跳伞离机模拟训练系统及其模拟离机训练方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及模拟训练技术领域，具体涉及一种跳伞离机模拟训练系统及其模拟离机训练方法。
【背景技术】
[0002]跳伞是一项实践性强、技能复杂和风险性大的活动，包括离机、空中操纵和着陆三个阶段，跳伞模拟训练是跳伞员进入实物跳伞前必须要完成的科目。目前，国内离机训练主要是在地面的模拟离机台上进，跳伞员经过一段时间的训练，可较好地掌握离机的动作要领，但由于地面离机平台与实际跳伞离机差异性太大，跳伞员在实际跳伞中往往不能正常发挥地面动作的水平，常发生动作变形，出现勾腿、开腿等现象，使得地面跳伞离机训练效果大打折扣。
【发明内容】
[0003]本发明旨在解决现有地面跳伞离机训练方法与实际跳伞离机环境差异大，在地面跳伞离机训练当中使得受训人员不容易掌握在实战环境跳伞离机动作的问题。
[0004]为此，本发明的目的在于，提供一种跳伞离机模拟训练系统及其模拟离机训练方法。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种跳伞离机模拟训练系统，包括机舱模型、弹性绳索、风扇系统、背带系统、立体视觉眼镜、姿态传感器、服务器以及训练软件，其中所述机舱模型提供模拟跳伞离机平台，所述弹性绳索一端系于跳伞训练人员用于悬挂跳伞训练人员及模拟开伞瞬间给人的拉力，所述风扇系统模拟离机时机舱模型侧面及下方的气流吹袭，服务器通过训练软件用于跳伞场景的设置与输出，立体视觉眼镜佩戴训练人员眼部用于接收并显示服务器生成并传输过来的视景，姿态传感器对人体姿态进行测量采集，并把姿态信息传输给服务器。
[0006]上述跳伞离机模拟训练系统的模拟离机训练方法，按照如下训练步骤进行:
51:在服务器上通过训练软件设置好模拟训练场景，同时设置好风速、风向；
52:跳伞人员就位，穿好背带系统和姿态传感器，连接好弹性绳索，佩戴好立体视觉眼镜，做好跳伞离机姿势；
S3:初始化姿态传感器，风扇根据设置参数输出风；
S4:跳伞人员根据指令开始跳伞离机，在跳伞离机过程，跳伞人员能通过立体视觉眼镜查看整个模拟训练所处的场景，并在跳伞离机动作发生时，姿态传感器采集跳伞人员动作及人体姿态反馈至服务器；
S5:服务器通过模拟训练软件自动给出训练成绩。
[0007]本发明的跳伞离机模拟训练系统及其离机训练方法，既集中了机舱模型、弹性绳索、背带系统这些实物设备、还具有通过训练软件模拟实际三维视景环境通过立体视觉眼镜、风扇系统让受训人员直接感知到，更贴近跳伞离机实际情况，提高了训练效果；同时通过服务器能自动采集跳伞员的训练动作，并可基于专家库给出客观的评价，克服了传统方法完全由跳伞教员根据经验目视判断，缺乏客观依据和评判标准的问题。
[0008]本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0009]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
图1是本发明的跳伞离机模拟训练系统构成示意图；
图2是跳伞离机模拟训练系统的离机训练工作流程图。
【具体实施方式】
[0010]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0011]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0012]如图1所示，本发明实施例提供了一种跳伞离机模拟训练系统，包括机舱模型、弹性绳索、风扇系统、背带系统、立体视觉眼镜、姿态传感器、服务器以及训练软件，其中所述机舱模型提供模拟跳伞离机平台，所述弹性绳索一端系于跳伞训练人员用于悬挂跳伞训练人员及模拟开伞瞬间给人的拉力，所述风扇系统模拟离机时机舱模型侧面及下方的气流吹袭，服务器通过训练软件用于跳伞场景的设置与输出，立体视觉眼镜佩戴训练人员眼部用于接收并显示服务器生成并传输过来的视景，姿态传感器对人体姿态进行测量采集，并把姿态信息传输给服务器。
[0013]—个具体的实施例中，机舱模型基于实际跳伞运输机简化，舱门外形和尺寸同实际情况一致，采用钢筋水泥结构搭建，离地高度5米；弹性绳索一端固定安装在机舱模型上，另一端连接在跳伞员的背带系统上；风扇系统包括4个交流风扇和一个风扇驱动器，风扇驱动器通过串口连接到服务器；立体视频眼镜通过WIFI无线连接到服务器；姿态传感器系统具体包括10个人体姿态测量传感器及1个信号收发器，10个人体姿态测量传感器分别穿戴在跳伞训练人员的2个小腿中部、2个大腿中部、2个小臂中部、2个大臂中部、腰部及头部，用于捕获人体姿态和动作，信号收发器通过USB 口与服务器相连，通过WIFI与10个人体姿态测量传感器进行数据通信；服务器采用一台图形工作站，硬件配置为??双IntelE5 10核CPU、64G内存、IT硬盘、NVIDIA K4000显卡、24寸显示屏；软件配置为:Windows7操作系统、跳伞离机训练软件、OpenGL和Unity3d三维引擎、UniLOD和UniSky等开发插件及相应设备驱动程序。
[0014]上述跳伞离机模拟训练系统的离机训练方法，按照如下训练步骤进行:
51:在服务器上通过训练软件设置好模拟训练场景，同时设置好风速、风向；
52:跳伞人员就位，穿好背带系统和姿态传感器，连接好弹性绳索，佩戴好立体视觉眼镜，做好跳伞离机姿势；
S3:初始化姿态传感器，风扇根据设置参数输出风；
S4:跳伞人员根据指令开始跳伞离机，在跳伞离机过程，跳伞人员能通过立体视觉眼镜查看整个模拟训练所处的场景，并在跳伞离机动作发生时，姿态传感器采集跳伞人员动作及人体姿态反馈至服务器；
S5:服务器通过模拟训练软件自动给出训练成绩。
[0015]也就是说，在进行训练时，如图2所示，跳伞人员穿好背带系统和姿态传感器，佩戴好立体视觉眼镜，连接好弹性绳索，做好跳伞离机姿势，打开各种设备电源，运行服务器上的跳伞离机训练程序；教练员通过程序界面设置训练条件和场景，包括:机速、高度、伞型、地形、时段、气象条件(风、云、雨、雾等)等。训练软件根据训练时间、地点和气象条件产生虚拟的三维训练场景，包括地面、水体、山丘、植被、云、雨、雾、风和光照等主要自然环境要素。初始化并标定好姿态传感器；风扇系统根据设置开始吹风；设置完成后教练员发出开始训练指令，跳伞员按照实际跳伞程序跳伞离机，跳伞员操作动作被姿态传感器捕捉并反馈给服务器，训练软件根据跳伞员的运动状态和软件模拟的自然环境产生跳伞员双眼所看到场景的视频图像，使跳伞员产生逼真的跳伞离机感觉。服务器同步监控跳伞员的训练过程并可在训练完成后回放跳伞过程的记录，并基于专家库对训练人员动作进行客观评价，并给出训练成绩。。
[0016]在本发明的描述中，术语“安装”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0017]本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
[0018]在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0019]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种跳伞离机模拟训练系统，包括机舱模型、弹性绳索、风扇系统、背带系统、立体视觉眼镜、姿态传感器、服务器以及训练软件，其中所述机舱模型提供模拟跳伞离机平台，所述弹性绳索一端系于跳伞训练人员用于悬挂跳伞训练人员及模拟开伞瞬间给人的拉力，所述风扇系统模拟离机时机舱模型侧面及下方的气流吹袭，服务器通过训练软件用于跳伞场景的设置与输出，立体视觉眼镜佩戴训练人员眼部用于接收并显示服务器生成并传输过来的视景，姿态传感器对人体姿态进行测量采集，并把姿态信息传输给服务器。2.根据权利要求1所述的跳伞离机模拟训练系统的模拟离机训练方法，按照如下训练步骤进行: 51:在服务器上通过训练软件设置好模拟训练场景，同时设置好风速、风向； 52:跳伞人员就位，穿好背带系统和姿态传感器，连接好弹性绳索，佩戴好立体视觉眼镜，做好跳伞离机姿势； S3:初始化姿态传感器，风扇根据设置参数输出风； S4:跳伞人员根据指令开始跳伞离机，在跳伞离机过程，跳伞人员能通过立体视觉眼镜查看整个模拟训练所处的场景，并在跳伞离机动作发生时，姿态传感器采集跳伞人员动作及人体姿态反馈至服务器； S5:服务器通过模拟训练软件自动给出训练成绩。
【专利摘要】本发明提供了一种跳伞离机模拟训练系统及其模拟离机训练方法，跳伞离机模拟训练系统包括机舱模型、弹性绳索、风扇系统、背带系统、立体视觉眼镜、姿态传感器、服务器以及训练软件，其中机舱模型提供模拟跳伞离机平台，弹性绳索一端系于跳伞训练人员用于悬挂跳伞训练人员及模拟开伞瞬间给人的拉力，风扇系统模拟离机时机舱模型侧面及下方的气流吹袭，服务器通过训练软件用于跳伞场景的设置与输出，立体视觉眼镜佩戴训练人员眼部用于接收并显示服务器生成并传输过来的视景，姿态传感器对人体姿态进行测量采集，并把姿态信息传输给服务器。本发明能模拟真实的跳伞离机环境，便于掌握受训人员在真实跳伞环境中离机动作并对动作规范性做成客观评价。
【IPC分类】G09B9/00
【公开号】CN105405333
【申请号】CN201510892982
【发明人】付新华, 沈军, 罗护, 汤勇刚
【申请人】中国人民解放军空军空降兵学院
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月8日