KR102186862B1 - 비행 시뮬레이션 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실제 비행중인 항공기의 항적정보에 기초하여 가상 항공기에 대한 혼합 비행 시뮬레이션을 수행하기 위한 비행 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 실제 비행중인 항공기의 항적정보로부터 항적 위치 및 항적 고도를 추출하는 단계와; 상기 추출된 항적 위치 및 항적 고도에 맞게 가상 항공기를 생성하여 가상공간에 표시하는 단계와; 가상 항공기와 함께 상기 가상공간에 실제 비행중인 항공기의 항적정보에 맞춰 실제 비행 항공기를 이동표시하는 단계와; 조종석 시스템부로부터 입력되는 비행 시뮬레이션 훈련제어신호에 응답하여 가상공간내에서 상기 가상 항공기의 비행을 제어하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

비행 시뮬레이션 방법{FLIGHT SIMULATION METHOD}

본 발명은 비행 시뮬레이터에 관한 것으로, 특히 실제 비행중인 항공기의 항적정보에 기초하여 가상 항공기에 대한 혼합 비행 시뮬레이션을 수행하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 시뮬레이션 장치는 모의실험을 의미하며, 주로 항공기, 선박, 철도차량 또는 각종 건설장비의 조종훈련용으로 이용되며, 동일한 조건과 상황이 주어지고 기구적인 장치를 이용하여 현실감을 느끼면서 실제 상황에서의 조작 기술을 연습하기 위한 것이다.

시뮬레이션 장치는 1930년대에 미국에서 최초로 기계적 시뮬레이터 형태로 고안되어 실용화되기 시작하다가 1950년대에 접어들면서 컴퓨터와 접목되어 플라이트 구동부(Flight Simulator)로 진보되고, 이후 1980년대에 들어 컴퓨터 그래픽이 고성능화되므로써, 주변의 화상도 동일시간에 생성할 수 있게 되므로 급속히 발전하였다.

최근에 개발된 비행 시뮬레이터 장치는 조종훈련생이 교관이 설정한 환경에서 외부영상을 보면서 조종실(Cockpit)의 계기에 시현되는 항공기 상태를 파악하여 훈련을 실행하게 된다. 그리고 상기와 같은 비행 시뮬레이터는 통상 조종석 시스템, 영상시스템, 교관석 시스템, 주컴퓨터 시스템 등 여러 서브시스템으로 구성된다.

일반적인 비행 시뮬레이터 장치는 교관이 비행 시뮬레이터 장치의 전체를 제어하고 훈련에 필요한 특정 상황을 부여하는 교관석 시스템부와, 교관석 시스템부에 의해 부여된 훈련상황부여 명령신호를 해석하고 그에 대응되는 시뮬레이션 화면을 영상 시스템부에 구현하도록 제어하는 주컴퓨터 시스템부와, 주컴퓨터 시스템부에 의해 구현된 영상 시스템부의 임무화면을 보면서 설정된 비행시뮬레이션 훈련을 실행시키는 조종석 시스템부, 그리고 조정석 시스템부의 비행 시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는 시뮬레이션 몸체부를 포함한다.

이와 같은 일반적인 비행 시뮬레이터 장치들에서는 주컴퓨터 시스템에서 생성해 내는 가상의 항적을 비행하는 방법이기 때문에 다양한 실제 상황이 반영된 항적을 제공하지 못하기 때문에, 조종사의 임무 수행 능력을 향상시키는데 있어 한계가 따른다.

공개특허공보 10-2005-0082009 등록특허공보 10-1052047

이에 본 발명의 목적은 상술한 필요성에 따라 창안된 것으로서, 가상의 공간에서 비행 조종사의 임무 수행을 위한 여러 가지 실제 상황을 제시하여 조종사의 임무 수행 능력을 향상시키기 위한 비행 시뮬레이션 방법을 제공함에 있다.

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 실제 정보를 토대로 생성된 실가상 항적에 기초한 시뮬레이션 화면을 가상 공간에 제공하되, 실제 상황에 대한 가변적인 상황 제시가 가능토록 함으로써 조종사의 임무 수행 능력을 배가시킬 수 있는 비행 시뮬레이션 방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 비행 시뮬레이션 방법은 비행 시뮬레이션 화면을 영상 시스템부에 구현하도록 제어하는 주컴퓨터 시스템에서 실행 가능한 방법으로,

실제 비행중인 항공기의 항적정보로부터 항적 위치 및 항적 고도를 추출하는 단계와;

상기 추출된 항적 위치 및 항적 고도에 맞게 가상 항공기를 생성하여 가상공간에 표시하는 단계와;

가상 항공기와 함께 상기 가상공간에 실제 비행중인 항공기의 항적정보에 맞춰 실제 비행 항공기를 이동표시하는 단계와;

조종석 시스템부로부터 입력되는 비행 시뮬레이션 훈련제어신호에 응답하여 가상공간내에서 상기 가상 항공기의 비행을 제어하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.

더 나아가 상기 비행 시뮬레이션 훈련제어신호에 응답하여 가상 항공기의 실가상 항적 비행경로 상에 가변적인 상황을 제시하는 단계;를 더 포함함을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 실제 비행중인 항공기의 항적정보에 기초하여 가상 항공기의 실가상 항적을 생성하여 실제 비행중인 항공기의 항적과 함께 가상 공간에 동시 표시하고, 조종사 명령에 따라 가상 항공기의 실가상 항적을 변경할 수 있도록 비행 제어할 수 있기 때문에, 비행 자세, 상황 대처 등 조종사의 위기 대응 능력을 정확하게 평가할 수 있음은 물론 조종사의 임무 수행 능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행 시뮬레이터 장치의 구성 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비행 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 동작 흐름 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

하기에서 설명되는 용어중 '실가상 항적'이란 실제 항적 정보를 토대로 생성된 가상 항적을 의미하는 것으로 정의한다.

우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행 시뮬레이터 장치의 구성도를 예시한 것이다.

도 1을 참조하면, 교관석 시스템부(100)는 교관이 비행 시뮬레이터 장치의 전체를 제어하고 훈련에 필요한 특정 상황을 부여하는데 이용된다. 교관석 시스템부(100)에서는 특정 상황, 주변 상황의 가변과 같이 비행 훈련에 필요한 여러 상황을 설정 및 변경하기 위한 훈련상황부여 명령이 생성되어 시스템 각 부로 전파된다.

주컴퓨터 시스템(110)은 교관석 시스템부(100)에 의해 부여된 훈련상황부여 명령신호를 해석하고 그에 대응되는 시뮬레이션 화면을 후술하는 영상 시스템부(120)에 구현하도록 제어한다.

예를 들어, 주컴퓨터 시스템(110)은 항적 정보 제공부(140)로부터 제공되는 실제 비행중인 항공기의 항적정보에서 항적 위치 및 항적 고도를 추출하여 이를 가상공간에 표시하되, 실제 비행중인 항공기의 항적정보와 함께 표시한 후, 조종석 시스템부(130)로부터 입력되는 비행 시뮬레이션 훈련제어신호에 응답하여 가상 항공기의 비행이 제어되도록 한다. 이에 대해서는 도 2에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

조종석 시스템부(130)는 주컴퓨터 시스템부(110)에 의해 구현된 영상 시스템부(120)의 임무화면을 보면서 설정된 비행 시뮬레이션 훈련을 실행시키는 역할을 수행한다. 상기 비행 시뮬레이션은 가상 항공기와 실제 비행중인 항공기의 항적정보가 함께 표시되기 때문에 혼합 비행 시뮬레이션이라 칭할 수도 있을 것이다.

항적 정보 제공부(140)는 상공에서 실제 비행중인 항공기의 항적을 탐지하여 획득된 항적정보를 주컴퓨터 시스템(110)에 제공한다. 부하처리 부담을 경감시키기 위해 항적 정보 제공부(140)는 항적 정보로부터 항적 위치 정보와 항적 고도 정보를 추출하여 이를 주컴퓨터 시스템(110)으로 제공할 수도 있다. 이러한 항적 정보 제공부(140)는 항공기 탐지장치 및 항적정보 산출기로 구현 가능하다.

시뮬레이션 몸체부(150)는 조정석 시스템부(130)의 비행 시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는데 이용된다.

이하 상술한 구성을 가지는 비행 시뮬레이터 장치의 주 컴퓨터 시스템(110)에서 실행 가능한 비행 시뮬레이션 방법을 설명하면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비행 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 예시한 것이다.

도 2를 참조하면, 우선 항적정보 제공부(140)는 상공에서 실제 비행중인 항공기의 항적정보를 획득하여 주 컴퓨터 시스템(110)으로 제공(S10단계)한다.

이에 주 컴퓨터 시스템(110)은 제공된 항공기의 항적정보로부터 항적 위치 및 항적 고도를 추출(S20단계)하고, 추출된 항적 위치 및 항적 고도에 맞게 가상 항공기를 생성하여 가상공간에 표시(S30단계)한다.

아울러 주 컴퓨터 시스템(110)은 S10단계에서 수신된 실제 비행중인 항공기의 항적정보에 맞춰 실제 비행 항공기를 생성하여 가상 항공기와 함께 가상공간에 표시(S40단계)한다.

이로써 영상 시스템부(120)에 표시되는 시뮬레이션 화면의 일부인 가상공간에는 실제 비행 항공기의 항적과 가상 항공기의 실가상 항적정보가 함께 표시된다.

가상공간에 표시되는 실제 비행중인 항공기의 항적은 항적 정보 제공부(140)에서 실시간으로 제공되는 항적정보에 기초하여 변경되며, 가상 항공기의 항적은 조종석 시스템부(130)로부터 입력되는 비행 시뮬레이션 훈련제어신호에 따라 변경된다.

조종사의 임무 수행능력을 향상시키기 위해 교관은 교관석 시스템부(100)를 통해 가상 항공기의 실가상 항적 비행 경로상에 가변적인 상황을 제시하기 위한 명령을 내릴 수 있다. 이러한 명령에 응답하여 주컴퓨터 시스템(110)은 가상 항공기의 실가상 항적 비행 경로상에 기상악화, 적기 출현, 철새 무리 등과 같은 여러 가상 상황을 만들어 조종사의 대처 능력을 평가할 수 있다.

이와 같이 실제 비행 항공기의 항적과 실제 항적 정보를 토대로 생성된 가상 항공기의 항적정보를 가상 공간에 동시 표시하고, 가상 항공기에 대한 비행 시뮬레이션 제어(혼합 비행 시뮬레이션, S50단계)가 이루어지도록 함으로써, 비행 시뮬레이션을 수행하는 조종사의 임무 수행 능력을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 실제 비행중인 항공기의 항적정보에 기초하여 가상 항공기의 실가상 항적을 생성하여 실제 비행중인 항공기의 항적과 함께 가상 공간에 동시 표시하고, 조종사 명령에 따라 가상 항공기의 실가상 항적을 변경할 수 있도록 비행 제어할 수 있기 때문에, 비행 자세, 상황 대처 등 조종사의 위기 대응 능력을 정확하게 평가할 수 있다.

이상은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100: 교관석 시스템부 110: 주컴퓨터 시스템
120: 영상 시스템부 130: 조종석 시스템부
140: 항적 정보 제공부 150: 시뮬레이션 몸체부

Claims (3)

1. 비행 시뮬레이션 화면을 영상 시스템부에 구현하도록 제어하는 주컴퓨터 시스템에서 실행 가능한 비행 시뮬레이션 방법에 있어서,
   실제 비행중인 항공기의 항적정보로부터 항적 위치 및 항적 고도를 추출하는 단계와;
   상기 추출된 항적 위치 및 항적 고도에 맞게 가상 항공기를 생성하여 가상공간에 표시하는 단계와;
   가상 항공기와 함께 상기 가상공간에 실제 비행중인 항공기의 항적정보에 맞춰 실제 비행 항공기를 이동표시하는 단계와;
   조종석 시스템부로부터 입력되는 비행 시뮬레이션 훈련제어신호에 응답하여 가상공간내에서 상기 가상 항공기의 비행을 제어하는 단계;를 포함하고,
   상기 비행 시뮬레이션 화면은 상기 실제 비행 항공기와 상기 가상 항공기의 실가상 항적정보가 함께 표시되며, 상기 실제 비행 항공기의 항적은 실시간으로 제공되는 항적정보에 기초하여 변경되며, 상기 가상 항공기의 항적은 비행 시뮬레이션 훈련제어신호에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 비행 시뮬레이션 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가상 항공기의 비행을 제어하는 단계는 가상 항공기의 실가상 항적 비행을 제어함을 특징으로 하는 비행 시뮬레이션 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 비행 시뮬레이션 훈련제어신호에 응답하여 가상 항공기의 실가상 항적 비행경로상에 가변적인 상황을 제시하는 단계;를 더 포함함을 특징으로 하는 비행 시뮬레이션 방법.

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