Устройство для моделирования работы оператора транспортного средства Советский патент 1989 года по МПК G09B9/04 

сд

Изобретение относится к созданию средств для моделирования работы операторов различных перемещающихся по земной поверхности транспортных средств, а более конкретно к средст - вам имитации визуальной обстановки в поле зрения этих операторов.

Целью изобретения является расш1- рение функциональных возможностей за счет моделирования непрерывного движения транспортного средства в продольном направлении.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит объемный макет 1 местности с перемещающейся над ним телекамерой 2., снабженной при- водаг-ш продольного 3 и поперечного 4 перемещения, а также приводом 5 пово рота , макет рабочего места 6 оператора с установленными в нем органами

7управления, снабженными датчиками

8их положения, и видеоконтрольное устройство 9, а также вычислитель 10, ьход которого соединен с датчиками 8, а выходы - с приводами поперечного перемещения 4 и поворота 5 телекамеры 2. Кроме того, устройство содержит второй объемный макет 11 местности с перемещающейся над ним второй телекамерой 12, снабженно приводами продольного 13 и поперечного 14 перемещения, а также приводом 15 поворота, два нормально разомкнутых 16 и 17 и два нормально замкнутых 18 и 19 концевых выключателя (КВ), щесть ключей 20-25, две схемы И 26 и 27, источник 28 опорного напряжения и RS-триггер 29,К-вход которого соединен с первым нормально разомкнутым KB 16, а S-вход - с вторым нормально разомкнутым KB 17, прямой выход RS-триггера 29 подключе

к управляющим входам первого и тре- тьего ключей 20 и 23 и к первому входу второй схемы И 27, второй вход которой соединен с вторым нормально замкнутым KB 19, а выход - с управляющим входом шестого ключа 25, ин- версный выход RS-триггера 29 подключен к управляющим входам второго и четвертого ключей 21 и 24 и к первому входу .первой схемы И 26, вторей . вход которого соединен с первым нор- мально Замкнутым KB 18, а выход - с управляющим входом пятого ключа 24, выход управления продольным пер.еме- щением вычислителя 10 через третий

5

0

0

5 0

5 Q

ключ 22 соединен с первым, приводом 3 продольного перемещения первой телекамеры 2 и выходом пятого ключа 24, а через четвертый ключ 23 - с вторым приводом 13 продольного перемещения второй телекамеры 12 и выходом шестого ключа 25, вход которого объединен с входом пятого ключа 24 и подключен к исто чнику 28 напряжения, выход управления поперечным перемещением вычислителя 10 соединен также с вторьгм.приводом 14 поперечного перемещения второй телекамеры 12, а выход управления поворотом вычислителя 10 соединен с приводом 15 поворота второй телекамеры 12, при этом первые нормально разомкнутый KB 16 и нормально замкнутый KB 18 установлены соответственно в начале и в конце диапазона продоль- .ного перемещения первой телекамеры 2, а вторые нормально разомкнутый КБ 17 и нормально замкнутый KB 19 - в .начале и в конце диапазона продольного перемещения второй телекамеры 12, а начальный и конечный участки (Первого макета 1 местности повторяют соответственно конечный и начальный участки второго макета 11 местности. Отдельные элементы устройства могут быть реализованы следующим образом. В качест.ве макетов 1 и 11 местности могут быть использованы объемные модели. В качестве телекамеры 2 и 12 могут быть использованы телекамеры на основе суперортикона и видеоголовки ВГг2, снабженной поворотным угловым зеркалом для изменения направления наблюдения. В качестве приводов продольного 3 и 13 и поперечного 4 и 14 перемещения, а также приводов 5 и 15 поворота можно использовать маломощные электроприводы из используемых в приборостроении. При построении узла преобразования. вращательного движения в поступательное можно взять винт с ходовой гайкой. Макет рабочего места 6 оператора с установленными в нем органами 7 управления выполняется в натуральную величину и соответствует рабочему месту оператора моделируемого транспортного средства. В качестве датчиков 8 можно использовать потенциометрические датчики. В качестве видеоконтрольного устройства 9 можно использовать ВКУ ВК23В60 или ему подобное. В качестве

5

вычислителя 10 может быть использовано аналоговое вычислительное устройство, аналогичное используемому в кинотренажере, обеспечивающее формирование координатных и скоростных сигналов перемещения и поворота моделируемого транспортного средства. Нормально разомкнутые 16 и 17 и нормально замкнутые 18 и 19 концевые выключатели можно реализовать на кнопках типа КМД1-1. Ключи 20-25 можно реализовать на микросхемах 168КТ2А. Схемы И 26 и 27 и RS-триг- гер 29 реализуются на микросхемах 564ЛА7. В качестве источника 28 напряжения можно использовать источник Б5-44 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что в момент включения устройства на прямом выходе RS-.триггера 29 уровень 1, а на инверсном - уровень О. Уровень 1 с прямого выхода RS-триггера 29 поступает на управляющие входы первого и третьего ключей 20 к 22 к на первый вход второй схемы И 27, при этом через замкнутый первый ключ 20 видеосигнал с выхода первой телекамеры 2 поступают на видерконт1-ольное устройство 9, а выход управления продольным перемещением вычислителя 10 через замкнутый третий ключ 22 соединяется с первым приводом 3 продольного перемещения первой телекамеры 2. С выхода второй схемы И 27 уро- вень 1 поступает на управляющий вход шестого ключа 25, так как на первый вход второй схемы И 27 п ри- ходит уровень с прямого выхода RS-триггера 29, а на второй вход - уровень 1 с второго нормально замкнутого концевого выключателя 19. При этом через замкнутый шестой ключ 25 с источника 28 опорного напряжения на второй привод 13 продольного перемещения второй телекамеры 12 поступает напряжение и привод 13 возвр ащает вторую телекамеру 12 в исходное (крайнее правое) положение до размыкания второго нормально зам- кнутЪго концевого выключателя 19, после размыкания которого на второй вход схемы И 27 приходит уровень О.. Уровень О с выхода второй схемы И 27 запирает шестой ключ 25 и откл.ючает привод 13 от источника 28 опорного напряжения. В результате на

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

276 .

видеоконтрольное устройство 9, находящееся в макете рабочего места б оператора, приходит видеосигнал фона местности с первого макета 1 местности, передаваемый посредством первой телекамеры 2, и оператор, работая с органами 7 управления, управляет через вычислитель 10 первыми приводами продольного 3 и поперечного 4 перемещения, а также первым приводом 5 поворота первой телекамеры 2, За счет этого происходит имитация движения транспортного средства по пересеченной местности в продольном направлении. При этом второй привод 14 поперечного перемещения и второй привод 15 поворота второй телекамеры 12 работает параллельно с первым приводом 4 поперечного перемещения и первым приводом 5 поворота первой телекамеры по одним уп- равляюш м напряжениям с выходов вычислителя 10, поэтому вторая телекамера 12 повторяет поперечные и условные перемещения первой телекамеры 2.

Как только первая телекамера 2 доходит до крайнего левого положения первого макета 1 местности, происходит замыкание первого нормально разомкнутого концевого выключателя. 16. Урове нь 1 с него поступает на R-вход .RS-триггера 29 и устанавливает на его прямом выходе уровень О, а на инверсном - уровень 1. Уровень О с прямого выхода RS-триггера 29 поступает на управляющий вход первого ключа 20,.который размыкается и отключает первую телекамеру 2 от видеоконтрольного устройства 9, и на управляющий вход третьего ключа 22, который размыкается и отключает первый привод 3 продольного перемещения от вычислителя 10. Уровень 1 с инверсного выхода RS-триггера 29 приходит на управляюш1 й вход втор.ого ключа 21 , который замыкается и подключает вторую телекамеру .12 к видеоконтрольному устройству 9, и на управляющий вход четвертого ключа 23, которьй замыкается и подключает выход управления продольным перемещением вычислителя 10 к второму приводу 13 продольного перемещения. С выхода первой схемы И 26 уровень 1 поступает науправляющий вход пятого ключа 24, так как на первый вход первой схемы И 26 прихо-

дит уровень 1 с инверсного выхода RS-триггера 29, а на второй вход - уровень 1 с первого нормально замкнутого концевого выключателя 18. Через замкнутый пятый ключ 24 напряжение с источника 28 опорного напряжения поступает на первый привод 3 продольного перемещения, возвращая первую телекамеру 2 в исходное по- ложение (крайнее правое).

В свою очередь, когда вторая телекамера 12 достигнет крайнего левого положения, замыкается второй нормально разомкнутый концевой вы- ключатель 17 и уровень 1 поступает с него на S-вход RS-триггера 29, ко- торьш перебрасывается, вызывая автоматическое (аналогичное изложенному) переключение приводов и телекамер, за СЧЁТ чего происходит моделирование непрерывного движения транспортного средства в продольном направлении .

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования работы оператора транспортного средства, содержащее объемный макет местности, имеющую возможность перемещения над макетом местности телекамеру с приводами ее продольного и поперечного перемещения и приводом ее поворота, макет рабочего места оператора с органами управления,свя занными с датчиками их положения, видеоканальное устройство и вычислитель, вход которого соединен с датчиками, а выходы - с приводом поперечного перемещения и поворота телекамеры, отличающееся тем что, с целью расшире шя функциональных возможностей устройства за счёт моделирования непрерывного движения

транспортного средства в продольном направлении, оно снабжено вторым объемным макетом местности, второй телекамерой, установленной с возможностью перемещения над ним, приводами продольного и поперечного переме- щения второй телекамеры и приводом ее поворота двумя нормально разом, Q

j20 25

, 30

35

40

45

кнутыми и двумя нормально.замкнутыми концевыми выключателями, ключами, схемами И, источником опорного напряжения и RS-триггером, входы R и S которого соединены соответственно с первым и вторым нормально разомкнутыми концевыми выключателями, прямой. выход RS-триггера соединен с управляющими входами первого и третьего ключей и подключен к первому входу второй схемы И, второй вход которой соединен с вторым нормально замкнутым концевым выключателем, а выход - с управляющим входом шестого ключа, инверсный .выход RS-триггера подключен к управляющим входам второго и четвертого ключей и первому входу первой схемы И, второй вход которой соединен с первым нормально замкну- . тым концевым выключателем, а выход - с управляющим входом пятого ключа, выход управления продольным перемещением через третий ключ соединен с первым приводом продольного перемещения первой телекамеры и с выходом пятого ключа, а-через четвертый ключ - с вторым приводом продольного перемещения второй телекамеры и выходом шестого ключа, вход которого объединен с входом пятого ключа и подключен к источнику опорного напряжения, выход управления поперечным перемещением соединен также с вторым приводом поперечного перемещения второй телекамеры, а выход управления поворотом - с приводом поворота второй телекамеры, при этом первые нормально разомкнутый и нормально замкнутый концевые выключатели установлены соответственно в начале и в конце диапазона продольного перемещения первой телекамеры, а соответственно вторые выключатели - в начале и в конце диапазона продольного перемещения второй телекамеры.

2, Устройство по П.1, отличающееся тем, что начальный и конечный участки одного макета местности идентичны конечному и на- чальному участкам другого макета местности.

Изобретение относится к созданию средств для моделирования работы операторов различных перемещающихся по земной поверхности транспортных средств, более конкретно к средствам имитации визуальной обстановки в поле зрения этих операторов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования непрерывного движения транспортного средства в продольном направлении. Устройство содержит макеты 1 и 11 местности с перемещающимися над ними телекамерами 2 и 12, имеющими приводы продольного 3 и 13, поперечного 4 и 14 перемещения и приводы поворота 5 и 15, а также систему управления телекамерами. Устройство обеспечивает моделирование бесконечного движения транспортного средства без ограничения времени вождения и диапазона моделируемых дорожных ситуаций, что достигается за счет ввода в состав устройства второго макета 11 местности с перемещающейся над ним второй телекамерой 12 с приводами, а также устройств коммутации и управления ими.