Устройство для имитации визуальной обстановки в тренажере транспортного средства Советский патент 1986 года по МПК G09B9/04 

1

Изобретение относится к учебно- тренировочной технике и предназначено для воспроизведения изображени дорожной обстановки движения транспортного средства при подготовке опраторов-водителей на тренажере.

Целью изобретения является улучшение качества наблюдаемого изображения.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для имитации визуальной обстановки в тренажере транспортного средства; на фиг.2 - функциональная схема блока коррекции изображения; на фиг.З - пример выполнения блока коррекции изображения .

Устройство для имитации визуальной обстановки в тренажере транспортного средства содержит экран 1, выполненный в виде полусферы и установленный перед кабиной тренажера транспортного средства, телевизионный проектор 2, связанный через усилит ель 3 видеосигналов с передающей телевизионной камерой 4, оптическая ось объектива которой ориентирована вертикально. Зеркало 5 установлено на передающей телевизионной камере 4. При его помощи оптическая ось преломляется под требуемым углом к макету 6 мест ности, обеспечивая требуемый ракурс съема изображения. Привод 7 поворота телевизионной камеры подключены к выходу датчика 8 угловых перемещений головы оператора вокруг вертикальной оси.

Привод 9 наклона зеркала предназначен для изменения угла съема изображений макета местности в вертикальной плоскости и подключен к выходу датчика 10 угловых перемещений головы оператора в саггиталь- ной плоскости. Приводы 7 и 9 выполнены, например, в виде сельсин- приемников , а датчики 8 и 10 - в виде сельсин-датчиков. Датчики 8 и 10 связаны механически посредством гибких валов 11 с обручем 12, закрепленным на голове оператора. Блоки 13 и 14 коррекции изображения расположены в плоскости по обеим сторонам телевизионного проектора под углом к его оптической оси таки образом, чтобы границы изображений проецируемых или светотеневых потоков контактировали с границами основного изображения дорожной

0

0

41

j

5 5

0 5

0

0

5

62

обстановки, воспроизводимого проек- ,

тором 2 на экране 1 . При зтом входь) блока 13 коррекции изображения под- ключены к выходам электронных ключей 15 и 16, а входы блока 14 коррекции изображения - к выходам электронных ключей 17 и 18. Информационные входы электронных ключей 15-18 через масштабный усилитель 19, соединены с датчиком 20 скорости перемещения телевизионной камеры относительно макета 6 местности. Управляющие входы электронных ключей 15-18 подключены к соответствующим выходам дешифратора 21, вход которого соединен с датчиком 8 через преобразователь 22 аналог - код. Телевизионный проектор 2 и блоки

13и 14 коррекции изображения установлены на платформе 23, выпоплён- ной с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и наклонов

по тангажу относительно оптической оси проектора 2. Угловые перемещения платформы 23 обеспечиваются приводом 24 наклона платформы, подключенным к выходу датчика 10, и приводом 25 перемещения платформы вокруг вертикальной оси, соединенным с выходом датчика 8. Приводы 24 и 25 выполнены в виде сельсин- приемников .

Блоки 13 и 14 коррекции изображения содержат направлений источник 26 света и электродвигатели 27 и 28, подключенные к выходам соотвёт ствующих электронных ключей, светонепроницаемые маски 29 и 30 с отверстиями по окружности, установленные на валах электродвигателей 27 и 28. Маски размещенные между направленными источниками 26 света и фокусирующей линзой 31 таким образом, что при вращении электродвигателей 27 и 28 отверстия маски 29 пересекают оптическую ось источника света и линзы в вертикальном направлении, а отверстия маски 30 - в горизонтальном направлении. При этом обеспечивается имитация соответственно набегающих и пробегающих светотеневых изображений впериферических частях сектора обзора оператора.

Платформа 23 установлена при помощи подвеса 32 на поворотной раме 33, опирающейся на подшипник 34. Телевизионный проектор 2 и блоки 13,

14коррекции изображения укреплены

на плоскости платформы и закреплены защитным кожухом 35.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом тренировки операто закрепляет на голове обруч 12, занимает место в кабине тренажера, размещенной перед экраном 1. Изображение участка местности макета 6 воспринимается посредством зеркала телевизионной камерой 4, с которой в виде электрического сигнала поступает на вход усилителя 3- видеосигналов. После обработки и усиления сигиал передается на телевизионный проектор 2, при помощи которого .воспроизводится в ввде изображения участка местности в требуемом масштабе на экране 1.

Оператор имитирует приведение транспортного средства в движение при зтом телевизионная камера 4 нач начинает перемещаться относительно макета 6 местности по траектории, выбранной обучаемым, обеспечивая съем и передачу динамически меняющихся изображений ландшафта, воспроизводимых проектором 2 адекватно имитируемой обстановке движения транспортного средства. Сектор экрана 1, в котором воспроизводится изображение обстановки движения, ограничен растром луча телевизионного проектора 2 и не обеспечивает имитации визуального изображения в периферических частях сектора ра оператора. Отсутствие изображений в периферических частях сектора обзора компенсируется при помощи блоков 13 и 14, проецирующих потоки набегающих или пробегающих Светотеневых изображений на флангах основного изображения дорожной обстановки. Выбор вида светотеневых потоков для воспроизведения в периферических частях сектора обзора оператора осуществляется в зависи- . мости от положения головы операт о- ра, которое контролируется при по- мощи обруча 12. В исходном положении голова обучаемого сориентирована таким образом, что направление его взгляда совпадает с направлением движения транспортного средства. При этом на экране I основное изображение воспроизводится в-его центральной части и носит преимущественно набегающий характер, а сигнал на выходе датчика

218416

8 равен нулю. Телевизионная камера 4 при нулевом сигнале на выходе привода 7 ориентирована строго в направлении движения имитатора

-с транспортного средства. Нулевой сигнал на выходе преобразователя 22 аналог-код соответствует наличию управляющих сигналов на первом и третьем выходах дешифратора 21. Нри

0 этом электронные ключи 15 и 17 ока- зьгоаются открытыми и сигнал с выхода датчика 20 скорости перемещения телевизионной камеры после коррекции Масштабным усилителем 19 посJ5 тупает на входы блоков 13 и 14 коррекции. Первые входы этих блоков соответствуют входам электродвигателей 28 с масками 30, вращение которых обеспечивает имитацию про2Q бегающих изображений в периферических частях сектора обзора оператора. Дополнение основного изображения дорожной обстановки, имеющего набегающий характер, иробегающи25 ми светотеневыми потоками на его фланцах повьшгает полноту воспроизведения общей обстановки движения транспортного средства.

Поворот головы оператора вокруг верз икальной оси на некоторый угол приводит к появлению на выходе датчика 8 сигнала, пропорционального углу отклонения. Сигнал передается на входы привода 7 поворота теле- физионной камеры 4 и преобразова35 теля 22 аналог-код. Привод 7 поворачивает телевизионную камеру 4 с зеркалом 5 на требуемый угол вокруг вертикальной оси, изменяя угол

съема изображения с макета 6 мест40

ности относительно направления движения телевизионной камеры. Одновременно привод 25 по сигналу с датчика 8 осуществляет поворот платформы 23 с проектором 2 и блоками .

13 и 14 вокруг вертикальной оси, изменяя место основного и дополнительного изображений на экране 1 таким образом, чтобы оно соответствовало положению головы и направлению

50 взгляда оператора.

С приближением угла поворота головы оператора к значению +90 относи- тельно исходного положения характер основного изображения обстановки

55 движения, воспроизводимого проектором 2, постепенно изменяется от на- бегающего к пробегающему, а периферИ ческих изображений на его фланги от пробегающих к набегающим. Указанные изменения реализуются дешифратором 21 по сигналам преобразоваг ния 22 аналог-код. При этом через электронные ключи 16 и 18 подключаются электродвигатели 27 блоков 13 и 14 коррекции.изображения. Вращение электродвигателя 27, масок 29, установленных с возможностью пересечения их отверстиями оптической оси источника 26 света в тикальнрм направлении, обеспечивает имитацию набегающих светотеневых потоковна экране 1 в периферической части сектора обзора оператора. Электродвигатели 28 посредством электронных ключей 15 и 17 отключаются, прекращая проецирование пробегающих светотеневых изображений.

Перемещение головы оператора вокруг вертикальной оси сопровождается непрерьганой коррекцией угла съема и воспроизведения визуальной информации при этом соответственно изменяется характер светотеневых потоков, проецируемых на флангах основного и.зоб- ражения обстановки движения.

Угловые перемещения головы оператора вверх и вниз относительно горизонтальной линии саггитальной плоскости фиксируются посредством обруча 12 и гибкого вала 11 датчиком углойых перемещений головы рператора. Сигнал пропорциональный углу отклонения головы оператора от горизонтальной линии, поступает с выхода датчика 1б на привод наклона зеркала и привод 24 наклона платформы по тангажу. При этом зеркало 5 и платформа 23 одновременно наклоняютс Яд обеспечивая одновременное изменение угла съема информации телевизионной камерой 4 и угла проекции изображения проектором 2 на экране 1.

Формула изобрет ей и я

1.Устройство для имитгщии визу- ,альной юбстановки в тренажере транс0

s

0

5

0

5

5

0

портного средства, содержащее экран, установленный на платформе , телевизионный проектор, связанньй . оптически с передающей телевизионной камерой с закрепленным на ней зеркалом, приводы линейного перемещения и и поворота телевизионной камерыj привод наклона зеркала и датчики перемещения головы оператора, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества наблюдаемого изображения, оно снабжено блоками коррекции изображения, установленными на выполненной с приводами перемещения и наклона платформе с проектором, электронными ключами, дешифратором, датчиком линейного перемещения телевизионной камеры и преобразователем аналог-код, вход которого соединен с выходом одного из датчиков перемещения головы оператора, подключенным к приводу перемещения платформы и к приводу поворота телевизионной камеры, а выход преобрй-зователя аналог-код подключен к. входу дешифратора, выходы которого соединены с одними из входов электронных ключей, подключенных выходами к входам блоков коррекции изображения, при этом другой датчик перемещения головы оператора соединен с приводом наклона платформы и с приводом наклона зеркала, а выход датчика линейного перемещения телевизионной камеры подключен к другим входам электронных ключей.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что, блок коррекции изображения содержит направленный источник света, электродвигатели, фокусирующую линзу и светонепроницаемые маски с отверстиями по окружности, установленные на валах электродвигателей между направленным источником света и фокусирзпо- щей линзой с возможностью их взаимодействия, при этом электродвигатели подключены к входам блока коррекции.

30

25

Изобретение относится к устройствам ДЛЯ воспроизведения изображения дорожной обстановки движения транспортного средства при подготовке операторов-водителей на тренажере. Цель изобретения - улучшение качества наблюдаемого изображения. Устройство содержит экран 1, выполненный в виде полусферы и установленный перед кабиной тренажера транспортного средства. Телевизионный проектор 2 связан через усилитель 3 видеосигналов с передающей телевизионной камерой 4,оптическая ось объектива которой ориентирована вертикально. Оператор имитирует приведение транспорт- средства в движение, при . этом телевизионная камера 4 начинает перемещаться относительно макета 6 местности по траектории, выбран- ной обучаемым. Обеспечивается съем и передача динамически меняющихся изображений ландшафта, воспроизводимых проектором 2 адекватно имитируемой обстановке движения транспортного средства. Привод 7 поворачивает телевизионную камеру 4 с зеркалом 5 на требуемый угол вокруг вертикальной оси. Привод 25 по сигналу с датчика 8 осуществляет .поворот платформы 23 с проектором 2 и блоками 13 и 14 вокруг вертикальной оси, изменяя место основного и дополнительного изображений на экране 1 . 1 З.П.ф-ЛЫ, 3 ИЛ. i (Л to 00 4 Од - .f