FR2730842A1 - Process for visualising images of adjustable size in field of view for motor vehicle driving simulator - Google Patents

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Abstract

The image visualisation process involves utilising a graphics machine (6) equipped with an electronic calculator which generates a video signal and sends it through a single high resolution graphics channel (7) to two different high resolution display systems (8,9). Electronic units (10) placed in front of the display system create masking shutters which control the size of the image shown. The same graphic image (3) is shown in adjacent zones (1,2) on a screen (4). Each zone is individually masked either from side to side or vertically to create for the driver a viewing window (5) whose dimensions may be varied according to use.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE VISUALISATION D'IMAGES,
NOTAMMENT DANS UN SIMULATEUR DE CONDUITE
L'invention est relative à un procédé et à un dispositif de visualisation d'images de toutes dimensions, notamment dans un simulateur de conduite de véhicule, particulièrement adapté aux applications concernant le domaine automobile comme par exemple l'élaboration de nouveaux véhicules.METHOD AND DEVICE FOR VIEWING IMAGES,
IN PARTICULAR IN A DRIVING SIMULATOR
The invention relates to a method and a device for viewing images of all sizes, in particular in a vehicle driving simulator, particularly suitable for applications relating to the automotive field such as the development of new vehicles.

Un simulateur de conduite de véhicules terrestres, en particulier automobiles, comporte essentiellement une cabine de pilotage avec des instruments de conduite habituels, tels qu'un volant, un levier de vitesse, des pédales d'accélérateur et de frein, un tableau de bord, et avec des moyens de restitution des efforts au volant d'une part et des effets sonores du véhicule en fonctionnement d'autre part, un calculateur électronique d'acquisition des commandes relié à une machine graphique générant un signal vidéo représentant des images graphiques de synthèse traduisant l'évolution du véhicule en temps réel. Ces images graphiques sont projetées sur un écran placé en face de la cabine par des moyens de projection haute résolution, à la vitesse de 30 à 60 images par seconde.Le calculateur reçoit les commandes du pilote, c'est-à-dire la mise en route du véhicule, la position du volant, l'enfoncement des pédales et la vitesse engagée, afin de calculer l'état instantané du véhicule simulé, c'est-à-dire la position, l'orientation ou la vitesse du véhicule. De plus, le calculateur commande le compteur de vitesse du tableau de bord, les efforts sur le volant ou le bruitage relatif au fonctionnement du moteur.A driving simulator for land vehicles, in particular motor vehicles, essentially comprises a cockpit with usual driving instruments, such as a steering wheel, a gear lever, accelerator and brake pedals, a dashboard, and with means for restoring the forces at the wheel on the one hand and the sound effects of the vehicle in operation on the other hand, an electronic control acquisition computer connected to a graphic machine generating a video signal representing synthetic graphic images reflecting the evolution of the vehicle in real time. These graphic images are projected on a screen placed in front of the cabin by high resolution projection means, at the speed of 30 to 60 images per second. The computer receives the pilot's commands, i.e. the setting en route of the vehicle, the position of the steering wheel, the depressing of the pedals and the engaged speed, in order to calculate the instantaneous state of the simulated vehicle, that is to say the position, the orientation or the speed of the vehicle. In addition, the computer controls the speedometer on the dashboard, the forces on the steering wheel or the noise related to engine operation.

Pour réaliser une simulation la plus réaliste possible, donc s'approchant le plus possible des conditions réelles de conduite d'un véhicule, certains simulateurs utilisent un vrai véhicule automobile à l'arrêt plutôt qu'une simple cabine de pilotage, de sorte que le champ de vision du pilote est défini par le pare-brise et les vitres latérales. Dans ce cas, il est très intéressant de projeter des images correspondant à un environnement proche des conditions réelles de conduite. En effet, la restitution visuelle, qui est un élément essentiel d'un simulateur de conduite, participe à une meilleure immersion dans la situation simulée et à une meilleure restitution des vitesses du véhicule piloté. Cette restitution couvre un champ plus ou moins ouvert, horizontalement ou verticalement, selon le type d'application envisagée et les moyens mis à disposition.To make a simulation as realistic as possible, therefore as close as possible to the actual driving conditions of a vehicle, some simulators use a real motor vehicle when stationary rather than a simple cockpit, so that the The pilot's field of vision is defined by the windshield and the side windows. In this case, it is very interesting to project images corresponding to an environment close to real driving conditions. Indeed, the visual restitution, which is an essential element of a driving simulator, participates in a better immersion in the simulated situation and in a better restitution of the speeds of the driven vehicle. This restitution covers a more or less open field, horizontally or vertically, depending on the type of application envisaged and the means made available.

Actuellement, une solution pour couvrir un champ visuel plus large et réparti différemment selon les applications consiste à augmenter le nombre de canaux graphiques, qui sont des cartes graphiques intelligentes pilotées par le calculateur du simulateur et générant des images graphiques. Ces canaux graphiques sont aux formats informatiques de haute résolution, avec des bandes passantes importantes, de nature différente de celle des formats vidéo traditionnels ou grand public, du type PAL ou VGA par exemple. En raison d'une part de sa mise en oeuvre délicate due à la génération de différentes images et à la synchronisation des différents canaux, et d'autre part du surcoût élevé qu'elle occasionne, cette solution n'est guère intéressante.Currently, a solution to cover a wider visual field and distributed differently according to the applications consists in increasing the number of graphic channels, which are intelligent graphic cards controlled by the calculator of the simulator and generating graphic images. These graphic channels are in high resolution computer formats, with significant bandwidths, of a different nature from that of traditional or consumer video formats, of the PAL or VGA type for example. Due on the one hand to its delicate implementation due to the generation of different images and to the synchronization of the different channels, and on the other hand to the high additional cost which it causes, this solution is not very interesting.

Une autre solution actuelle permet, à partir d'un canal graphique unique, d'obtenir plusieurs fenêtres de visualisation mais qui présentent l'inconvénient d'être suivant des formats prédéterminés. Ainsi, le système MCO - Multi-Channel Option - de Silicon Graphics est une carte électronique supplémentaire permettant à partir d'un même canal graphique, de format 1280*1024 qui correspond au nombre de points de résolution, d'obtenir par exemple deux fenêtres de visualisation de format 640*480, de type VGA, ou bien trois fenêtres de format 1024*768. L'inconvénient majeur de ce système réside dans le fait qu'il ne permet pas d'obtenir des fenêtres de visualisation de tout type de format haute résolution, comme par exemple le format 1280*512 utilisé dans les simulateurs de conduite. De plus, ce système
MCO est d'un coût élevé, plusieurs centaines de milliers de francs.Another current solution makes it possible, from a single graphic channel, to obtain several viewing windows but which have the disadvantage of being according to predetermined formats. Thus, the MCO system - Multi-Channel Option - from Silicon Graphics is an additional electronic card allowing, from the same graphic channel, in 1280 * 1024 format which corresponds to the number of resolution points, to obtain for example two windows display format 640 * 480, VGA type, or three windows 1024 * 768 format. The major drawback of this system lies in the fact that it does not make it possible to obtain viewing windows of any type of high resolution format, such as for example the 1280 * 512 format used in driving simulators. In addition, this system
MCO is expensive, several hundred thousand francs.

Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif de visualisation d'images permettant, à partir d'un même canal graphique haute résolution, de visualiser plusieurs fenêtres de toutes dimensions, sans aucune restriction et avec un coût réduit.The purpose of the present invention is to overcome these drawbacks by proposing a method and a device for viewing images making it possible, from the same high resolution graphic channel, to view several windows of all sizes, without any restriction and with a reduced cost.

Pour cela, un premier objet de l'invention est un procédé de visualisation d'images sur un champ de visualisation, à partir d'un canal graphique relié à des moyens de projection haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - visualisation simultanée de la même image graphique issue de l'unique canal graphique, sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation, - masquage latéral de l'image graphique sur chaque zone de visualisation selon au moins un de ses axes de symétrie, avec une amplitude variable, destiné à créer une fenêtre de visualisation de dimensions variables à partir des parties non masquées de l'image graphique.For this, a first object of the invention is a method of viewing images on a viewing field, from a graphic channel connected to means of high resolution projection of graphic images on the viewing field, characterized in that it comprises the following steps - simultaneous display of the same graphic image from the single graphic channel, on at least two consecutive areas of the display field, - lateral masking of the graphic image on each display area according to at least one of its axes of symmetry, with variable amplitude, intended to create a viewing window of variable dimensions from the unmasked parts of the graphic image.

Un second objet de l'invention est un dispositif de visualisation d'images sur un champ de visualisation, comprenant une machine graphique dotée d'un calculateur électronique générant un signal vidéo sur un canal graphique relié à des moyens de visualisation haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins deux moyens de visualisation haute résolution recevant simultanément la même image graphique issue du signal vidéo issu de l'unique canal graphique, et projetant ladite image sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation, - des moyens électroniques de création de volets de masquage du signal vidéo sur chaque zone de visualisation de réglage de leurs dimensions, placés en amont de chaque moyen de visualisation.A second object of the invention is a device for viewing images on a viewing field, comprising a graphics machine provided with an electronic computer generating a video signal on a graphics channel connected to high resolution image viewing means. graphics on the display field, characterized in that it comprises - at least two high resolution display means simultaneously receiving the same graphic image from the video signal from the single graphic channel, and projecting said image onto at least two areas of the display field, - electronic means for creating video signal masking flaps on each display area for adjusting their dimensions, placed upstream of each display means.

L'invention présente l'avantage d'ouvrir horizontalement et verticalement le champ visuel du spectateur, par exemple du pilote du simulateur, de façon variable selon les utilisations, tout en lui assurant des signaux vidéo de haute résolution et grâce à un dispositif nouveau, simple de mise en oeuvre et peu coûteux.The invention has the advantage of opening the visual field of the spectator, for example of the simulator pilot, horizontally and vertically, in a variable manner according to the uses, while ensuring high-resolution video signals and thanks to a new device, simple to implement and inexpensive.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, cette description tant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un dispositif de visualisation d'images sur un écran selon l'invention; - la figure 2 est un schéma synoptique de fonctionnement d'un élément du dispositif de visualisation d'images sur un écran selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of an exemplary embodiment, this description being given in relation to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a diagram of a device for viewing images on a screen according to the invention; - Figure 2 is a block diagram of an element of the device for viewing images on a screen according to the invention.

Les éléments portant les mêmes références sur les deux figures remplissent les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats.The elements bearing the same references in the two figures fulfill the same functions for the same results.

Selon l'invention, le procédé de visualisation d'images sur un écran, par exemple dans le champ visuel présenté à un pilote dans un simulateur de conduite de véhicule, à partir d'un seul canal graphique relié à des moyens de projection haute résolution d'images graphiques, correspondant par exemple à la vision à travers le pare-brise, consiste à visualiser simultanément la même image graphique issue de l'unique canal graphique, sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation, et à masquer latéralement cette image sur chaque zone de visualisation selon au moins un de ses axes de symétrie, avec une amplitude variable. Les dimensions variables de chaque volet de masquage permettent de créer une fenêtre de visualisation de dimensions variables.According to the invention, the method for viewing images on a screen, for example in the visual field presented to a driver in a vehicle driving simulator, from a single graphic channel connected to high resolution projection means graphic images, corresponding for example to the vision through the windshield, consists of simultaneously viewing the same graphic image from the single graphic channel, on at least two consecutive areas of the visualization field, and laterally masking this image on each display area according to at least one of its axes of symmetry, with a variable amplitude. The variable dimensions of each masking pane allow you to create a viewing window of variable dimensions.

Sur la figure 1, les deux zones 1 et 2 de visualisation font apparaître la même image graphique 3 sur un écran 4, chaque zone étant masquée individuellement, soit sur ses côtés droit ou gauche, soit dans le haut ou le bas, afin de créer une fenêtre de visualisation 5 de dimensions variables en fonction de l'application. Cette fenêtre est délimitée et calculée dans l'espace image, disponible par le canal graphique, afin d'assurer la continuité d'image entre les deux zones de visualisation. Le masquage des parties latérales de chaque zone est réalisé électroniquement, par choix des instants de début et de fin des lignes et des trames constituant les images.In FIG. 1, the two viewing areas 1 and 2 show the same graphic image 3 on a screen 4, each area being masked individually, either on its right or left sides, or at the top or bottom, in order to create a viewing window 5 of variable dimensions depending on the application. This window is delimited and calculated in the image space, available via the graphic channel, in order to ensure image continuity between the two viewing areas. The lateral parts of each zone are masked electronically, by choosing the start and end times of the lines and frames constituting the images.

La mise en oeuvre de ce procédé selon l'invention se fait par un dispositif de visualisation d'images sur un champ ou un écran 4, comprenant une machine graphique 6 dotée d'un calculateur électronique générant un signal vidéo sur un canal graphique 7 relié à des moyens de visualisation haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation.Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend - au moins deux moyens de visualisation 8 et 9 haute résolution recevant simultanément la même image graphique du signal vidéo issu de l'unique canal graphique 7, et projetant ladite image sur au moins deux zones consécutives 1 et 2 du champ de visualisation, et - des moyens électroniques 10 de création de volets de masquage de l'image sur chaque zone de visualisation, selon ses axes de symétrie, et de réglage de leurs dimensions, placés en amont de chaque moyen de visualisation 8 et 9.The implementation of this method according to the invention is done by an image display device on a field or a screen 4, comprising a graphics machine 6 provided with an electronic computer generating a video signal on a graphics channel 7 connected high resolution display means of graphic images on the display field. According to the invention, this device is characterized in that it comprises - at least two high resolution display means 8 and 9 receiving simultaneously the same graphic image the video signal from the single graphic channel 7, and projecting said image onto at least two consecutive zones 1 and 2 of the viewing field, and - electronic means 10 for creating image masking flaps on each zone of display, along its axes of symmetry, and for adjusting their dimensions, placed upstream of each display means 8 and 9.

Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. La machine graphique génère un signal vidéo sur un seul canal graphique haute résolution, ce signal étant ensuite envoyé à au moins deux différents systèmes de visualisation, tels que des vidéo-projecteurs ou des moniteurs. Ces systèmes de visualisation sont disposés dans l'espace de façon à réaliser une répartition géométrique des images graphiques en vue de l'obtention d'une fenêtre de visualisation de dimensions souhaitées. The operation of the device according to the invention is as follows. The graphics machine generates a video signal on a single high resolution graphic channel, this signal then being sent to at least two different display systems, such as video projectors or monitors. These display systems are arranged in space so as to produce a geometric distribution of the graphic images with a view to obtaining a display window of desired dimensions.

Un boîtier électronique 10 est intégré en amont de chaque système de visualisation, afin de réaliser des volets de masquage sur les parties latérales de l'image sur chaque zone de visualisation, selon ses axes de symétrie verticale et horizontale, soit en haut ou en bas, à droite ou à gauche, comme le montrent les parties hachurées des zones 1 et 2 de la figure 1. Ces volets ont une amplitude pouvant varier de 0% à 100%, par l'intermédiaire de potentiomètres de réglage placés sur chaque boîtier par exemple.An electronic unit 10 is integrated upstream of each display system, in order to produce masking flaps on the lateral parts of the image on each display area, along its vertical and horizontal axes of symmetry, either at the top or at the bottom. , on the right or on the left, as shown by the hatched parts of zones 1 and 2 of FIG. 1. These flaps have an amplitude which can vary from 0% to 100%, by means of adjustment potentiometers placed on each box by example.

Comme le montre la figure 2 qui est un schéma synoptique de fonctionnement d'un moyen électronique 10 de création de volets de masquage selon l'invention, chaque boîtier électronique comprend des moyens de séparation 11 de la synchronisation composite du signal vidéo du canal graphique 7 en une composante horizontale 12 et une composante verticale 13; - des moyens de réglage 14 de la largeur de chaque ligne de l'image graphique visualisée à partir de la composante horizontale de la synchronisation du signal vidéo; - des moyens de réglage 15 de la hauteur de chaque trame de l'image graphique visualisée à partir de la composante verticale de la synchronisation du signal vidéo; - des moyens de recomposition 16 de la synchronisation du signal vidéo à partir de ses composantes horizontale et verticale; ; - des moyens de commande 17 de chaque composante de base 18 du signal vidéo du canal graphique 7 par la synchronisation.As shown in FIG. 2 which is a block diagram of the operation of an electronic means 10 for creating masking flaps according to the invention, each electronic unit comprises means 11 for separating the composite synchronization of the video signal from the graphic channel 7 into a horizontal component 12 and a vertical component 13; means for adjusting the width of each line of the graphic image displayed from the horizontal component of the synchronization of the video signal; means for adjusting the height of each frame of the graphic image displayed from the vertical component of the synchronization of the video signal; - Recomposition means 16 of the synchronization of the video signal from its horizontal and vertical components; ; - Control means 17 of each basic component 18 of the video signal of the graphic channel 7 by synchronization.

Ce dispositif selon l'invention présente l'avantage de permettre la réalisation de fenêtres de visualisation de toutes dimensions, aucune restriction n'existant sur la combinaison géométrique des volets.This device according to the invention has the advantage of allowing the production of viewing windows of all dimensions, no restriction existing on the geometric combination of the shutters.

Ce dispositif de visualisation d'images peut être avantageusement utilisé dans un simulateur de conduite de véhicule, dans lequel des images graphiques sont présentées à un pilote dans son champ visuel. Un simulateur ainsi équipé peut visualiser des images graphiques de toutes dimensions au pilote, couvrant un champ de visualisation plus ou moins ouvert horizontalement ou verticalement, de façon aisée et peu coûteuse. This image display device can advantageously be used in a vehicle driving simulator, in which graphic images are presented to a driver in his visual field. A simulator thus equipped can visualize graphic images of all dimensions to the pilot, covering a field of vision more or less open horizontally or vertically, in an easy and inexpensive manner.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Procédé de visualisation d'images sur un champ de visualisation, à partir d'un canal graphique relié à des moyens de projection haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - visualisation simultanée de la même image graphique issue de l'unique canal graphique, sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation, - masquage latéral de l'image sur chaque zone de visualisation selon au moins un de ses axes de symétrie, avec une amplitude variable, destiné à créer une fenêtre de visualisation de dimensions variables à partir des parties non masquées de l'image graphique visualisée.1. Method for displaying images on a display field, from a graphic channel connected to high resolution projection means of graphic images on the display field, characterized in that it comprises the following steps - simultaneous display of the same graphic image from the single graphic channel, on at least two consecutive areas of the viewing field, - lateral masking of the image on each viewing area along at least one of its axes of symmetry, with a variable amplitude, intended to create a viewing window of variable dimensions from the unmasked parts of the displayed graphic image. 2. Dispositif de visualisation d'images sur un champ de visualisation (2), comprenant une machine graphique dotée d'un calculateur électronique (8) générant un signal vidéo sur un canal graphique relié à des moyens de visualisation haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation d'un spectateur, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins deux moyens de visualisation (8,9) haute résolution recevant simultanément la même image graphique du signal vidéo issu de l'unique canal graphique, et projetant ladite image sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation (1,2), - des moyens électroniques (10) de création de volets de masquage de l'image sue chaque zone de visualisation à partir du signal vidéo du canal graphique et de réglage de leurs dimensions, placés en amont de chaque moyen de visualisation (8,9). 2. Device for viewing images on a viewing field (2), comprising a graphics machine provided with an electronic computer (8) generating a video signal on a graphics channel connected to means for high resolution viewing of graphics images on the viewing field of a spectator, characterized in that it comprises - at least two high resolution viewing means (8, 9) simultaneously receiving the same graphic image of the video signal from the single graphic channel, and projecting said image on at least two consecutive areas of the viewing field (1,2), - electronic means (10) for creating image masking panels on each viewing area from the video signal of the graphics channel and adjustment of their dimensions, placed upstream of each display means (8, 9). 3. Dispositif de visualisation d'images selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens électroniques (10) de création de volets de masquage des zones de visualisation à partir du canal graphique comprennent - des moyens de séparation (11) de la synchronisation composite du signal vidéo du canal graphique en une composante horizontale et une composante verticale; - des moyens de réglage (14) de la largeur de chaque ligne de l'image graphique visualisée à partir de la composante horizontale de la synchronisation du signal vidéo; - des moyens de réglage (15) de la hauteur de chaque trame de l'image graphique visualisée à partir de la composante verticale de la synchronisation du signal vidéo; - des moyens de recomposition (16) de la synchronisation du signal vidéo à partir de ses composantes horizontale et verticale; ; - des moyens de commande (17) de chaque composante de base du signal vidéo du canal graphique (7) par la synchronisation.3. Image display device according to claim 2, characterized in that the electronic means (10) for creating masking flaps for the viewing areas from the graphic channel comprise - means for separating (11) the synchronization composite of the video signal of the graphics channel into a horizontal component and a vertical component; - means for adjusting (14) the width of each line of the graphic image displayed from the horizontal component of the synchronization of the video signal; - means for adjusting (15) the height of each frame of the graphic image displayed from the vertical component of the synchronization of the video signal; - means for recomposing (16) the synchronization of the video signal from its horizontal and vertical components; ; - control means (17) of each basic component of the video signal of the graphic channel (7) by synchronization. 4. Dispositif de visualisation d'images selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de visualisation (8,9) haute résolution sont des vidéo-projecteurs ou des moniteurs.4. Image display device according to claim 2, characterized in that the high resolution display means (8, 9) are video projectors or monitors. 5. Dispositif de visualisation d'images selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est associé à un simulateur de conduite de véhicule, comprenant une cabine reliée à un calculateur électronique de commande qui transmet l'évolution du véhicule simulé en temps réel à une machine graphique calculant l'image instantanée vue par le pilote dans son champ visuel (4) et envoyée aux moyens de projection (8,9) haute résolution. 5. Image display device according to claims 1 and 2, characterized in that it is associated with a vehicle driving simulator, comprising a cabin connected to an electronic control computer which transmits the evolution of the simulated vehicle in real time to a graphics machine calculating the instantaneous image seen by the pilot in his visual field (4) and sent to the high resolution projection means (8, 9).
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