KR20170009304A - 항공 시뮬레이션 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항공 훈련을 위한 항공 시뮬레이션 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 항공 시뮬레이션 장치는 조종사에 장착되는 헤드 마운트 디스플레이(HMD), 헤드 마운트 디스플레이에 장착되어 조종사의 시야 이동에 따라 조종석의 영상을 촬영하는 영상촬영부 및 영상촬영부로부터 촬영된 영상과 기저장된 시뮬레이션용 비행 영상을 합성하여 헤드 마운트 디스플레이에서 조종사의 시야 이동에 따른 시뮬레이션용 비행 영상과 조종석의 영상이 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력하는 제어부를 포함한다. 이에 의하여, 헤드 마운트 디스플레이에 조종사의 시야에 따른 시뮬레이션 비행 영상과 조종석의 영상을 동시에 디스플레이할 수 있으므로, 시뮬레이션의 몰입감을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 항공 시뮬레이션 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항공기의 외부 영상과 내부 영상을 함께 디스플레이 하는 항공 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.
일반적으로 시뮬레이션 장치의 시장은 일반인들이 사용하는 게임 수준의 장치부터 항공 시뮬레이션을 위한 정밀 묘사가 가능한 Full Flight Simulator 장비까지 등급별 레벨을 다양하게 가져갈 수 있다.
여기서 시뮬레이션 장치 중 항공 시뮬레이션 장치를 예를 들면, 항공 시뮬레이션 장치 중 영상장치가 1/3의 비중을 차지하고 있으며, 영상장치는 훈련조종사가 느끼는 영상의 사실감이 시뮬레이터 성능에 있어서 중요한 역할을 차지하고 있다.
한편, 종래의 시뮬레이션 장치는 군사용 시뮬레이션 장치가 주류를 이루었지만 IT 기술이 발달로 장비 가격이 하락함에 따라 가상훈련에 대한 요구가 다양한 분야에서 이루어지고 있다. 종래의 시뮬레이션 장치에서 많은 비용을 차지하는 부분은 영상장치로서, 종래의 시뮬레이션 장치에서 사용되는 영상장치는 일반적으로 스크린과 프로젝터로 구성되며 몰입감을 높여 주기 위해 대형의 스크린을 사용하기 때문에 비용 증가를 초래하고 있다. 이러한 영상장치의 비용 절감과 동시에 몰입감을 높이기 위해 헤드 마운트 디스플레이(HMD; head mount display)가 사용되는 추세이다.
그런데, 종래의 항공 시뮬레이션 장치에서 사용되는 헤드 마운트 디스플레이는 비행 시뮬레이션 중에 조종석 외부의 비행 영상은 디스플레이할 수 있으나 조종석 내부의 계기판은 시인할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 헤드 마운트 디스플레이에서 디스플레이 되는 시뮬레이션 영상에 비행 영상과 조종석 내부의 영상을 함께 디스플레이할 수 있도록 개선된 항공 시뮬레이션 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 조종사에 장착되는 헤드 마운트 디스플레이(HMD)와, 상기 헤드 마운트 디스플레이에 장착되어 조종사의 시야 이동에 따라 조종석의 영상을 촬영하는 영상촬영부와, 상기 영상촬영부로부터 촬영된 영상과 기저장된 시뮬레이션용 비행 영상을 합성하여 상기 헤드 마운트 디스플레이에서 조종사의 시야 이동에 따른 상기 시뮬레이션용 비행 영상과 상기 조종석의 영상이 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 시뮬레이션 장치에 의해 이루어진다.
여기서, 상기 제어부는 상기 시뮬레이션용 비행 영상이 저장되는 영상저장부와, 상기 영상촬영부로부터 촬영된 영상을 수신하는 영상수신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 영상저장부에 저장된 상기 시뮬레이션 비행 영상과 상기 영상수신부에서 수신된 촬영 영상을 합성하는 영상합성부와, 상기 영상합성부로부터 합성된 합성 영상 신호를 상기 헤드 마운트 디스플레이에서 디스플레이 되는 상기 영상 신호로 출력하는 영상신호출력부를 포함할 수 있다.
상기 조종석의 영상은 상기 조종석의 계기판을 포함할 수 있다.
상기 영상촬영부는 상기 헤드 마운트 디스플레이를 장착한 조종사의 시야 이동에 따라 연속적으로 상기 조종석의 영상을 촬영하는 것이 바람직하다.
바람직하게 상기 제어부는 상기 영상촬영부에서 조종사의 시야 이동에 따라 촬영된 영상과 조종사의 시야 이동에 따른 기저장된 상기 시뮬레이션 비행 영상을 실시간으로 합성하여, 상기 헤드 마운트 디스플레이에 제공되는 상기 영상 신호를 출력할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 항공 시뮬레이션 장치의 효과는 다음과 같다.
첫째, 헤드 마운트 디스플레이에 조종사의 시야에 따른 시뮬레이션 비행 영상과 조종석의 영상을 동시에 디스플레이할 수 있으므로, 시뮬레이션의 몰입감을 향상시킬 수 있다.
둘째, 헤드 마운트 디스플레이에 조종사의 시야에 따른 시뮬레이션 비행 영상과 조종석의 영상을 함께 디스플레이할 수 있음에 따라 기존의 대형 스크린과 프로젝션을 갖는 장치 대비 생산 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치의 제어블록도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치의 영상 합성의 개략 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치의 제어흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치의 영상 합성의 개략 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치의 제어흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치의 제어블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치의 영상 합성의 개략 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치(10)는 헤드 마운트 디스플레이(HMD; head mount display)(100), 영상촬영부(300) 및 제어부(500)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치(10)는 민간항공 조종사 양성과 군용 전투기 조종사 양성에 모두 적용할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이(100)는 조종사의 머리에 장착된다. 헤드 마운트 디스플레이(100)에는 후술할 제어부(500)의 영상저장부(510)에 저장된 시뮬레이션 비행영상과 영상촬영부(300)에서 촬영된 영상이 합성된 합성 영상을 디스플레이 한다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이(100)에는 조종사의 시야에 따른 시뮬레이션 비행 영상과 계기판 또는 조종석 내부의 영상이 합성된 합성 영상이 디스플레이 된다.
영상촬영부(300)는 헤드 마운트 디스플레이(100)에 장착되어, 조종사의 시야 이동에 따라 조종석의 영상을 촬영한다. 즉, 영상촬영부(300)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 조종사의 눈으로 보는 조종석 내부의 영상, 예를 들어 조종사의 눈에 시인되는 계기판 또는 캐노피 등의 영상이 촬영된다. 이러한 영상촬영부(300)는 조종사의 시야 이동에 따른 조종석 내부의 영상을 촬영하여 후술할 제어부(500)의 영상수신부(530)로 전송한다.
제어부(500)는 영상촬영부(300)로부터 촬영된 영상과 기저장된 시뮬레이션용 비행 영상을 합성하여, 헤드 마운트 디스플레이(100)에서 조종사의 시야 이동에 따른 시뮬레이션 비행 영상과 조종석의 영상이 동일한 위치 또는 영상좌표에서 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력한다. 상세하게 제어부(500)는 영상촬영부(300)에서 조종사의 시야 이동에 따라 촬영된 조종석의 영상과 조종사의 시야 기준에서 촬영된 조종석의 영상과 동일한 위치 또는 영상좌표의 비행 시뮬레이션 영상을 합성하여 합성 영상이 헤드 마운트 디스플레이(100)에서 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력한다.
예를 들어 설명하자면, 제어부(500)는 조종사가 비행 중에 상부를 향해 시선을 돌릴 때, 조종사가 시인하는 조종석 상부의 영상인 캐노피의 영역과 이에 대응되는 시뮬레이션 비행 영상을 합성하고 합성된 합성 영상이 헤드 마운트 디스플레이(100)에 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력한다. 이렇게 제어부(500)는 실시간으로 조종사의 시야 이동에 따라 촬영된 조종석의 영상과 시뮬레이션 비행 영상의 위치 또는 영상좌표가 동일하게 맵핑된 합성 영상을 헤드 마운트 디스플레이(100)에서 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력한다.
제어부(500)는 본 발명의 일 실시 예로서, 영상저장부(510), 영상수신부(530), 영상합성부(550) 및 영상신호출력부(570)를 포함한다.
영상저장부(510)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 시뮬레이션 비행 영상이 저장된다. 여기서, 영상저장부(510)에는 다양한 조건의 시뮬레이션 비행 영상이 저장된다. 예를 들면, 영상저장부(510)에는 특정 지역의 낮과 밤 영상 등과 같이 시간대별 영상 또는 위치별 영상 등이 저장된다. 영상저장부(510)에 저장되는 시뮬레이션 비행 영상은 실질적으로 비행하는 영상과 같이 조종석 기준으로 돔(dome) 영상으로 제공되는 것이 바람직하다.
영상수신부(530)는 영상촬영부(300)로부터 촬영된 영상을 수신한다. 영상수신부(530)는 조종사의 시야에 따라 영상촬영부(300)에서 연속적으로 촬영된 영상을 실시간으로 수신한다. 영상수신부(530)에서 실시간으로 수신된 촬영 영상은 영상합성부(550)로 전송된다.
영상합성부(550)는 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 영상저장부(510)에 저장된 시뮬레이션 비행 영상과 영상수신부(530)로부터 수신된 촬영 영상을 합성한다. 영상합성부(550)는 실시간으로 영상수신부(530)에서 전송된 촬영 영상과 이에 대응되는 시뮬레이션 비행 영상의 위치에 맵핑하여 합성 영상을 생성한다.
영상신호출력부(570)는 영상합성부(550)에서 합성된 합성 영상이 헤드 마운트 디스플레이(100)에서 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력한다. 영상신호출력부(570)는 조종사의 시야 이동에 따라 이에 대응된 합성 영상이 헤드 마운트 디스플레이(100)에서 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력한다.
마지막으로 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치의 제어흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 항공 시뮬레이션 장치(10)의 제어 흐름은 우선 조종사의 시야 이동에 따라 영상촬영부(300)에서 조종석의 영상을 촬영한다(S10). 이때, 영상촬영부(300)에서 촬영된 촬영 영상은 실시간으로 영상수신부(530)로 전송된다. 영상수신부(530)는 영상촬영부(300)에서 촬영된 촬영 영상을 실시간으로 수신한다(S20).
영상합성부(550)는 영상저장부(510)에 저장된 시뮬레이션 비행 영상과 영상수신부(530)에서 전송된 촬영 영상을 합성한다(S30). 여기서 영상합성부(550)는 영상수신부(530)에서 전송된 촬영 영상의 위치 또는 영상 좌표를 기초로 하여 이에 대응되는 시뮬레이션 비행 영상의 위치 또는 영상 좌표에 맵핑한다. 이러한 영상합성부(550)의 작동은 시뮬레이션을 수행하는 조종사 또는 훈련생에게 조종석의 영상과 시뮬레이션 비행 영상을 동일한 영상 좌표 상에서 디스플레이될 수 있도록 합성함에 따라 시뮬레이션의 몰입감을 증가시켜 준다.
영상신호출력부(570)는 영상합성부(550)에서 합성된 합성 영상이 헤드 마운트 디스플레이(100)에 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력한다(S40). S40 단계에서의 출력된 영상 신호에 의해 헤드 마운트 디스플레이(100)에는 조종사의 시야 이동에 따른 조종석의 영상과 시뮬레이션 비행 영상이 합성된 항공 시뮬레이션 영상이 디스플레이 된다(S50).
상술한 S10 단계에서 S50 단계의 과정은 시뮬레이션을 수행하고 있는 조종사의 시야 변경에 따라 지속적으로 이루어진다.
이에, 헤드 마운트 디스플레이에 조종사의 시야에 따른 시뮬레이션 비행 영상과 조종석의 영상을 동시에 디스플레이할 수 있으므로, 시뮬레이션의 몰입감을 향상시킬 수 있다.
또한, 헤드 마운트 디스플레이에 조종사의 시야에 따른 시뮬레이션 비행 영상과 조종석의 영상을 함께 디스플레이할 수 있음에 따라 기존의 대형 스크린과 프로젝션을 갖는 장치 대비 생산 비용을 절감할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 항공 시뮬레이션 장치
100: 헤드 마운트 디스플레이
300: 영상촬영부 500: 제어부
510: 영상저장부 530: 영상수신부
550: 영상합성부 570: 영상신호출력부
300: 영상촬영부 500: 제어부
510: 영상저장부 530: 영상수신부
550: 영상합성부 570: 영상신호출력부
Claims (6)
- 조종사에 장착되는 헤드 마운트 디스플레이(HMD)와;
상기 헤드 마운트 디스플레이에 장착되어, 조종사의 시야 이동에 따라 조종석의 영상을 촬영하는 영상촬영부와;
상기 영상촬영부로부터 촬영된 영상과 기저장된 시뮬레이션용 비행 영상을 합성하여, 상기 헤드 마운트 디스플레이에서 조종사의 시야 이동에 따른 상기 시뮬레이션용 비행 영상과 상기 조종석의 영상이 디스플레이 되도록 영상 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 시뮬레이션 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 시뮬레이션용 비행 영상이 저장되는 영상저장부와;
상기 영상촬영부로부터 촬영된 영상을 수신하는 영상수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 시뮬레이션 장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 영상저장부에 저장된 상기 시뮬레이션 비행 영상과 상기 영상수신부에서 수신된 촬영 영상을 합성하는 영상합성부와;
상기 영상합성부로부터 합성된 합성 영상 신호를 상기 헤드 마운트 디스플레이에서 디스플레이 되는 상기 영상 신호로 출력하는 영상신호출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 시뮬레이션 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 조종석의 영상은 상기 조종석의 계기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 시뮬레이션 장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 영상촬영부는 상기 헤드 마운트 디스플레이를 장착한 조종사의 시야 이동에 따라 연속적으로 상기 조종석의 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는 항공 시뮬레이션 장치.
- 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 영상촬영부에서 조종사의 시야 이동에 따라 촬영된 영상과 조종사의 시야 이동에 따른 기저장된 상기 시뮬레이션 비행 영상을 실시간으로 합성하여, 상기 헤드 마운트 디스플레이에 제공되는 상기 영상 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 항공 시뮬레이션 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020150101120A KR20170009304A (ko) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 항공 시뮬레이션 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020150101120A KR20170009304A (ko) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 항공 시뮬레이션 장치 |
Publications (1)
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| KR20170009304A true KR20170009304A (ko) | 2017-01-25 |
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Family Applications (1)
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| KR1020150101120A KR20170009304A (ko) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 항공 시뮬레이션 장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20170009304A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200098312A (ko) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | 한국항공우주산업 주식회사 | Vr을 이용한 다기종 비행 훈련 시뮬레이터 |
| KR20200116649A (ko) * | 2019-04-02 | 2020-10-13 | 경상대학교산학협력단 | Hmd 기반 혼합 현실 기술을 이용한 모의 항공 cpt 시뮬레이터 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR950008655A (ko) | 1993-09-27 | 1995-04-19 | 엄길용 | 형광체 침전방법 및 장치 |
-
2015
- 2015-07-16 KR KR1020150101120A patent/KR20170009304A/ko not_active Application Discontinuation
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