KR20110046414A - 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법 - Google Patents

낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 낙하산 강하 훈련 장비를 차량에 탑재하여 필요한 장소로 이동하면서 항공기나 헬기에서 점프하는 동체이탈과 강하상태에서의 공중유영, 낙하산의 산개 그리고 착지에 이르기까지의 모든 훈련과정을 실제 훈련과 같이 현실감 있게 지상에서 실시할 수 있다.
본 발명에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템은, 낙하 강하 훈련자(이하, "훈련자"라 한다)가 착용하는 하네스(210)의 상부 및 하부 각 양쪽에 연결하는 상부 및 하부 견인줄(180,190)과, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 지지하며, 상기 훈련자에 의해 당겨지는 좌측 및 우측 조종손잡이(201)에 따라 회전하는 방향회전장치(170)와, 상기 방향회전장치(170)의 내부에 설치되어, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)의 길이를 각각 조절하는 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340)(350)와, 상기 방향회전장치(170)를 지지하는 프레임과, 상기 훈련자의 손목 및 발목에 각각 착용하여, 상기 훈련자의 자세 및 손발 움직임을 검출한 신호를 무선으로 전송하는 손목 및 발목 센서(230,231)와, 상기 훈련자에게 낙하 고도, 주·야간 및 기후 환경에 따른 강하 영상을 제공하는 영상 고글(220)과, 상기 훈련자의 통신을 위해 착용하는 헤드셋(headset) 및, 상기 영상 고글(220)에 강하 영상을 제공하고, 상기 조종손잡이(201)의 움직임과 상기 손목 및 발목 센서(230,231)의 신호에 따라 상기 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340)(350), 상기 방향회전장치(170)를 제어하여 상기 훈련자의 자세 및 방향을 조정하는 중앙 제어기(300)를 포함하고 있다.

Description

낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법{A Parachute Descent Training Simulation System and Method of The Same}
본 발명은 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 낙하산 강하 훈련 장비를 차량에 탑재하여 필요한 장소로 이동하면서 실제와 동일하게 지상에서 낙하산 강하 훈련을 할 수 있는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 낙하산 강하 훈련은 항공기나 헬기를 타고 일정 고도의 상공에서 낙하 훈련자(이하, "훈련자"라 한다)가 낙하산을 메고 뛰어내려 지상에 착지하는 과정을 훈련하게 된다. 이러한 훈련 방법은 항공기나 헬기를 이용하기 때문에 비용이 많이 드는 문제로 자주 훈련하기가 어렵다. 이를 위해, 항공기나 헬기를 이용하지 않고 지상에서 낙하산 강하 훈련을 할 수 있는 모의 훈련장치가 개발되었다.
낙하산 강하 훈련을 위한 모의 훈련장치는 지상에 가상 시뮬레이터를 설치하여 항공기나 헬기를 운행하지 않고서도 실제와 같은 상황 하에서 훈련을 할 수 있도록 구성된 것으로, 악천후와 같은 기상조건에 의해 항공기나 헬기가 이착륙할 수 없는 상황에서도 훈련 가능하도록 해준다. 또한, 상기 모의 훈련장치는 항공기나 헬기에서 낙하산 강하 훈련 도중에 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있고, 항공기나 헬기의 운행에 따른 연료를 절약할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 낙하산 강하 훈련을 위한 모의 훈련장치와 관련된 종래의 기술은 다음과 같다.
먼저, 일본 공개특허공보 특개평 8-173583호에 개시된 스카이 다이빙 및 낙하산 강하 훈련 시뮬레이터(이하, "종래기술 1"이라 한다)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 강하훈련자를 지지하는 수단과, 그 지지수단에 설치되어 강하훈련자를 요동하는 요동수단과, 지지수단에 설치되어 강하훈련자의 수족의 움직임을 검출하는 수족센서와, 지지수단에 설치되어 강하훈련자에 의한 산개조작의 유무를 검출하는 산개센서와, 지지수단에 설치되어 강하훈련자에 의한 콘트롤 라인의 조작량을 검출하는 조종센서와, 각 센서로부터의 검출치가 입력되고 수평상태 시에 센서로부터의 검출치로 요동수단을 요동시켜 산개센서로 지지수단을 수평상태로부터 수직상태로 연속 회동시켜 수직 상태시에 조종센서로부터의 검출치로 요동수단을 요동시키는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
종래기술 1은 지상에 고정구조물로 설치된 탑승장치(1)와, 이 탑승장치(1)로부터 뛰어내릴 때 지지대(5)에 의하여 강하훈련자(P)를 견인 지지시켜서 강하공간의 영역 하부에 상향풍의 송풍장치(2)와, 또한 그 주변에 다수개의 횡풍의 송풍장치(3)들을 설치하고, 중앙통제장치(4)를 고정구조물 내에 설치하여 송풍장치들로부터 바람을 발생시켜서 강하공간의 영역으로 불어넣음으로써 탑승장치(1)로부터 뛰어내린 훈련자를 수평상태의 자세에서 기립상태의 자세로 변화시키면서 훈련자의 공중유영 상황을 가상적으로 구현하고 있다.
그런데, 종래기술 1은 훈련자의 자세를 감지하여 훈련자의 움직임과 행동에 맞는 상황을 제공하기 위하여 훈련자의 몸과 수족에 센서와 신호 연결 끈 등을 부착하게 되어 있다. 따라서, 훈련을 받기 위해 준비하는 시간과 노력이 많이 소요되는 문제점이 있고, 훈련시 훈련자의 몸과 수족에 부착된 센서와 신호 연결 끈 등으로 인해 행동에 제약을 받게 되는 문제점이 있다.
또한, 훈련자의 움직임과 자세를 실시간으로 받아서 분석하는 장치와 훈련자를 실시간으로 통제하고, 교신하는 수단을 구비되어 있지 않아 훈련에 대한 통제와 교육을 현실감 있게 할 수 없고, 교관이 확성기를 통하여 통제하는 방식을 사용하고 있다.
또한, 탑승장치가 고정구조물로 되어 있어 실제 항공기나 헬기가 움직이는 상황에서의 훈련상황을 구현할 수 없고, 고공강하 훈련과정에서 중요한 훈련과정의 하나인 점프상황에 대한 훈련을 하지 못하며, 특히 초보훈련자의 경우 가장 공포심이 발생하고 사고도 발생할 수 있는 점프상황에 대해서 훈련을 할 수 없다는 큰 제한 사항이 있다.
실제의 고공강하 훈련에 있어서, 점프를 하는 순간에 훈련자가 공포심으로 점프를 거부하는 경우도 있으며, 또한 점프를 하되 항공기로부터 충분히 이격하여 이탈하지 못하는 경우에는 훈련자의 머리가 비행기 동체에 부딪혀 의식을 잃는 경우도 발생하고, 특히 대부분 경우 바람이 약한 항공기 내부에 있다가 갑자기 외부로 점프할 때 헬멧이나 장비 등이 바람에 의하여 몸으로부터 이탈하려는 느낌을 받고 당황하게 되는데, 이 때문에 평소 훈련한 자세가 제대로 갖추어지지 않는 상황이 자주 발생한다.
따라서, 이와 같은 종래기술 1은 실제 고공에서 뛰어내리는 상황을 고려할 때 현실감이 떨어지며, 혼자서는 연습을 할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 송풍장치들이 고정되어 진 상태에서 훈련자의 모든 활동공간에 송풍을 하도록 되어 있기 때문에 대형화된 송풍기가 많이 필요하여 시설비와 운영비가 크게 소요되는 문제점이 있다. 더욱이, 훈련자에게 현실감 있는 모의훈련을 제공하기 위하여 훈련자의 강하거리를 늘리는 경우 그에 따라 훈련장치 및 설비의 설치규모를 대형화시켜야 하며, 이로 인해 설치비 및 운영비가 증가하여 비경제적인 문제점이 있다.
또한, 종래의 다른 기술로서, 일본 공개특허공보 특개평 8-182787호에 개시된 낙하산 조종 훈련 시뮬레이터(이하, "종래기술 2"라 한다)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유영실과, 훈련자를 매달기 위한 매다는 수단과, 훈련자를 강제로 부상 유영시키는 바람을 보내는 부상용 송풍수단과, 산개조작의 유무를 검출하는 산개센서와, 산개 후의 낙하산의 조작량을 검출하는 조종센서와, 산개 후의 유영실에 횡풍을 보내는 횡풍 송풍수단과, 센서의 검출치가 입력되어 산개조작으로 부상 유영상태로부터 강하 상태의 바람을 보내도록 부상용 송풍수단을 제어하고 센서로부터 검출량에 따라 횡풍 송풍수단을 제어하는 제어수단과, 제어수단으로부터의 정보를 받아 강하 영상을 발생하는 수단과, 강하 영상을 표시하는 영상표시수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
종래기술 2는 고정구조물(S) 내의 폐쇄된 공간 내에 유영실(R)을 설치하고, 이 유영실에 송풍장치(7)로 바람을 발생시켜서 통로(6)를 따라 유영실(R) 내로 불어넣고, 유영실 내의 훈련자(P)를 횡풍의 송풍기(9)로 불어넣어서 훈련자가 유영하면서 훈련하도록 되어 있다.
그러나, 종래기술 2는 외부로 바람이 세어나가지 않도록 하여 에너지의 손실을 줄일 수 있는 효과는 있으나, 사람이 자유스럽게 행동하고 운동하며 자세를 취하는 공간을 확보하기 위해서는 상당히 커다란 시설을 갖추어야 하기 때문에 비경제적이다. 그리고, 유영중인 훈련자가 자세를 제대로 취하지 못할 경우에는 폐쇄된 유영실(R)의 통 내부 벽체에 몸이 부딪치게 되어 부상의 가능성이 있다.
또한, 종래기술 2도 앞에서 언급한 종래기술 1의 제한사항을 그대로 가지고 있기 때문에 상술한 바와 같은 문제점들이 그대로 상존하게 된다.
특히, 종래기술 1 및 2는 지상에 고정구조물로 설치되어 있기 때문에 이동이 불가능하여 훈련자가 모의 훈련장치나 시뮬레이터가 설치된 장소에 와서 낙하산 강하 훈련을 받아야 하는 단점이 있다.
또한, 종래기술 1 및 2는 지상에 고정구조물로 설치되어 있기 때문에 낙하 훈련이 필요한 부대마다 설치해야 하기 때문에 소요 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 낙하산 강하 훈련 장비를 차량에 탑재하여 필요한 장소로 이동하면서 실제와 동일하게 지상에서 낙하산 강하 훈련을 할 수 있는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 훈련중인 강하 훈련자의 자세를 실시간으로 감시 및 통제하고, 훈련자의 훈련상태를 녹화하여 훈련 종료 후 재생하여 확인 및 분석 가능한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 항공기나 헬기에서 점프하는 동체이탈과 강하상태에서의 공중유영, 낙하산의 산개 그리고 착지에 이르기까지의 모든 훈련과정을 실제 훈련과 같이 현실감 있게 지상에서 실시할 수 있는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 훈련자에게 하네스와 영상 고글 및 무선센서를 착용하여 훈련하도록 함으로써, 훈련자가 신체를 자유롭게 움직일 수 있도록 한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 훈련자의 훈련 모습과 자세를 다수의 카메라로 촬영함과 동시에 실시간으로 통제하고, 촬영 영상과 훈련 결과를 녹화하여 모니터를 통해 확인하거나 훈련자에게 CD 등을 통해 제공함으로써, 훈련자가 자신의 강하 훈련 모습과 자세를 확인하여 교정할 수 있고 훈련효과를 높일 수 있는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이터가 설치된 차량을 이동하면서 점프에 의한 동체이탈, 강하상태에서의 공중유영, 낙하산의 산개, 착지에 이르기까지 모든 훈련과정을 실시함으로써, 마치 항공기나 헬기에서 훈련하는 것과 같은 효과를 줄 수 있으며, 고공강하시 공포심을 줄일 수 있고, 강하 훈련시 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 주·야간 및 기후 환경에 따른 강하 영상을 훈련자가 착용하는 영상 고글을 통해 실시간으로 제공하는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 훈련자 수준(초보자, 숙련자 등)에 따른 훈련 난이도를 조절할 수 있고, 훈련자 수준에 따른 기능고장 구현을 조절할 수 있는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 개인 또는 단체 훈련이 가능하고, 훈련 결과를 분석 및 저장할 수 있는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 낙하산의 유형(종류)을 선택할 수 있는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 낙하산 강하 훈련을 위한 장비의 설치비용과 운영비용을 줄일 수 있는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템은, 낙하 강하 훈련자(이하, "훈련자"라 한다)가 착용하는 하네스(210)의 상부 및 하부 각 양쪽에 연결하는 상부 및 하부 견인줄(180,190)과, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 지지하며, 상기 훈련자에 의해 당겨지는 좌측 및 우측 조종손잡이(201)에 따라 회전하는 방향회전장치(170)와, 상기 방향회전장치(170)의 내부에 설치되어, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)의 길이를 각각 조절하는 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340)(350)와, 상기 방향회전장치(170)를 지지하는 프레임과, 상기 훈련자의 손목 및 발목에 각각 착용하여, 상기 훈련자의 자세 및 손발 움직임을 검출한 신호를 무선으로 전송하는 손목 및 발목 센서(230,231)와, 상기 훈련자에게 낙하 고도, 주·야간 및 기후 환경에 따른 강하 영상을 제공하는 영상 고글(220)과, 상기 훈련자의 통신을 위해 착용하는 헤드셋(headset) 및, 상기 영상 고글(220)에 강하 영상을 제공하고, 상기 조종손잡이(201)의 움직임과 상기 손목 및 발목 센서(230,231)의 신호에 따라 상기 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340)(350), 상기 방향회전장치(170)를 제어하여 상기 훈련자의 자세 및 방향을 조정하는 중앙 제어기(300)를 포함하고 있다.
상기 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템은, 상기 훈련자의 하부에서 상향풍을 생성시키는 상향 송풍기(250)와, 상기 훈련자의 강하시 또는 낙하산 산개에 의한 기립 자세 시 상기 훈련자의 측 방향에서 횡풍을 생성시키는 측방향 송풍기(260,270)와, 상기 훈련자의 낙하 강하에서부터 지상에 접지할 때까지의 훈련 모습을 여러 방향에서 동시에 촬영하는 다수의 카메라(240)와, 상기 카메라(240)에서 촬영된 상기 훈련자의 낙하 강하 훈련 모습을 상기 영상 고글(220)에 제공하는 강하 영상과 합성하여 3차원 영상으로 디스플레이하는 영상표시화면(280) 및, 상기 훈련자의 이름, 계급, 소속, 훈련날짜 및 시간을 입력하고, 주·야간, 낙하 장소, 기후 환경, 고도, 풍향 및 풍속을 포함한 훈련상황을 입력하여 상기 중앙 제어기(300)의 동작을 제어하며, 상기 카메라(240)에서 촬영된 훈련 모습과 상기 영상표시화면(280)의 영상을 저장하는 교관 PC(310)를 더 포함하며, 상기 교관 PC(310)는 상기 훈련자가 착용한 헤드셋과의 통신을 위해 마이크(320) 및 스피커(330)에 연결되어 있고, 상기 중앙 제어기(300)는, 상기 교관 PC(310)를 통해 입력된 데이터에 의해 상기 영상 고글(220)에 강하 영상을 제공하고, 낙하 고도 및 시간, 기후 환경에 따라 상기 상향 송풍기(250)와 상기 측방향 송풍기(260,270)의 송풍 세기를 조절하도록 되어 있다.
상기 프레임은, 상기 방향회전장치(170)를 지지하며 좌우구동장치(140)에 의해 받침대(130) 상에서 좌우 또는 전후 방향으로 이동하는 이송장치(150)와, 상기 받침대(130)를 지지하고 상하 높이를 조절하는 압축 실린더(120) 및, 상기 압축 실린더(120)를 지지 및 회전시키는 이동회전장치(110)를 포함하고, 상기 중앙 제어기(300)는, 상기 조종손잡이(201)의 움직임과 상기 손목 및 발목 센서(230,231)의 신호에 따라 상기 방향회전장치(170), 상기 이송장치(150), 상기 압축실린더(120), 상기 이동회전장치(110)를 제어하여 상기 훈련자의 자세 및 방향을 조정하고, 상기 훈련자가 풍속에 의해 요동치도록 실제와 같이 구현하도록 되어 있다.
상기 상부 견인줄 조절장치(340)는 상기 상부 견인줄(180)을 권취하고 있는 제 1 권취로울러와, 상기 중앙 제어기(300)에 의해 상기 제 1 권취로울러를 구동시키는 제 1 구동모터를 구비하고, 상기 하부 견인줄 조절장치(350)는 상기 하부 견인줄(190)을 권취하고 있는 제 2 권취로울러와, 상기 중앙 제어기(300)에 의해 상기 제 2 권취로울러를 구동시키는 제 2 구동모터를 구비하며, 상기 방향회전장치(170)는 상기 좌측 및 우측 조종손잡이(201)에 각각 연결된 조종줄(200)을 지지하며, 상기 조종줄(200)의 움직임을 감지한 신호를 상기 중앙 제어기(300)로 전송하는 조종줄 센서(360)를 내부에 구비하고 있다.
또한, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템은, (a) 교관 PC(310)를 통해 훈련자의 이름, 계급, 소속, 훈련날짜 및 시간을 입력받고, 주·야간, 낙하 장소, 기후 환경, 고도, 풍향 및 풍속을 포함한 훈련 상황을 입력받는 단계와, (b) 상기 훈련 상황에 해당하는 강하 영상을 하네스(210)를 착용한 훈련자의 영상 고글(220)을 통해 실시간으로 출력하는 단계와, (c) 상기 교관 PC(310)의 입력에 따라 중앙 제어기(300)에서 송풍기를 제어하여 입력된 낙하 고도 및 기후 환경에 따라 횡풍 및 상향풍을 발생하는 단계와, (d) 상기 훈련자가 점프하면 상기 하네스(210)에 연결된 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 강하 자세로 조절하는 단계와, (e) 상기 훈련자의 낙하 고도에 따라 횡풍 및 상향풍 세기를 조절하고, 상기 훈련자의 움직임에 따라 송풍 방향 및 세기를 조절하는 단계와, (f) 상기 훈련자로부터 낙하산 산개 신호가 입력되면 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 조절하여 낙하산 산개에 따른 기립자세로 변환시키는 단계와, (g) 상기 낙하산 산개에 따라 상기 영상 고글(220)의 강하 영상을 통해 낙하속도를 조절하고, 상기 횡풍 및 상향풍의 세기를 조절하는 단계와, (h) 상기 훈련자에 의해 조종손잡이(201)가 당겨지면 상기 중앙 제어기(300)의 제어에 의해 상기 조종손잡이(201)가 당겨진 방향으로 상기 훈련자의 몸을 회전시키거나 움직여서 위치를 조정하는 단계 및, (i) 상기 훈련자가 착지를 위해 양쪽 조종손잡이(201)를 동시에 당겼다가 놓으면 착지를 위해 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 풀어주는 단계를 포함하고 있다.
상기 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 방법은 (j) 상기 훈련자의 낙하 강하에서부터 지상에 접지할 때까지의 훈련 모습을 다수의 카메라(240)를 통해 여러 방향에서 동시에 촬영 및 저장하는 단계;를 더 포함하고, 상기 카메라(240)에서 촬영된 상기 훈련자의 훈련 모습을 상기 영상 고글에 제공하는 강하 영상과 합성하여 3차원 영상으로 영상표시화면(280)을 통해 디스플레이하고, 상기 훈련자가 착용한 헤드셋(headset)을 통해 교관과 실시간으로 통신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 낙하산 강하 훈련 장비를 차량에 탑재하여 필요한 장소로 이동하면서 실제와 동일하게 지상에서 낙하산 강하 훈련을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 훈련중인 강하 훈련자의 자세를 실시간으로 감시 및 통제하고, 훈련자의 훈련상태를 녹화하여 훈련 종료 후 재생하여 확인 및 분석 가능하다.
또한, 항공기나 헬기에서 점프하는 동체이탈과 강하상태에서의 공중유영, 낙하산의 산개 그리고 착지에 이르기까지의 모든 훈련과정을 실제 훈련과 같이 현실감 있게 지상에서 실시할 수 있는 장점이 있다.
또한, 훈련자에게 하네스와 영상 고글 및 무선센서를 착용하여 훈련하도록 함으로써, 훈련자가 신체를 자유롭게 움직일 수 있는 장점이 있다.
또한, 훈련자의 훈련 모습과 자세를 다수의 카메라로 촬영함과 동시에 실시간으로 통제하고, 촬영 영상과 훈련 결과를 녹화하여 모니터를 통해 확인하거나 훈련자에게 CD 등을 통해 제공함으로써, 훈련자가 자신의 강하 훈련 모습과 자세를 확인하여 교정할 수 있고 훈련효과를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 낙하산 강하 훈련 시뮬레이터가 설치된 차량을 이동하면서 점프에 의한 동체이탈, 강하상태에서의 공중유영, 낙하산의 산개, 착지에 이르기까지 모든 훈련과정을 실시함으로써, 마치 항공기나 헬기에서 훈련하는 것과 같은 효과를 줄 수 있으며, 고공강하시 공포심을 줄일 수 있고, 강하 훈련시 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 주·야간 및 기후 환경에 따른 강하 영상을 훈련자가 착용하는 영상 고글을 통해 실시간으로 제공할 수 있으며, 낙하산 강하 훈련을 위한 장비의 설치비용과 운영비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 훈련자 수준(초보자, 숙련자 등)에 따른 훈련 난이도를 조절할 수 있고, 훈련자 수준에 따른 기능고장 구현을 조절할 수 있으며, 개인 또는 단체 훈련이 가능하고, 훈련 결과를 분석 및 저장할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 낙하산 강하 훈련 시뮬레이터로서,
도 1은 훈련자가 점프한 후 강하 모습을 나타낸 사시도이고,
도 2는 낙하산 산개에 따라 훈련자의 기립 모습을 나타낸 사시도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 다른 낙하산 모의 훈련장치를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3의 폐쇄된 공간 내에서 훈련자의 훈련 모습을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템을 이용한 훈련자의 강하 훈련과 낙하산 산개 훈련 모습을 나타낸 구성도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템을 차량에 탑재한 상태를 나타낸 구성도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템의 블록 구성도
도 9는 본 발명에서 사용된 영상 고글의 제품 예를 나타낸 사진
도 10은 영상 고글의 강하 영상 예를 보인 사진
도 11은 영상 고글의 주·야간 및 기후 환경에 따른 강하 영상 예를 보인 사진
도 12 내지 도 14는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템의 실시 예
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템을 이용한 훈련자의 강하 훈련(도 5)과 낙하산 산개 훈련(도 6) 모습을 나타낸 구성도이다. 그리고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이동회전장치(110), 압축 실린더(120), 받침대(130), 좌우구동장치(140), 이송장치(150), 방향회전장치(170), 상부 견인줄(180), 하부 견인줄(190), 조종줄(200), 좌측 및 우측 조종손잡이(201), 하네스(210), 영상 고글(Goggles)(220), 손목 및 발목 센서(230, 도 8의 231), 다수의 카메라(240), 상향 송풍기(250), 측방향 송풍기(260,270)를 포함하고 있다.
또한, 본 발명에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템은 도 8에 도시된 바와 같이, 영상표시화면(280), 중앙 제어기(300), 교관 PC(310), 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340,350), 조종줄 센서(360)를 더 포함하고 있다.
먼저, 상기 하네스(210)는 낙하 강하 훈련자(이하, "훈련자"라 한다)(10)가 낙하 강하 훈련을 위해 착용하는 것으로서, 상기 하네스(210) 상부의 각 양쪽에 상기 상부 견인줄(180)이 스냅링(191)을 이용하여 연결되어 있고, 상기 하네스(210) 하부의 각 양쪽에 상기 하부 견인줄(190)이 스냅링(191 참조)을 이용하여 연결되어 있다. 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)은 상기 훈련자(10)가 점프할 때 강하 자세를 취하도록 조정되고, 낙하산이 산개될 때 상기 훈련자(10)가 기립 자세를 취하도록 조정된다. 이때, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)은 상기 방향회전장치(170)에 매달려 있으며, 상기 방향회전장치(170) 내부에 있는 상기 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340,350)에 의해 줄의 길이가 조정된다.
상기 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340,350)는 상기 훈련자(10)가 점프하여 강하 자세를 취하거나 낙하산 산개시 기립 자세를 취하도록 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 각각 조절한다.
상기 상부견인줄 조절장치(340)는 상기 상부 견인줄(180)을 권취하고 있는 제 1 권취로울러(미도시)와, 상기 중앙 제어기(300)에 의해 상기 제 1 권취로울러를 구동시키는 제 1 구동모터(미도시)를 구비하고 있으며, 하부견인줄 조절장치(350)는 상기 하부 견인줄(190)을 권취하고 있는 제 2 권취로울러(미도시)와, 상기 중앙 제어기(300)에 의해 상기 제 2 권취로울러를 구동시키는 제 2 구동모터(미도시)를 구비하고 있다.
상기 방향회전장치(170)에는 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190) 이외에 우측 및 좌측 조종줄("테크라인"이라고도 한다)(200)이 매달려 있으며, 상기 우측 및 좌측 조종줄(200)에는 각각 조종 손잡이(201)가 달려있다.
상기 조종 손잡이(201)는 낙하산 산개시 상기 훈련자(10)가 방향을 조종하거나 낙하 속도를 빠르게 할 때 사용된다. 즉, 상기 훈련자(10)가 우측 조종 손잡이(201)를 아래로 당기면 상기 방향회전장치(170)가 우측 방향으로 회전하게 되며, 좌측 조종 손잡이(201)를 아래로 당기면 상기 방향회전장치(170)가 좌측 방향으로 회전하게 된다. 이때, 회전 반경은 상기 훈련자(10)가 상기 조종 손잡이(201)를 당기는 길이(크기)에 비례한다. 또한, 상기 훈련자(10)가 우측 및 좌측 조종 손잡이(201)를 동시에 아래로 당기게 되면 낙하산의 낙하 속도가 빨라지게 된다. 이는 상기 훈련자(10)가 착용하고 있는 영상 고글(220)의 강하 영상을 통해 구현 가능하다.
상기 방향회전장치(170)의 내부에는 상기 우측 및 좌측 조종줄(200)의 움직임을 감지하기 위해 조종줄 센서(360)가 구비되어 있다, 상기 조종줄 센서(360)는 상기 훈련자(10)가 낙하산 산개시 방향 전환 또는 속도를 조절하기 위해 상기 좌측 및 우측 조종손잡이(201)를 당기는 힘을 감지한 신호를 상기 중앙 제어기(300)로 전송하는 기능을 한다.
상기 방향회전장치(170)는 상기 이송장치(150)에 회전축(160)에 의해 회전 지지되어 있으며, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)과 상기 조종줄(200)을 지지하고 있다. 상기 방향회전장치(170)는 상기 훈련자(10)에 의해 당겨지는 상기 좌측 및 우측 조종손잡이(201)의 방향으로 회전하는 역할을 하며, 이를 위해 내부에 구동모터(미도시)를 구비하고 있다.
상기 이송장치(150)는 상기 방향회전장치(170)를 상기 회전축(160)으로 지지하고 있으며, 좌우구동장치(140)에 의해 받침대(130) 상에서 좌우(또는 전후) 방향으로 왕복 이동된다. 상기 이송장치(150)는 상기 훈련자(10)가 점프하여 강하 자세를 취할 때 동작하며, 상기 훈련자(10)가 상기 우측 및 좌측 조종 손잡이(201)를 동시에 당기거나 착지할 때 동작하여 상기 훈련자(10)에게 실제와 같이 앞으로 나아가는 느낌을 주어 현실감을 부여하는 기능을 한다.
상기 이송장치(150)는 상기 구동장치(140)의 모터 구동에 의해 기어 축이 회전하면서 상기 받침대(130) 상단의 기어치와 치합되어 직선 왕복 운동을 하게 된다.
상기 받침대(130)는 상기 압축 실린더(120)의 축(121)에 지지 되어 있으며, 상기 이송장치(150)가 상기 구동장치(140)에 의해 직선 왕복 운동을 하도록 지지하고 있다. 도 5 및 도 6에서는 원리를 설명하기 위하여 간단하게 도시하였지만, 상기 압축 실린더(120)의 축(121) 이외에 상기 받침대(130)를 지지하기 위한 지지수단을 추가로 구성할 수 있다.
상기 압축 실린더(120)는 상기 받침대(130)를 축(121)으로 지지하고 있으며, 상기 훈련자(10)의 상하 높이를 조절하는 기능을 한다. 예를 들어, 상기 훈련자(10)가 점프할 때 하강하여 현실감을 부여하고, 강하 시, 낙하산 산개시, 기립 자세시, 착지시 승·하강하여 현실감을 높이는 역할을 하고, 훈련시 훈련자의 높이를 조절하는 역할을 한다. 상기 압축 실린더(120)는 상기 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340,350)와 연동하여 동작할 수 있다.
상기 이동 회전장치(110)는 상기 압축 실린더(120)를 지지 및 회전시키는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 훈련자(10)가 점프할 때 회전하여 현실감을 부여하고, 강하 시, 낙하산 산개시, 기립 자세시, 착지시 회전하여 현실감을 높이는 역할을 하고, 훈련시 훈련자의 방향을 조절하는 역할을 한다. 상기 이동 회전장치(110)는 상기 방향회전장치(170)와 연동하여 동작할 수 있다.
상기 상향 송풍기(250)는 상기 훈련자(10)의 하부에 위치하며, 상기 훈련자(10)가 점프하여 강하 자세를 취할 때 상기 훈련자(10)의 하부에서 상향풍을 생성시켜 상기 훈련자(10)로 하여금 고공에서 활강하는 느낌을 받도록 한다. 상기 상향 송풍기(250)는 상기 훈련자(10)가 착용하고 있는 상기 영상 고글(220)에서 제공하는 강하 영상에서의 고도와 날씨, 강하(자유낙하) 및 낙하산 산개 여부에 따라 풍속을 다르게 발생한다. 이를 위해, 상기 상향 송풍기(250)는 상기 중앙 제어기(300)의 제어를 받는다.
상기 측방향 송풍기(260,270)는 상기 훈련자(10)의 전,후,좌,우 방향(이하, "측방향"이라 한다)에 각각 위치하며, 낙하산이 산개되어 상기 훈련자(10)가 기립 자세를 취할 때 상기 훈련자(10)의 측 방향에서 횡풍을 생성시켜 상기 훈련자(10)로 하여금 고공에서 활강하는 느낌을 받도록 한다. 상기 측방향 송풍기(260,270)는 상기 훈련자(10)가 착용하고 있는 상기 영상 고글(220)에서 제공하는 강하 영상에서의 고도와 날씨에 따라 풍속을 다르게 발생시키고, 상기 훈련자(10)의 방향 전환시 풍속 및 풍향을 다르게 발생한다. 이를 위해, 상기 측방향 송풍기(260,270)는 상기 중앙 제어기(300)의 제어를 받는다.
상기 손목 및 발목 센서(230,231)는 상기 훈련자(10)의 손목 및 발목에 각각 착용하며, 상기 훈련자(10)의 자세 및 손발 움직임을 검출한 신호를 무선으로 상기 중앙제어기(300)에 전송한다. 상기 중앙제어기(300)는 상기 손목 및 발목 센서(230,231)로부터 무선 수신된 신호에 의해 상기 훈련자(10)의 자세를 검출하고 손발 움직임에 따라 상기 방향회전장치(170), 상기 이송장치(150), 상기 압축실린더(120), 상기 이동회전장치(110)를 제어하여 상기 훈련자(10)의 자세 및 방향을 조정한다.
상기 영상 고글(220)은 상기 훈련자(10)의 눈에 착용하여 외부의 시야를 차단함과 동시에 주·야간 및 기후 환경에 따른 강하 영상을 실시간으로 제공한다.
상기 영상 고글(220)은 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 훈련자(10)의 머리에 착용하거나 헬멧에 착용하도록 구성되어 있으며, 양쪽 눈에 고도에 따른 강하 영상을 제공하는 고글이 구비되어 있다. 이때, 상기 강하 영상의 예는 도 10과 같으며, 주·야간 및 기후 환경에 따른 강하 영상의 예는 도 11과 같다.
상기 강하 영상은 상기 교관 PC(310)에서 입력하는 훈련상황(예를 들어, 주·야간, 낙하 장소, 기후 환경, 고도, 풍향 및 풍속 등)에 따라 선택되어 질 수 있다.
상기 다수의 카메라(240)는 상기 훈련자(10)의 낙하 강하에서부터 지상에 접지할 때까지의 훈련 모습을 여러 방향에서 동시에 촬영하여 상기 중앙 제어기(300)를 통해 상기 교관 PC(310)로 전송한다.
상기 영상표시화면(280)은 상기 훈련자(10)의 낙하 강하 훈련 모습을 상기 영상 고글(220)에 제공하는 강하 영상과 합성하여 3차원 영상으로 디스플레이한다. 이때, 3차원 영상에서 상기 훈련자(10)의 낙하 강하 훈련 모습은 상기 훈련자(10)의 손발에 부착된 손목 및 발목 센서(230,231)의 신호에 의해 상기 훈련자(10)의 자세(강하 또는 기립 자세)를 추정하여 3차원 영상으로 이미지 처리하여 생성할 수 있다.
상기 교관 PC(310)는 상기 훈련자(10)의 이름, 계급, 소속, 훈련날짜 및 시간을 입력하고, 주·야간, 낙하 장소, 기후 환경, 고도, 풍향 및 풍속을 포함한 훈련상황을 입력하고, 상기 훈련자(10)의 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션을 제어하며, 상기 카메라(240)에서 촬영된 훈련 모습을 영상 저장하는 역할을 한다.
상기 교관 PC(310)는 교관이 상기 훈련자(10)에게 훈련을 지시하도록 마이크(320)와 스피커(330)가 연결되어 있으며, 낙하산 강하 훈련 장치(100)를 제어하기 위한 컨트롤박스 또는 조이스틱을 포함하고 있다.
상기 중앙 제어기(300)는 상기 교관 PC(310)를 통해 입력된 데이터에 의해 상기 영상 고글(220)에 강하 영상을 제공하고 낙하 고도 및 시간, 기후 환경에 따라 상기 상향 송풍기(250)와 상기 우향 및 측방향 송풍기(260,270)의 송풍 세기를 조절하며, 상기 조종손잡이(201)의 움직임과 상기 손목 및 발목 센서(230,231)의 신호에 따라 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190), 상기 방향회전장치(170), 상기 이송장치(150), 상기 압축실린더(120), 상기 이동회전장치(110)를 각각 제어하여 상기 훈련자(10)의 자세 및 방향을 조정하는 역할을 한다. 여기서, 상기 중앙 제어기(300)는 상기 교관 PC(310)에 입력된 훈련상황에 따라 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190), 상기 방향회전장치(170), 상기 이송장치(150), 상기 압축실린더(120), 상기 이동회전장치(110)를 제어하여, 상기 훈련자(10)가 풍속에 의해 요동치도록 실제와 같이 구현하도록 한다.
낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템의 다른 실시 예
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템을 차량에 탑재한 상태를 나타낸 구성도이다.
본 발명에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템은 도 7에 도시된 바와 같이, 차량(20)의 적재함(30)에 탑재하여, 필요한 장소로 이동하면서 실제와 동일하게 지상에서 낙하산 강하 훈련을 할 수 있다. 여기서, 도면부호 40은 위성 안테나로서, GPS 위성을 이용하여 착지 지점을 설정 및 확인할 수 있도록 구현할 수 있다. 그리고, 상기 차량(20)은 무진동 차량을 사용하는 것이 바람직하다.
도 7과 같이, 본 발명은 차량(20)의 적재함(30)에 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템이 탑재되어 있기 때문에, 훈련자가 있는 장소로 이동하여 훈련을 실시할 수 있다. 따라서, 항공기 조종사나 특수부대원들이 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템이 설치된 장소로 오지 않더라도 편리한 장소에서 낙하산 강하 훈련을 받을 수 있으며, 해당 부대마다 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템을 설치할 필요가 없어 비용을 크게 줄일 수 있다.
영상 고글의 제품 예
도 9는 본 발명에서 사용된 영상 고글의 제품 예를 나타낸 사진이다.
상기 영상 고글(220)은 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 훈련자(10)의 머리에 착용하거나 헬멧에 착용하도록 구성되어 있으며, 양쪽 눈에 고도에 따른 강하 영상을 제공하는 고글이 구비되어 있다.
본 발명에서는 상기 영상 고글(220) 이외에 상기 훈련자(10)가 교관과 통신하기 위해 마이크로폰(Microphone)과 스피커(이어폰)를 구비한 헤드셋(Headset)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
강하 영상의 예
도 10은 영상 고글의 강하 영상 예를 보인 사진이고, 도 11은 영상 고글의 주·야간 및 기후 환경에 따른 강하 영상 예를 보인 사진이다.
상기 강하 영상은 상기 교관 PC(310)에서 입력하는 훈련상황에 따라 주·야간, 낙하 장소, 기후 환경, 고도, 풍향 및 풍속 등이 선택되어 질 수 있다.
낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 방법의 예
도 12 내지 도 14는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5 내지 도 8 및 도 12를 참조하여 설명하면, 상기 교관 PC(310)를 통해 훈련자의 이름, 계급, 소속, 훈련날짜 및 시간을 입력받고, 주·야간, 낙하 장소, 기후 환경, 고도, 풍향 및 풍속을 포함한 훈련 상황을 입력받는다(단계 S100).
그 다음, 상기 훈련자(10)가 하네스(210)를 착용하고(단계 S110), 상기 영상 고글(220)과 헤드셋(미도시)을 착용한 후 점프 위치에 서서 대기한다. 이어서, 상기 훈련 상황에 해당하는 강하 영상을 상기 영상 고글(220)을 통해 실시간으로 출력한다(단계 S120).
그 다음, 상기 교관 PC(310)의 입력에 따라 상기 중앙 제어기(300)에서 상기 상향 송풍기(250) 및 측방향 송풍기(260,270)를 제어하여 입력된 낙하 고도 및 기후 환경에 따라 횡풍 및 상향풍을 발생한다(단계 S130).
그 다음, 상기 영상 고글(220) 또는 상기 헤드셋(미도시)을 통해 점프 지시를 받고 상기 훈련자(10)가 점프하여 낙하한다(단계 S140). 이때, 상기 중앙 제어기(300)는 상기 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340,350)를 제어하여, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 강하 자세로 조절한다(단계 S150). 이때, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)은 상기 훈련자(10)가 자유 낙하를 체험할 수 있도록 상기 훈련자(10)의 낙하 속도에 비례하여 풀리는 것이 바람직하다.
그 다음, 상기 훈련자(10)의 낙하 고도에 따라 횡풍 및 상향풍 세기를 조절한다(단계 S160).
계속해서, 도 13을 참조하여 설명하면, 상기 훈련자(10)가 낙하 고도 및 시간 경과에 따른 위치를 결정하고 자세를 판단한다(단계 S170). 이때, 상기 훈련자(10)의 낙하 고도 및 위치 판단에 따른 송풍 방향 및 속도를 조절한다(단계 S180).
그 다음, 상기 훈련자(10)로부터 낙하산 산개 신호가 입력되면(단계 S190의 '예'), 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 조절하여 낙하산 산개에 따른 기립자세로 변환하고, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)의 높이 조정에 따라 상기 훈련자(10)가 자세를 조정한다(단계 S200). 이때, 상기 낙하산 산개 신호는 상기 훈련자(10)가 상기 우측 또는 좌측 조종 손잡이(201)를 당기거나 손으로 신호를 보낼 수 있다.
그 다음, 상기 낙하산 산개에 따라 상기 영상 고글(220)의 강하 영상을 통해 낙하속도를 조절하고, 상기 횡풍 및 상향풍의 세기를 조절한다(단계 S210).
계속해서, 도 14를 참조하여 설명하면, 상기 훈련자(10)가 강하 영상을 통해 착지 지점을 확인하면서(단계 S220), 상기 우측 또는 좌측 조종 손잡이(201)를 당겨서 위치를 조정한다(단계 S230). 이때, 상기 훈련자(10)에 의해 조종손잡이(201)가 당겨지면 상기 중앙 제어기(300)에서 이동회전장치(110), 이송장치(150), 방향회전장치(170)를 제어하여 상기 조종손잡이(201)가 당겨진 방향으로 상기 훈련자의 몸을 회전시키거나 움직여서 위치를 조정한다.
그 다음, 상기 강하 영상을 통해 상기 훈련자(10)가 착지를 준비한다(단계 S240).
그 다음, 상기 훈련자(10)가 착지를 위해 상기 우측 및 좌측 조종손잡이(201)를 동시에 당겼다가 놓으면(단계 S250), 강하 영상을 통해 낙하속도를 감소시키면서 착지를 위해 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 동시에 풀어준다(단계 S260).
마지막으로, 상기 훈련자(10)가 지상에 접지한 후 상기 영상 고글(220)과 상기 하네스(210)를 탈착한다(단계 S270).
한편, 본 발명에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 방법은 상기 훈련자(10)의 낙하 강하에서부터 지상에 접지할 때까지의 훈련 모습을 다수의 카메라(240)를 통해 여러 방향에서 동시에 촬영하여 저장한다. 그리고, 상기 훈련자(10)의 낙하 강하 훈련 모습을 상기 영상 고글(220)에 제공하는 강하 영상과 합성하여 3차원 영상으로 상기 영상표시화면(280)을 통해 디스플레이한다.
그리고, 상기 교관 PC(310)에서는 상기 훈련자(10)의 손목 및 발목에 각각 착용한 손목 및 발목 센서(230,231)를 통해 상기 훈련자(10)의 자세 및 손발 움직임을 무선 신호로 전송받아 훈련 자세를 평가 및 기록하고, 상기 훈련자(10)가 훈련받은 모습과 결과를 저장한다. 상기 교관 PC(310)는 상기 훈련자(10)가 훈련받은 동영상과 결과를 CD에 복사하여 제공할 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템 및 그 방법은 낙하산 강하 훈련 장비를 차량에 탑재하여 필요한 장소로 이동하면서 항공기나 헬기에서 점프하는 동체이탈과 강하상태에서의 공중유영, 낙하산의 산개 그리고 착지에 이르기까지의 모든 훈련과정을 실제 훈련과 같이 현실감 있게 지상에서 실시함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10 : 훈련자 20 : 차량
30 : 적재함 40 : 위성 안테나
100 : 낙하산 강하 훈련 장치 110 : 이동회전장치
120 : 압축실린더 121 : 축
130 : 받침대 140 : 좌우구동장치
150 : 이송장치 160 : 회전축
170 : 방향회전장치 180 : 상부 견인줄
190 : 하부 견인줄 191 : 스냅링(Snap Ring)
200 : 조종줄(또는, 테크라인)
201 : 조종손잡이(또는, 테크라인) 210 : 하네스
220 : 영상 고글(Goggles) 230 : 손목센서
231 : 발목센서 240 : 카메라
250 : 상향 송풍기 260 : 측방향 송풍기
270 : 측방향 송풍기 280 : 영상표시화면
300 : 중앙 제어기 310 : 교관 PC
320 : 마이크 330 : 스피커
340 : 상부 견인줄 조절장치 350 : 하부 견인줄 조절장치
360 : 조종줄 센서

Claims (6)

  1. 낙하 강하 훈련자(이하, "훈련자"라 한다)가 착용하는 하네스(210)의 상부 및 하부 각 양쪽에 연결하는 상부 및 하부 견인줄(180,190)과;
    상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 지지하며, 상기 훈련자에 의해 당겨지는 좌측 및 우측 조종손잡이(201)에 따라 회전하는 방향회전장치(170)와;
    상기 방향회전장치(170)의 내부에 설치되어, 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)의 길이를 각각 조절하는 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340)(350)와;
    상기 방향회전장치(170)를 지지하는 프레임과;
    상기 훈련자의 손목 및 발목에 각각 착용하여, 상기 훈련자의 자세 및 손발 움직임을 검출한 신호를 무선으로 전송하는 손목 및 발목 센서(230,231)와;
    상기 훈련자에게 낙하 고도, 주·야간 및 기후 환경에 따른 강하 영상을 제공하는 영상 고글(220)과;
    상기 훈련자의 통신을 위해 착용하는 헤드셋(headset); 및
    상기 영상 고글(220)에 강하 영상을 제공하고, 상기 조종손잡이(201)의 움직임과 상기 손목 및 발목 센서(230,231)의 신호에 따라 상기 상부 및 하부 견인줄 조절장치(340)(350), 상기 방향회전장치(170)를 제어하여 상기 훈련자의 자세 및 방향을 조정하는 중앙 제어기(300);
    를 포함하는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템은:
    상기 훈련자의 하부에서 상향풍을 생성시키는 상향 송풍기(250)와;
    상기 훈련자의 강하시 또는 낙하산 산개에 의한 기립 자세 시 상기 훈련자의 측 방향에서 횡풍을 생성시키는 측방향 송풍기(260,270)와;
    상기 훈련자의 낙하 강하에서부터 지상에 접지할 때까지의 훈련 모습을 여러 방향에서 동시에 촬영하는 다수의 카메라(240)와;
    상기 카메라(240)에서 촬영된 상기 훈련자의 낙하 강하 훈련 모습을 상기 영상 고글(220)에 제공하는 강하 영상과 합성하여 3차원 영상으로 디스플레이하는 영상표시화면(280); 및
    상기 훈련자의 이름, 계급, 소속, 훈련날짜 및 시간을 입력하고, 주·야간, 낙하 장소, 기후 환경, 고도, 풍향 및 풍속을 포함한 훈련상황을 입력하여 상기 중앙 제어기(300)의 동작을 제어하며, 상기 카메라(240)에서 촬영된 훈련 모습과 상기 영상표시화면(280)의 영상을 저장하는 교관 PC(310);를 더 포함하며,
    상기 교관 PC(310)는 상기 훈련자가 착용한 헤드셋과의 통신을 위해 마이크(320) 및 스피커(330)에 연결되어 있고,
    상기 중앙 제어기(300)는, 상기 교관 PC(310)를 통해 입력된 데이터에 의해 상기 영상 고글(220)에 강하 영상을 제공하고, 낙하 고도 및 시간, 기후 환경에 따라 상기 상향 송풍기(250)와 상기 측방향 송풍기(260,270)의 송풍 세기를 조절하는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 방향회전장치(170)를 지지하며 좌우구동장치(140)에 의해 받침대(130) 상에서 좌우 또는 전후 방향으로 이동하는 이송장치(150)와, 상기 받침대(130)를 지지하고 상하 높이를 조절하는 압축 실린더(120) 및, 상기 압축 실린더(120)를 지지 및 회전시키는 이동회전장치(110)를 포함하고,
    상기 중앙 제어기(300)는, 상기 조종손잡이(201)의 움직임과 상기 손목 및 발목 센서(230,231)의 신호에 따라 상기 방향회전장치(170), 상기 이송장치(150), 상기 압축실린더(120), 상기 이동회전장치(110)를 제어하여 상기 훈련자의 자세 및 방향을 조정하고, 상기 훈련자가 풍속에 의해 요동치도록 실제와 같이 구현하는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 견인줄 조절장치(340)는 상기 상부 견인줄(180)을 권취하고 있는 제 1 권취로울러와, 상기 중앙 제어기(300)에 의해 상기 제 1 권취로울러를 구동시키는 제 1 구동모터를 구비하고,
    상기 하부 견인줄 조절장치(350)는 상기 하부 견인줄(190)을 권취하고 있는 제 2 권취로울러와, 상기 중앙 제어기(300)에 의해 상기 제 2 권취로울러를 구동시키는 제 2 구동모터를 구비하며,
    상기 방향회전장치(170)는 상기 좌측 및 우측 조종손잡이(201)에 각각 연결된 조종줄(200)을 지지하며, 상기 조종줄(200)의 움직임을 감지한 신호를 상기 중앙 제어기(300)로 전송하는 조종줄 센서(360)를 내부에 구비한 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 시스템.
  5. (a) 교관 PC(310)를 통해 훈련자의 이름, 계급, 소속, 훈련날짜 및 시간을 입력받고, 주·야간, 낙하 장소, 기후 환경, 고도, 풍향 및 풍속을 포함한 훈련 상황을 입력받는 단계와;
    (b) 상기 훈련 상황에 해당하는 강하 영상을 하네스(210)를 착용한 훈련자의 영상 고글(220)을 통해 실시간으로 출력하는 단계와;
    (c) 상기 교관 PC(310)의 입력에 따라 중앙 제어기(300)에서 송풍기를 제어하여 입력된 낙하 고도 및 기후 환경에 따라 횡풍 및 상향풍을 발생하는 단계와;
    (d) 상기 훈련자가 점프하면 상기 하네스(210)에 연결된 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 강하 자세로 조절하는 단계와;
    (e) 상기 훈련자의 낙하 고도에 따라 횡풍 및 상향풍 세기를 조절하고, 상기 훈련자의 움직임에 따라 송풍 방향 및 세기를 조절하는 단계와;
    (f) 상기 훈련자로부터 낙하산 산개 신호가 입력되면 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 조절하여 낙하산 산개에 따른 기립자세로 변환시키는 단계와;
    (g) 상기 낙하산 산개에 따라 상기 영상 고글(220)의 강하 영상을 통해 낙하속도를 조절하고, 상기 횡풍 및 상향풍의 세기를 조절하는 단계와;
    (h) 상기 훈련자에 의해 조종손잡이(201)가 당겨지면 상기 중앙 제어기(300)의 제어에 의해 상기 조종손잡이(201)가 당겨진 방향으로 상기 훈련자의 몸을 회전시키거나 움직여서 위치를 조정하는 단계; 및
    (i) 상기 훈련자가 착지를 위해 양쪽 조종손잡이(201)를 동시에 당겼다가 놓으면 착지를 위해 상기 상부 및 하부 견인줄(180,190)을 풀어주는 단계;
    를 포함하는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 방법은:
    (j) 상기 훈련자의 낙하 강하에서부터 지상에 접지할 때까지의 훈련 모습을 다수의 카메라(240)를 통해 여러 방향에서 동시에 촬영 및 저장하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 카메라(240)에서 촬영된 상기 훈련자의 훈련 모습을 상기 영상 고글에 제공하는 강하 영상과 합성하여 3차원 영상으로 영상표시화면(280)을 통해 디스플레이하고, 상기 훈련자가 착용한 헤드셋(headset)을 통해 교관과 실시간으로 통신하는 낙하산 강하 훈련 시뮬레이션 방법.
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