DE9007290U1

DE9007290U1 - Ausbildungsgerät für das Führen eines motorgetriebenen Fahrzeugs

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Publication number: DE9007290U1
Application number: DE9007290U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1990-11-08
Anticipated expiration: 2000-08-01
Also published as: DE9000851U1

Description

Dr. Reiner Foerst Hohe Str. 11 5270 Gummersbach

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht «ich auf ein Ausbildungsgerät für das Führ«??! eines motorgetrieben*=; fahr:-.~'igs. Insbt^ondere oezieht sie «ich '. auf die Patentanmeldung P 40 02 2&Ggr; ^ und dss Gebrauchsmuster G Su 00 8&Ggr;-&Tgr; 0.

Die Nachteile des in P 40 02 222.6 und G 90 00.851.0 beschriebenen Ausbildungsgerätes beste\en darin, daß

a) das Prinzip der Fernsteuerung eines Identifikationsfahrzeugs recht "tark von einer echten videografischen Simulation abweicht und deshalb Realitätsnähe vermissen läßt, daß

b) beträchtlicher Software- und Vicreoaufnahmeaufwand getrieben werden muß, um auch bei Kurven, Steigungen und Bodenunebenheiten während der Aufnahmefahrt den Eindruck zu erzeugen, daß das Identifikationsfahrzeug räumlich an das reale Videobild gebunden ist, daß

c) die Aufnahmefahrt der Einschränkung unterliegt, daß vor der Kamera dauernd ein Freiraum für das Identifikationsfahrzeug einzuhalten ist, daß

d) Kameraschwenks nach den Seiten bei der Annäherung an Kreuzungen nicht den Blick in die Querstraße freigeben, weil sich die Kamera ja noch in einem gewissen Abstand von der Vorderkante der Kreuzung befindet und daß

e) die stationäre Geschwindigkeit starr von der Geschwindigkeit bei der Videoaufnahme vorgegeben ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Nachteile zu vermeiden.

Die Aufgab, die Nachteile a) bis d) zu ■- neiden, wird dadurch gelöst, udß auf die Darstellung eines von hinten betrachteten Identifikations-,di.izeugs verzichtet ind statt dessen die Sicht aus der Sitzpcsition des Fahrers auf den Rahmen des Führerstandes von innen dargestellt wird. Die Aufgabe, den Nachteil e), der starren Vorgabe der stationären Geschwindigkeit zu vermeiden, wird durch die in Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.

Der angegebenen Lösung liegt folgender Gedanke zugrunde: Unabhängig davon, ob beim Lenken das Realbild 4 oder das synthetische Rahmenbild ?5 verschoben wird, muß gemäß der Erfindung gewährleistet sein, daß sich bei Schwenken der Kamera, bei dem sich ja das Realbild verschiebt, das Rahmenbild gleichsinnig mit verschiebt. Nachdem für den Lenkeffekt eine Horizontalverschiebung zwischen dem Realbild und dem Rahmenbild notwendig ist, kann man die Videokamera bei der Aufnahme nicht im Inneren des Wagens anordnen, sondern man muß sie außerhalb lagern, damit das Bild vom Fahrzeugrahmen frei bleibt und dieser künstlich eingeblendet werden kann.

Bei Verwendung eines steuerbaren Wiedergabegerätes gemäß Anspruch 7 darf die Abweichung der Gtschwindigkeit von der bei Normalablauf des Gerätes nicht zu stark sein, da sich mit jeder Änderung der Abspielgeschwindigkeit nicht nur die eigene Fahrtgeschwindigkeit ändert, sondern auch die der anderen Verkehrsteilnehmer, was zum Beispiel bei Fußgängern unnatürlich wirkt.

Die Erfindung soi nun anhand der Figuren näher erläutert: Es zeigen: Fig. I ein Ubersichtsbild des Ausbildunqsgerätes gemäß Anspruch 1

Fig. 2 ein Blockschaltbild für Ausgestaltungen der Horizontal verschiebung gemäß den Ansprüchen 2 bis 5

Fig.3 ein Speicherbild der Innenansicht des Führerstandes

Fig. 4 ein Blockschaltbild für die Veränderbar^ t der Bildablaufgeschwindigkeit gemäß Anspruch 5

Fig. 1 unterscheidet sich von Fig. 1 der Hauptanmeldung vor allem dadurch, daß auf dem Bildschirm 2 anstelle des Identifikationsaufos 6 der Rahmen 25 des Führerstandes eingezeichnet ist. Dieser ist q'-yenüber dem Realbild 4 mittels der in die Figur eingezeichneten Horizontal verschiebunqseinrichtung 26 verschiebbar. Die Horizontalverschie bungseinrichtung 26 ist vom Computer 9 ansteuerbar und wirkt entweder auf das Realbildwiedergabegerät 3 oder auf den Videosignalgenerator Fi.

Weiterhin ist eine Programm-Umschalteinrichtung 32 eingezeichnet, die Taster oder einen Drehschalter enthält und auf den Computer 9 einwirkt.

Die übrigen Einheiten der Fig. 1 sind in der Hauptanmeldung beschrieben. Es bedeuten:

1 Pkw-Attrappe,

7 Vorrichtung zur Bild-Synchronisation von Real bi ^wiedergabegerät 3 und Videosignalgenerator 5,

8 Vorrichtung 7um überblenden des synthetischen Rahmenbildes 25 in das Realbild 4,

10 Speicher für in der Videoaufnahme enthaltene maßgebliche Informationen wie Geschwindigkeit bei der Aufnahme, Schwenkwinkel der Kamera, Lenkradwinkel bei der Aufnahmefahrt, Steigungen, die Position von Hindernissen,

11 Kabel zur syncnronen Datenübertragung vom Realbi1dwiedergabegerä't zum Speicher 10,

12 Geräuschg^nerator und

13 Lautsprecher.

Für die Verarbeitung der in der Videoaufnahme enthaltenen maßgeblichen Informationen gibt es vor allem zwei Möglichkeiten:

a) Die besagten Informationen werden auf der Tonspur dos Realbildwiedergabegerätes gespeichert - der Speicher 10 ist somit die Tonspur - und im Computer in Echtzeit verarbeitet.

b) Der Speicher 10 ist dem Computer zugeordnet, wird mit den besagten Informationen einmalig beschrieben und von einem Signal für die laufende Bandposition, welches auch der vertikale Synchronimpuls sein kann, mittels eines Zählers adressiert.

Wenn nur wenige Informationen, zum Beispiel nur die Geschwindigkeit und der Schwenkwinkel, zu übertragen sind, ist der Möglichkeit a) der Vorzug zu geben, weil hierbei die Softwarearbeit zum Beschreiben des Speichers 10 entfällt. Auf diese Art können mit wenig Aufwand individuelle Lehrfilme für Fahrschulen erstellt werden, wobei freilich der Fahrlehrer das Verhalten seines Schülers selbst zu beurteilen hat.

&igr;* Ist es dagegen erwünscht, daß die Beurteilung der Leistung des Fahrschü-¹ lers dem Computer übertragen wird, ist die Verarbeitung vieler Daten

über Hindernisse, Straßenbegrenzung, Positionen von Verkehrsteilnehmern, ' Ampel farben, sich anbahnende Gefahren und so weiter nötig. In diesem

Falle empfiehlt sich das Anlegen eines Ereignisspeichers im Computer ge- -;; maß der Möglichkeit b).

'! Fig. 2 zeigt, wie die Horizontalverschiebungseinrichtung 26 vom Compu-

^;,; ter 9 unter Verwendung der Daten LA für den Lenkradwinkel bei der Auf-

■'■ nähme, LW für den Lenkradwinkel des Ausbildungsgerätes, Sch für den

~i Schwenkwinkel der Kamera bei der Aufnahme und V für die Geschwindigkeit

£ der Ausbildungsfahrt ansteuerbar ist.

&ngr; Bei der Alternative gemäß Anspruch 2 wir'-:t die Horizontalverschiebungs- h einrichtung 26a auf das Realbildwiedergabegerät 3. Solche Einrichtungen

sind auf dem Markt erhältlich. Das Videobild wird in einen RAM-Speicher ■? geschrieben und dort durch Beeinflussung der Speicher-Adressen verscho- ;_; ben. Da die BiIdinformation kaum über die Bildschirmränder hinausreicht,

§ müssen bei der Verschiebung entweder videografisch oder mechanisch selb

|t liehe Blenden vorqesehen werden.

Bei der Alternative in Anspruch 3 wirkt die Horizontal Verschiebungseinrichtung 26b auf den Videosignalgenerator 5. Dies ist nicht mit zusätzlichem Hardware-Aufwand verbunden, da jeder Videosignalgenerator ohnehir, Horizontal verschiebungen durchführen kann.

Bild 1 zeigt gemäß Anspruch 4 eine Recheneinheit 28. In dieser wird ein Lenkradwinkel signal in ein Horizontal Verschiebungssignal LV umgerechnet. Es empfiehlt sich, dieser Recheneinheit das Übertragsungsverhalten eines Verzögerungsgliedes erster Ordnung zu geben, wobei die Zeitkonstante dieses Verzögerungsgliedes der Geschwindigkeit V proportional sein sollte.

Bild 1 zeigt weiterhin eine Subtraktionsstufe 27. In dieser wird die Differenz zwischen dem Lenkradwinkel LW im Ausbildungsgerät und dem Lenkradwinkel LA bei der Aufnahme gebildet. Diese wird der Recheneinheit 28 zugeführt. Zui Vereinfachung der Datenübertragung kann auch auf das Signal LA verzichtet werden. Es empfiehlt sich, das Lenkrad am Ausbildungsgerät mit einer Rückstelleinrichtung auszustatten, damit der Fahror Qof^^oaij cfahr ff to! &igr; inn Mac I pnlpHoc c n'iira r\ L· ann ^

Bild 1 zeigt weiterhin gemäß Anspruch 5 eine Additionsstufe 31. In dieser wird die Summe der Lenkverschiebung LV und des Schwenkwinkels Sch gebildet, die der Horizontal Verschiebungseinrichtung 26 zugeführt wird. Durch diese Addition ist gewährleistet, daß Lenkverschiebungen des Bildes und Schwenkve'schiebungen gleichzeitig durchgeführt werden können.

Fig. 3 zeigt des Speicherbild einer Zylinderprojektion der Innenansicht eines Pkw's. Von diesem Speicherbild ist gei.iäß der Horizontal verschiebung jeweils nur ein Ausschnitt von etwa einem Dn'f^l der vollen Bildbreite auf dem Bildschi-m sichtbar. Das dargestellte Bild berücksichtigt einen Schwenk der Kamera von ca. -90° bis +90°.

Fig. 4 zeigt gemäß Anspruch 6 ein Realbildwiedergabegerät 3, von dem vorausgesetzt wird, daß seine Abspielgeschwindigkeit durch ein von außen eingespeistes Signal beeinflußbar ist. Insbesondere ist vorausgesetzt, daß es sich elektrisch starten und stoppen läßt. Dieses Gerät wird vom Computer 9 über einen Ausgangstreiber 29 und ein Kabe¹ C' angesteuert. Diese Einrichtung dient nicht nur der Geschwindigkeitssteuerung während der Fahrt, sondern auch dem Start am Anfang der Fahrt, der Pausenvorgabe bei Fahrfehlern, der Rückblende, dem Stop am Ende der Fahrt, dem Rückspulen und dem Aufrufen anderer Bildfolgen.

Die beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen sind nicht auf die Anwendung für die Nachbildung von Personenkraftwagen beschränkt sondern auch für andere Fahrzeuge anwendbar.

Claims

Ansprüche

1. Ausbildungsgerät für das Führen eines motorgetriebenen Fahrzeugs mit na tür Heft wirkender Außensicht unter Verwendung der· Attrappe 'I) eines Führer Standes oder eines echten Führerstandes spt Sitz und Se ie^erüenten, sowie eir.es Videobilüschirms (2), wobei

a) (i Realdbildwiedergabegerät (3), wie zum Beispiel d>- videorecorder oder ein Bildplattenspieler zur Wiedergabe eines Realbildes (4),

b) ein Videosignalgenerator (5) zur Erzeugung eines synthetischen Bildes (25),

c) eine Vorrichtung (7) zur Bildsynchronisation von Realbildwiedergabegerät (3) und Videosignalgenerator (5), i

d) eine Vorrichtung (8) zum überblenden des synthetischen Bildes ^j (25) in das Realbild (4), j

e) ein Geräuschgenerator (12) mit Lautsprecher (13) zur Erzeugung '

des dem synthetischen Bild zugehörigen Motorgeräusches,

f) ein Kabel (11) zur synchronen Datenübertragung vom Videosignal- "&Iacgr; wiedergabegerät (3) zu einem Computer (9),

g) ein Speicher (10) für in der Videoaufnahme enthaltene, maßgeb- ;;■ liehe Informationen und \

h) ein Computer (9), dessen Datenausgangsleitungen an die Signalwertgeber der Bedienungjelemente und dessen Datenausgangsleitungen an die Oatenausgangsleitungen des Videosigno'generators (5) angeschlossen sind, ;

vorgesehen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Computer (9) ansteuerbare Horizontalverschiebungseinrichtung (26a oder 26b) zur Relativverschiebung zwischen Realbild {4) und synthetischem Bild (25) vorgesehen ist.

2. VorrfcMtmg nach .Anspruch 1, dadurch qekztinieictin e &idiagr; , daß eine Horizontalverschiebur/^einrichtung (26a) zur Verschiebung des Real bildes (4) vorgesehen ist.

3. Vorriehtuig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Horizontalvetschiebunq^inrich>ung (26b) zur Verschiebung des synthetischen Bildes ',7S) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (9) eine Recheneinheit (28) enthält, in der aus dem Lenkraüwinkel (W) die Amplitude (LV) der Verschiebung zwischen dem Real bild (4) und dem synthetischen Bild (25) unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit (V) berechenbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Additionsstufe (31) vorgesehen ist, in der der im Speicher (10) abgespeicherte Schwenkwinkel (Sch) der Kamera zur Lenkverschiebung (LV) addierbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) als Realbildwiedergabegerät (3) ein solches mit steuerbarer Abspie !geschwindigkeit verwendet wird und daß

b) ein Ausgangstreiber (29) und ein Verbindungskabel (SO) vorgesehen sind, über die das im Computer (9) berechnete Signal der Fahrgeschwindigkeit dem Realbildwiedergabeqerat (3) zur Steuerung seiner Abspielgeschwindigkeit zuführbar ist.