정된 탄착점을 보정할 수 있다. 구체적으로, 탄착점 보정 모듈(400)은 추정된 탄착점에 대한 가로 오차 또는 세로 오차를 산출하여 추정된 탄착점을 보정할 수 있다.The impact point correction module 400 can correct the estimated impact point. Specifically, the impact point correction module 400 may correct the estimated impact point by calculating the horizontal error or vertical error with respect to the estimated impact point.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가로 오차를 산출하는 방법을 설명하는 도면이다.Figure 5 is a diagram explaining a method of calculating a horizontal error according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 장거리 사격에서는 중력 가속도의 영향으로 탄환이 포물선 궤도를 따르게 되고, 이로 인하여 탄환의 높이차가 발생하게 된다. 여기서, 제1 경로점 좌표를 Z1(X1, Y1)으로 나타낼 수 있으며, 제2 경로점 좌표를 Z2(X2, Y2)로 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 5, in long-distance shooting, the bullet follows a parabolic trajectory due to the influence of gravitational acceleration, which causes a difference in the height of the bullet. Here, the first path point coordinates can be expressed as Z 1 (X 1 , Y 1 ), and the second path point coordinates can be expressed as Z 2 (X 2 , Y 2 ).
탄착점 보정 모듈(400)은 제1 경로점 및 제2 경로점을 기반으로 가로 오차를 산출할 수 있다. 즉, 탄착점 보정 모듈(400)은 제1 경로점 및 제2 경로점을 기반으로 다음과 같은 과정에 따라 탄착점의 Y축 좌표를 보정할 수 있다.The impact point correction module 400 may calculate the horizontal error based on the first path point and the second path point. That is, the impact point correction module 400 can correct the Y-axis coordinate of the impact point according to the following process based on the first path point and the second path point.
우선, 제1 경로점 및 제2 경로점의 세로측 차이를 h1, 제2 경로점 및 탄착점의 세로측 차이를 h2라 하면, h1, h2, D1 및 D2는 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.First, if the vertical difference between the first path point and the second path point is h 1 and the vertical difference between the second path point and the impact point is h 2 , then h 1 , h 2 , D 1 and D 2 are as shown in Equation 7. can be expressed.
[수학식 7][Equation 7]
수학식 7은 h2를 산출하기 위하여 식을 변형하여 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.Equation 7 can be expressed as Equation 8 by modifying the equation to calculate h 2 .
[수학식 8][Equation 8]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D2는 제1 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, h1은 제1 경로점 및 제2 경로점 간의 높이 차이(Y1-Y2))(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 2 is the distance between the first acoustic sensor array and the target, h 1 is the height difference between the first path point and the second path point (Y 1 -Y 2 ))
마지막으로, 수학식 8은 식을 변형하여 수학식 9와 같이 표현할 수 있고, Y가 산출될 수 있다.Finally, Equation 8 can be expressed as Equation 9 by modifying the equation, and Y can be calculated.
[수학식 9][Equation 9]
즉, 탄착점 보정 모듈(400)은 탄착점의 보정된 Y좌표를 산출할 수 있다.That is, the impact point correction module 400 can calculate the corrected Y coordinate of the impact point.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세로 오차를 산출하는 방법을 설명하는 도면이다.Figure 6 is a diagram illustrating a method for calculating a vertical error according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 탄환이 직선이 아니라 사선에서 입사되는 경우 탄환 궤도가 좌, 우로 치우치게 된다. 여기서, 제1 경로점 좌표를 Z1(X1, Y1)으로 나타낼 수 있으며, 제2 경로점 좌표를 Z2(X2, Y2)로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 6, when a bullet is incident at an angle rather than a straight line, the bullet's trajectory is biased to the left and right. Here, the first path point coordinates can be expressed as Z 1 (X 1 , Y 1 ), and the second path point coordinates can be expressed as Z 2 (X 2 , Y 2 ).
탄착점 보정 모듈(400)은 제1 경로점 및 제2 경로점을 기반으로 세로 오차를 산출할 수 있다. 즉, 탄착점 보정 모듈(400)은 제1 경로점 및 제2 경로점을 기반으로 다음과 같은 과정에 따라 탄착점의 X축 좌표를 보정할 수 있다.The impact point correction module 400 may calculate the vertical error based on the first path point and the second path point. That is, the impact point correction module 400 can correct the X-axis coordinate of the impact point according to the following process based on the first path point and the second path point.
우선, 제1 경로점 및 제2 경로점의 가로측 차이를 E1, 제2 경로점 및 탄착점의 가로측 차이를 E2라 하면, E1, E2, D1 및 D3은 수학식 10과 같이 표현될 수 있다.First, if the horizontal difference between the first path point and the second path point is E 1 and the horizontal difference between the second path point and the impact point is E 2 , then E 1 , E 2 , D 1 and D 3 are expressed in Equation 10 It can be expressed as follows.
[수학식 10][Equation 10]
수학식 10은 E2를 산출하기 위하여 식을 변형하여 수학식 11과 같이 표현될 수 있다.Equation 10 can be expressed as Equation 11 by modifying the equation to calculate E 2 .
[수학식 11][Equation 11]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D3은 제2 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, E1은 제1 경로점 및 제2 경로점 간의 가로측 차이(X2-X1))(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 3 is the distance between the second acoustic sensor array and the target, and E 1 is the horizontal difference between the first path point and the second path point ( X 2 -X 1 ))
마지막으로, 수학식 11은 식을 변형하여 수학식 12와 같이 표현할 수 있고, X가 산출될 수 있다.Finally, Equation 11 can be expressed as Equation 12 by modifying the equation, and X can be calculated.
[수학식 12][Equation 12]
즉, 탄착점 보정 모듈(400)은 탄착점의 보정된 X좌표를 산출할 수 있다.That is, the impact point correction module 400 can calculate the corrected X coordinate of the impact point.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따르면, 음향 센서를 이용하여 탄착점을 추정함으로써, 사격 후 탄착점을 용이하게 파악할 수 있으며, 탄착점을 직접 확인하여 발생할 수 있는 잠재적 위험을 방지할 수 있다.Therefore, according to embodiments of the present invention, by estimating the impact point using an acoustic sensor, the impact point can be easily determined after shooting, and potential risks that may occur by directly checking the impact point can be prevented.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 이전 탄착점과 동일한 곳에 탄착점이 생긴 경우에도 확인이 가능하며, 표적을 벗어난 경우에도 확인할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, confirmation is possible even when the impact point occurs in the same place as the previous impact point, and even when it deviates from the target.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 탄착점을 추정하는 과정에서 발생할 수 있는 수직 및 수평 오차를 보상함으로써, 장거리 사격시 발생할 수 있는 성능 저하 요소(중력 가속도에 의한 포물선 탄환 궤도의 발생) 및 직선이 아닌 사선에서의 탄환 입사로 발생하는 성능 오차등의 문제를 해결할 수 있으며, 안정적인 탄착점 추정 성능을 보장할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, by compensating for vertical and horizontal errors that may occur in the process of estimating the point of impact, performance degradation factors that may occur during long-distance shooting (occurrence of parabolic bullet trajectories due to gravitational acceleration) and straight lines It is possible to solve problems such as performance errors that occur due to bullet incident from an oblique angle, and to ensure stable impact point estimation performance.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄착점 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 7에 도시된 방법은 예를 들어, 전술한 탄착점 추정 장치에 의해 수행될 수 있다. 도시된 흐름도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.Figure 7 is a flowchart for explaining a method for estimating the point of impact according to an embodiment of the present invention. The method shown in FIG. 7 can be performed, for example, by the impact point estimation device described above. In the illustrated flow chart, the method is divided into a plurality of steps, but at least some of the steps are performed in a different order, combined with other steps, omitted, divided into detailed steps, or not shown. One or more steps may be added and performed.
탄착점 추정 장치(100)는 2개의 음향 센서 어레이(array)에 각각 탄환 충격파가 도달한 시간을 획득한다(S710).The impact point estimation device 100 obtains the time at which the bullet shock wave arrives at each of the two acoustic sensor arrays (S710).
그 다음, 탄착점 추정 장치(100)는 도달한 시간을 기반으로 2개의 음향 센서 어레이 각각에 대한 탄환 충격파의 방향각을 산출한다(S720).Next, the impact point estimation device 100 calculates the direction angle of the bullet shock wave for each of the two acoustic sensor arrays based on the arrival time (S720).
그 다음, 탄착점 추정 장치(100)는 각각 산출한 탄환 충격파의 방향각을 기반으로 2개의 음향 센서 어레이 각각에서의 경로점(waypoint)을 산출한다(S730).Next, the impact point estimation device 100 calculates a waypoint in each of the two acoustic sensor arrays based on the calculated direction angles of the bullet shock waves (S730).
그 다음, 탄착점 추정 장치(100)는 산출한 경로점을 기반으로 탄환 궤도를 설정하여 탄착점을 추정한다(S740).Next, the impact point estimation device 100 sets the bullet trajectory based on the calculated path point and estimates the impact point (S740).
마지막으로, 탄착점 추정 장치(100)는 추정된 탄착점에 대한 가로 오차 또는 세로 오차를 산출하여 추정된 탄착점을 보정한다(S750).Finally, the impact point estimating device 100 corrects the estimated impact point by calculating the horizontal or vertical error for the estimated impact point (S750).
도 8은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술된 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.8 is a block diagram illustrating and illustrating a computing environment including a computing device suitable for use in example embodiments. In the illustrated embodiment, each component may have different functions and capabilities in addition to those described below, and may include additional components in addition to those described below.
도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 탄착점 추정 장치일 수 있다.The illustrated computing environment 10 includes a computing device 12 . In one embodiment, computing device 12 may be a point-of-impact estimator.
컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.Computing device 12 includes at least one processor 14, a computer-readable storage medium 16, and a communication bus 18. Processor 14 may cause computing device 12 to operate in accordance with the example embodiments noted above. For example, processor 14 may execute one or more programs stored on computer-readable storage medium 16. The one or more programs may include one or more computer-executable instructions, which, when executed by the processor 14, cause computing device 12 to perform operations according to example embodiments. It can be.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.Computer-readable storage medium 16 is configured to store computer-executable instructions or program code, program data, and/or other suitable form of information. The program 20 stored in the computer-readable storage medium 16 includes a set of instructions executable by the processor 14. In one embodiment, computer-readable storage medium 16 includes memory (volatile memory, such as random access memory, non-volatile memory, or an appropriate combination thereof), one or more magnetic disk storage devices, optical disk storage devices, flash It may be memory devices, another form of storage medium that can be accessed by computing device 12 and store desired information, or a suitable combination thereof.
통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.Communication bus 18 interconnects various other components of computing device 12, including processor 14 and computer-readable storage medium 16.
컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.Computing device 12 may also include one or more input/output interfaces 22 and one or more network communication interfaces 26 that provide an interface for one or more input/output devices 24. The input/output interface 22 and the network communication interface 26 are connected to the communication bus 18. Input/output device 24 may be coupled to other components of computing device 12 through input/output interface 22. Exemplary input/output devices 24 include, but are not limited to, a pointing device (such as a mouse or trackpad), a keyboard, a touch input device (such as a touchpad or touch screen), a voice or sound input device, various types of sensor devices, and/or imaging devices. It may include input devices and/or output devices such as display devices, printers, speakers, and/or network cards. The exemplary input/output device 24 may be included within the computing device 12 as a component constituting the computing device 12, or may be connected to the computing device 12 as a separate device distinct from the computing device 12. It may be possible.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although representative embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will understand that various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims described later but also by equivalents to the claims.
100 : 탄착점 추정 장치
200 : 데이터 획득 모듈
300 : 탄착점 추정 모듈
400 : 탄착점 보정 모듈100: Impact point estimation device
200: data acquisition module
300: Impact point estimation module
400: Impact point correction module
Claims (18)
상기 도달한 시간을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에 대한 탄환 충격파의 방향각을 산출하고, 상기 산출한 각각의 탄환 충격파의 방향각을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에서의 경로점(waypoint)를 산출하며, 상기 산출된 경로점을 기반으로 탄환 궤도를 설정하여 탄착점을 추정하는 탄착점 추정 모듈; 및
상기 추정된 탄착점에 대한 보정을 수행하는 탄착점 보정 모듈을 포함하는, 탄착점 추정 장치.
A data acquisition module that acquires the time when a bullet shock wave arrives at each of two acoustic sensor arrays;
Based on the arrival time, the direction angle of the bullet shock wave for each of the two acoustic sensor arrays is calculated, and the path point in each of the two acoustic sensor arrays is calculated based on the calculated direction angle of each bullet shock wave ( a point-of-impact estimation module that calculates a waypoint) and estimates the point of impact by setting a bullet trajectory based on the calculated path point; and
A point-of-impact estimation device comprising a point-of-impact correction module that performs correction for the estimated point of impact.
상기 음향 센서 어레이는,
서로 이격되어 일렬로 배치된 3개의 음향 센서를 포함하는, 탄착점 추정 장치.
In claim 1,
The acoustic sensor array,
A point-of-impact estimation device comprising three acoustic sensors arranged in a row and spaced apart from each other.
상기 탄착점 추정 모듈은,
상기 음향 센서 어레이에 포함된 복수의 음향 센서 간의 거리 및 상기 도달한 시간을 기반으로 상기 음향 센서 어레이에 대한 2개의 탄환 충격파의 방향각을 산출하고, 상기 산출된 2개의 탄환 충격파의 방향각에 대한 연장선 간의 교차점을 상기 경로점으로 산출하는, 탄착점 추정 장치.
In claim 2,
The impact point estimation module,
Based on the distance between the plurality of acoustic sensors included in the acoustic sensor array and the arrival time, the direction angle of the two bullet shock waves with respect to the acoustic sensor array is calculated, and the direction angle of the two bullet shock waves calculated is calculated. A point-of-impact estimation device that calculates the intersection point between extension lines as the path point.
상기 탄착점 추정 모듈은,
삼각측정법을 이용하여 상기 경로점의 좌표를 산출하는, 탄착점 추정 장치.
In claim 3,
The impact point estimation module,
A point-of-impact estimation device that calculates the coordinates of the path point using triangulation.
상기 2개의 음향 센서 어레이는,
서로 이격되어 표적의 정면에 배치되는 제1 음향 센서 어레이 및 제2 음향 센서 어레이를 포함하며,
상기 제1 음향 센서 어레이와 상기 표적간의 거리는 상기 제2 음향 센서 어레이와 상기 표적 간의 거리보다 큰, 탄착점 추정 장치.
In claim 1,
The two acoustic sensor arrays are,
It includes a first acoustic sensor array and a second acoustic sensor array spaced apart from each other and disposed in front of the target,
The distance between the first acoustic sensor array and the target is greater than the distance between the second acoustic sensor array and the target.
상기 탄착점 추정 모듈은,
상기 제1 음향 센서 어레이에서의 제1 경로점을 산출하고, 상기 제2 음향 센서 어레이에서의 제2 경로점을 산출하며, 상기 제1 경로점 및 상기 제2 경로점을 통과하도록 상기 탄환 궤도를 설정하여 상기 표적을 관통하는 좌표를 상기 탄착점으로 추정하는, 탄착점 추정 장치.
In claim 5,
The impact point estimation module,
Calculate a first path point in the first acoustic sensor array, calculate a second path point in the second acoustic sensor array, and adjust the bullet trajectory to pass through the first path point and the second path point. An impact point estimation device that sets and estimates coordinates penetrating the target as the impact point.
상기 탄착점 보정 모듈은,
상기 제1 경로점의 좌표, 상기 제2 경로점의 좌표 및 상기 제1 음향 센서 어레이와 상기 제2 음향 센서 어레이와 상기 표적 간의 각 거리를 기반으로 상기 추정된 탄착점을 보정하는, 탄착점 추정 장치.
In claim 6,
The impact point correction module,
Impact point estimation device that corrects the estimated impact point based on the coordinates of the first path point, the coordinates of the second path point, and each distance between the first acoustic sensor array, the second acoustic sensor array, and the target.
상기 탄착점 보정 모듈은,
하기 수학식 1을 이용하여 상기 표적을 관통하는 좌표의 Y축 좌표를 산출하고, 상기 산출된 Y축 좌표를 이용하여 상기 추정된 탄착점을 보정하는, 탄착점 추정 장치.
[수학식 1]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D2는 제1 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, Y1은 제1 경로점의 Y축 좌표, Y2은 제2 경로점의 Y축 좌표)
In claim 7,
The impact point correction module,
An impact point estimation device that calculates the Y-axis coordinate of a coordinate penetrating the target using Equation 1 below, and corrects the estimated impact point using the calculated Y-axis coordinate.
[Equation 1]
(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 2 is the distance between the first acoustic sensor array and the target, Y 1 is the Y-axis coordinate of the first path point, Y 2 is the second Y-axis coordinate of the path point)
상기 탄착점 보정 모듈은,
하기 수학식 2를 이용하여 상기 표적을 관통하는 좌표의 X축 좌표를 산출하고, 상기 산출된 X축 좌표를 이용하여 상기 추정된 탄착점을 보정하는, 탄착점 추정 장치.
[수학식 2]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D3은 제2 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, X1은 제1 경로점의 X축 좌표, X2은 제2 경로점의 X축 좌표)
In claim 7,
The impact point correction module,
An impact point estimation device that calculates the X-axis coordinate of a coordinate penetrating the target using Equation 2 below, and corrects the estimated impact point using the calculated X-axis coordinate.
[Equation 2]
(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 3 is the distance between the second acoustic sensor array and the target, X 1 is the X-axis coordinate of the first path point, and X 2 is the second X-axis coordinate of the path point)
상기 도달한 시간을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에 대한 탄환 충격파의 방향각을 산출하는 단계;
상기 산출한 각각의 탄환 충격파의 방향각을 기반으로 상기 2개의 음향 센서 어레이 각각에서의 경로점(waypoint)를 산출하는 단계;
상기 산출된 경로점을 기반으로 탄환 궤도를 설정하여 탄착점을 추정하는 단계; 및
상기 추정된 탄착점에 대한 보정을 수행하는 단계를 포함하는, 탄착점 추정 방법.
Obtaining the time at which the bullet shock wave arrived at each of the two acoustic sensor arrays;
calculating the direction angle of the bullet shock wave for each of the two acoustic sensor arrays based on the arrival time;
calculating a waypoint in each of the two acoustic sensor arrays based on the calculated direction angle of each bullet shock wave;
estimating the point of impact by setting a bullet trajectory based on the calculated path point; and
A method for estimating the point of impact, comprising the step of performing correction on the estimated point of impact.
상기 음향 센서 어레이는,
서로 이격되어 일렬로 배치된 3개의 음향 센서를 포함하는, 탄착점 추정 방법.
In claim 10,
The acoustic sensor array,
A method for estimating the point of impact, including three acoustic sensors arranged in a row and spaced apart from each other.
상기 탄환 충격파의 방향각을 산출하는 단계는,
상기 음향 센서 어레이에 포함된 복수의 음향 센서 간의 거리 및 상기 도달한 시간을 기반으로 상기 음향 센서 어레이에 대한 2개의 탄환 충격파의 방향각을 산출하는 단계를 더 포함하고,
상기 경로점을 산출하는 단계는,
상기 산출된 2개의 탄환 충격파의 방향각에 대한 연장선 간의 교차점을 상기 경로점으로 산출하는 단계를 더 포함하는, 탄착점 추정 방법.
In claim 11,
The step of calculating the direction angle of the bullet shock wave is,
Further comprising calculating the direction angles of the two bullet shock waves with respect to the acoustic sensor array based on the distance between the plurality of acoustic sensors included in the acoustic sensor array and the arrival time,
The step of calculating the path point is,
A method for estimating the point of impact, further comprising calculating an intersection point between extension lines for the calculated direction angles of the two bullet shock waves as the path point.
상기 경로점을 산출하는 단계는,
삼각측정법을 이용하여 상기 경로점의 좌표를 산출하는 단계를 더 포함하는, 탄착점 추정 방법.
In claim 12,
The step of calculating the path point is,
A method for estimating the point of impact, further comprising calculating the coordinates of the path point using triangulation.
상기 2개의 음향 센서 어레이는,
서로 이격되어 표적의 정면에 배치되는 제1 음향 센서 어레이 및 제2 음향 센서 어레이를 포함하며,
상기 제1 음향 센서 어레이와 상기 표적간의 거리는 상기 제2 음향 센서 어레이와 상기 표적 간의 거리보다 큰, 탄착점 추정 방법.
In claim 10,
The two acoustic sensor arrays are,
It includes a first acoustic sensor array and a second acoustic sensor array spaced apart from each other and disposed in front of the target,
A method for estimating the point of impact, wherein the distance between the first acoustic sensor array and the target is greater than the distance between the second acoustic sensor array and the target.
상기 경로점을 산출하는 단계는,
상기 제1 음향 센서 어레이에서의 제1 경로점을 산출하고, 상기 제2 음향 센서 어레이에서의 제2 경로점을 산출하는 단계를 더 포함하며,
상기 탄착점을 추정하는 단계는,
상기 제1 경로점 및 상기 제2 경로점을 통과하도록 상기 탄환 궤도를 설정하여 상기 표적을 관통하는 좌표를 상기 탄착점으로 추정하는 단계를 더 포함하는, 탄착점 추정 방법.
In claim 14,
The step of calculating the path point is,
Calculating a first path point in the first acoustic sensor array and calculating a second path point in the second acoustic sensor array,
The step of estimating the impact point is,
The impact point estimation method further comprising setting the bullet trajectory to pass through the first path point and the second path point and estimating the coordinates penetrating the target as the impact point.
상기 보정을 수행하는 단계는,
상기 제1 경로점의 좌표, 상기 제2 경로점의 좌표 및 상기 제1 음향 센서 어레이와 상기 제2 음향 센서 어레이와 상기 표적 간의 각 거리를 기반으로 상기 추정된 탄착점을 보정하는 단계를 더 포함하는, 탄착점 추정 방법.
In claim 15,
The step of performing the correction is,
Further comprising the step of correcting the estimated impact point based on the coordinates of the first path point, the coordinates of the second path point, and each distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array and the target. , Impact point estimation method.
상기 보정을 수행하는 단계는,
하기 수학식 1을 이용하여 상기 표적을 관통하는 좌표의 Y축 좌표를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 Y축 좌표를 이용하여 상기 추정된 탄착점을 보정하는 단계를 더 포함하는, 탄착점 추정 방법.
[수학식 1]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D2는 제1 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, Y1은 제1 경로점의 Y축 좌표, Y2은 제2 경로점의 Y축 좌표)
In claim 16,
The step of performing the correction is,
Calculating the Y-axis coordinate of the coordinate penetrating the target using Equation 1 below; and
A method for estimating the point of impact further comprising correcting the estimated point of impact using the calculated Y-axis coordinates.
[Equation 1]
(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 2 is the distance between the first acoustic sensor array and the target, Y 1 is the Y-axis coordinate of the first path point, Y 2 is the second Y-axis coordinate of the path point)
상기 보정을 수행하는 단계는,
하기 수학식 2를 이용하여 상기 표적을 관통하는 좌표의 X축 좌표를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 X축 좌표를 이용하여 상기 추정된 탄착점을 보정하는 단계를 더 포함하는, 탄착점 추정 방법.
[수학식 2]
(여기서, D1은 제1 음향 센서 어레이와 제2 음향 센서 어레이 간의 거리, D3은 제2 음향 센서 어레이와 표적간의 거리, X1은 제1 경로점의 X축 좌표, X2은 제2 경로점의 X축 좌표)
In claim 16,
The step of performing the correction is,
Calculating the X-axis coordinate of the coordinate penetrating the target using Equation 2 below; and
A method for estimating the point of impact further comprising correcting the estimated point of impact using the calculated X-axis coordinates.
[Equation 2]
(Here, D 1 is the distance between the first acoustic sensor array and the second acoustic sensor array, D 3 is the distance between the second acoustic sensor array and the target, X 1 is the X-axis coordinate of the first path point, and X 2 is the second X-axis coordinate of the path point)
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|---|---|---|---|
| KR1020220055300A KR20230155742A (en) | 2022-05-04 | 2022-05-04 | Apparatus and method for estimating target impact point |
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|---|---|---|---|
| KR1020220055300A KR20230155742A (en) | 2022-05-04 | 2022-05-04 | Apparatus and method for estimating target impact point |
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| KR1020220055300A KR20230155742A (en) | 2022-05-04 | 2022-05-04 | Apparatus and method for estimating target impact point |
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| KR (1) | KR20230155742A (en) |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR0144764B1 (en) | 1995-10-26 | 1998-08-17 | 배문한 | Target scoring technique using acoustic sensor |
-
2022
- 2022-05-04 KR KR1020220055300A patent/KR20230155742A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0144764B1 (en) | 1995-10-26 | 1998-08-17 | 배문한 | Target scoring technique using acoustic sensor |
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