DE10049681A1 - Flug- oder Fahrsimulator - Google Patents

Flug- oder Fahrsimulator

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Abstract

Bei einem Flug- oder Fahrsimulator, DOLLAR A mit einem PC-gestützten Programm, DOLLAR A und mit optischen und/oder akustischen und/oder elektrischen Anzeigemitteln zur Wiedergabe von durch das Programm abgegebenen Signalen, DOLLAR A und mit Bedienungselementen, mittels derer von einem Benutzer zum PC Signale zur Beeinflussung des Programmablaufes übertragbar sind, DOLLAR A und mit einer beweglich gelagerten, mittels Aktuatoren antreibbaren Plattform, auf der sich eine Halterung, wie ein Sitz, für den Benutzer befindet, DOLLAR A und mit einer Steuerung, welche die Aktuatoren der Plattform in Abhängigkeit von programmbezogenen Signalen ansteuert, schlägt die Erfindung vor, DOLLAR A dass Signaleingänge der Steuerung mit Signalausgängen des Programms verbunden sind, DOLLAR A und dass in der Steuerung eine Schaltung vorgesehen ist, welche ein Rechenmodell der Fahr- oder Flugeigenschaften des im Spiel benutzten Fahr- oder Flugzeuges darstellt, DOLLAR A und dass den Aktuatoren Ausgangssignale von der Steuerung anliegen, welche von der Steuerung anhand deren Eingangssignale unter Berücksichtigung des Modells berechnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flug- oder Fahrsimulator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der Praxis sind preisgünstige derartige Simulatoren be­ kannt, die als Computerspiele bezeichnet werden. Das Spiel läuft auf einem handelsüblichen PC. Die Anzeigefläche kann ein PC-Monitor sein oder eine Leinwand, wenn das Bild mit Hilfe ei­ nes Projektors auf die Leinwand gebracht wird. Das Spiel kann durch Bedienungselemente beeinflußt werden, die im einfachs­ ten Fall in Form der Tastatur des PC's vorliegen. In an sich be­ kannter Weise können derartige Bedienungselemente jedoch auch als Lenkrad- oder Steuerknüppelkonsole ausgestaltet sein, ggf. mit einer zusätzlichen Pedaleinheit und/oder einem Be­ dienelement zum Schalten der Gänge des Fahrzeuggetriebes.
Bei den gattungsgemäßen Simulatoren wird vom Programm nicht nur der Bildaufbau in Abhängigkeit von den Signalen, die der Benutzer über seine Bedienelemente in den PC eingibt, je­ weils neu berechnet, sondern es werden zusätzlich zu den Bild­ signalen weitere Signale ausgegeben, beispielsweise an soge­ nannte "Force-Feedback"-Bedienelemente, bei denen ein Wi­ derstand der Bedienelemente durch entsprechende Aktuatoren, beispielsweise Elektromotoren, aufgebaut wird, der reale Wider­ stände simuliert, wie sie auf reale Bedienelemente einwirken. Weiterhin werden akustische Signale ausgegeben, beispielswei­ se um das Motorgeräusch mit den entsprechend unterschiedli­ chen Drehzahlen des Fahr- bzw. Flugzeugmotors zu simulieren. Schließlich können sogenannte "Body-Shaker" angesteuert wer­ den, also vibrierende Elemente, die beispielsweise motor­ drehzahlabhängige Vibrationen simulieren. Eine beweglich gela­ gerte Sitzplattform kann vorgesehen sein, wobei die Bewegungen des Sitzes ermöglicht werden in Abhängigkeit von den Sig­ nalen, welche der Benutzer selbst auslöst und die von den Be­ dienungselementen abgegeben werden, die also Eingangssigna­ le für das Programm darstellen.
Weiterhin sind aufwendige gattungsfremde Simulatoren zur Schulung von Flug- oder Fahrpersonal bekannt, wobei derartige Simulatoren hydraulisch betätigbare Plattformen aufweisen, die sich in Abhängigkeit von den Handlungen des Benutzers bewe­ gen, so daß ein interaktiver Simulator geschaffen wird, bei dem für den Benutzer die tatsächlichen Fahr- oder Flugbedingungen möglichst realistisch nachgebildet werden. Bei diesen gattungs­ fremden Simulatoren werden die Bewegungen der Plattform durch das Programm gesteuert, also von eigens vorgesehenen zusätzlichen Bewegungs-Signalen, welche Ausgangssignale des Programms darstellen.
Die gattungsfremden Simulatoren sind sehr aufwendig und mit Anschaffungskosten in Höhe von mehreren Hunderttausend DM verbunden. Die gattungsgemäßen Simulatoren sind mit Anschaf­ fungskosten einschl. der Bedienelemente von unter tausend DM bis wenigen tausend DM verbunden, vermitteln jedoch kein rea­ listisches Fahr- bzw. Fluggefühl.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemä­ ßen Simulator dahingehend zu verbessern, daß dieser mit mög­ lichst preiswerten Mitteln ein möglichst realistisches Fahr- bzw. Flugerlebnis vermittelt, und ein dazu geeignetes Verfahren an­ zugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Simulator mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, im Gegensatz zu den bekannten, gattungsfremden Simulatoren die Aktuatoren nicht durch Signale anzusteuern, die von dem eigentlichen Si­ mulationsprogramm, also beispielsweise von einem PC-Pro­ grammes, erzeugt werden, sondern durch eine eigens dafür vor­ gesehene Steuerung.
Diese eigenständige Steuerung kann in Form einer fest verdrah­ teten Schaltung verwirklicht sein oder in Form einer Schaltung, die durch ein Programm eines Rechners verwirklicht ist und z. B. auf eigenen, zweiten Rechner abläuft. Im zweiten Fall kann eine einfache Umprogrammierung dazu genutzt werden, bei gleichen Eingangssignalen unterschiedliche Ausgangssignale zu erzeu­ gen und so z. B. eine Anpassung an unterschiedliche Fahr- oder Flugzeugtypen zu ermöglichen. So kann auf einem Rechner das PC-gestützte Spiel ablaufen und auf dem anderen Rechner die erfindungsgemäß vorgesehene Steuerung. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, je nach Leistungsfähigkeit des Rechners, auf diesem sowohl das PC-gestützte Simulationsspiel ablaufen zu lassen, als auch im Rahmen eines eigenständigen Programms die erfindungsgemäß vorgesehene Steuerung für die Plattform ablaufen zu lassen.
Diese eigenständige Steuerung vorzusehen, erscheint zunächst möglicherweise besonders aufwendig. Hierdurch ist es jedoch möglich, ein preisgünstiges Simulationsprogramm zu verwen­ den, z. B. ein handelsübliches PC-Spiel, welches an sich keine Ansteuerung von Aktuatoren vorsieht und daher nicht mit einer entsprechenden Komplexität und den damit verbundenen Kos­ ten erstellt werden mußte. Dennoch kann eine Ansteuerung von Aktuatoren auf vergleichsweise einfache Weise ermöglicht wer­ den:
Erfindungsgemäß zeichnet sich die zusätzlich vorgesehene Steuerung für die Aktuatoren der Plattform dadurch aus, daß sie Eingangssignale verarbeitet, die nicht vom PC-Programm zur Steuerung von Aktuatoren vorgesehen sind, sondern die vom PC, also vom PC-gestützten Computerspiel, abgegeben werden, um beispielsweise die akustischen Anzeigen anzusteuern, bei­ spielsweise einen Lautsprecher zur Wiedergabe der Motordreh­ zahl, oder um den erwähnten Body-Shaker zu betreiben.
Auch die Signale der Bedienelemente können von der Steue­ rung verarbeitet werden, so daß beispielsweise die Steuerung anhand der Lautsprechersignale die Drehzahl des Motors be­ rechnen kann und aufgrund der vom Benutzer betätigten "Gang­ schaltung" berechnen kann, welcher Gang eingelegt ist, so daß aus diesen beiden Informationen die Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden kann, ohne daß diese Information von dem PC-gestützten Programm unmittelbar zur Verfügung gestellt wird.
Anhand dieser von der Steuerung berechneten Information über die Geschwindigkeit können die Reaktionen unterschiedlich aus­ fallen, die bei einem bestimmten Druck auf das "Gaspedal" oder auf das "Bremspedal" zum Neigen oder Kippen der Plattform führen.
Die Steuerung verwertet die eingehenden Signale und berech­ net anhand eines in der Steuerung hinterlegten Rechenmodells die ausgehenden Signale. Das Rechenmodell stellt dabei ein Abbild von Fahrwerken bestimmter Fahrzeugtypen oder von Flugeigenschaften bestimmter Flugzeuge dar. Für verschiedene Fahrzeuge werden beispielsweise in Abhängigkeit von der im Rechenmodell berücksichtigten Motorleistung, der Federhärte und ähnlicher Parameter die Reaktionen für die Plattform bei demselben Gaspedal- oder Bremsdruck unterschiedlich berech­ net, je nachdem welches "Fahrwerk", also welches fahrwerkspe­ zifische Rechenmodell in der Steuerung berücksichtigt wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, diese Rechenmodelle frei wählbar bzw. überschreibbar auszugestalten, so daß je nach dem verwendetem PC-Spiel entsprechend angepaßte Rechen­ modelle mit den entsprechend passenden Fahr- bzw. Flugeigenschaften verwendet werden können, oder so daß innerhalb desselben PC-Spiels unterschiedliche Fahr- oder Flugzeuge gewählt werden können und in der Steuerung die entsprechen­ den Fahr- bzw. Flugeigenschaften für die Betätigung der Platt­ form berücksichtigt werden.
Vorteilhaft kann anstelle einer aufwendigen Hydraulik vorgese­ hen sein, elektrisch verstellbare Aktuatoren vorzusehen, so daß auf die Installation eines Hydraulikaggregates verzichtet werden kann.
Die zum Betrieb des Body-Shakers verwendeten Signale können zur Betätigung von vertikal wirkenden Aktuatoren herangezogen werden, um Fahrbahnunebenheiten, Luftlöcher od. dgl. zu simu­ lieren, also die Plattform vertikal rütteln zu lassen. Auf einfache Weise kann dem Benutzer dabei das Gefühl von Geschwindig­ keit vermittelt werden, indem die Frequenz, mit der diese Stöße erfolgen, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit zunimmt, wo­ bei diese Geschwindigkeit in bereits beschriebener Weise von der Steuerung berechnet werden kann.
Langanhaltende Kräfte wie bei längeren Steig- oder Sinkflügen, Beschleunigungen oder Bremsungen, können durch Neigung der Plattform nach vorn oder hinten über beliebig lange Zeiträu­ me simuliert werden, indem die Aktuatoren in die entsprechende Stellung verfahren und dort gehalten werden. Seitenkräfte hin­ gegen, wie beim Durchfahren einer langen Kurve oder eines Rundkurses, können durch kurzhubige, seitliche Bewegungen der Plattform auch über einen beliebig langen Zeitraum aufge­ bracht werden.
Hierzu können die Aktuatoren oszillierend, also hin- und herge­ hend betätigt werden, wobei der Benutzer die auf ihn einwirken­ den Stöße deutlich wahrnimmt, bei denen er gegen die Plattform bzw. das simulierte "Cockpit" gedrückt wird. Physiologisch be­ dingt werden demgegenüber die Entlastungen nicht in gleich starkem Maße wahrgenommen. Zudem ergibt sich die Möglich­ keit, den entlastenden Bewgungsabschnitt der Oszillation lang­ samer auszuführen als den entgegengesetzten, belastenden Bewgungsabschnitt, so dass die Wahrnehmbarkeit dieser Be­ wegungsabschnitte weiter erschwert wird. Auf diese Weise kann mit geringen Hubbewegungen einer Kolben-Zylinder-Anordnung dem Benutzer der Eindruck einer lang anhaltend und ggf. kon­ stant einwirkenden Kraft vermittelt werden.
Kolben-Zylinder-Anordnungen erlauben eine problemlose und vielseitige Ansteuerbarkeit zur Erzielung der gewünschten, simu­ lierten Fahr- bzw. Flugeindrücke. Alternativ kann jedoch vorge­ sehen sein, die Plattform auf andere Art zu bewegen, z. B. mit­ tels Exzentern, die hin und her geschwenkt oder - mit ggf. wech­ selnder Drehzahl - gedreht werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich­ nung im folgenden näher erläutert.
Dabei ist in der Zeichnung rein schematisch eine Anordnung dargestellt, die insgesamt einen Fahrsimulator 1 darstellt. Der Fahrsimulator 1 beinhaltet einen ersten Computer 2, auf dem ein Computerspiel läuft, also ein PC-gestütztes Programm. Dieses Programm bzw. dieser erste Computer 2 gibt Signale an einen Projektor 3, der das Bild des Computerspiels auf eine Leinwand 4 projiziert.
Der Spieler, also der Benutzer des Fahrsimulators 1, sitzt in ei­ nem nachgebildeten Cockpit 5 eines Rennwagens, wobei dieses Cockpit 5 auf einer beweglich gelagerten und antreibbaren Platt­ form 6 montiert ist. Das Cockpit 5 weist Bedienungselemente 7 auf, die als Lenkrad 8, Gaspedal 9 und Bremspedal 10 ausge­ staltet sind. Zudem ist ein nicht dargestellter Schalter vorgese­ hen, über den Signale zum Herauf- oder Herunterschalten des simulierten Fahrzeuggetriebes durch den Benutzer an das Programm abgegeben werden können, welches auf dem ersten Computer 2 läuft.
Abhängig von diesen Eingangssignalen verändert sich in an sich bekannter Weise der Ablauf des Computerspieles, also des auf dem ersten Computer 2 ablaufenden Programmes. Das Pro­ gramm seinerseits gibt nicht nur Bildinformationen an den Pro­ jektor 3, sondern auch akustische Informationen an einen nicht dargestellten Lautsprecher, beispielsweise um die Motordreh­ zahl des simulierten Rennwagens wiederzugeben. Entweder ab­ hängig von dieser Motordrehzahl oder durch eigene Signale, die vom Programm des Computerspieles erzeugt werden, kann ein sogenannter "Body-Shaker" angetrieben werden, der beispiels­ weise Motorvibrationen simulieren kann und das Cockpit bzw. die gesamte Plattform 6 vertikal vibrieren läßt. Ein derartiger "Body-Shaker" kann auch in an scih bekannter Weise zusätzlich zu dem erwähnten Lautsprecher vorgesehen sein und mit den­ selben Signalen wie dieser angesteuert werden, um besonders tiefe Schallfrequenzen als Schwingungen fühlbar zu machen.
Die Bewegungen der Plattform 6 können durch Aktuatoren be­ wirkt werden, die lediglich schematisch anhand von Doppelpfei­ len in der Zeichnung angedeutet sind: So sind zwei vordere Ak­ tuatoren 11 und ein hinterer Aktuator 12 vorgesehen, die jeweils Vertikalbewegungen der Plattform 6 ermöglichen. Zudem ist ein hinterer Aktuator 14 vorgesehen, der horizonal quer zur Fahrt­ richtung Bewegungen der Plattform 6 ermöglicht.
Die Aktuatoren 11-14 werden durch eine Steuerung 15 ange­ steuert, die lediglich rein schematisch, blockschaltbildartig in Form eines Kastens angedeutet ist und die entweder als fest verdrahtete Schaltung ausgestaltet sein kann, oder die als Com­ puterprogramm auf einem zweiten Rechner laufen kann, oder die in Form eines Computerprogrammes ggf. auch auf dem ersten Computer 2 läuft.
Der Steuerung 15 werden Eingangssignale zugeführt, wie bei 16 angedeutet und die im Bereich der Plattform 6 bzw. des Cock­ pits 5 gemessen werden. Es handelt sich dabei erstens um die von den Bedienungselementen 7 abgegebenen Signale, so daß mittels der Steuerung die Lenk- und Beschleunigungswerte aus­ gewertet werden können, die sich aus den Bewegungen des Lenkrades 8 sowie des Gaspedales 9 und des Bremspedales 10 ergeben sowie aus den Bewegungen des Schalthebels. Selbst­ verständlich werden dieselben Signale in der für den Program­ mablkauf vorgesehenen Weise ebenfalls an den Computer 2 übermittelt. Zweitens werden der Steuerung 15 Eingangssignale zugeführt, die vom Computer 2 ohnehin für den Spielverlauf ab­ gegeben werden, z. B. an den Lautsprecher, wobei auch in die­ sem Fall dieselben Signale in der vorgesehenen Weise eben­ falls an den Lautsprecher übermittelt werden.
Der technische Aufbau sowie der vorgesehene Programmablauf des PC-gestützten Computerspiels - welches handelsüblich häufig ebenfalls als "Simulator" bezeichnet wird - mit seinen ver­ schiedenen Komponenten, über die der Benutzer Informationen erhält und seinerseits Steuerungssignale abgibt, bleibt unverän­ dert und wird lediglich um zusätzliche technische Komponenten wie die Aktuatoren und durch die Steuerung ergänzt:
Anhand des Drucks oder des Wegs, mit dem Gaspedal- und Bremspedalbewegungen erfolgen, kann beispielsweise eine In­ tensität beim Beschleunigen oder beim Abbremsen berechnet werden, so daß dementsprechend die beiden vorderen Aktuato­ ren 11 angehoben oder abgesenkt und der hintere vertikale Ak­ tuator 12 entgegengesetzt betätigt werden kann, um für die Si­ mulation eines Bremsvorganges die Plattform schräg nach hin­ ten ansteigend anzustellen oder für einen Beschleunigungsvor­ gang die Plattform 6 schräg nach vorne ansteigend anzustellen.
Dabei ist in der Steuerung 15 ein Rechenmodell berücksichtigt, welches die Fahrwerkseigenschaften des Rennwagens berücksichtigt, beispielsweise die Härte der Federung, so daß sich in Abhängigkeit davon bei den entsprechenden Beschleunigungs­ kräften die Schrägstellung der Plattform 6 berechnet.
Bei gleichem Pedaldruck ergibt sich aus niedrigen Geschwindig­ keiten und "kleinerem" Gang eine stärkere Beschleunigung als aus höherem Tempo und ebenso bei niedrigen Geschwindigkei­ ten eine stärkere Abbremsung als bei höheren Geschwindigkei­ ten. Um diesen Effekt ebenfalls berücksichtigen zu können, wer­ tet die Steuerung 15 zudem die Drehzahl- und Getriebeinforma­ tionen aus. Die Getriebeinformationen liegen aufgrund der Schaltimpulse vor. Die Drehzahlinformationen werden durch das Computerspiel an den Lautsprecher abgegeben, so daß dieses Lautsprechersignal entweder unmittelbar elektronisch vom Laut­ sprecherkabel oder mittels eines Mikrofons vom Lautsprecher abgegriffen und der Steuerung 15 zugeführt werden kann. An­ hand von Drehzahl und gewählter Getriebeübersetzung wird in der Steuerung 15 die Geschwindigkeit berechnet, so daß ge­ schwindigkeitsabhängig die Plattform 6 schräg gestellt werden kann.
Die Auswertung der Signale der Getriebeschaltung erfolgt derart, daß die Steuerung 15 bei Start des Computerspieles davon ausgeht, daß der Leerlauf eingelegt ist. Ausgehend von dieser Schaltstellung werden die Schaltsignale mitgezählt, so daß an­ hand dieser jeweiligen Schaltimpulse die jeweils eingelegte Ge­ triebestufe berechnet werden kann. Dabei wird zwischen herauf- und herabschaltenden Schaltimpulsen unterschieden.
Bei Geradeausfahrt mit konstanter Geschwindigkeit ergibt sich keine Neigung der Plattform 6, so daß für den Benutzer außer der optischen Anzeige auf dem Monitor bzw. der Leinwand das Geschwindigkeitserlebnis nicht erlebbar ist. Daher kann vorteil­ haft vorgesehen sein, die Aktuatoren 11-14 oder den erwähn­ ten "Body Shaker" zu benutzen, um Fahrbahnunebenheiten zu simulieren. Diese Fahrbahnunebenheiten können unregelmäßig verteilt auftreten oder, wie beim Überfahren von regelmäßigen Querfugen einer Fahrbahn, in regelmäßigen Abständen. Ge­ schwindigkeitsabhängig kann die Frequenz dieser simulierten Bodenunebenheiten ansteigen, so daß auch bei konstant schneller Geradeausfahrt dem Benutzer das Gefühl der Ge­ schwindigkeit möglichst realistisch vermittelt werden kann, da bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedliche Ge­ schwindigkeitseindrücke über die Plattform 6 vermittelt werden.
Die als Meß- oder Eingangssignale 16 zugeführten Signale wer­ den daher in der Steuerung 15 unter Berücksichtigung des dort hinterlegten Rechenmodells ausgewertet, und die Steuerung 15 gibt anschließend - wie bei 17 angedeutet - Ausgangssignale an die Aktuatoren bzw. den Body-Shaker ab.
Zur Umstellung auf andere Fahrzeugtypen kann das in der Steuerung 15 vorgesehene Rechenmodell verändert bzw. gegen ein anderes Modell ausgewechselt werden. Insbesondere kön­ nen dann, wenn die der Steuerung 15 zugrundeliegende Schal­ tung in Form eines Computerprogrammes realisiert ist, vorteil­ haft mehrere unterschiedliche derartige Programme vorgesehen sein, z. B. auf einem gemeinsamen 1 Datenträger hinterlegt sein, so daß in kürzester Zeit unterschiedliche Fahrzeugtypen bzw. deren Fahrverhalten ausgewählt werden können. In vielen Fällen ist bei den handelsüblichen Computerspielen, die Renn- oder Flugsimulationen bieten, die Wahl zwischen verschiedenen Fahr- oder Flugzeugen möglich, so daß dementsprechend auch die unterschiedlichen Rechenmodelle der Fahrwerke oder des Flugverhaltens im Rahmen der Steuerung 15 ausgewählt wer­ den können.
Ebenso können die erwähnten simulierten Bodenunebenheiten den unterschiedlichen Fahrbedingungen angepaßt werden: Bei­ spielsweise kann vogesehen sein, die statistische Verteilung dieser Bodenunebenheiten bei einer simulierten Stadtfahrt oder auf einer Landstraße häufiger vorzusehen als auf einer simulierten Rennstrecke, oder es können diesen unterschiedlichen Um­ gebungen angepasst entsprechend unterschiedliche Arten bzw. Intensitäten von Bodenunebenheiten vorgesehen sein.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, anstelle der einzigen optischen Anzeige in Form der Leinwand 4 mehrere derartige Anzeigen vorzusehen, so daß panoramaartig den Benutzer umgebend und möglichst realitätsnah unterschiedliche Bilder vermittelt werden können. Insbesondere aus dem Bereich von PC-gestützten Flugsimulati­ onen ist es bekannt, aus den mehreren angebotenen Darstel­ lungen verschiedener Ansichten, welche unterschiedlichen Blick­ richtungen aus dem Cockpit entsprechen, auswählen zu können.
Bei einer derartigen Option des Programms kann ggf. vorgese­ hen sein, mehrere Ausgaben desselben Programms gleichzeitig laufen zu lassen und diesen mehreren, gleichzeitig ablaufenden und ggf. regelmäßig synchronisierten Programmen die Ein­ gangssignale von den Bedienungselementen 7 gleichzeitig zuzu­ führen, wobei dann jedes Computerspiel auf eine andere An­ sicht aus dem Cockpit eingestellt ist und diese Ansicht jeweils auf einer eigenen optischen Anzeige dargestellt wird, wobei die­ se Anzeigen um die Plattform 6 herum angeordnet sind, so daß der Benutzer bei der entsprechenden Blickrichtung die entspre­ chende Aussicht aus seinem simulierten Cockpit hat.

Claims (7)

1. Flug- oder Fahrsimulator,
mit einem PC-gestützten Programm,
und mit optischen und/oder akustischen und/oder
elektrischen Anzeigemitteln zur Wiedergabe von durch das Programm abgegebenen Signalen,
und mit Bedienungselementen, mittels derer von einem Benutzer zum PC Signale zur Beeinflussung des Pro­ grammablaufes übertragbar sind,
und mit einer beweglich gelagerten, mittels Aktuatoren antreibbaren Plattform, auf der sich eine Halterung, wie ein Sitz, für den Benutzer befindet,
und mit einer Steuerung, welche die Aktuatoren der Platt­ form in Abhängigkeit von programmbezogenen Signalen ansteuert,
dadurch gekennzeichnet,
dass Signaleingänge (16) der Steuerung (15) mit Signalausgängen des Programms verbunden sind,
und dass in der Steuerung (15) eine Schaltung vor­ gesehen ist, welche ein Rechenmodell der Fahr- oder Flugeigenschaften des im Spiel benutzten Fahr- oder Flugzeuges darstellt,
und dass den Aktuatoren (11-14) Ausgangssignale (17) von der Steuerung (15) anliegen, welche von der Steuerung (15) anhand von deren Eingangssignalen (16) unter Berücksichtigung des Modells berechnet sind.
2. Simulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch Signaleingänge (16) der Steuerung (15) mit Signalausgängen der Bedienungselemente (7) verbunden sind.
3. Simulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Aktuatoren (11-14) als elektrisch angetriebene Kolben-Zylinder-Einheiten ausgestaltet sind.
4. Verfahren zum Betreiben eines Flug- oder Fahrsimulators,
wobei von einem PC-gestützten Programm optische und/oder akustische und/oder elektrische Signale er­ zeugt werden,
und wobei mittels von einem Benutzer betätigbarer Bedie­ nungselemente Signale zum PC zur Beeinflussung des Programmablaufes übertragen werden,
und wobei eine beweglich gelagerte Plattform für den Be­ nutzer in Abhängigkeit von dem Programmablauf bewegt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
Ausgangssignale des Programms, die zur Erzeugung der optischen und/oder akustischen und/oder elektrischen Signale dienen, einer Schaltung zugeführt werden,
und dass diese Signale in der Schaltung unter Verwendung eines Rechenmodells verarbeitet werden, welches die Fahr- oder Flugeigenschaften des virtuell zu steuernden Fahr- oder Flugzeugs berücksichtigt,
und dass anschließend von der Schaltung Ausgangs­ signale (17) erzeugt werden, anhand derer die Plattform (6) bewegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (6) über einen längeren Zeitraum mittels vergleichsweise kurzer, hin- und hergehender Bewegungen angetrieben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen in einer Richtung langsamer als in der anderen Richtung ausgeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (6) bei simulierter Geradeausfahrt mit konstanter Geschwindigkeit mittels vergleichsweise kurzer, Fahrbahnunebenheiten simulierender Stöße bewegt wird, wobei derartige Stöße bei höherer Geschwindigkeit in kürzeren zeitlichen Abständen erfolgen als bei geringerer Geschwindigkeit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007041483A2 (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Universal City Studios Lllp Amusement ride track with motion base
CN100377756C (zh) * 2004-04-19 2008-04-02 深圳华强智能技术有限公司 虚拟飞行系统及方法
US9526997B2 (en) 2014-07-22 2016-12-27 Universal City Studios Llc Vehicle transportation room system and method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29801687U1 (de) * 1998-01-23 1998-05-14 Cybermind Interactive Europ Mu Bewegbare Cockpit-Anordnung für Simulationssysteme
US5911634A (en) * 1998-03-04 1999-06-15 Nidata; Gary Tiltable platform

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29801687U1 (de) * 1998-01-23 1998-05-14 Cybermind Interactive Europ Mu Bewegbare Cockpit-Anordnung für Simulationssysteme
US5911634A (en) * 1998-03-04 1999-06-15 Nidata; Gary Tiltable platform

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AT-Z FlightX Press, Nr. 5/1999, S. 8 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100377756C (zh) * 2004-04-19 2008-04-02 深圳华强智能技术有限公司 虚拟飞行系统及方法
WO2007041483A2 (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Universal City Studios Lllp Amusement ride track with motion base
WO2007041483A3 (en) * 2005-09-30 2007-06-14 Universal City Studios Llp Amusement ride track with motion base
US7484460B2 (en) 2005-09-30 2009-02-03 Universal City Studios Lllp Amusement ride track with motion base
CN101277744B (zh) * 2005-09-30 2010-05-19 环球城市制片公司 具有移动基部的娱乐旅行系统轨道
US9526997B2 (en) 2014-07-22 2016-12-27 Universal City Studios Llc Vehicle transportation room system and method

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