KR20030022591A - System for controlling repulsive power of simulation apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시뮬레이션 장치의 반력제어 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 호스트 컴퓨터로부터 인가받은 데이터를 메모리 공유를 통하여 각기 다른 주기로 수행하는 실시간 프로세스들로 전달하여, 시뮬레이션 장치를 구성하는 각 링키지 모델 및 액튜에이터 모델에 대한 연산을 수행하여 CLS제어를 통해 PID제어 계산 프로세스로 전달하고 모터를 구동한 후, 이를 센서를 통하여 피드백받아 각종 데이터를 사용자가 쉽게 모니터링할 수 있으며, 항공기의 특성 파라미터를 셋팅하거나 제어계의 게인을 조절할 수 있어 시뮬레이션 장치의 현실감이 반영되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 장치의 반력제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a reaction force control system of a simulation apparatus. Specifically, the present invention transfers data received from a host computer to real-time processes that perform at different intervals through memory sharing, and thus, to each linkage model and actuator model constituting the simulation apparatus. After performing the operation for CLS control, it transfers to the PID control calculation process and drives the motor, and after receiving the feedback through the sensor, the user can easily monitor various data, set the characteristic parameters of the aircraft, or control the gain of the control system. The present invention relates to a reaction force control system of a simulation apparatus, which is adjustable so that the reality of the simulation apparatus is reflected.
본 발명에 따른면 고가의 항공기나 선박등에 대한 익숙한 조종을 위하여 유사한 조종 환경이 조성된 저렴한 장치내에서 훈련자가 조종훈련을 수행하도록 구성되는 시뮬레이션 장치가 보다 현실감있는 훈련을 수행하는 것이 가능해지며, 특히, 시뮬레이션 장치에 인가되는 반력을 현실과 동일한 조건으로 재현하는 것이 가능해지므로 훈련을 수행하는 대상에 따라 적절히 조종가능하므로 최상의 시뮬레이션 훈련을 수행할 수 있다.According to the present invention, it is possible to perform a more realistic training by a simulation apparatus configured to perform a pilot training in a low cost device having a similar steering environment for a familiar piloting of an expensive aircraft or a ship. As a result, the reaction force applied to the simulation apparatus can be reproduced under the same conditions as in the real world, and thus the best simulation training can be performed because it can be properly controlled according to the target of the training.
Description
본 발명은 시뮬레이션 장치의 반력제어 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 호스트 컴퓨터로부터 인가받은 데이터를 메모리 공유를 통하여 각기 다른 주기로 수행하는 실시간 프로세스들로 전달하여, 시뮬레이션 장치를 구성하는 각 링키지 모델 및 액튜에이터 모델에 대한 연산을 수행하여 CLS제어를 통해 PID제어 계산 프로세스로 전달하고 모터를 구동한 후, 이를 센서를 통하여 피드백받아 각종 데이터를 사용자가 쉽게 모니터링할 수 있으며, 항공기의 특성 파라미터를 셋팅하거나 제어계의 게인을 조절할 수 있어 시뮬레이션 장치의 현실감이 반영되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 장치의 반력제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a reaction force control system of a simulation apparatus. Specifically, the present invention transfers data received from a host computer to real-time processes that perform at different intervals through memory sharing, and thus, to each linkage model and actuator model constituting the simulation apparatus. After performing the operation for CLS control, it transfers to the PID control calculation process and drives the motor, and after receiving the feedback through the sensor, the user can easily monitor various data, set the characteristic parameters of the aircraft, or control the gain of the control system. The present invention relates to a reaction force control system of a simulation apparatus, which is adjustable so that the reality of the simulation apparatus is reflected.
일반적으로 시뮬레이션 장치란 고가의 항공기나 선박등에 대한 익숙한 조종을 위하여 유사한 조종 환경이 조성된 저렴한 장치내에서 훈련자가 조종훈련을 수행하는 것을 말하며, 점차 실제에 가까운 시뮬레이션 장치가 제시되어 많은 사람들이 보편적으로 이용하고 있다.In general, the simulation device refers to the training performed by a trainer in an inexpensive device having a similar steering environment for the familiar operation of expensive aircraft or ships. I use it.
하지만, 이러한 시뮬레이션 장치가 아무리 현실에 근접한다 할지라도 실제 장비가 아닌 이상 현실과 같아질 수 는 없는 바, 이러한 한계들을 극복하기 위한 노력들이 현재도 계속하여 진행중에 있다.However, no matter how close this simulation device is to reality, it cannot be the same as the real equipment, and efforts to overcome these limitations are ongoing.
대표적인 한계로서는 시뮬레이션 장치에 인가되는 반력을 현실과 동일한 조건으로 재현하기가 힘이 드는 바, 이는 실험이나 계산에 의해 만들어진 데이터를 이용하여 재현하고 있은나, 통상적으로 항공기 조종에 익숙한 사람의 데이터를 기본으로 만들어진 경우가 많으며, 훈련진행중인 조종사에 따라 다른 신체조건을 반영하지 못한다.As a typical limitation, it is difficult to reproduce the reaction force applied to the simulation apparatus under the same conditions as the reality, which is based on data generated by experiments or calculations. Many of them are made in the same way and do not reflect different physical conditions depending on the pilot in progress.
그리고, 또 다른 한계로는 시뮬레이션 장치를 구성하는 여러 요소들, 예를 들어 호스트 컴퓨터, 모니터링 시스템, 콕핏 등의 각각의 장치내에 배치되는 부품들간의 속도차이에 의하여 동일한 시간을 기준으로 할때, 서로 일치하지 않는 데이터를 출력하여 전체 시스템이 다운되기도 하는 문제가 있다.Another limitation is that the same time is based on the same time due to the speed difference between the components constituting the simulation apparatus, for example, the components disposed in each apparatus such as a host computer, a monitoring system, a cockpit, or the like. There is a problem that the entire system is down by outputting inconsistent data.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 시뮬레이션 장치에서 발생되는 각종 데이터를 메모리 공유를 통하여 실시간으로 모니터링하고, 시뮬레이션 장치에 반영시키는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to monitor various data generated in the simulation apparatus in real time through memory sharing and reflect the same in the simulation apparatus.
본 발명의 다른 목적은 후술될 구성 및 작용에서 더욱 상세히 설명될 것이다.Other objects of the present invention will be described in more detail in the configurations and operations described below.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 나타내는 블럭 구성도.1 is a block diagram showing a preferred embodiment according to the present invention.
본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 시뮬레이션 프로그램이 내장된 호스트 컴퓨터; 상기 호스트 컴퓨터의 시뮬레이션 프로그램 구동에 의해 실시간 프로세스들을 인가받아 조종사의 훈련이 수행되고, 조종사의 조종에 의한 데이터를 출력하는 컨트롤 로드 시스템; 상기 호스트 컴퓨터와 컨트롤 로드 시스템의 사이에서 상호간의 실시간 프로세스를 공유시키며 전달시키는 역할을 수행하는 공유 메모리; 및 상기 공유 메모리를 통해 상기 호스트 컴퓨터에서 구동되는 시뮬레이션 프로그램에 의해 생성된 데이터를 인가받으며, 상기 컨트롤 로드 시스템에서 수행되고 있는 각종 데이터와 조종사의 조종에 의한 데이터 출력 또한 공유 메모리를 통해 인가받아 반력특성을 튜닝가능하도록 구성되는 실시간 모니터 시스템을 포함함을 특징으로 한다.Simulation apparatus according to the present invention comprises a host computer with a simulation program; A control rod system that receives real-time processes by driving a simulation program of the host computer, performs pilot training, and outputs data by pilot manipulation; A shared memory configured to share and transfer a real time process between the host computer and a control load system; And the data generated by the simulation program driven by the host computer through the shared memory, and various data being executed in the control rod system and data output by the pilot's control are also received through the shared memory. And a real time monitor system configured to be tunable.
바람직하게 상기 반력특성의 튜닝은 항공기의 특성 파라미터를 세팅하거나, 제어계의 게인을 조절하는 신호를 발생하여 공유메모리를 통해 호스트 컴퓨터로 전달함으로써 수행될 수 있다.Preferably, the tuning of the reaction force characteristic may be performed by setting a characteristic parameter of the aircraft or generating a signal for adjusting the gain of the control system and transmitting the signal to the host computer through the shared memory.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치(100)의 구성을 나타내는 블럭 구성도이며, 도 1에 따르면 시뮬레이션 장치(100)는 호스트 컴퓨터(10), 컨트롤 로드 시스템(20), 공유 메모리(30) 및 실시간 모니터 시스템(40)으로 구성된다.1 is a block diagram showing a configuration of a simulation apparatus 100 according to the present invention. According to FIG. 1, a simulation apparatus 100 includes a host computer 10, a control load system 20, a shared memory 30, and It consists of a real time monitor system 40.
구체적으로 호스트 컴퓨터(10)는 시뮬레이션 프로그램이 내장되어 전체 시뮬레이션 장치(100)의 구동을 담당하도록 구성되며, 시뮬레이션 구동에 필요한 그래픽 라이브러리(미도시)가 구성되어 있다.Specifically, the host computer 10 has a simulation program embedded therein and is configured to drive the entire simulation apparatus 100, and a graphic library (not shown) necessary for driving the simulation is configured.
그리고, 호스트 컴퓨터(10)에서 시뮬레이션 프로그램의 구동에 따라 발생하는 실시간 프로세스들은 일례로 통상적인 리눅스 프로세스이며, 이 프로세스들은 공유 메모리(30)로 전달되어 후술될 컨트롤 로드 시스템(20)과 실시간 모니터 시스템(40)으로 인가되도록 구성된다.In addition, real-time processes generated by the operation of the simulation program in the host computer 10 are typical Linux processes, and these processes are transferred to the shared memory 30 to control load system 20 and real-time monitor system which will be described later. It is configured to be applied to 40.
컨트롤 로드 시스템(20)은 상술한 공유 메모리(30)를 통해 호스트 컴퓨터(10)로부터 실시간 프로세스들은 인가받아 조종사의 실시간 시뮬레이션 훈련이 수행되도록 구성되며, 시뮬레이션 훈련 수행에 필요한 각종 계기(미도시)나 조종간(미도시) 등이 배치된다.The control load system 20 is configured to perform real-time simulation training of the pilot by receiving real-time processes from the host computer 10 through the shared memory 30 described above, and various instruments (not shown) or A steering wheel (not shown) is disposed.
그리고, 상기 컨트롤 로드 시스템(20)에서 수행되는 시뮬레이션 훈련 수행에 따라 발생되는 각종 데이터와 조종사의 조종에 의한 데이터 출력은 공유 메모리(30)를 통해 실시간 모니터 시스템(40)으로 인가되도록 구성된다.In addition, various data generated according to the simulation training performed in the control rod system 20 and data output by the pilot's control are configured to be applied to the real-time monitor system 40 through the shared memory 30.
실시간 모니터 시스템(40)은 컨트롤 로드 시스템(20)에서 수행되고 있는 각종 데이터와 조종사의 조종에 의한 데이터 출력 또한 공유 메모리(30)를 통해 인가받아 반력특성을 튜닝가능하도록 구성되며, 반력특성의 튜닝은 항공기의 특성 파라미터를 세팅하거나, 제어계의 게인을 조절하는 신호를 발생하여 공유메모리(30)를 통해 호스트 컴퓨터(10)로 전달되도록 구성된다.The real-time monitoring system 40 is configured to be able to tune the reaction force characteristics by receiving various data being performed in the control rod system 20 and data output by the pilot's manipulation through the shared memory 30, and tuning the reaction force characteristics. Is configured to generate a signal that sets a characteristic parameter of the aircraft or adjusts the gain of the control system and is transmitted to the host computer 10 through the shared memory 30.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 시뮬레이션 장치(100)의 작용은 다음과 같다.The operation of the simulation apparatus 100 having the configuration as described above is as follows.
먼저, 관리자가 호스트 컴퓨터(10)의 시뮬레이션 프로그램을 구동하여 시뮬레이션 장치(100)를 구동하면, 호스트 컴퓨터(10)는 시뮬레이션 구동에 필요한 그래픽 라이브러리를 호출하여 실시간 리눅스 프로세스들을 생성한다.First, when the administrator drives the simulation apparatus 100 by driving the simulation program of the host computer 10, the host computer 10 calls the graphic library required for driving the simulation to generate real-time Linux processes.
호스트 컴퓨터(10)에서 생성된 실시간 리눅스 프로세스들은 공유메모리(30)로 인가된 후, 컨트롤 로딩 시스템(20)과 실시간 모니터 시스템(40)으로 인가되며, 컨트롤 로딩 시스템(20)으로 인가된 실시간 리눅스 프로세스들은 컨트롤 로드 시스템(20)의 시뮬레이션 훈련을 시작시키게 되고, 실시간 모니터 시스템(40)으로 인가된 실시간 리눅스 프로세스들은 컨트롤 로딩 시스템(20)에서 수행되고 있는 시뮬레이션 상황을 모니터링 가능하도록 한다.The real-time Linux processes generated in the host computer 10 are applied to the shared memory 30 and then to the control loading system 20 and the real-time monitoring system 40, and are applied to the control loading system 20. The processes initiate simulation training of the control load system 20, and the real-time Linux processes applied to the real time monitor system 40 enable monitoring of the simulation situation being performed in the control loading system 20.
컨트롤 로딩 시스템(20)에서는 시작된 시뮬레이션 훈련에 의해 조종사의 훈련상황이 시작되고, 조종사는 조종간을 조작하여 실제 훈련처럼 훈련을 수행하게 되고, 자신의 조종에 따른 결과는 각종 계기를 통해 나타나게 된다.In the control loading system 20, the training situation of the pilot is started by the simulation training started, the pilot operates the steering wheel to perform the training as the actual training, and the result of his manipulation is shown through various instruments.
그리고, 실시간 모니터 시스템(40)에서는 컨트롤 로드 시스템(20)에서 수행되고 있는 각종 데이터와 조종사의 조종에 의한 데이터 출력을 공유 메모리(30)을 통해 인가받아 현재의 시뮬레이션 수행에 대한 결과를 모니터링할 수 있으며, 보다 정확한 시뮬레이션 훈련을 위해 반력특성을 조절한다.In addition, the real-time monitoring system 40 may monitor the results of the current simulation by receiving various data being performed in the control rod system 20 and data output by the pilot's control through the shared memory 30. The reaction force is adjusted for more accurate simulation training.
이때, 반력특성 조절은 항공기의 특성 파라미터를 관리자가 보다 현실적인 수치로 세팅하거나, 제어계의 게인값을 조절하는 과정을 통해 수행되며, 이에 따른 조절 데이터는 공유 메모리(30)을 통해 호스트 컴퓨터(10)로 인가된다.In this case, the reaction force characteristic adjustment is performed through the process of setting the characteristic parameter of the aircraft to a more realistic value or adjusting the gain value of the control system, and the adjustment data according to this is controlled by the host computer 10 through the shared memory 30. Is applied.
호스트 컴퓨터(10)는 실시간 모니터 시스템(40)으로부터 공유 메모리(30)을 통해 인가되는 반력특성 조절값들을 반영함으로써, 반력특성 조절값이 반영된 리눅스 프로세스들을 발생시키며, 이에 따라 컨트롤 로드 시스템(20)에서도 조종사는 반력특성 조절값이 반영된 훈련을 수행하는 것이 가능해진다.The host computer 10 reflects the reaction force adjustment values applied from the real-time monitor system 40 through the shared memory 30 to generate Linux processes in which the reaction force adjustment values are reflected, and thus the control load system 20 The pilot can also perform training that reflects the reaction force adjustment.
이상과 같은 구성 및 작용을 통해 시뮬레이션 장치에서 문제시 되던 반력의 현실화가 가능해지므로, 항공기 조종에 익숙한 사람이나 미숙한 사람등에 따른 데이터를 상황에 맞게 반영할 수 있으며, 동일한 시간을 기준으로 각각의 장치내에 배치되는 부품들간의 속도차이에 의해 발생되던 문제들이 해결되므로 보다 나은 조건의 시뮬레이션이 가능해진다.Through the above configuration and action, the reaction force which is a problem in the simulation device can be realized, so that the data according to the person who is familiar with the operation of the aircraft or the immature person can be reflected according to the situation, and each device is based on the same time. The problems caused by the speed differences between the components placed within are solved, enabling better simulation of the conditions.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하였지만, 본 발명의 분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 본 발명을 얼마든지 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 잘 알 것이다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, but those skilled in the art of the present invention may be modified or modified without departing from the spirit and scope of the present invention. You will know well.
본 발명에 따른면 고가의 항공기나 선박등에 대한 익숙한 조종을 위하여 유사한 조종 환경이 조성된 저렴한 장치내에서 훈련자가 조종훈련을 수행하도록 구성되는 시뮬레이션 장치가 보다 현실감있는 훈련을 수행하는 것이 가능해지며, 특히, 시뮬레이션 장치에 인가되는 반력을 현실과 동일한 조건으로 재현하는 것이 가능해지므로 훈련을 수행하는 대상에 따라 적절히 조종가능하므로 최상의 시뮬레이션 훈련을 수행할 수 있다.According to the present invention, it is possible to perform a more realistic training by a simulation apparatus configured to perform a pilot training in a low cost device having a similar steering environment for a familiar piloting of an expensive aircraft or a ship. As a result, the reaction force applied to the simulation apparatus can be reproduced under the same conditions as in the real world, and thus the best simulation training can be performed because it can be properly controlled according to the target of the training.
그리고, 시뮬레이션 장치를 구성하는 여러 요소간의 속도차이에 의한 시스템 다운이 발생하지 않아 보다 안정적이고, 확실한 시뮬레이션 훈련을 수행하는 것이 가능해지는 효과가 있다.In addition, the system does not occur due to the speed difference between the various elements constituting the simulation device, thereby making it possible to perform a more stable and reliable simulation training.
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Termination category: Default of registration fee Termination date: 20181127 |