一种伞降模拟训练系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种伞降模拟训练系统和方法，所述系统包括：伞降模拟训练支架

【技术实现步骤摘要】
一种伞降模拟训练系统及方法


[0001]本专利技术涉及仿真技术和模拟训练领域，尤其涉及一种伞降模拟训练系统及方法
。

技术介绍

[0002]对于跳伞员的跳伞训练，组织实施难度较高，且组织实施过程中需要花费巨大的人力
、
物力和财力
。
跳伞特殊情况是指由于跳伞员动作错误或其他工作差错发生危及跳伞员安全的情况
。
在传统的空中跳伞训练中，对于特殊情况的训练，如主伞不开的处置训练，其组织实施较难，首要原因是该情况难以在空中跳伞过程中构建，其次是在组织训练的同时，难以保证参训的跳伞员的安全
。
另外，对于特殊情况的训练中跳伞员的动作和状态，在训练过程中也难以采集，影响了训练效率
。
同时，对于特殊情况的训练，也是空中跳伞训练的一个重要环节，是跳伞员由入门到熟练掌握跳伞技能过程的必备环节
。
[0003]对于跳伞中特殊情况的训练组织，目前存在着组织难度大
、
安全难以保障
、
训练效率低的问题
。

技术实现思路

[0004]针对跳伞特殊情况的训练组织所存在的组织难度大
、
安全难以保障
、
训练效率低的问题，本专利技术公开了一种伞降模拟训练系统及方法
。
[0005]本专利技术公开了一种伞降模拟训练系统，包括：
[0006]伞降模拟训练支架
、
伞具模块
、
模拟训练数据采集模块<br/>、
虚拟三维场景显示模块和数据管理终端；
[0007]所述伞降模拟训练支架，包括电机组
、
上端面
、
下端面
、
第一支柱和第二支柱；所述第一支柱和第二支柱，均支撑于所述上端面和下端面之间；所述第一支柱
、
第二支柱
、
上端面和下端面围成的空间，为用户进行伞降模拟训练的训练空间，所述电机组，安装于上端面上；所述电机组包括第一电机
、
第二电机和第三电机；
[0008]所述伞具模块，包括主伞包
、
备份伞包
、
操纵带
、
操纵棒
、
伞拉环
、
飞伞手柄；所述主伞包和备份伞包，均与用户相连接；所述操纵带，包括第一操纵带
、
第二操纵带
、
第三操纵带
、
第四操纵带；所述操纵带的下端，均与用户相连接；所述第一操纵带和第二操纵带的上端，均与第一电机相连接；所述第三操纵带和第四操纵带的上端，均与第二电机相连接；所述第一操纵带和第二操纵带的下端，与用户的腰部相连接；所述第三操纵带和第四操纵带的下端，与用户的腿部相连接；
[0009]所述操纵棒，用于接收用户的左右移动控制指令，并根据所述左右移动控制指令，使用户向左或向右移动
。
所述操纵棒的下端，与用户相连接；所述操纵棒的上端，与所述第三电机相连接
。
[0010]所述伞拉环，包括主伞拉环和备份伞拉环；所述主伞拉环，与所述主伞包相连接；所述备份伞拉环，与所述备份伞包相连接；
[0011]所述主伞拉环，用于根据用户指令，将所述主伞包打开；所述备份伞拉环，用于根
据用户指令，将所述备份伞包打开；
[0012]所述飞伞手柄，与所述主伞相连接，用于根据用户指令，将所述主伞与用户脱离；
[0013]所述模拟训练数据采集模块，用于采集得到用户在跳伞特殊情况训练中的动作数据，并将所述动作数据，发送给虚拟三维场景显示模块和数据管理终端；
[0014]所述虚拟三维场景显示模块，佩戴于用户头部，用于向用户产生和显示跳伞特殊情况训练的三维训练场景；
[0015]所述数据管理终端，用于根据接收的动作数据，对用户的跳伞特殊情况训练的训练效果进行评估，得到训练评估结果
。
[0016]所述模拟训练数据采集模块，与所述伞降模拟训练支架
、
所述虚拟三维场景显示模块和数据管理终端分别连接；所述虚拟三维场景显示模块和数据管理终端连接
。
[0017]所述模拟训练数据采集模块，包括：压力传感器组
、
拉线位移传感器组
、
处理模块和传输模块；
[0018]所述压力传感器组，用于在用户的训练阶段的时间范围内，采集得到压力数据；
[0019]所述拉线位移传感器组，用于在用户的训练阶段的时间范围内，采集得到拉线位移数据；
[0020]所述压力传感器组，包括第一压力传感器
、
第二压力传感器
、
第三压力传感器和第四压力传感器；所述第一压力传感器和第二压力传感器，分别设置于所述第一操纵带和第二操纵带上，分别用于检测得到用户对所述第一操纵带所施加的第一压力和对所述第二操纵带所施加的第二压力，并发送给处理模块，所述第三压力传感器和第四压力传感器，分别设置于所述第三操纵带和第四操纵带上，分别用于检测得到用户对所述第三操纵带所施加的第三压力和用户对所述第四操纵带所施加的第四压力，并发送给处理模块；
[0021]所述拉线位移传感器组，包括第一拉线位移传感器
、
第二拉线位移传感器
、
第三拉线位移传感器和第四拉线位移传感器；所述第一拉线位移传感器，设置于所述操纵棒上，用于检测得到用户对所述操纵棒施加拉力后，所述操纵棒所产生的第一拉线位移，并发送给处理模块；所述第二拉线位移传感器和第三拉线位移传感器，分别设置于所述主伞拉环和备份伞拉环上，分别用于检测得到用户对所述主伞拉环和备份伞拉环所施加拉力后，所述主伞拉环所产生的第二拉线位移和备份伞拉环所产生的第三拉线位移，并发送给处理模块；所述第四拉线位移传感器，设置于所述飞伞手柄上，用于检测得到用户对所述飞伞手柄施加拉力后，所述飞伞手柄所产生的第四拉线位移，并发送给处理模块；
[0022]所述处理模块，用于对所接收得到的第一压力
、
第二压力
、
第三压力和第四压力进行计算处理，得到用户的横滚角度值
、
第一电机控制力矩值和第二电机控制力矩值；对所接收得到的第一拉线位移进行计算处理，得到第三电机控制力矩值；对用户的训练阶段的时间范围内，按照采样时刻所采集得到的第二拉线位移
、
第三拉线位移
、
第四拉线位移的离散值，进行合并处理，得到第二拉线位移时间序列值
、
第三拉线位移时间序列值
、
第四拉线位移时间序列值；利用所述用户的第一压力
、
第二压力
、
第三压力和第四压力
、
横滚角度值
、
第一电机控制力矩值
、
第二电机控制力矩值
、
第三电机控制力矩值
、
第一拉线位移<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种伞降模拟训练系统，其特征在于，包括：伞降模拟训练支架
、
伞具模块
、
模拟训练数据采集模块
、
虚拟三维场景显示模块和数据管理终端；所述伞降模拟训练支架，包括电机组
、
上端面
、
下端面
、
第一支柱和第二支柱；所述第一支柱和第二支柱，均支撑于所述上端面和下端面之间；所述第一支柱
、
第二支柱
、
上端面和下端面围成的空间，为用户进行伞降模拟训练的训练空间，所述电机组，安装于上端面上；所述电机组包括第一电机
、
第二电机和第三电机；所述伞具模块，包括主伞包
、
备份伞包
、
操纵带
、
操纵棒
、
伞拉环
、
飞伞手柄；所述主伞包和备份伞包，均与用户相连接；所述操纵带，包括第一操纵带
、
第二操纵带
、
第三操纵带
、
第四操纵带；所述操纵带的下端，均与用户相连接；所述第一操纵带和第二操纵带的上端，均与第一电机相连接；所述第三操纵带和第四操纵带的上端，均与第二电机相连接；所述第一操纵带和第二操纵带的下端，与用户的腰部相连接；所述第三操纵带和第四操纵带的下端，与用户的腿部相连接；所述操纵棒，用于接收用户的左右移动控制指令，并根据所述左右移动控制指令，使用户向左或向右移动；所述操纵棒的下端，与用户相连接；所述操纵棒的上端，与所述第三电机相连接；所述伞拉环，包括主伞拉环和备份伞拉环；所述主伞拉环，与所述主伞包相连接；所述备份伞拉环，与所述备份伞包相连接；所述主伞拉环，用于根据用户指令，将所述主伞包打开；所述备份伞拉环，用于根据用户指令，将所述备份伞包打开；所述飞伞手柄，与所述主伞相连接，用于根据用户指令，将所述主伞与用户脱离；所述模拟训练数据采集模块，用于采集得到用户在跳伞特殊情况训练中的动作数据，并将所述动作数据，发送给虚拟三维场景显示模块和数据管理终端；所述虚拟三维场景显示模块，佩戴于用户头部，用于向用户产生和显示跳伞特殊情况训练的三维训练场景；所述数据管理终端，用于根据接收的动作数据，对用户的跳伞特殊情况训练的训练效果进行评估，得到训练评估结果；所述模拟训练数据采集模块，与所述伞降模拟训练支架
、
所述虚拟三维场景显示模块和数据管理终端分别连接；所述虚拟三维场景显示模块和数据管理终端连接
。2.
如权利要求1所述的伞降模拟训练系统，其特征在于，所述模拟训练数据采集模块，包括：压力传感器组
、
拉线位移传感器组
、
处理模块和传输模块；所述压力传感器组，用于在用户的训练阶段的时间范围内，采集得到压力数据；所述拉线位移传感器组，用于在用户的训练阶段的时间范围内，采集得到拉线位移数据；所述压力传感器组，包括第一压力传感器
、
第二压力传感器
、
第三压力传感器和第四压力传感器；所述第一压力传感器和第二压力传感器，分别设置于所述第一操纵带和第二操纵带上，分别用于检测得到用户对所述第一操纵带所施加的第一压力和对所述第二操纵带所施加的第二压力，并发送给处理模块，所述第三压力传感器和第四压力传感器，分别设置于所述第三操纵带和第四操纵带上，分别用于检测得到用户对所述第三操纵带所施加的第
三压力和用户对所述第四操纵带所施加的第四压力，并发送给处理模块；所述拉线位移传感器组，包括第一拉线位移传感器
、
第二拉线位移传感器
、
第三拉线位移传感器和第四拉线位移传感器；所述第一拉线位移传感器，设置于所述操纵棒上，用于检测得到用户对所述操纵棒施加拉力后，所述操纵棒所产生的第一拉线位移，并发送给处理模块；所述第二拉线位移传感器和第三拉线位移传感器，分别设置于所述主伞拉环和备份伞拉环上，分别用于检测得到用户对所述主伞拉环和备份伞拉环所施加拉力后，所述主伞拉环所产生的第二拉线位移和备份伞拉环所产生的第三拉线位移，并发送给处理模块；所述第四拉线位移传感器，设置于所述飞伞手柄上，用于检测得到用户对所述飞伞手柄施加拉力后，所述飞伞手柄所产生的第四拉线位移，并发送给处理模块；所述处理模块，用于对所接收得到的第一压力
、
第二压力
、
第三压力和第四压力进行计算处理，得到用户的横滚角度值
、
第一电机控制力矩值和第二电机控制力矩值；对所接收得到的第一拉线位移进行计算处理，得到第三电机控制力矩值；对用户的训练阶段的时间范围内，按照采样时刻所采集得到的第二拉线位移
、
第三拉线位移
、
第四拉线位移的离散值，进行合并处理，得到第二拉线位移时间序列值
、
第三拉线位移时间序列值
、
第四拉线位移时间序列值；利用所述用户的第一压力
、
第二压力
、
第三压力和第四压力
、
横滚角度值
、
第一电机控制力矩值
、
第二电机控制力矩值
、
第三电机控制力矩值
、
第一拉线位移
、
第二拉线位移时间序列值
、
第三拉线位移时间序列值
、
第四拉线位移时间序列值进行合并处理，得到动作数据；所述传输模块，用于接收所述压力传感器组和拉线位移传感器组的检测数据，将所述检测数据进行整合，得到用户在跳伞特殊情况训练中的动作数据，将所述动作数据发送给虚拟三维场景显示模块和数据管理终端
。3.
如权利要求2所述的伞降模拟训练系统，其特征在于，所述处理模块，用于对所接收得到的第一压力
、
第二压力
、
第三压力和第四压力进行计算处理，得到用户的横滚角度值
、
第一电机控制力矩值和第二电机控制力矩值，包括：所述第一操纵带和第二操纵带，设置于用户的左侧；所述第三操纵带和第四操纵带，设置于用户的右侧；对所述第一压力
a1、
第二压力
a2、
第三压力
a3
和第四压力
a4
进行计算处理，其计算表达式为：
α
＝
arctan((a1sin
θ
1+a2sin
θ2‑
a3sin
θ3‑
a4sin
θ
4)/(a1cos
θ
1+a2cos
θ2‑
a3cos
θ3‑
a4cos
θ
4))
，其中，
θ
1、
θ
2、
θ
3、
θ4分别为所述第一压力传感器
、
第二压力传感器
、
第三压力传感器和第四压力传感器所测量得到的第一压力
、
第二压力
、
第三压力和第四压力的俯仰角，
α
为用户左侧方向的横滚角度值；对所述第一压力
、
第二压力
、
第三压力和第四压力进行计算处理，得到第一电机控制力矩值；所述第一电机控制力矩值，是用于控制所述第一电机产生对用户进行向右平移运动的力矩；所述第一电机控制力矩值
b1
的计算表达式为：
b1
＝
k1(a1cos
θ
1+a2cos
θ2‑
a3cos
θ3‑
a4cos
θ
4)/2
，其中，
k1
为第一力矩控制系数；对所述第一压力
、
第二压力
、
第三压力和第四压力进行计算处理，得到第二电机控制力矩值；所述第二电机控制力矩值，是用于控制所述第二电机产生对用户进行向左平移运动的力矩；所述第二电机控制力矩值
b2
的计算表达式为：
b2
＝
‑
k1(a1cos
θ
1+a2cos
θ2‑
a3cos
θ3‑
a4cos
θ
4)/2
；
所述处理模块，对所接收得到的第一拉线位移进行计算处理，得到第三电机控...

【专利技术属性】
技术研发人员：王京涛，陆皓，马飞，杨明，周锐，
申请(专利权)人：江苏华如防务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：