ПЛАВАТЕЛЬНОЕ СРЕДСТВО С ИНФОРМАЦИОННЫМ ДИСПЛЕЕМ Российский патент 2016 года по МПК G09F9/00 

Изобретение относится к области туристического и спортивного снаряжения и может быть использовано при создании легких (малых) плавательных средств, в частности досок для плавания, SUP, серфов, байдарок, надувных лодок и т.п.

Известно использование дисплеев в напольных покрытиях помещений (см. полезную модель КНР 202905052 (U), G09F 9/33, 2013-04-24, содержащую корпус, верхняя часть которого образована информационным экраном, или патент Кореи 100977589, G09F 7/18, 2010-08-23, содержащий основание, опорную пластину и прозрачную пластину, расположенную на электронном модуле).

Известно также применение обзорной прозрачной палубы плавательного средства. Так, на сайте http://www.pro-israel.ru/podvodnaya-observatoriya.html описан экскурсионный корабль «Коралл 2000». Особенность этого судна в том, что у него прозрачная палуба, погруженная в воду на полтора метра, благодаря которой удобно наблюдать за жизнью в Красном море.

К недостаткам данного решения следует отнести невозможность сочетания обзора дна с передачей информации, а также пассивный характер обзора, что существенно ограничивает достоверность информации, получаемой наблюдателем.

Кроме того, когда пользователь, турист или спортсмен, находится на небольшом плоскодонном плавательном средстве, в особенности, когда он балансирует на серфе, доске, каноэ, считывание информации с мобильных устройств (планшет, смартфон) становится опасным, вестибулярный аппарат пользователя постоянно перестраивается, зрение переключается с экрана на поверхность воды и обратно, пользователь может упасть или выронить гаджет.

Наиболее близким к предложенному является решение по пат. США 20050064774, В63В 1/00, 24.03.2005, в котором описано малоразмерное плавательное средство, а именно плавательная доска, выполненная прозрачной с целью визуального обзора подводного мира и снабженная радаром, на экране которого отображаются метки, указывающие расположение крупных подводных объектов.

Основным недостатком данного устройства также является невозможность совместить процессы «балансирования», считывания информации и обзора подводного пространства, то есть в ситуации, когда пользователь, турист или спортсмен, находится на небольшом плоскодонном плавательном средстве, в особенности, когда он балансирует на серфе, доске, каноэ, считывание информации с мобильных устройств (планшет, смартфон) становится опасным, вестибулярный аппарат пользователя постоянно перестраивается, зрение переключается с экрана на поверхность воды и обратно при попытке совместить даже два процесса - балансирования и считывания, не говоря уже о рассматривании предметов на дне, рельефа, обитателей подводного мира и т.п.

Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является прежде всего повышение безопасности и удобства пользования плавательным средством за счет безопасного считывания информации (навигационной, об окружающем пространстве, любой иной), а также увеличение полноты и достоверности информации, и уменьшение времени доступа к ней; а кроме того, помощь в управлении, которую получает пользователь плавательного средства, за счет одновременного обеспечения следующих факторов:

- фильтрация и обработка информации, получаемой в процессе наблюдения, в том числе видеонаблюдения, слоев воды под собой, дна и окружающего пространства,

- опознание наблюдаемых объектов, вывод на дисплей информации о них, о погоде, сообщений от береговых служб и других пользователей, с мобильных устройств и т.п.,

- учет текущего положения плавательного средства, как углового, то есть качки, преднамеренного наклона, захлестывания волной и т.п., так и координаты при движении по акватории,

- помощь в балансировании и управлении (включая обучение).

В предложении ставится задача при обеспечении пользователя всей доступной и необходимой информацией - не мешать зрительной системе спортсмена участвовать в балансировании неустойчивого плавательного снаряда. Это заставляет предъявлять различные дополнительные требования к изображению и располагать его в месте, доступном для как центрального, так и периферического зрения человека, помогая ему и не отвлекая от движения. Для человека, смотрящего вперед и вниз, такая зона расположена, например, под ногами, немного впереди. При этом желательно иметь индивидуальную настройку топологии отображаемой информации.

Указанный результат достигается тем, что в малоразмерном плавательном средстве в виде доски для плавания, серфа, SUP, надувной или плоскодонной лодки, каяка, каноэ или байдарки, выполненном с возможностью обзора подводного пространства и находящихся в нем объектов с использованием поверхности плавательного средства, обращенной к пользователю и служащей ему опорой, в зоне, на которую взгляд пользователя обращен при движении для удержания баланса, закреплен дисплей, выполненный информационным, с возможностью отображения совокупной информации от средств видеонаблюдения и обработки картины подводного пространства, и/или средств приема и обработки внешней информации, и/или средств обработки и динамического отображения углового положения плавательного средства, а процессор обработки и хранения данных выполнен с возможностью снижения влияния искажений, вносимых слоем воды.

Кроме того, периметр дисплея и периметр плавательного средства могут совпадать или быть геометрически подобны.

Это означает, что дисплей практически может занимать всю поверхность плавательного средства, особенно перед и под спортсменом, чем достигается увеличение объема выводимой на дисплей информации и облегчается считывание за счет увеличения масштаба. Кроме того, в режиме обучения на поверхности такого дисплея может указываться рекомендованное положение ступней пользователя и их перемещение для лучшего балансирования.

Кроме того, возможность обзора может обеспечиваться средствами видеонаблюдения, полностью или частично размещенными на или вблизи плавательного средства.

Здесь подразумевается, что либо на плавательном средстве имеется крепление для видеокамеры, либо она размещена на поплавке, гибкой связью соединенном с плавательным средством, на котором также имеется крепление, способное зафиксировать по меньшей мере дисплей (или дисплей со средствами приема и/или обработки данных и/или наблюдения, в этом случае для видеокамеры или локатора, направленных в сторону дна, в плавательном средстве может быть предусмотрена соответствующая ниша). При этом размещенный в корпусе дисплей (или дисплей со средствами приема и/или обработки данных и/или наблюдения) может быть снабжен креплением, выполненным с возможностью установки на плавательном средстве, например, в виде гибкой упругой ленты.

Таким образом, существенным преимуществом заявленного решения является то, что в отличие от известных досок, серфов и прочих индивидуальных плоскодонных средств передвижения по поверхности воды, пользователь наблюдает объекты вокруг и под собой не непосредственно, а путем трансляции изображения от средств наблюдения, в частном случае расположенных на поверхности плавательного средства, обращенной к воде, или на поплавке, буксируемом плавательным средством, а в общем - на дне водоема, на берегу, на другом плавательном средстве и т.п., на дисплей, установленный так, что он может считывать изображение в процессе перемещения, а также имеет возможность интерактивно взаимодействовать с ним, как будет показано ниже, например, если на плавательном средстве установлена дополнительная камера, направленная на пользователя, и средства обработки данных выделяют и реагируют на определенные движения его рук, скажем, перелистывание, позволяющее таким образом переходить от одной позиции меню к другой. То есть, существенным является размещение (закрепление) на плавательном средстве дисплея и видеорегистратора, направленного на наблюдаемые объекты, а также средств трансляции и обработки изображения, включенных между видеорегистратором и дисплеем, который расположен с возможностью считывания информации пользователем.

Далее, средства приема и/или обработки данных, полностью или частично, также могут быть расположены на плавательном средстве.

Это означает, что часть средств приема и/или обработки данных могут располагаться вне плавательного средства, связываясь с соответствующими средствами на плавательном средстве через интернет, по радиоканалу и т.п. Средства пространственного разнесения описанной схемы широко известны и применяются в технике.

Кроме того, средства наблюдения и обработки данных могут быть выполнены с возможностью компенсации искажений изображения на дисплее, вызванных попаданием воды на его поверхность, наклоном относительно вертикали, изменением расстояния до зрачков пользователя.

Иными словами, поскольку «правильное» изображение в виде телесигнала, кодов на шине и т.п. существует на соответствующем входе дисплея, наблюдение соответствующими средствами реального изображения в каждый данный момент времени позволяет определить различие и скомпенсировать его, также используя стандартные средства, прежде всего, алгоритмические, поскольку предлагаемое решение уже содержит средства обработки данных в том или ином виде.

Далее, средства наблюдения могут включать датчик наклона плавательного средства, а средство обработки данных может быть выполнено с возможностью отображения на дисплее фигур и/или надписей, меняющих свое кажущееся угловое положение с заданным, регулируемым фазовым сдвигом относительно изменения углового положения плавательного средства.

За счет этого считывание информации с экрана дисплея при качке облегчается, изображение может «отслеживать» крен плавательного средства и оказаться неподвижным для пользователя, причем возможна индивидуальная настройка данного эффекта. Организм человека, находясь в сложных для вестибулярного аппарата условиях, использует одновременно три системы стабилизации: вестибулярный аппарат, зрительную привязку к опорным точкам и мышечную систему. Специфика балансирования на плавательной доске заключается в том, что для второй системы не находится удачных естественных информативных и эффективных с точки зрения удержания равновесия точек привязки (вода слишком однородна и нестабильна, а доска - подвижна). В то же время третья система у неопытного спортсмена информационно перегружена непрерывным управлением мышцами. Хорошим выходом из создавшейся ситуации является создание специальных опорных сигналов для зрительной системы, причем таких, которые могли бы легко использоваться для создания мозгом на их базе нового контура управления с элементами предсказания - в помощь вестибулярному аппарату. Данную задачу также решает предложенное устройство, создавая удобные для зрения метки на дисплее или располагая и перемещая соответствующим образом уже существующие элементы изображения (в том числе информационные тексты, рамки, окна и т.п.).

Таким образом, средство обработки данных может быть выполнено с возможностью отображения на дисплее элементов, приходящих в движение при изменении углового положения плавательного средства.

При этом при движении указанных элементов на дисплее дополнительно может отображаться шлейф, пропорциональный скорости изменения углового положения плавательного средства.

Это позволяет спортсмену, особенно начинающему, лучше балансировать на плавательном средстве и, попутно, сосредоточиться на считывании информации с дисплея.

Далее, в плавательном средстве средство обработки данных может быть выполнено с возможностью распознавания объектов и вывода на дисплей информации о них, хранящейся в средстве обработки данных или полученной из внешних источников.

При этом средство обработки данных может быть выполнено с возможностью распознавания опасных объектов и ситуаций и приоритетным выводом на дисплей предупреждений о них.

Кроме того, средство обработки данных может быть выполнено с возможностью автоматического обмена данными об опасности с береговыми службами и/или аналогичными информационными средствами в регионе.

Отметим сразу, что аппаратные средства распознавания и соответствующие алгоритмы, прерывание для вывода на дисплей приоритетных сообщений, а также автономный информационный обмен широко известны, однако не применялись в указанной конфигурации, а именно такое применение этих средств обеспечивает вышеуказанный эффект.

При этом плавательное средство дополнительно может быть снабжено средствами наблюдения окружающего пространства, а средство обработки данных выполнено с возможностью отображения на дисплее одновременно условно неподвижной плоскости и окружающего пространства.

Условно неподвижная плоскость - неподвижна для спортсмена, пользователя, чем не только облегчается считывание информации, но и поддержание равновесия. Средства наблюдения в данном случае обеспечивают обзор по курсу, под плавательным средством и наблюдение за положением зрачков пользователя, чтобы отслеживать изменения и удерживать указанную плоскость в качестве уровня, указателя горизонта.

Далее, средства видеонаблюдения могут быть расположены на поверхности плавательного средства, обращенной к воде, и выполнены с подсветкой.

Этим обеспечивается возможность передвигаться и наблюдать пространство вокруг и под плавательным средством в темноте, а также в окрашенной или замутненной воде. Кроме того, в плавательном средстве средства наблюдения могут включать локатор. При этом локатор может быть выполнен акустическим, с возможностью информационного обмена.

Кроме того, плавательное средство может быть снабжено видеокамерой или видеокамерами, установленными со стороны, обращенной к пользователю, и/или на опоре, и/или буксируемых за плавательным средством и подключенными к средствам приема и/или обработки данных, которые выполнены с возможностью анализа состояния пользователя, формирования сигнала тревоги в случае ухудшения его состояния и трансляции указанного сигнала береговым службам и окружающим, находящимся в коммуникации плавательным средствам.

И, наконец, средства приема и обработки данных плавательного средства могут быть выполнены с возможностью дублирования информации от стороннего устройства на всем дисплее или его части, по меньшей мере, в одном из режимов работы.

Иными словами, плавательное средство может по аналогии с любым известным мобильным устройством связи коммуницировать с аналогичными устройствами вокруг и береговыми службами. Например, в случае, если средство обработки данных, опираясь на информацию от видеокамеры, обращенной к пользователю, или от датчика наклона плавательного средства, измерителя пульса и артериального давления на запястье пользователя, передающего информацию на средства приема, диагностирует проблемное состояние

пользователя, оно может выйти в информационный обмен заинтересованными адресатами, даже без участия человека.

Кроме того, из сказанного выше ясно, что установленный на плавательном средстве дисплей с соответствующими средствами обмена информацией и ее обработки может выполняться и использоваться как защищенный и находящийся в непосредственной близости от пользователя заменитель дорогостоящего и менее защищенного гаджета, спрятанного в герметичном и недоступном месте, или оставшегося, например, на берегу. При этом средства приема и обработки данных выполняются с возможностью дублирования (повторения) информации от стороннего устройства (гаджета, персонального компьютера и т.п.) на всем дисплее или его части, по меньшей мере, в одном из режимов работы.

Из вышесказанного следует также, что заявленное устройство по существу можно рассматривать, выполнять и применять в качестве гаджета, монитора, дисплея с некоторыми дополнительными функциями, главной из которых является возможность передвигаться по поверхности воды, сохраняя при этом все условия нормальной работы, в том числе и непрерывного наблюдения, считывания информации с экрана.

На фиг. 1, 2 показаны соответственно вид сверху и разрез серфа с информационным дисплеем.

Серф 1 используется спортсменом или туристом, следы ног пользователя на фиг. 1 обозначены позицией 2. В передней части серфа 1 размещен дисплей 3.

Как показано на фиг. 2, поверхность серфа 1 поверх дисплея 3 может быть покрыта прозрачным слоем 4, изолирующим дисплей 3 и другие электронные блоки, к которым могут относиться группа первичных преобразователей 5, видеорегистратор 6 и контроллер 7. Стрелками показано направление передачи информации.

Группа первичных преобразователей 5 может включать приемник внешних данных (GPS, интернет соединение, sms-сообщения, информация о погоде и т.п.), датчики температуры воды и воздуха, силы ветра, акселерометры и датчики угла, фиксирующие крены плавательного средства, эхолот и др. При этом приемник внешних данных образует средства приема, а прочие первичные преобразователи вместе с видеорегистратором 6 образуют средства наблюдения. При необходимости последующей обработки информации от средств приема и/или наблюдения такая обработка производится контроллером 7, образующим средства обработки устройства (плавательного средства).

Таким образом, минимальным набором средств, расположенных на плавательном средстве, является средство наблюдения и средство отображения внешней информации в виде дисплея 3, выполненного с возможностью приема изображения, данных и т.п., например, дополненного модемом и видеоконтроллером, то есть стандартными блоками, обеспечивающими реализацию данной функции в любом планшете, ноутбуке, PC. При этом дисплей 3 обращен к пользователю. Помимо дисплея 3 на поверхности плавательного средства, обращенной вниз, к воде, располагается средство наблюдения, видеорегистратор 6.

В наиболее полном варианте на плавательном средстве располагаются также группа первичных преобразователей 5 и контроллер 7. Позицией 8 обозначен контур дисплея, когда он выполнен по форме плавательного средства.

«Направление» видеорегистратора 6 и дисплея 3 обозначено на фиг. 2 стрелкой, соответственно вниз и вверх к наблюдателю. Разумеется, видеорегистратор 6 может быть выполнен с возможностью поворота, изменения угла наклона.

В качестве видеорегистратора 6 может использоваться фото- или видеокамера, а в контроллере 7 может производиться обработка данных: фильтрация, формирование «картинки», принятие решений о важности и, следовательно, очередности вывода на дисплей той или иной информации. В основу возможности наблюдения объектов через слой воды положено то обстоятельство, что цифровая обработка изображений, выполняемая в процессоре обработки и хранения данных по известным алгоритмам (см., например, Грузман И.С. и др. Цифровая обработка изображений в информационных системах: Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - 352 с.) в сочетании с мобильным информационным средством, позволяет достичь двух целей: ясно увидеть дно и объекты под собой, отстроившись от шумов, очистив поле зрения, увеличить контрастность и насыщенность цветов, а кроме того, убрать искажения, которые может вносить неравномерный состав водной среды и воздушная прослойка, когда информационное средство перемещается или даже находится не на поверхности воды, а в руках пользователя.

Также применение известных алгоритмов сглаживания резких изменений или неоднородностей по поверхности дисплея позволяет исключить краткосрочное влияние капель или тонкого слоя воды на экране, а использование цепи обратной связи от датчика наклона к процессору обработки и хранения данных позволяет использовать известные алгоритмы стабилизации положения изображения или отдельных его деталей на дисплее.

Алгоритмы распознавания изображений открывают, в свою очередь, широкие возможности для знакомства с подводной флорой и фауной. Так, например, турист, плавающий на доске SUP в тропическом мелководье, может получать не только информацию о названиях всех проплывающих под ним рыб, но и, одновременно, сведения об их образе жизни, повадках, уникальности или, наоборот, распространенности в других регионах; а ребенок, плавающий на таком средстве, - о том, в каких сказках народов мира эти чудесные морские обитатели участвуют. Кроме того, наличие функции запоминания обработанного изображения и zoom позволяют рассматривать подробности изображений объектов с необходимым увеличением и даже создать коллекцию таких картинок, как для последующего просмотра, так и для обмена через интерфейсные каналы с подобными устройствами, находящимися поблизости в реальном времени.

И, наконец, говоря о возможности фиксации корпуса с дисплеем на поверхности плавательного средства, мы имеем в виду различного рода захваты, крепления, «липучки», которые позволили бы надежно фиксировать корпус на доске или дне лодки, так что дисплей постоянно находится перед глазами пользователя, а его руки при этом свободны.

Разумеется, все блоки и элементы, все электронные средства, находящиеся на плавательном средстве, запитываются от установленного на нем источника питания (аккумулятора), выполняются водонепроницаемыми и снабжаются соответствующим интерфейсом, обеспечивающим описанное подключение, прохождение и обработку данных, реализацию описанных алгоритмов. Заметим также, что все описанные алгоритмы широко используются в мобильных устройствах, их реализация не требует разработки новых средств и подходов.

По сравнению с известным решением, то есть по сравнению с пассивным режимом наблюдения, это позволяет увеличить объем данных, воспринимаемых пользователем, повысить эффективность восприятия и отфильтровать, выделить и представить информацию, которая раньше просто терялась, в частности, из-за мутности воды под плавательным средством, кратковременностью появления объектов, волнения, периодического появления слоя воды на поверхности плавательного средства, его кренов и т.п. При этом в контроллере 7 могут использоваться стандартные методы фильтрации изображения, устранения колебаний и проч., широко применяемых в фото- и видеорегистраторах.

Таким образом, пользователь, бросая взгляд на дисплей 3 (8) или воспринимая исходящую от него звуковую команду (дисплей 3 может снабжаться динамиками, подключенными к соответствующим выходам контроллера 7), может получать и сигнал тревоги, являющийся результатом комплексной обработки внешней информации, данных от различных датчиков и видеосигнала, например, при появлении акулы, приближении к рифу или сетям, данных о приближении урагана и т.п.

Утилитарные задачи (карты акватории с указанием собственного местоположения, прогноз погоды, информация от береговых служб и т.п.) не исключают эстетических целей и интерактивного обмена - транслируемое изображение может содержать орнамент, картины, фотографии друзей, и т.п.

Существо выполнения электронной части предложения поясняется фиг. 3-9.

На фиг. 3 показан разрез конструкции, а на фиг. 4 - блок-схема электронной части. Дисплей 3 (фиг. 3) закреплен в корпусе 9. Позицией 10 обозначена опора, установленная в окне 11 серфа 1, на которой размещена видеокамера 12.

Контроллер 7 (фиг. 4) размещен в корпусе 9 вместе с дисплеем 3 и интерфейсом 13 связи с внешними устройствами, предназначенным для приема и передачи и информации от внешних источников и связи с датчиками, не включенными в состав контроллера 7. Блоки же, включенные в его состав, такие как оперативное и постоянное запоминающие устройства, видеоконтроллер и проч., обозначены позицией 14. И, наконец, позицией 15 обозначен источник питания, по шинам питания подключенный к блокам 7, 3, 13 и т.п.

В варианте, показанном на фиг. 5, видеокамера 12 буксируется за корпусом 9 посредством гибкой связи 16, которая представляет собой изолированный кабель питания и информационного обмена для камеры 12 и источника света 14.

На фиг. 6 показана блок-схема (алгоритм) компенсации искажений, распознавания объектов, а также вывода на дисплей 3 информации о них. Изображение от видеокамеры 12 фильтруется в блоке 17 обработки изображения (накапливается, смежные изображения анализируются с целью выявления и удаления «взвеси», равномерно распределенных и неподвижных относительно воды точек, выявления и компенсации неравномерности по полю, вызванной различиями по составу и температуре слоев воды, и т.п., возможно применение известных алгоритмов обработки изображения). Далее очищенное изображение поступает на блок 18 распознавания, который через интерфейс 13 может быть подключен к внешним источникам данных или дополнительным, размещенным в контроллере 7, так что за счет сведений, хранящихся в самом блоке 18, а также в контроллере 7 и интернете, блок 18 распознает объекты, в том числе представителей флоры и фауны, дополняет их названиями и полезными сведениями, выделяет опасные объекты и ситуации и всю полученную информацию передает на блок 19 формирования экранного изображения, который располагает информацию удобным для пользователя образом на дисплее 3.

Если видеокамера 12 дополнена локатором (сонаром, на чертежах не показан), то при анализе опасных ситуаций учитывается также получаемая от него информация о дистанции и скорости сближения с препятствиями, пловцами, морскими львами и т.п. Кроме того, локатор может быть выполнен акустическим, то есть с излучателем и приемником звука или ультразвука, причем последние могут передавать и принимать информацию, например, посредством модуляции сигнала, будучи подключены к процессору 7 обработки и хранения данных. Подобный обмен может осуществляться как с аналогичными информационными средствами, так и с другими устройствами и даже с представителями морской фауны (например, излучатель может отпугивать акул).

Понятно, что при обнаружении особо опасных объектов, таких как ядовитые рыбы или акулы, на дисплей 3 выводится сигнал тревоги, а береговые службы оповещаются об опасности. Происходит это по уже описанному алгоритму, то есть распознавание в блоке 18, обмен с береговыми службами и внешними источниками информации через интерфейс 13, определение приоритетности и формирование сообщений (включая звуковые, вывод информации на дисплей 3 предполагает также вывод соответствующего сигнала на динамики плавательного средства), передача данных на блок 19 и через него на дисплей 3.

Собственно, те же алгоритмы и блок-схемы могут использоваться в плавательном средстве для компенсации искажений, возникших от капель или слоя воды на поверхности дисплея, наклоне относительно вертикали, изменения расстояния до зрачков пользователя. Рассмотрим их последовательно.

Если корпус 9 с дисплеем 3 или только дисплей 3 закреплены на серфе 1 (плавательной доске), на поверхность дисплея 3 периодически могут попадать брызги, накатывать волна. Такие локальные или кратковременные препятствия световому потоку вызывают локальные или кратковременные искажения изображения, отфильтровывать которые может блок 17, сравнивая близкие по месту или времени изображения и отсеивая локальные или кратковременные изменения.

Для компенсации наклонов, качки, расстояния до глаз могут служить датчик наклона, установленный в корпусе 9 и через интерфейс 13 подключенный к блоку 18 компенсации (фиг. 7), и датчик расстояния дисплея 3 от глаз пользователя, установленный в плоскости дисплея 3 и также через интерфейс 13 подключенный к блоку 20. В данном блоке при увеличении расстояния осуществляется масштабирование (увеличение) размеров изображения, это облегчает считывание информации при удалении от поверхности дисплея 3 (речь идет прежде всего о текстовой информации). Аналогичным образом, при возникновении наклона в блоке 20 в противофазе изменяются направляющие косинусы тех участков изображения на дисплее 3, для которых требуется поддержать кажущееся расположение в горизонтальной плоскости.

Наличие звукового и ультразвукового излучателей и приемников может использоваться помимо активной системы локации как для организации сигнализации, так и подводной коммуникации с подобными устройствами (средствами). Кроме этого, может использоваться тот факт, что представители подводной фауны реагируют на ультразвук соответствующего диапазона и длительности.

Нахождение на воде сопряжено для человека с целым рядом опасностей не только внешних, но и вызванных его собственным состоянием и поведением. Ввиду этого, помимо стандартных способов общения человека с устройством (посредством меню, жестов, голосовой связи и т.п.), представляется полезным анализ плавательным средством динамики движения человека, а также мимики и глазодвигательной активности, если последние доступны в поле зрения видеокамеры, обращенной к пользователю (на чертеже не показана). На основании этого могут быть сделаны выводы о самочувствии, степени адекватности, состоянии паники и т.п. Разумеется, данные методы не исключают одновременного использования информации от различных датчиков физиологических параметров, размещенных на теле человека (в виде браслета, наклеенного пластыря, встроенных в плавательный костюм модулей и т.п.) и связанных через интерфейсы с информационным средством, а в нем через интерфейс 13 с контроллером 7, выполненным с возможностью анализа состояния пользователя, для чего в него закладывается алгоритм сопоставления полученных первичных данных с нормальными для человека или конкретного пользователя. Такое решение позволяет обеспечить более качественный мониторинг состояния и обеспечить большую безопасность в критических ситуациях.

И, наконец, как уже отмечалось, возможность фиксации корпуса 9 на поверхности плавательного средства может быть реализована выполнением его с различного рода фиксаторами, подпружиненными захватами, держателями. Пример подпружиненного захвата показан на фиг. 8. Пользователь отводит подпружиненные захваты 21, расположенные на корпусе 9 (взведенное положение захватов 19 показано пунктиром), и, опустив его на поверхность 22 серфа 1 (плавательной доски), отпускает захваты 21, принимающие под действием пружины свое рабочее положение (показано сплошной линией). Плавательная доска при этом может иметь разметку и отверстие для камеры 12.

Поскольку использование плавательного средства предполагается, в том числе, при волнении и на небольших глубинах, куда проникают низкочастотные радиоволны, для устойчивой связи с другими устройствами в таких сложных условиях целесообразна, например, коротковолновая интерфейсная приставка. Она может быть выполнена также в качестве переходника к оставленным на берегу гаджетам или в качестве плавающего на поверхности буйка, конвертирующего сигналы в стандартные частоты Wi-Fi и другие.

Важно подчеркнуть также, что предложение предполагает не только использование независимых вариантов, охарактеризованных выше в изложении существа предложения и примерах, но и все возможные их сочетания.

Важным возможным применением дисплея 3 (8) является вариант, когда транслируемое изображение служит целям обучения и/или облегчает пользование серфом. В последнем случае имеются в виду не только различные инструкции и обучающие видеофильмы по пользованию серфом, но и более практические вещи: использование динамического изображения для облегчения балансирования на доске, например, наглядной курсовой информации, изображения или индикации кренов, ускорений при гребле и пр., а также интерактивное общение начинающего спортсмена с доской, когда различные инструкции воспроизводятся по результатам неудач - своего рода присутствующий на борту "тренер". Здесь может быть полезна и видеокамера с процессором, направленная на спортсмена, если по результатам обработки изображения устройством на месте (или в удаленном центре) даются рекомендации о правильном проведении тренировки и технических деталях упражнений. Кроме того, на дисплее 8, как уже отмечалось, может изображаться правильное положение стоп спортсмена и его перемещение для лучшего балансирования на серфе.

Как уже отмечено выше, специфика использования досок в прозрачной водной среде позволяет спортсмену хорошо видеть изображение на дисплее, даже если доска накрыта волной и т.п. Во всех этих случаях важным является то обстоятельство, что спортсмену, держащему в руках весло или совершающему движения для балансирования на доске, не очень удобно одновременно пользоваться привычными гаджетами, а средства вроде очков, проецирующих изображение в глаз и т.п., не всегда приемлемы для спортивного отдыха на воде. Именно поэтому на дисплей 3 должно транслироваться изображение или его часть с других гаджетов спортсмена (таких как смартфон, различные фитнес-браслеты, часы и т.п.). Более того, контроллер 7 может быть выполнен с возможностью управления изображением со стороны спортсмена голосом, дистанционным пультом, или жестами (стандартные перелистывающие движения рукой, другие перемещения, например, головы или частей тела), распознаваемыми процессором по информации от видеокамер или других датчиков.

При этом возможно интерактивное общение между пользователями таких устройств, как взаимно, так и с внешним миром. В частности, изображение может транслироваться от пользователя другой такой доски (например, приглашение с фото или видео приглашающего и указанием взаимных координат и расстояний на акватории).

И, наконец, кардинальным отличием предлагаемого устройства является, как отмечено выше, возможность обработки изображения, в том числе позволяющая, например, корректировать искажения от натекающей на поверхность воды, пользуясь для этой цели камерой или набором встроенных в устройство камер, либо ультразвуковыми датчиками, либо ИК-датчиками, либо используя информацию с проводящих датчиков натекания воды, скорости воды или другую, говорящую о нахождении части или всего изображения под неравномерным слоем воды - и используя встроенный в устройство процессор, можно корректировать транслируемое изображение таким образом, чтобы его искажения от находящейся поверх него воды (набежавшей волны) для зрителя были минимальны. Другим эффективным способом является также анализ изображения с внешней камеры (например, закрепленной на весле, спасательном жилете или другой экипировке спортсмена), сопоставление его с учетом углов проекции с исходным и отсюда введение соответствующих коррекций. Либо, наоборот, анализ изменений изображения самого спортсмена, весла и т.п. в поле зрения встроенных в серф 1 камер и обратные вычисления на этом основании оптических искажений изображения транслируемого устройством для соответствующей коррекции. Второй способ менее эффективен с точки зрения капель и локальных загрязнений, но зато не требует дополнительных удаленных камер.

Иными словами, предлагаемое решение позволяет корректировать транслируемое изображение в динамике таким образом, чтобы скомпенсировать оптические искажения, связанные с попаданием на поверхность серфа 1 воды.

При этом представляется интересным вариант, когда изображение как будто бы совпадает с горизонтальной поверхностью воды, а экран (дисплей 3) серфа 1 как будто является окном, в том числе подвижным, через которое видно это изображение. Тогда в случае утилитарной информации изображение может перемещаться в соответствии с информацией датчика крена, что решает проблему капель и загрязнений, мешающих, например, чтению - достаточно немного качнуться, и перемещение изображения улучшит восприятие зрительной информации, отделив ее от загрязнений. В этом случае изображение как бы выполняется подвижным, под управлением информации от датчиков крена, поворота и другого движения доски (серфа).

В другом режиме на дисплей 3 (8) серфа 1 может транслироваться действительное (от камер) или информационно синтезированное изображение о глубинах и поверхности дна, меняющееся в такт с движением серфа 1 по акватории, что достигается размещением внизу, в том числе на подвесах на нужной глубине, видеокамер, прожекторов с нужной подсветкой, а также сонаров. Получается своего рода эффект «прозрачного серфа». Причем применение методов фильтрации и повышения контрастности подводного изображения наряду с коррекцией геометрических искажений позволяют получить картинку, гораздо более приемлемую, чем была бы, если бы в доске просто имелось стеклянное окно с подсветкой. Разумеется, функция ZOOM не исключается и должна работать, например, по запросу. Одновременно может также применяться упомянутая коррекция изображения против заливания и брызг на поверхности дисплея 3.

Кроме того, синтезированное изображение может комбинироваться с реальным: рельеф дна и глубоко расположенные археологические объекты, например, графически синтезируются и показываются по текущим GPS-координатам, а флора, фауна и проплывающие под серфом аквалангисты - как наложение на это обработанного реального изображения от видеокамер. Причем для изображения, получаемого с глубины для спортсмена, находящегося на поверхности (серфера), целесообразна коррекция по дальности, исключающая влияние высокого коэффициента преломления воды. В этом случае зрению не придется адаптироваться и расстояния до объектов под водой будут восприниматься адекватно (так же, как над поверхностью). В отдельном, дополнительном окне дисплея может транслироваться также картинка с камеры квадрокоптера или другого летательного аппарата, представляющая вид на акватории сверху с сопутствующими данными о расположении других серферов, движении высокой волны и т.п.

Таким образом, предлагаемое плавательное средство, используемое, в том числе, как «окно» для заглядывания под воду, с большими информационными возможностями наблюдения окружающего пространства и, одновременно, функциями безопасности, может стать удобным и полезным для применения как спортсменами, так и туристами.

Изобретение относится к области туристического и спортивного снаряжения и может быть использовано при создании легких (малых) плавательных средств, в частности досок для плавания, SUP, серфов, байдарок, надувных лодок и т.п. Техническим результатом является повышение безопасности и удобства пользования плавательным средством за счет безопасного считывания информации (навигационной, об окружающем пространстве), а также увеличение полноты и достоверности информации и уменьшение времени доступа к ней; а кроме того, помощь в управлении, которую получает пользователь плавательного средства, за счет одновременного обеспечения следующих факторов: фильтрация и обработка информации, получаемой в процессе наблюдения, в том числе видеонаблюдения, слоев воды под собой, дна и окружающего пространства, опознание наблюдаемых объектов, вывод на дисплей информации о них, о погоде, сообщений от береговых служб и других пользователей, с мобильных устройств и т.п., учет текущего положения плавательного средства, как углового, то есть качки, преднамеренного наклона, захлестывания волной и т.п., так и координаты при движении по акватории. Малоразмерное плавательное средство в виде доски для плавания, серфа, SUP, надувной или плоскодонной лодки, каяка, каноэ или байдарки, выполненное с возможностью обзора подводного пространства и находящихся в нем объектов с использованием поверхности плавательного средства, обращенной к пользователю и служащей ему опорой. В зоне, на которую взгляд пользователя обращен при движении для удержания баланса, закреплен дисплей, выполненный информационным, с возможностью отображения совокупной информации от средств видеонаблюдения и обработки картины подводного пространства, и/или средств приема и обработки внешней информации, и/или средств обработки и динамического отображения углового положения плавательного средства, а процессор обработки и хранения данных выполнен с возможностью снижения влияния искажений, вносимых слоем воды. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Малоразмерное плавательное средство в виде доски для плавания, серфа, SUP, надувной или плоскодонной лодки, каяка, каноэ или байдарки, выполненное с возможностью обзора подводного пространства и находящихся в нем объектов с использованием поверхности плавательного средства, обращенной к пользователю и служащей ему опорой, отличающееся тем, что в зоне, на которую взгляд пользователя обращен при движении для удержания баланса, закреплен дисплей, выполненный информационным, с возможностью отображения совокупной информации от средств видеонаблюдения и обработки картины подводного пространства, и/или средств приема и обработки внешней информации, и/или средств обработки и динамического отображения углового положения плавательного средства, а процессор обработки и хранения данных выполнен с возможностью снижения влияния искажений, вносимых слоем воды.

2. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что периметр дисплея и периметр плавательного средства совпадают или геометрически подобны.

3. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что возможность обзора обеспечивается средствами видеонаблюдения, полностью или частично размещенными на или вблизи плавательного средства.

4. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что средства приема и/или обработки данных, полностью или частично, расположены на плавательном средстве.

5. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что средства видеонаблюдения и обработки данных выполнены с возможностью компенсации искажений изображения на дисплее, вызванных попаданием воды на его поверхность, наклоном относительно вертикали, изменения расстояния до зрачков пользователя.

6. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что средства видеонаблюдения снабжены датчиком наклона плавательного средства, а средство обработки данных выполнено с возможностью отображения на дисплее фигур и/или надписей, меняющих свое кажущееся угловое положение с заданным, регулируемым фазовым сдвигом относительно изменения углового положения плавательного средства.

7. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что средство обработки данных выполнено с возможностью отображения на дисплее элементов, приходящих в движение при изменении углового положения плавательного средства.

8. Малоразмерное плавательное средство по п. 7, отличающееся тем, что дополнительно на дисплее отображается шлейф, пропорциональный скорости изменения углового положения плавательного средства.

9. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что средство обработки данных выполнено с возможностью распознавания объектов и вывода на дисплей информации о них, хранящейся в средстве обработки данных или полученной из внешних источников.

10. Малоразмерное плавательное средство по п. 9, отличающееся тем, что средство обработки данных выполнено с возможностью распознавания опасных объектов и ситуаций с приоритетным выводом на дисплей предупреждений о них.

11. Малоразмерное плавательное средство по п. 10, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью автоматического обмена данными об опасности с береговыми службами и/или аналогичными информационными средствами в регионе.

12. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено средствами видеонаблюдения окружающего пространства, а средство обработки данных выполнено с возможностью отображения на дисплее одновременно условно неподвижной плоскости и окружающего пространства.

13. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что средства видеонаблюдения расположены на поверхности плавательного средства, обращенной к воде, и выполнены с подсветкой.

14. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено видеокамерой или видеокамерами, установленными со стороны, обращенной к пользователю, и/или на опоре, и/или буксируемых за плавательным средством и подключенными к средствам приема и/или обработки данных, которые выполнены с возможностью анализа состояния пользователя, формирования сигнала тревоги в случае ухудшения его состояния и трансляции указанного сигнала береговым службам и окружающим сопряженным плавательным средствам.

15. Малоразмерное плавательное средство по п. 1, отличающееся тем, что средства приема и обработки данных выполнены с возможностью дублирования информации от стороннего устройства на всем дисплее или его части, по меньшей мере, в одном из режимов работы.