[发明专利]跳伞模拟训练半实物仿真系统及其操作方法

说明书

技术领域

本发明属于半实物仿真领域，主要涉及一种跳伞模拟训练半实物仿真系统及其操作方法。

背景技术

半实物仿真技术，即硬件在环技术，以其独特的可控性、可复用性和经济性等特点，在各行各业得到了广泛的应用。

目前，国内在跳伞训练方面，主要采取实物训练方式，该方式的主要优点是可以为跳伞人员提供最直接、真实的跳伞训练条件，也是最有效的跳伞训练方式，但是该方式存在一定的缺陷，主要体现在耗资巨大，为每次跳伞所做的准备要求花费巨大的人力、物力和经费；受天气环境因素影响大，雷雨、大风以及雾霾等天气都将导致无法训练；存在一定的危险，经常会出现人员受伤等现象，尤其是没有过跳伞经验的人员。跳伞模拟训练半实物仿真系统以其独有的特点，成为了弥补以上缺陷的首选方案，它可以节省大量的开销，不受外界天气环境的影响，而且不存在危险性，尤其对于很少甚至没有跳伞经验的人员来说，跳伞模拟训练将成为他们在进入实物跳伞前的必要准备。

发明内容

本发明的目的是为跳伞训练提供一种跳伞模拟训练半实物仿真系统及其操作方法，该系统集三维视景，实物设备及物理操作与一体，模拟最真实的跳伞训练，将成为跳伞人员在进入实物跳伞前的必要准备。

本发明的技术方案如下：

一种跳伞模拟训练半实物仿真系统，包括：

图形服务器、视景仿真头盔、空间姿态感应传感器、位置追踪器以及模拟训练人员悬吊机构；

所述图形服务器用于场景的设计与输出；

所述仿真头盔接收并显示图形工作站生成并传输过来的视景；

所述空间姿态感应传感器包括头盔感应器和伞绳运动感应器；

所述位置追踪器可以通过头盔感应器实现在场景中对头部三自由度运动的运动信息捕获，并将此信息传递给图形服务器上的仿真程序，生成与头部运动相匹配的人眼对场景的观测场景；

所述位置追踪器可以通过伞绳运动感应器作为伞绳感应器获取人对伞绳的控制信息，并传递给图形服务器上的仿真程序，控制场景中伞的运动轨迹；

所述模拟训练人员悬吊机构可以对试验人员提升至双脚离开地面，形成悬吊状态。

上述技术方案中，所述模拟训练人员悬吊机构包括：金属框架，平衡吊架以及起吊器；

所述金属框架为轻质高强度铝合金管材制作，以管件十字组合连接件连接，采用三角柱型支撑结构，立柱间隔2m，利用三层桁架加固，底部加装有地脚支撑件；

所述平衡吊架为双层结构，顶层以单结构杆作为起吊平衡杆，底层以四框型结构杆组件作为伞具挂架，两层之间通过长约0.5m的两根钢丝连接，起吊平衡杆两端分别与四框型结构组件的一组对角相连；

所述起吊器为调动卷扬机，其最大拉力为200kg。

上述跳伞模拟训练半实物仿真系统的操作方法，包括以下步骤：

1）启动系统；

2）设置系统参数，包括风速、风向、跳伞高度和跳伞环境，软件计算合成风速和风向；

3）跳伞人员就位，穿好跳伞装备，佩戴好视景仿真头盔，调整坐姿；

4）启动飞机起飞；

5）根据合成风速和风向自动判断是否进行跳伞，如果是则进行第6步，否则进入循环判断；

6）对头盔感应器和伞绳运动感应器进行位置初始化；

7）跳伞人员通过手拉伞绳触发伞绳运动感应器进行跳伞控制操作，头部旋转触发头盔感应器来查看整个场景；

8）接收伞绳运动感应器反馈的数据，调整伞的6自由度运动数据，接收头盔感应器反馈的数据，进行视场角度的调整；

9）判断跳伞人员是否已经着陆，如果是则进行第10步，否则进入第7步，进行循环；

10）跳伞过程结束，教员根据跳伞情况对跳伞人员打分；

11）退出系统。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的跳伞模拟训练半实物仿真系统及其操作方法，集三维视景，实物设备和物理操作于一体的跳伞模拟训练半实物仿真系统，大大降低了跳伞训练的开销，避免了因天气环境等因素导致无法训练的情形，将跳伞训练的危险降至最低，作为跳伞人员进行实物跳伞前的必备训练系统。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的系统硬件整体布局图。

图2是本发明的位置追踪器的工作原理图。

图3是本发明的伞绳运动感应系统示意图。

图4是本发明的伞绳运动感应系统原理图。

图5是本发明的悬吊机构原理框图。