DE102020111010A1 - Simulationsvorrichtung - Google Patents

Simulationsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102020111010A1
DE102020111010A1 DE102020111010.3A DE102020111010A DE102020111010A1 DE 102020111010 A1 DE102020111010 A1 DE 102020111010A1 DE 102020111010 A DE102020111010 A DE 102020111010A DE 102020111010 A1 DE102020111010 A1 DE 102020111010A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
real
simulation
user
glasses
screen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102020111010.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Mike Werner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
brainchild GmbH
Original Assignee
brainchild GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by brainchild GmbH filed Critical brainchild GmbH
Priority to DE102020111010.3A priority Critical patent/DE102020111010A1/de
Publication of DE102020111010A1 publication Critical patent/DE102020111010A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Simulationsvorrichtung zum simulationsgestützten Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung, umfassend eine VR-Brille zur visuellen Ergänzung einer realen Umgebung, wenigstens eine reale Bedienvorrichtung, welche zumindest abschnittsweise einer realen Vorrichtung, deren Bedienung trainiert werden soll, nachempfunden ist, und eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, zumindest einen Abschnitt der Bedienvorrichtung von der visuellen Ergänzung auszusparen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Simulationsvorrichtung zum simulationsgestützten Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung, umfassend eine VR-Brille.
  • Das Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung, z.B. eines Flugzeugs, unmittelbar mit der realen Vorrichtung ist oftmals mit hohen Kosten verbunden. Auch ist dies vor allem bei Anfängern mit einem gewissen Risiko verbunden. Ferner stellt die mangelnde Verfügbarkeit der realen Vorrichtungen zu Trainingszwecken eine Einschränkung dar.
  • Es sind Simulationsvorrichtungen bekannt, welche beispielsweise einem kompletten Nachbau einer realen Vorrichtung, deren Bedienung trainiert werden soll, entsprechen. Derartige Simulationsvorrichtungen sind jedoch sehr kostenintensiv und stellen besondere Anforderungen an die Betriebssicherheit, den Platz und/oder die Umgebung, z.B. die Stromversorgung.
  • Ferner sind Simulationsvorrichtungen bekannt, welche die reale Vorrichtung mittels einer VR-Brille, also einer Brille zur Darstellung einer virtuellen Realität (englisch: virtual reality; kurz: VR), für den Benutzer abbildet. Die Bedienelemente können dabei rein virtuell sein, was die Bedienung, z.B. bei Drehknöpfen, erschwert.
  • Um dem Benutzer auch ein haptisches Gefühl zu vermitteln, können alternativ reale Bedienvorrichtungen eingesetzt werden. Die realen Bedienvorrichtungen werden dem Benutzer über die VR-Brille jedoch virtuell dargestellt. Dies führt dazu, dass dem Benutzer die Orientierung schwer fällt, da er beispielsweise seine eigene Hand nicht sieht. So muss der Benutzer die Bedienvorrichtung quasi blind ertasten, was das Simulationserlebnis insgesamt stark verschlechtert.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Simulationsvorrichtung sowie ein Verfahren zum simulationsgestützten Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung zu schaffen, welche/s auf kostengünstige Weise eine realitätsnahe Simulation und somit ein realitätsnahes Training ermöglicht.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Gegenstände/Verfahren der unabhängigen Ansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung ist zum simulationsgestützten Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung ausgebildet und/oder kann zum simulationsgestützten Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung verwendet werden.
  • Bei der realen Vorrichtung, deren Bedienung trainiert werden soll, kann es sich beispielsweise um ein Flugzeug, vorzugsweise ein Privatflugzeug, ein gewerbliches Flugzeug, ein militärisches Flugzeug, einen Helikopter, ein Segelflugzeug, ein Ultraleichtflugzeug, einen Hängegleiter, einen Gleitschirm, einen Fallschirm, ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Kraftfahrzeug, z.B. einen PKW, LKW, Bus, Traktor, Panzer, ein Motorrad, eine Baumaschine, z.B. einen Bagger, Kran, ein Wasserfahrzeug, z.B. ein Schiff, Boot, eine Maschine, ein Arbeitsgerät, z.B. eine Motorsäge, und/oder ein Kontrollcenter, z.B. einen Kontrollraum, beispielsweise eines Kraftwerks, eine Kontrollzentrale, einen Tower, beispielsweise für Fluglotsen, handeln. Grundsätzlich sind beliebige reale Vorrichtungen denkbar, deren Bedienung trainiert werden soll.
  • Die Simulationsvorrichtung kann beispielsweise ein Flugsimulator sein. Ein derartiger Flugsimulator kann beispielsweise von Flugschulen zum Ausbilden von Flugschülern verwendet werden. Der Flugschüler kann zum Erlangen der Fluglizenz mithilfe der Simulationsvorrichtung trainieren. Auch zur Auffrischung nach flugfreien Pausen, z.B. nach dem Winter, kann die Simulationsvorrichtung genutzt werden.
  • Daneben kann bei der Fluglotsenausbildung eine Simulationsvorrichtung eingesetzt werden. So kann z.B. eine Kontrollzentrale und/oder ein Tower simuliert werden.
  • Die Simulationsvorrichtung kann alternativ beispielsweise ein Kraftfahrzeugsimulator sein. Ein derartiger Kraftfahrzeugsimulator kann beispielsweise von Fahrschulen zum Ausbilden von Fahrschülern verwendet werden. Der Fahrschüler kann zum Erlangen des Führerscheins mithilfe der Simulationsvorrichtung trainieren.
  • Ferner kann die Simulationsvorrichtung ein Schiffssimulator sein. Ein derartiger Schiffssimulator kann beispielsweise bei der Erlangung eines seemännischen Patents zu Trainingszwecken eingesetzt werden.
  • Erfindungsgemäß weist die Simulationsvorrichtung eine VR-Brille zur visuellen Ergänzung einer realen Umgebung auf.
  • Bei der VR-Brille handelt es sich vorzugsweise um eine 3D-Brille, welche eine reale Umgebung mit einer virtuellen Realität ergänzt. Dies wird auch als erweiterte Realität (englisch: augmented reality; kurz: AR) bezeichnet.
  • Die reale Umgebung, z.B. ein Bildschirm, wird mit einer virtuellen Umgebung visuell ergänzt. Bei einem Flugzeugsimulator kann z.B. ein realer Bildschirm in echt vorhanden sein und in echt dargestellt werden, während das restliche Cockpit virtuell ergänzt wird.
  • Für den Benutzer entsteht dadurch der Eindruck, sich in einem realen Cockpit zu befinden, obwohl nur einzelne Bestandteile, z.B. ein Bildschirm, tatsächlich vorhanden sind. Dies ist deutlich kostengünstiger, als ein komplettes Cockpit in echt nachzubauen.
  • Beispielsweise kann die Simulationsvorrichtung einen rudimentären Cockpitaufbau aufweisen. Vorzugsweise kann der Cockpitaufbau ein Instrumentenbrett mit ausgewählten Instrumenten aufweisen. Alternativ kann, beispielsweise um Kosten zu sparen, das Instrumentenbrett auch weggelassen und die Instrumente und/oder Controls z.B. virtuell angezeigt werden. Vorzugsweise werden nur die für den Trainingszweck üblichen Ein- und/oder Ausgabekomponenten real abgebildet, die aus Gründen der Bedienung und/oder zum Zwecke der Orientierung zwingend real sein müssen.
  • Vorzugsweise kann ein Desktop Trainer vorgesehen sein. Der Desktop Trainer umfasst beispielsweise wenigstens einen Bildschirm als Anzeigevorrichtung. Eine Desktoplösung hat den Vorteil, dass kein spezieller Platz, Sitz und/oder Tisch notwendig ist. So kann der Desktop Trainer im Grunde auf jeden beliebigen Tisch gestellt werden.
  • Die Simulationsvorrichtung weist wenigstens eine reale Bedienvorrichtung auf, welche zumindest abschnittsweise einer realen Vorrichtung, deren Bedienung trainiert werden soll, nachempfunden ist.
  • Bei der realen Bedienvorrichtung kann es sich beispielsweise um ein Instrumentenbrett, einen Schalter, einen Knopf, z.B. eines Bildschirms, ein Fußpedal, ein Lenkrad, einen Stick, einen Hebel, z.B. Handbremshebel oder Schubhebel, und/oder ein Seil handeln. So kann der Benutzer seine Fähigkeiten an einer realen Bedienvorrichtung, welche in eine virtuelle Realität eingebettet ist, trainieren. Durch den haptischen Eindruck, den der Benutzer dabei erfährt, ist die Simulation realitätsnäher als bei rein virtuellen Bedienelementen.
  • Es ist eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen, welche dazu ausgebildet ist, zumindest einen Abschnitt der Bedienvorrichtung von der visuellen Ergänzung auszusparen.
  • Bei der Steuerungsvorrichtung kann es sich vorzugsweise um eine Recheneinheit handeln. Diese kann als externes Gerät ausgebildet sein. Alternativ kann diese z.B. in die VR-Brille integriert sein.
  • Der Benutzer befindet sich beim Trainieren in einer gemischten Realität, d.h. er sieht sowohl einen Abschnitt der realen Bedienvorrichtung als auch eine virtuelle Umgebung. Der Benutzer kann ferner mit der realen Bedienvorrichtung interagieren.
  • Beispielsweise kann der Benutzer mit einer realen Bedienvorrichtung, welche z.B. einer realen Motorsäge nachempfunden ist, einen virtuellen Baum fällen. Er sieht dabei die reale Bedienvorrichtung und bedient diese in echt mit seinen Händen. Gleichzeitig wird der Baum virtuell eingeblendet.
  • Ferner kann z.B. das Lackieren eines Fahrzeuges mit einer realen Lackierpistole und entweder einem virtuellen oder realen Fahrzeug, das virtuell lackiert wird, simuliert werden.
  • Der von der visuellen Ergänzung ausgesparte Abschnitt der Bedienvorrichtung, also der Abschnitt, welcher nicht virtuell dargestellt wird, wird dem Benutzer real dargestellt. Beispielsweise kann eine Kamera vorgesehen sein, welche ein reales Bild erzeugt. Die Kamera kann vorzugsweise in die VR-Brille integriert sein. Die Kamera in der VR-Brille kann z.B. die Umgebung erfassen.
  • Durch eine, z.B. zusätzliche, externe Kamera kann beispielsweise ein größerer Bereich erfasst werden, als der Bereich, der von einer in die VR-Brille integrierten Kamera erfasst wird.
  • Zur Synchronisierung der Bewegung des Benutzers mit der virtuellen Realität kann beispielsweise ein so genanntes Inside-Out-Tracking vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein externes Trackingsystem, z.B. ein Outside-In-Tracking, vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Position des Benutzers und/oder der VR-Brille erfasst werden.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann das reale Bild mit der virtuellen Umgebung kombinieren und in der VR-Brille einblenden. Alternativ kann die VR-Brille auch teildurchsichtig sein. Der Benutzer sieht den Abschnitt der Bedienvorrichtung dabei unmittelbar in echt, während die restliche Umgebung virtuell ergänzt wird. Der Benutzer sieht daher eine Kombination aus Realität und Virtualität.
  • Der Abschnitt der Bedienvorrichtung, welcher von der visuellen Ergänzung ausgespart wird, kann einen Marker aufweisen. Dieser kann beispielsweise mittels eines Bilderkennungsprogramms erkannt werden. Alternativ kann der Abschnitt, beispielsweise mittels eines Bilderkennungsprogramms, auch ohne Marker erkannt werden.
  • Vorzugsweise kann ein Bereich bzw. können mehrere Bereiche definiert werden, welche nicht visuell ergänzt werden. Dies kann z.B. durch wenigstens einen Marker, Sensor, eine Kamera, Positionsangabe und/oder Distanzangabe erfolgen. Vorzugsweise sind mehrere Marker, Sensoren, Kameras, Positionsangaben und/oder Distanzangaben vorgesehen. Beispielsweise kann ein Nahbereich um den Benutzer und/oder die VR-Brille definiert werden, welcher nicht visuell ergänzt wird. So kann z.B. ein Bereich im Umkreis von 0,2 m, 0,5 m, 1 m oder 1,5 m real dargestellt werden.
  • Je nach Ausführungsform kann die Simulationsvorrichtung eine Plattform und/oder einen Sitz aufweisen. Diese/r kann fest oder beweglich sein. Beispielsweise kann die Plattform und/oder der Sitz hydraulisch und/oder pneumatisch bewegt werden, um die Simulation noch realitätsnäher zu gestalten.
  • Der Simulationsablauf selbst kann z.B. mithilfe eines externen Geräts, z.B. eines Tablets, gesteuert werden. Alternativ kann der Simulationsablauf mittels einer optischen Erfassungsvorrichtung und/oder der VR-Brille gesteuert werden. Beispielsweise kann eine Gestenerkennung vorgesehen sein. Auch können z.B. grafische Elemente in die virtuelle Realität eingeblendet werden, welche vom Benutzer ausgewählt werden können. Ferner ist eine Steuerung des Simulationsablaufs durch Spracheingaben grundsätzlich denkbar.
  • Die erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung ermöglicht auf kostengünstige Weise eine realitätsnahe Simulation. Einerseits werden die Kosten für das Trainingsgerät so gering wie nötig gehalten, während die Realitätsnähe so groß wie möglich ist.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, einen Bereich, in dem sich wenigstens ein Körperteil, vorzugsweise eine Hand und/oder ein Fuß, eines Benutzers befindet, von der visuellen Ergänzung auszusparen.
  • Die Hand des Benutzers kann z.B. mittels einer optischen Erfassungsvorrichtung, z.B. einer Kamera, und/oder eines Bilderkennungsprogramms erkannt werden. Vorzugsweise erfolgt die Erkennung markerlos. Beispielsweise ist kein spezieller Handschuh oder dergleichen notwendig. Grundsätzlich ist ein Handschuh, welcher Referenzpunkte aufweist, jedoch denkbar.
  • Die Interaktion des Benutzers mit der virtuellen Realität kann vorzugsweise direkt mit den Händen erfolgen. So kann der Benutzer beispielsweise reale und/oder virtuelle Bedienvorrichtungen bzw. Bedienelemente bedienen.
  • Beispielsweise kann der gesamte Bereich vor dem Benutzer von der visuellen Ergänzung ausgespart sein. Der Benutzer sieht diesen Bereich folglich in echt. Bei einem Flugsimulator kann der Benutzer somit z.B. in echt in ein Logbuch und/oder auf einen Zettel auf einem Kniebrett schreiben. Dabei sieht er beispielsweise das Logbuch bzw. den Zettel, einen Stift sowie seine Hand in echt. Auch kann der Benutzer seinen Flugdurchführungsplan abgleichen, diesen mit den tatsächlichen Informationen ergänzen und/oder Kartenmaterial zur Navigation nutzen.
  • Entsprechend kann beispielsweise ein Fluglotse Funksprüche in einer definierten Notation für Nachweiszwecke mitschreiben.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Simulationsvorrichtung wenigstens eine optische Erfassungsvorrichtung auf, welche zumindest einen Abschnitt der Bedienvorrichtung und/oder wenigstens ein Körperteil, vorzugsweise eine Hand und/oder einen Fuß, eines Benutzers erfasst.
  • Bei der optischen Erfassungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Kamera handeln. Vorzugsweise sind mehrere Erfassungsvorrichtungen vorgesehen, z.B. zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr.
  • Die optische Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise die reale Umgebung erfassen, welche dann, zumindest abschnittsweise, in die VR-Brille eingeblendet wird.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die optische Erfassungsvorrichtung beispielsweise die Position und/oder Bewegung des Benutzers, z.B. des Kopfes, der VR-Brille und/oder einer oder beider Hände, erfassen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Simulationsvorrichtung eine Auswertevorrichtung auf, wobei die VR-Brille, die Bedienvorrichtung, die optische Erfassungsvorrichtung und/oder die Steuerungsvorrichtung mit der Auswertevorrichtung verbunden ist.
  • Die VR-Brille, die Bedienvorrichtung, die optische Erfassungsvorrichtung und/oder die Steuerungsvorrichtung kann vorzugsweise physisch mit der Auswertevorrichtung verbunden sein, beispielsweise mittels eines Kabels.
  • Alternativ ist denkbar, dass z.B. die Bedienvorrichtung keine direkte Verbindung mit der Auswertevorrichtung aufweist. Die Bewegung der Bedienvorrichtung kann hierbei beispielsweise mittelbar durch die optische Erfassungsvorrichtung erfasst werden.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann in die Auswertevorrichtung integriert sein. Die Steuerungsvorrichtung und die Auswertevorrichtung können beispielsweise ein gemeinsames Bauteil bilden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Simulationsvorrichtung zumindest einen Bildschirm zur Anzeige von Informationen auf.
  • Vorzugsweise wird zumindest der Rahmen des Bildschirms von der visuellen Ergänzung ausgespart und ist real zu sehen bzw. wird real dargestellt.
  • Der Bildschirminhalt kann ebenfalls von der visuellen Ergänzung ausgespart werden. Die auf dem Bildschirm dargestellten Informationen können dabei extern, z.B. als Video, eingespielt werden. Alternativ kann der Bildschirminhalt visuell ergänzt und virtuell dargestellt werden.
  • Bei der angezeigten Information kann es sich vorzugsweise um eine für das Training bzw. eine Übung benötigte Information, z.B. um die Geschwindigkeit, handeln. Beispielsweise kann bei einem Fahrsimulator das Tachometer eines Autos im Bildschirm dargestellt werden. Bei einem Flugsimulator kann z.B. alternativ oder zusätzlich zur Geschwindigkeit beispielsweise die Flughöhe als Information angezeigt werden. Auch komplexe und/oder grafische Anzeigen sind denkbar.
  • Der Bildschirm kann als so genannter Desktop Trainer ausgebildet sein. Vorzugsweise kann der Bildschirm Schalter, Knöpfe und/oder Instrumente aufweisen und eine reale Bedienvorrichtung bilden.
  • Der Bildschirm ist leicht zu transportieren und deutlich kostengünstiger als ein vollständiger Nachbau einer realen Vorrichtung, z.B. eines Cockpits. Als Desktop Trainer kann der Bildschirm leicht transportiert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Bildschirm höhen- und/oder neigungsverstellbar. Der Bildschirm kann somit auf einfache Weise individuell auf den jeweiligen Benutzer angepasst werden.
  • Vorzugsweise ist ein Standfuß vorgesehen. Der Bildschirm kann mit einer Halterung mit dem Standfuß verbunden sein. Zur Verstellung kann wenigstens ein Gelenk, vorzugsweise zwei Gelenke, vorgesehen sein. Die Halterung und der Standfuß können einen Teil des Bildschirms bilden oder als separate Bauteile ausgebildet sein.
  • Der Bildschirm kann in die gewünschte Position verstellt und fixiert werden, beispielsweise mittels Schrauben.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Simulationsvorrichtung virtuelle Bedienelemente auf. Die virtuellen Bedienelemente werden dem Benutzer in der VR-Brille angezeigt. Vorzugsweise kann der Benutzer die virtuellen Bedienelemente z.B. mit seiner Hand betätigen. Dabei wird die Position und/oder die Bewegung der Hand erfasst. Diese Daten können dann an die Auswertevorrichtung weitergegeben werden.
  • Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung zum Simulieren eines Flugzeugcockpits oder einer Fahrzeugkabine eines Kraftfahrzeugs. Durch die Verwendung der Simulationsvorrichtung können Flug- und/oder Fahrstunden unter nahezu realen Bedingungen äußerst kostengünstig angeboten werden.
  • Gerade im Bereich der Privatflugzeuge können dadurch die finanziellen Ressourcen von Flugschulen sowie der Flugschüler geschont werden.
  • Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum simulationsgestützten Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung, vorzugsweise mit einer erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung.
  • Mittels einer VR-Brille wird eine reale Umgebung visuell ergänzt, wobei zumindest ein Abschnitt einer realen Bedienvorrichtung, welche zumindest abschnittsweise einer realen Vorrichtung, deren Bedienung trainiert werden soll, nachempfunden ist, von der visuellen Ergänzung ausgespart wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Bereich, in dem sich wenigstens ein Körperteil, vorzugsweise eine Hand und/oder ein Fuß, eines Benutzers befindet, von der visuellen Ergänzung ausgespart.
  • Die Bedienvorrichtung und vorzugsweise die Hand des Benutzers werden somit real dargestellt.
  • Alle hier beschriebenen Ausführungsformen und Bauteile der Vorrichtung sind vorzugsweise dazu ausgebildet, nach dem hier beschriebenen Verfahren betrieben zu werden. Ferner können alle hier beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung sowie alle hier beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens jeweils miteinander kombiniert werden, vorzugsweise auch losgelöst von der konkreten Ausgestaltung, in deren Zusammenhang sie erwähnt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine teilperspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung,
    • 2 eine Rückansicht einer Ausführungsform eines Bildschirms einer erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung, und
    • 3 eine Vorderansicht des Bildschirms gemäß 2.
  • Zunächst ist zu bemerken, dass die dargestellten Ausführungsformen rein beispielhafter Natur sind. So können einzelne Merkmale nicht nur in der gezeigten Kombination, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Kombinationen realisiert sein. Beispielsweise können die Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden.
  • Enthält eine Figur ein Bezugszeichen, welches im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert wird, so wird auf die entsprechenden vorhergehenden bzw. nachfolgenden Ausführungen in der Figurenbeschreibung Bezug genommen. So werden für gleiche bzw. vergleichbare Bauteile in den Figuren dieselben Bezugszeichen verwendet und diese nicht nochmals erläutert.
  • 1 zeigt eine Simulationsvorrichtung zum simulationsgestützten Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung, beispielsweise eines Flugzeugs.
  • Die Simulationsvorrichtung umfasst eine VR-Brille 10 zur visuellen Ergänzung einer realen Umgebung. Die VR-Brille 10 wird am Kopf eines Benutzers 12 befestigt.
  • Es sind mehrere reale Bedienvorrichtungen 14, 16 vorgesehen, beispielsweise ein als Desktop Trainer ausgebildeter Bildschirm 14 sowie ein Steuerhebel 16, welche zumindest abschnittsweise der realen Vorrichtung, deren Bedienung trainiert werden soll, nachempfunden sind.
  • Der reale Steuerhebel 16 kann mit der Hand 18 des Benutzers 12 bedient werden.
  • Es sind mehrere, z.B. zwei, als Kameras ausgebildete optische Erfassungsvorrichtungen 20 vorgesehen, welche zumindest einen Abschnitt der Bedienvorrichtungen 14, 16 und die Hand 18 des Benutzers 12 erfasst.
  • Die Bereiche, in dem sich die Hand 18 des Benutzers 12 sowie die realen Bedienvorrichtungen 14, 16 befinden, werden in der durch die VR-Brille 10 erzeugten virtuellen Realität in echt dargestellt. Diese Bereiche werden demnach von der visuellen Ergänzung ausgespart.
  • Optional können virtuelle Bedienelemente 22 vorgesehen sein. Diese können durch die Hand 18 des Benutzers 12 betätigt werden, indem sich die Hand 18 zu den virtuellen Bedienelemente 22 bewegt. Obwohl der Benutzer 12 keinen haptischen Eindruck erfährt, kann dadurch auf kostengünstige Weise ein Training an weiteren, in der realen Vorrichtung vorkommenden Bedienelementen ermöglicht werden. Die Bewegung der Hand 18 kann dabei durch die Kameras 20 erfasst werden.
  • Der Bildschirm 14 ist höhen- und neigungsverstellbar ausgebildet. Hierzu kann ein Standfuß 24 vorgesehen sein. Der Bildschirm 14 ist über eine Halterung 26 am Standfuß 24 befestigt.
  • Wie in 2 zu sehen ist, kann der Bildschirm 14 über eine Halteplatte 28 mit der Halterung 26 verbunden sein. Die Halterung 26 ist über ein Gelenk 30 mit der Halteplatte 28 und über ein weiteres Gelenk 30 mit dem Standfuß 24 verbunden. Der Bildschirm 14 ist auf diese Weise relativ zum Standfuß 24 verstellbar. Beispielsweise kann die Neigung und/oder Höhe des Bildschirms 14 eingestellt werden.
  • Wie in 3 dargestellt ist, kann am Rahmen 32 des Bildschirms 14 eine Vielzahl an Knöpfen 34 angeordnet sein. Durch die Knöpfe 34 erfährt der Benutzer 12 einen haptischen Eindruck. Da die Knöpfe 34 dem Benutzer 12 in der VR-Brille 10 real dargestellt werden und der Benutzer 12 auch seine Hand 18 beim Betätigen der Knöpfe 34 sieht, ist die Simulation insgesamt äußerst realitätsnah.
  • Das restliche Cockpit und gegebenenfalls virtuelle Bedienelemente 22 können in der VR-Brille virtuell erzeugt, also visuell ergänzt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    VR-Brille
    12
    Benutzer
    14
    reale Bedienvorrichtung, Desktop Trainer, Bildschirm
    16
    reale Bedienvorrichtung, Steuerhebel
    18
    Hand
    20
    Kamera, optische Erfassungsvorrichtung
    22
    virtuelles Bedienelement
    24
    Standfuß
    26
    Halterung
    28
    Halteplatte
    30
    Gelenk
    32
    Rahmen
    34
    Knopf

Claims (10)

  1. Simulationsvorrichtung zum simulationsgestützten Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung, umfassend eine VR-Brille (10) zur visuellen Ergänzung einer realen Umgebung, wenigstens eine reale Bedienvorrichtung (14, 16), welche zumindest abschnittsweise einer realen Vorrichtung, deren Bedienung trainiert werden soll, nachempfunden ist, und eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, zumindest einen Abschnitt der Bedienvorrichtung (14, 16) von der visuellen Ergänzung auszusparen.
  2. Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, einen Bereich, in dem sich wenigstens ein Körperteil, vorzugsweise eine Hand (18) und/oder ein Fuß, eines Benutzers (12) befindet, von der visuellen Ergänzung auszusparen.
  3. Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine optische Erfassungsvorrichtung (20), welche zumindest einen Abschnitt der Bedienvorrichtung (14, 16) und/oder wenigstens ein Körperteil, vorzugsweise eine Hand (18) und/oder einen Fuß, eines Benutzers (12) erfasst.
  4. Simulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auswertevorrichtung, wobei die VR-Brille (10), die Bedienvorrichtung (14, 16), eine optische Erfassungsvorrichtung (20) und/oder die Steuerungsvorrichtung mit der Auswertevorrichtung verbunden ist.
  5. Simulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Bildschirm (14) zur Anzeige von Informationen.
  6. Simulationsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (14) höhen- und/oder neigungsverstellbar ist.
  7. Simulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch virtuelle Bedienelemente (22).
  8. Verwendung einer Simulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Simulieren eines Flugzeugcockpits oder einer Fahrzeugkabine eines Kraftfahrzeugs.
  9. Verfahren zum simulationsgestützten Trainieren der Bedienung einer realen Vorrichtung, vorzugsweise mit einer Simulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mittels einer VR-Brille (10) eine reale Umgebung visuell ergänzt wird, wobei zumindest ein Abschnitt einer realen Bedienvorrichtung (14, 16), welche zumindest abschnittsweise einer realen Vorrichtung, deren Bedienung trainiert werden soll, nachempfunden ist, von der visuellen Ergänzung ausgespart wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich, in dem sich wenigstens ein Körperteil, vorzugsweise eine Hand (18) und/oder ein Fuß, eines Benutzers (12) befindet, von der visuellen Ergänzung ausgespart wird.
DE102020111010.3A 2020-04-22 2020-04-22 Simulationsvorrichtung Withdrawn DE102020111010A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020111010.3A DE102020111010A1 (de) 2020-04-22 2020-04-22 Simulationsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020111010.3A DE102020111010A1 (de) 2020-04-22 2020-04-22 Simulationsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020111010A1 true DE102020111010A1 (de) 2021-10-28

Family

ID=78260886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020111010.3A Withdrawn DE102020111010A1 (de) 2020-04-22 2020-04-22 Simulationsvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020111010A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114999260A (zh) * 2022-06-29 2022-09-02 北京智扬北方国际教育科技有限公司 一种挖掘机仿真实训装置
US11614619B1 (en) 2022-04-11 2023-03-28 Voyetra Turtle Beach, Inc. Headset dynamic windowing

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160049013A1 (en) 2014-08-18 2016-02-18 Martin Tosas Bautista Systems and Methods for Managing Augmented Reality Overlay Pollution

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160049013A1 (en) 2014-08-18 2016-02-18 Martin Tosas Bautista Systems and Methods for Managing Augmented Reality Overlay Pollution

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KLYDE, D. H.; GRAY, J. R.; PARK, G.: A Mixed Reality Simulation Tool for In-Flight Evaluations. In: AIAA Scitech 2020 Forum. 2020. S. 0668.
OBERHAUSER, M. [et al.]: What's Real About Virtual Reality Flight Simulation?. Aviation Psychology and Applied Human Factors, 2018.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11614619B1 (en) 2022-04-11 2023-03-28 Voyetra Turtle Beach, Inc. Headset dynamic windowing
CN114999260A (zh) * 2022-06-29 2022-09-02 北京智扬北方国际教育科技有限公司 一种挖掘机仿真实训装置
CN114999260B (zh) * 2022-06-29 2023-09-22 北京智扬北方国际教育科技有限公司 一种挖掘机仿真实训装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2612311B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum betrieb eines flugsimulators mit besonderer realitäts -anmutung
EP3067874A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum testen eines in einem luftfahrzeug zu bedienenden geräts
DE102017112634B4 (de) Kraftfahrzeug mit Fahrmodus und Simulationsmodus
Koonce et al. Personal computer-based flight training devices
AT511523B1 (de) Vorrichtung zur räumlichen bewegung von personen
US10339828B2 (en) Operator training and maneuver refinement system for powered aircraft
DE69628410T2 (de) Verbesserter flugsimulator
EP2929519A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum kombinierten simulieren und steuern ferngesteuerter fahrzeuge mit einem benutzerfreundlichen projektionssystem
DE102020111010A1 (de) Simulationsvorrichtung
EP2235712A2 (de) Verfahren zur simulation von flugzuständen eines senkrechtstart- und/oder senkrechtlandefähigen luftfahrzeuges
EP2920779A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum kombinierten simulieren und steuern ferngesteuerter fahrzeuge
Koglbauer et al. POSITIVE EFFECTS OF COMBINED AIRCRAFT AND SIMULATOR TRAINING ON THE ACQUISITION OF VISUAL FLIGHT SKILLS.
AT516409B1 (de) Simulator
DE202020102246U1 (de) Simulationsvorrichtung
DE10128020B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergabe einer aufgezeichneten Flugaufgabe eines Luftfahrzeuges
DE202020103047U1 (de) Trainingsvorrichtung
DE102013021138A1 (de) Simulationsanordnung und Verfahren zur Simulation eines Fahrzeuginnenraums
DE4444552C2 (de) Bedieneinheit für einen Flugsimulator
DE102021128730A1 (de) Fahrradsimulator
DE202010011962U1 (de) Vorrichtung zum Betrieb eines Flugsimulators mit besonderer Realitäts-Anmutung
DE102016207530A1 (de) System und Verfahren zum Darstellen eines virtuellen Fahrzeuginnenraums
DE102021111017A1 (de) Simulator und Verfahren für ein Training eines zu trainierenden Objektes
Barrett et al. Evaluation of a motion simulator not requiring cockpit motion
DE102004047865A1 (de) System und Verfahren zur Fahrausbildung für Kraftfahrzeuge
RU32623U1 (ru) Тренажер для обучения авиационных специалистов

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee