KR20040075604A - 화포 원격 운용 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화포 운용 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 화포 운용 시 실제 화포에서 사수에 의한 운용이 아니라 임의의 보호시설을 가진 안전구역, 즉 원격지에서 사수가 무선으로 화포를 운용할 수 있도록 함으로써 화포 위치가 노출되었을 경우에도 사수의 안전이 보장되어 원활히 화포를 운용할 수 있고, 또한 한 명의 사수가 동시에 다수의 화포를 운용할 수 있다.
Description
본 발명은 화포 운용 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 화포의 운용 시 실제 화포에서 사수에 의한 운용이 아니라 임의의 보호시설을 가진 안전구역에서 사수가 원격지의 화포를 운용할 수 있도록 하는 화포 원격 운용 시스템에 관한 것이다.
화포(火砲)란 화약을 사용하는 대구경 병기, 즉 화기의 일종으로 그 임무는 적 중심 공격, 대 포병 사격, 전투 차량 제압, 보병 부대 직접 지원 등이다. 화포는 탄두를 발사하는 포신과, 지지 및 운반을 위한 포가로 구성되어 있고, 탄두의 비행 특성과 운반수단, 용도에 따라 야포, 박격포, 발칸포, 다련장 등으로 구분한다. 화포는 자주화, 경량화, 전자화 추세로 발전되고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 화포 운용 시스템(10)은, 화포 구동장치(11)와, 안테나 구동장치(12)와, 전원 공급장치(13)와, GPS 수신기(14)와, 송수신기(15)와, 조종간 조립체(16)와, 조준장치(17) 및 사격통제용 컴퓨터(18)로 구성된다.
화포 구동장치(11)는 사수의 조종간 조립체(16)의 움직임에 의해 고각, 방위각으로 포신(도시 생략) 및 화포를 이동한다.
안테나 구동장치(12)는 사격통제용 컴퓨터(18)의 제어에 의해 고각, 방위각으로 안테나(도시 생략)를 이동하도록 한다.
전원 공급장치(13)는 시스템에 필요한 전원을 공급한다.
GPS 수신기(14)는 GPS 위성으로부터 화포의 3차원 정보를 입력받는다.
송수신기(15)는 1차원 레이더로서 목표물과 화포와의 거리 값을 계산하여 사격통제용 컴퓨터(18)로 전송한다.
조종간 조립체(16)는 사수의 조종간 손잡이의 고각/방위각 정보를 입력받아 사격통제용 컴퓨터(18)로 전송하고, 화포 제어 및 속도정보를 양방향으로 전송하며, 사격에 필요한 각종 입/출력 정보를 사수와 주고받는다.
조준장치(17)는 사수의 조종간 조립체(16) 신호를 입력받아 사격통제용 컴퓨터(18)의 제어 명령에 따라 조준원을 고각/방위각으로 제어하며, 이의 방향정보를 사격통제용 컴퓨터(18)에 전송한다.
사격통제용 컴퓨터(18)는 각 구성부를 전반적으로 제어하고 사수의 입력에 따라 각 구성부를 제어하는 역할을 한다. 또한 사격통제용 컴퓨터(18)는 움직이는 목표물을 명중시킬 수 있도록 선도각 계산을 수행하여 정확한 사격이 이루어지도록 각 구성부를 제어한다.
이러한 종래의 화포 운용 시스템의 동작을 도 1을 참조하여 살펴보면, 사수가 직접 화포에 탑승하여 조종간 조립체(16)를 조종하여 목표물을 조준장치(17)를 이용하여 추적한 후 송수신기(15)로부터 받은 목표물의 거리 정보와 사수 조종간 제어에 의한 방위각, 고각 정보를 이용하여 사격통제용 컴퓨터(18)에 의해 움직이는 목표물을 명중시킬 수 있도록 선도각 계산을 수행하여 화포 시스템에 해당 명령을 내려 사격이 이루어지도록 하는 시스템으로 레이더 모드, 수동 모드로 나누어 사용한다. 수동 모드에서는 사수의 조종간 조립체(16) 조작에 의해 조준장치(17)의 조준원 내에 목표물이 위치하도록 한 다음 목표물의 2차원 정보를 알아내어 목표물을 사격한다. 또한 레이더 모드에서는 사수의 조종간 조립체(16) 조작에 의해 조준장치(17)의 조준원 내에 목표물이 위치하도록 하여 목표물의 2차원 정보를 알아내고 송수신기(15)를 통하여 거리정보를 산출하여 최종 출력된 3차원 정보를 이용하여 사격통제용 컴퓨터(18)에서 목표물의 미래 위치를 예측하여 목표물을 사격한다.
그러나 이러한 종래의 화포 운용 시스템은 화포 운용 시 사수가 직접 화포에 탑승한 채로 운용하기 때문에 적에게 화포 위치가 노출되었을 경우 사수의 안전이 보장되지 않으며, 사수가 부상 또는 사망시 원활히 화포를 운용하지 못하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화포 운용 시 실제 화포에서 사수에 의한 운용이 아니라 임의의 보호시설을 가진 안전구역, 즉 원격지에서 사수가 무선으로 화포를 운용할 수 있도록 함으로써 화포 위치가 노출되었을 경우에도 사수의 안전이 보장되어 원활히 화포를 운용할 수 있고, 또한 한 명의 사수가 동시에 다수의 화포를 운용할 수 있도록 하는데 있다.
도 1은 종래의 화포 운용 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도
도 2는 본 발명에 따른 화포 원격 운용 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도
<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>
11, 110 : 화포 구동장치 12, 120 : 안테나 구동장치
13, 130 : 전원 공급장치 14, 140 : GPS 수신기
15, 150 : 송수신기 16, 160 : 조종간 조립체
17??170 : 조준장치 18, 220 : 사격통제용 컴퓨터
180 : 위치정보 입력장치 190 : 사격제원 변환장치
200 : 유/무선 전송장치 210 : 영상 촬영장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
사수의 조종간 조립체의 움직임에 의해 고각, 방위각으로 포신 및 화포를 이동하는 화포 구동장치와, 외부로부터 입력되는 제어 신호에 의해 고각, 방위각으로 안테나를 이동시키는 안테나 구동장치와, 시스템에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급장치와, 목표물과 화포와의 거리 값을 계산하여 그 값을 출력하는 송수신기와, 사수의 조종간 손잡이의 고각/방위각 정보를 입력받아 출력하고, 화포 제어 및 속도정보를 송수신하여 사격에 필요한 각종 입/출력 정보를 사수에게 인지시키는 조종간 조립체와, 사수의 상기 조종간 조립체의 입력받아 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 조준원을 고각/방위각으로 제어하며, 이의 방향정보를 외부로 전송하는 조준장치를 포함하는 화포 운용 시스템에 있어서,
GPS 위성으로부터 화포의 3차원 정보를 입력받아 화포의 좌표계를 할당하고 원격지 화포의 위치를 입력시켜 화포와 원격지 화포의 편차정보를 제공하는 GPS 수신기와,
사수가 수동으로 화포의 3차원 정보를 입력하는 위치정보 입력장치와,
화포와 원격지 화포간의 거리편차를 계산하여 실제 원격지 화포의 3차원 정보로 변환하는 사격제원 변환장치와,
화포와 원격지 화포간의 각종 사격 제원정보 및 3차원 정보를 유/무선 양방향으로 전송하는 유/무선 전송장치와,
각 구성부를 전반적으로 제어하고 사수의 입력에 따라 각 구성부를 제어하며, 움직이는 목표물을 명중시킬 수 있도록 선도각 계산을 수행하여 정확한 사격이 이루어지도록 각 구성부를 제어하고, 각종 사격 정보를 상기 사격제원 변환장치 및 상기 유/무선 전송장치를 통해 원격지 화포로 전송하여 원격지 화포가 동일 방향을 지향하도록 제어하며, 원격지 화포로부터 상기 사격제원 변환장치 및 상기 유/무선 전송장치를 통해 입력되는 3차원 정보를 통해 화포를 원격지 화포와 동일 방향으로 지향하도록 제어하는 사격통제용 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 화포 원격 운용 시스템은,
사수가 수동으로 화포의 3차원 정보를 입력하는 위치정보 입력장치를 더 포함하며,
상기 사격통제용 컴퓨터는,
상기 사격제원 변환장치 또는 위치정보 입력장치를 통해 입력되는 3차원 정보를 통해 화포를 원격지 화포와 동일 방향으로 지향하도록 제어한다.
여기에서 또한 상기 화포 원격 운용 시스템은,
추격하는 방향의 주변 영상을 촬영하여 전송하는 영상 촬영장치를 더 포함하며,
상기 사격통제용 컴퓨터는,
상기 영상 촬영장치로부터 촬영된 영상을 원격지 화포로 전송하거나, 원격지 화포로부터 전송된 영상 정보를 통해 원격지 화포에서 촬영된 목표물을 사수가 확인할 수 있도록 디스플레이시킨다.
이하, 본 발명에 의한 화포 원격 운용 시스템의 구성을 도 2를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 화포 원격 운용 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 화포 원격 운용 시스템(100)은, 화포 구동장치(110)와, 안테나 구동장치(120)와, 전원 공급장치(130)와, GPS 수신기(140)와, 송수신기(150)와, 조종간 조립체(160)와, 조준장치(170)와, 위치정보 입력장치(180)와, 사격제원 변환장치(190)와, 유/무선 전송장치(200)와, 영상 촬영장치(210) 및 사격통제용 컴퓨터(220)로 구성된다.
화포 구동장치(110)는 사수의 조종간 조립체(160)의 움직임에 의해 고각, 방위각으로 포신 및 화포를 이동한다.
안테나 구동장치(120)는 사격통제용 컴퓨터(220)로부터 입력되는 제어 신호에 의해 고각, 방위각으로 안테나(도시 생략)를 이동시킨다.
전원 공급장치(130)는 시스템에 필요한 전원을 공급한다.
GPS 수신기(140)는 GPS 위성으로부터 화포의 3차원 정보를 입력받아 화포의 좌표계를 X, Y, Z로 할당하고 원격지 화포의 위치(X±ΔX, Y±ΔY, Z±ΔZ)를 입력시켜 사격제원 변환장치(190)가 계산이 가능하도록 화포와 원격지 화포의 편차정보(ΔX, ΔY, ΔZ)를 제공한다.
송수신기(150)는 목표물과 화포와의 거리 값을 계산하여 그 값을 사격통제용 컴퓨터(220)로 전송한다.
조종간 조립체(160)는 사수의 조종간 손잡이의 고각/방위각 정보를 입력받아 사격통제용 컴퓨터(220)로 출력하고, 사격통제용 컴퓨터(220)로부터 화포 제어 및 속도 정보를 수신하여 사격에 필요한 각종 입/출력 정보를 사수에게 인지시킨다.
조준장치(170)는 사수의 조종간 조립체(160)의 입력받아 사격통제용 컴퓨터(220)로부터 입력되는 제어 신호에 따라 조준원을 고각/방위각으로 제어하며, 이의 방향정보를 사격통제용 컴퓨터(220)로 전송한다.
위치정보 입력장치(180)는 사수가 수동으로 화포의 3차원 정보를 입력한다.
사격제원 변환장치(190)는 화포와 원격지 화포간의 거리차를 계산하여 실제 원격지 화포의 위치정보를 변환한다.
유/무선 전송장치(200)는 화포와 원격지 화포간의 각종 사격 제원정보 및 3차원 정보를 유/무선 양방향으로 전송한다.
영상 촬영장치(210)는 사수가 지향하는 추적 방향의 영상을 촬영하여 전송한다.
사격통제용 컴퓨터(220)는 각 구성부를 전반적으로 제어하고 사수의 입력에 따라 각 구성부를 제어하며, 움직이는 목표물을 명중시킬 수 있도록 선도각 계산을 수행하여 정확한 사격이 이루어지도록 각 구성부를 제어한다. 또한 사격통제용 컴퓨터(220)는 각종 사격 정보를 사격제원 변환장치(190) 및 유/무선 전송장치(200)를 통해 원격지 화포로 전송하여 원격지 화포가 동일 방향을 지향하도록 하며, 원격지 화포로부터 사격제원 변환장치(190) 및 유/무선 전송장치(200)를 통해 입력되는 3차원 정보를 통해 화포를 원격지 화포와 동일 방향으로 지향하도록 제어한다. 또 사격통제용 컴퓨터(220)는 영상 촬영장치(210)로부터 촬영된 영상을 원격지 화포로 전송하거나, 원격지 화포로부터 전송된 영상 정보를 통해 원격지 화포에서 촬영된 목표물을 사수가 확인할 수 있도록 디스플레이시킨다.
이하 본 발명에 따른 화포 원격 운용 시스템의 동작을 도 2를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저 본 발명에 따른 화포 원격 운용 시스템은 레이더 모드, 수동 모드로 나누어 사용 가능하며, 수동 모드에서는 송수신기의 거리정보 없이 사수가 수동으로 목표물을 직접 추적하여 운용하는 방법과, 하기에서 설명한 바와 같이 레이더 모드에서는 정확한 3차원 정보를 통해 화포 및 원격지 화포를 제어하는 방법이다.
화포와 하나 이상의 원격지 화포가 설치되어 있는 상태에서 사수가 화포에 탑승하여 조종간 조립체(160)를 조작하여 조준장치(170)의 조준원 내에 목표물이위치하도록 하여 목표물을 추적한 후 송수신기(150)로부터 받은 목표물의 거리정보와 사수 조종간 제어에 의한 방위각, 고각 정보를 이용하여 사격통제용 컴퓨터(220)에 의해 움직이는 목표물을 명중시킬 수 있도록 선도각 계산을 수행한다.
그런 다음 사격통제용 컴퓨터(220)는 GPS 수신기(140)를 통해 GPS 위성으로부터 화포의 3차원 정보를 입력받아 원격지 화포의 위치(X±ΔX, Y±ΔY, Z±ΔZ), 즉 3차원 정보를 산출하고, GPS 수신기(140)에서 산출된 3차원 정보 또는 위치정보 입력장치(180)로부터 입력된 3차원 정보를 사격제원 변환장치(190) 및 유/무선 전송장치(200)를 통해 원격지 화포로 전송한다.
한편 사격제원 변환장치(190)는 GPS 수신기(140)에서 제공된 화포와 원격지 화포의 편차정보(ΔX, ΔY, ΔZ)를 계산하여 화포와 원격지 화포가 일치하는 X, Y, Z방향의 3차원 정보를 아래와 수학식 1과 같이 계산하게 된다.
한편 사격제원 변환장치(190)에서 계산된 3차원 정보 또는 위치정보 입력장치(180)로부터 입력된 3차원 정보는 사격통제용 컴퓨터(220)로 전송되고, 사격통제용 컴퓨터(220)는 화포 구동장치(110)와, 조준장치(170)와, 조종간 조립체(160)로해당 제어 신호를 출력하여 화포가 실제 표적 위치인 X, Y, Z방향을 지향하도록 하게 한다.
그리고 화포로부터 전송된 3차원 정보를 통해 원격지 화포 시스템은 상기와 같은 방법을 통해 상기 기준 화포와 동일한 방향을 지향하게 된다.
또한 사격통제용 컴퓨터(220)는 원격지 화포로부터 전송되는 3차원 정보를 이용해 원격지 화포와 동일한 방향을 지향하도록 할 수 있다.
또 사격통제용 컴퓨터(220)는 영상 촬영장치(210)로부터 촬영된 영상을 원격지 화포로 전송하거나, 원격지 화포로부터 전송된 영상 정보를 통해 원격지 목표물을 사수가 확인할 수 있도록 디스플레이시킨다.
한편 화포에 실제 사수가 탑승하지 않은 상태에서 각각의 원격지 화포에서 전송되는 정보 또는 각 화포에서 촬영된 영상을 통해 안전한 지역에 위치한 사수가 각종 사격에 필요한 정보를 산출하고, 산출된 정보를 각 원격지 화포로 전송하여 각 원격지 화포가 동일 목표물을 지향할 수 있도록 한다.
따라서 사수 한 명이 여러 개의 화포를 하나의 목표물에 동시에 신속하게 지향할 수 있어 목표물의 명중 확률을 높일 수 있고, 사수의 안전을 보장할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 화포 원격 운용 시스템에 의하면, 화포 운용 시 실제 화포에서 사수에 의한 운용이 아니라 임의의 보호시설을 가진 안전구역, 즉 원격지에서 사수가 무선으로 화포를 운용할 수 있도록 함으로써 화포 위치가 노출되었을 경우에도 사수의 안전이 보장되어 원활히 화포를 운용할수 있고, 또한 한 명의 사수가 동시에 다수의 화포를 운용할 수 있다.
Claims (3)
- 사수의 조종간 조립체의 움직임에 의해 고각, 방위각으로 포신 및 화포를 이동하는 화포 구동장치와, 외부로부터 입력되는 제어 신호에 의해 고각, 방위각으로 안테나를 이동시키는 안테나 구동장치와, 시스템에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급장치와, 목표물과 화포와의 거리 값을 계산하여 그 값을 출력하는 송수신기와, 사수의 조종간 손잡이의 고각/방위각 정보를 입력받아 출력하고, 화포 제어 및 속도정보를 송수신하여 사격에 필요한 각종 입/출력 정보를 사수에게 인지시키는 조종간 조립체와, 사수의 상기 조종간 조립체의 입력받아 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 조준원을 고각/방위각으로 제어하며, 이의 방향정보를 외부로 전송하는 조준장치를 포함하는 화포 운용 시스템에 있어서,GPS 위성으로부터 화포의 3차원 정보를 입력받아 화포의 좌표계를 할당하고 원격지 화포의 위치를 입력시켜 화포와 원격지 화포의 편차정보를 제공하는 GPS 수신기와,화포와 원격지 화포간의 거리편차를 계산하여 실제 원격지 화포의 3차원 정보로 변환하는 사격제원 변환장치와,화포와 원격지 화포간의 각종 사격 제원정보 및 3차원 정보를 유/무선 양방향으로 전송하는 유/무선 전송장치와,각 구성부를 전반적으로 제어하고 사수의 입력에 따라 각 구성부를 제어하며, 움직이는 목표물을 명중시킬 수 있도록 선도각 계산을 수행하여 정확한 사격이이루어지도록 각 구성부를 제어하고, 각종 사격 정보를 상기 사격제원 변환장치 및 상기 유/무선 전송장치를 통해 원격지 화포로 전송하여 원격지 화포가 동일 방향을 지향하도록 제어하며, 원격지 화포로부터 상기 사격제원 변환장치 및 상기 유/무선 전송장치를 통해 입력되는 3차원 정보를 통해 화포를 원격지 화포와 동일 방향으로 지향하도록 제어하는 사격통제용 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화포 원격 운용 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 화포 원격 운용 시스템은,사수가 수동으로 화포의 3차원 정보를 입력하는 위치정보 입력장치를 더 포함하며,상기 사격통제용 컴퓨터는,상기 사격제원 변환장치 또는 위치정보 입력장치를 통해 입력되는 3차원 정보를 통해 화포를 원격지 화포와 동일 방향으로 지향하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 화포 원격 운용 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 화포 원격 운용 시스템은,추격하는 방향의 주변 영상을 촬영하여 전송하는 영상 촬영장치를 더 포함하며,상기 사격통제용 컴퓨터는,상기 영상 촬영장치로부터 촬영된 영상을 원격지 화포로 전송하거나, 원격지 화포로부터 전송된 영상 정보를 통해 원격지 화포에서 촬영된 목표물을 사수가 확인할 수 있도록 디스플레이시키는 것을 특징으로 하는 화포 원격 운용 시스템.
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