JP2721057B2 - 操作可能な制御対象を有するハードウェア装置をシミュレーションするシステム - Google Patents

操作可能な制御対象を有するハードウェア装置をシミュレーションするシステム

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JP2721057B2
JP2721057B2 JP28282891A JP28282891A JP2721057B2 JP 2721057 B2 JP2721057 B2 JP 2721057B2 JP 28282891 A JP28282891 A JP 28282891A JP 28282891 A JP28282891 A JP 28282891A JP 2721057 B2 JP2721057 B2 JP 2721057B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は訓練システム、特に対話
型の再構成可能なシミュレータおよび訓練システムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】複雑なシステムの多くはオペレータに大
きい要求を課している。その結果、多くのこのようなシ
ステムのオペレータは、所望のレベルの熟練度に達する
ために長時間の訓練を必要とする。高い訓練費用がかか
るこのようなシステムの例は、精巧な固定手順制御シス
テム、自動車および飛行機を含む。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらのタイプのほと
んどのシステムにおいて、訓練処理のバルクに対して実
際のハードウェアを使用する出費は法外なものである。
結果的に、シミュレータは予想されるオペレータのため
に低価格の広範囲の訓練経験を許するために多数のこれ
らのシステムにおいて動作環境をシミュレートするため
に開発されている。例えば、パイロットの訓練におい
て、新しいパイロットが実際の飛行機を動作するために
馴染まなければならない無数の制御およびシミュレーシ
ョンにより彼等に経験を提供するために外部地形のコン
ピュータ発生風景と結合された飛行機のコックピットの
ハードウェア実物大模型を使用することが一般的であ
る。
【０００４】このようなシミュレータは訓練に対して実
際のシステムを使用するよりもかなり安価であるが、ハ
ードウェア模型は依然として形成するのに高価である。
さらに、多数のシステム設計において変更が継続して頻
繁に生じる。結果的にハードウェア模型は急速に廃棄さ
れるようになり、著しい出費で修正または再構成されな
ければならない。
【０００５】したがって、比較的廉価な訓練シミュレー
タを提供することが望ましい。さらに最小の出費で実際
の動作環境の実際的なシミュレーションを提供する訓練
シミュレータを提供することが望ましい。さらに、シス
テムの設計または外観の変化に応答して容易に修正され
ることができるこのような訓練システムを提供すること
が望ましい。
【０００６】
【課題解決のための手段】本発明によると、操作可能な
制御対象を有するハードウェア装置をシミュレートする
システムが提供される。このシステムは、それぞれハー
ドウェア装置の異なる画面からなる複数の静止画像を記
憶し伝送するビデオ記憶手段と、ハードウェア装置の操
作可能な制御対象の複数の状態の外観をシミュレートす
るオーバーレイ画像を発生するグラフィック発生手段
と、ビデオ記憶手段とグラフィック発生手段とに結合さ
れ、オーバーレイ画像を静止画像と結合し、所定の操作
可能な制御対象のオーバーレイ画像を静止画像の対応す
る操作可能な制御対象に重ねるオーバーレイプロセッサ
と、ビデオ記憶手段とグラフィック発生手段とオーバー
レイプロセッサとに結合され、静止画像とオーバーレイ
画像を表示するビデオモニタと、グラフィック発生手段
に結合され、利用者入力に応答して操作可能な制御対象
のオーバーレイ画像の状態を調整する利用者インターフ
ェイス手段と、ビデオ記憶手段とグラフィック発生手段
とオーバーレイプロセッサとに結合され、操作可能な制
御対象を有するハードウェア装置の複数の状態の複数の
画面をシミュレートするために、静止画像とオーバーレ
イ画像の表示のシーケンスおよび状態を制御するホスト
コンピュータとを具備する。
【０００７】本発明はハードウェア装置の制御対象およ
び表示の必要な画面が全て１つ以上のビデオモニタ上に
現れるため、結果的にハードウェア装置のハードウェア
模型を形成することを不要にする訓練システムを生成す
る。さらに、複数の状態における制御対象の外観をシミ
ュレートするためにオーバーレイ画像を使用すること
は、それぞれ可能性ある組合せの制御状態のそれぞれに
対して制御対象の別々画像が不要であることを意味す
る。またシミュレートされるハードウェア装置の外観
は、単に新しいハードウェア装置の新しい画像を撮影
し、オーバーレイ画像の状態を変化させることによって
容易に変化させることができる。
【０００８】
【実施例】図１を参照すると、以降本発明による“ガラ
ス訓練装置”10と呼ばれる対話型の再構成可能なシミュ
レータおよび訓練システムのブロック図が示されてい
る。ガラス訓練装置10は、プロセス制御システムのよう
な静止環境または地上および空の乗物のような移動体シ
ステムに対するオペレータの訓練を含む多数の適用にお
いて使用されてもよい。
【０００９】ガラス訓練装置10は、グラフィック作成ワ
ークステーション12、データベース作成ワークステーシ
ョン14およびガラス生徒訓練ステーション16の３つの主
サブシステムから構成される。グラフィック作成ワーク
ステーション12、本質的にグラフィック作成ソフトウェ
ア20を含むＩＢＭ適応パーソナルコンピュータ18から成
る。ここはコースウェアグラフィック作成が行われる場
所である。データベース作成ワークステーション14は、
ＤＥＣＮＥＴリンク22によってグラフィック作成ワーク
ステーション12に接続されたＶＡＸコンピュータ24（デ
ジタルエクイップメント社製）から構成される。ＶＡＸ
コンピュータ24は訓練装置インターフェイスソフトウェ
ア26を含む。データベース作成ワークステーション14は
コースウェアデータベースを含む。ここは、コースウェ
アデータベースおよびシミュレータデータベースが作成
され、更新される場所である。
【００１０】ガラス生徒訓練ステーション16は、グラフ
ィックモニタおよび他の周辺装置と結合された、ＰＣバ
ス・マルチバスコンピュータから構成される。ガラス生
徒訓練ステーション16はガラスＩ／Ｏソフトウェア28を
含み、イーサネット（Ethernet）リンク38によってデー
タベース作成ステーション14に接続されている。
【００１１】図２はデータベース作成ステーション14を
詳細に示す。ＶＡＸコンピュータ24は、ＲＳ232 バス32
によって、機能キーを持つキーボードを含むコンピュー
タ端末34に接続されている。
【００１２】図３はグラフィック作成ワークステーショ
ン12を詳細に示す。ＩＢＭ適応パーソナルコンピュータ
18は、ビデオディスクプレーヤ36、ビデオオーバーレイ
モニタ38、高分解能グラフィックモニタ40、キーボード
42およびマウス44に結合されている。
【００１３】図４はガラス生徒訓練ステーション16を詳
細に示す。訓練中にシミュレートされる実際のハードウ
ェア装置の写真は、図４に示されたビデオ記憶装置46に
記憶される。実際の写真が好ましいが、アーティストに
よる描写またはコンピュータ発生グラフィックも使用さ
れ、ビデオ記憶装置46に記憶することができる。ビデオ
記憶装置46は例えばビデオディスクプレーヤを含んでも
よい。ビデオ記憶装置46は、ビデオ通信およびＲＳ232
バス50によってＰＣバスカードラック装置48に接続され
る。
【００１４】カードラック装置48は、例えばＩＢＭ Ｐ
Ｃ ＡＴ パーソナルコンピュータを含む中央コンピュ
ータ15に接続されている。カードラック装置48は、メモ
リ52、高分解能グラフィック発生器54およびグラフィッ
クオーバーレイカード56を備えたマイクロコンピュータ
を含む。さらに、ＩＥＥＥ制御装置、ディスク制御装置
および接触スクリーン制御装置（示されていない）のよ
うな別の必要な制御装置がカードラック装置48に含まれ
ている。ビデオモニタ58、60、62は、ビデオ記憶装置46
上に記憶された画像を表示し、コンピュータ発生グラフ
ィックオーバーレイを表示するために、カードラック装
置48に接続される。好ましい実施例において、モニタ58
および60は高分解能モニタであり、一方モニタ28は中程
度の分解能のモニタであり、これは高分解能が必要とさ
れないところで使用される。さらに、モニタ58、60、62
は、モニタ上で発生され表示される、シミュレートされ
る操作可能な制御対象と利用者がインターフェイスする
ことを可能にする接触スクリーン64、66、68を備えてい
る。
【００１５】利用者がガラス訓練装置10と通信すること
を可能にするために接触スクリーンを補償するキーボー
ド70もまた設けられている。モニタおよびキーボードを
含む命令端末72は、利用可能な指令情報およびメニュー
を表示するためにカードラック装置48に接続され、指令
プログラム、すなわち“コースウェア”を開発するため
に使用される作成、編集および試験手順を補助する。
【００１６】命令端末72は、マルチバスカードラック装
置74によってカードラック装置48にインターフェイスす
る。マルチバスはカリフォルニア州サンタナクレアのイ
ンテル社の登録商標のマルチバスである。マルチバスカ
ードラック装置74は、ＰＣバスカードラック装置48との
インターフェイスを提供するために、メモリ、ＲＳ−23
2 ポート、ＩＥＥＥ488 制御装置および音響出力システ
ム制御装置を備えたマイクロコンピュータを含む。さら
に、音響ディスプレイシステム76がマルチバスカードラ
ック装置74に接続され、利用者に音響出力を供給する。
命令端末72はまた、ガラス訓練装置10の種々の機能を制
御するために訓練中に利用者によって使用される。ウィ
ンチェスター装置からなる除去可能な媒体記憶装置40を
プログラム記憶のために使用してもよい。
【００１７】生徒がガラス生徒訓練ステーション16を使
用しているとき、シミュレートされるべきハードウェア
装置の実際の写真はビデオ記憶装置46中に保持され、モ
ニタ58、60および62に表示される。実際のハードウェア
装置上の操作可能な制御対象の異なる状態がビデオ画像
上にオーバーレイグラフィックによって表示される。利
用者は、これらの画像が配置された位置で接触スクリー
ン64、66、68の１つを触ることによって、これらのシミ
ュレートされた画像を操作する。モニタ58、60、62上の
グラフィックオーバーレイの外観および位置は、グラフ
ィック作成ステーション12によって作成されるコースウ
ェアデータベースによって規定される。
【００１８】Ｉ．飛行機訓練システム 本発明の好ましい実施例によると、ガラス訓練装置10は
飛行機のオペレータに対して訓練およびシミュレーショ
ンを行うように構成されている。図５を参照すると、飛
行機のコックピット中のシミュレートされた位置のビデ
オ階層78が示されている。ビデオ階層78に示されている
各フレームは単一のビデオフレーム、すなわちコックピ
ットの一部の単一の写真を表す。最初に、グラフィック
作成ワークステーション12の利用者は、６つの１次ビデ
オシーケンスから１つを選択させる主メニュースクリー
ン80を与えられる。これらは上方視界82、下方視界84、
搭乗員ステーション（ＦＣＳ）86、ＡＦＴ（機尾）装置
ベイ88、試験装置90および地上支援装置92を含む。
【００１９】例えば、利用者がＦＣＳビデオシーケンス
86を選択した場合、左コンソール94、右コンソール96、
中央コンソール98、オーバーヘッドコンソール100 およ
び装置ベイ102 を含むコックピット内の５つのシーンか
ら１つを選択する。利用者が中央コンソール98を観察し
ている間に、上方中央104 または下方中央106 スクリー
ンを選択することによって、このコンソールの一部分の
近接画面を選択することができる。上方中央104 を観察
している間に、利用者は１つ以上のパネル群108 および
110 に焦点を合わせる。パネル群110 に焦点を合わせて
いる間に、利用者はそのパネル群110 から３つの個別の
パネル112 、114 、116 の１つを選択することができ
る。したがって、上記の階層は、コックピットの広い画
面から狭い画面へのシーケンスを通して進行することに
よって、特定の位置のいずれに対してもアクセスを容易
にする。
【００２０】Ａ．グラフィックオーバーレイ 図６のａ乃至ｆおよび図７のａ乃至ｆは、図４に示され
たビデオスクリーン中の適切な位置でモニタ58、60、62
上に利用者に対して示されるグラフィックオーバーレイ
の例を示す。これらのグラフィックオーバーレイは、除
去可能な媒体記憶装置78に記憶されたソフトウェアにプ
ログラムされる。それらは、図４に示されたガラス生徒
訓練システム16中のグラフィック発生器54およびグラフ
ィックオーバーレイカード56によって発生され、オーバ
ーレイされる。グラフィックオーバーレイは、グラフィ
ックオーバーレイの前面の適切な位置で接触スクリーン
64、66、68に触ることによって操作可能である。図６の
ａ乃至ｆおよび図７のａ乃至ｅはシミュレートされる入
力装置の例を示し、図７のｆは出力装置の例を示す。保
守手順中の訓練のためおよび別の特別な装置のタイプの
保守動作装置のようなその他の種類の装置がシミュレー
トされてもよいことが理解されるであろう。
【００２１】図６のａにおいて、“オン”位置でラッチ
されたトグルスイッチが詳細に示されている。実線の円
はトグルスイッチの現在の位置を示す。利用者は所望さ
れる位置に触ることによってトグルスイッチの位置を変
化させる。例えば、“オフ”シンボルに隣接した接触ス
クリーンに触ることによって、トグルスイッチ画像120
中に示されているようにワード“オフ”に隣接して円が
現れる。図６のｂは、ワード“オフ”に隣接した実線の
円によって示されたように、オフ位置122 においてばね
負荷されたトグルスイッチを示す。位置Ａにスイッチを
位置することが望ましい場合、接触スクリーンはワード
“ＰＯＳ Ａ”の左が触られ、グラフィック画像はその
位置が触られている限り124 で示されたものに変化す
る。解除されたとき、装置はばね負荷された位置に戻
る。図６のｃは、１組のラッチされた押ボタン126 ，12
8 を示す。ラッチされた押ボタンは、例えばブレードシ
ールプロテクタ、安全ピン、ホイールチョーク、警告フ
ラッグ、外部の電気カートのパワーアップ等を表すよう
に飛行機のコックピット内で使用することができる。押
ボタンは、128 で示されたような円または126 で示され
た方形とすることができる。外方または突出した位置は
円または方形の外形によって表され、“イン”状態は塗
り潰された円または長方形の外形によって表される。そ
の代りとして、図６のｃの押ボタンは触られたときに
“イン”状態を表すが、スクリーンが触られなくなった
ときにはアウト状態に戻るばね負荷された押ボタンを表
すこともできる。
【００２２】図６のｄは、ディスクリートな位置に関す
る回転スイッチ130 を表すために使用されるシンボルを
示す。ポインタは回転スイッチの現在の位置を示す。こ
の装置を選択するために利用者がその中心点付近を触る
と、小さい“＋”および“−”符号が132 により示され
るように現れる。２度目に回転接触ターゲットに触る
と、回転の選択は解除され、＋および−の対応した接触
ターゲットは除去される。−符号に触ると、ポインタは
反時計方向に移動する。それは、解除されるまで、或は
それが左端の位置に達するまで、１つのディスクリート
位置から次のものにジャンプして移動を続ける。＋に触
ると、ポインタが時計方向に移動することを除いて−へ
の接触と同様に作用する。
【００２３】図６のｅは、停止部を持つ円形アナログ装
置を表すために使用されるシンボルを示す。図６のｄに
示された円形アナログスイッチ130 ，132 と同様に、そ
の中心点の近くに停止部134 を有する円形アナログに触
ると、−および＋符号が発生する。２度目の接触はスイ
ッチの選択を解除して＋および−符号を除去させる。−
への接触は、解除されるまで、或はそれが点で表された
左端の位置に達するまで、ポインタを反時計方向に連続
的に移動させる。アナログが左端の位置に達したとき、
それは136 によって示されるようにスイッチがオフであ
ることを示す点の位置にジャンプする前に停止する。＋
への接触は、ポインタが時計方向に移動することを除い
て−への接触と同様に作用する。スイッチがオフのと
き、＋への接触は、スイッチがオンであることを示す位
置にポインタをジャンプさせ、しばらくした後にポイン
タを時計方向に移動させる。
【００２４】図６のｆはスライドタイプの直線アナログ
スイッチを示す。ラインはスライドの現在の位置を示
す。スライドは138 におけるように垂直に、或は140 に
おけるように水平に移動する。中央の近くのスライドへ
の接触は、＋および−シンボルを出現または消滅させる
ようにスライドを選択するか或は解除する。−への接触
は、それが終端位置に達するまで連続した運動でライン
を下方または左に移動し、＋への接触は、反対方向にラ
インを移動させる。同様にして、図７のａはスロットル
を表す例として使用されることのできる戻止めを備えた
直線アナログスイッチのシンボルを示す。ラインはアナ
ログの現在の位置を示し、スイッチは＋および−符号を
出現させる中央点近くへの接触によって選択される。機
能解除はスイッチの中央付近への２度目の接触によって
達成される。−への接触は連続した運動でスイッチ142
上でラインを下方に、或はスイッチ144 中で左に移動さ
せる。ラインは、連続的に移動する前に戻止めの位置に
達したときに停止する。同様にして、＋への接触は反対
方向にラインを移動させる。
【００２５】図７のｂは停止シンボルを持つ直線アナロ
グ146 を示す。装置はそれらに関連したディスクリート
な位置（オン／オフスイッチのような）を有する連続的
なターン（戻止めのない）サムホイールを表すために使
用される。スイッチはアナログを下方に一杯に移動する
ことによってオフに切替えられる。この装置は停止部を
持つ円形アナログに類似している。ラインはアナログの
現在の位置を示す。小さい点はこの装置と関連されたラ
ッチされた押ボタンのオフ位置を示す。装置は小さい＋
および−符号を出現させる中央点の付近を触ることによ
って選択される。−への接触はラインが底部位置に達す
るまでラインを移動させ、ここにおいてそれは148 で示
されるようにスイッチがオフであることを示す点位置に
ジャンプする前に停止する。＋への接触はラインを上方
に移動させる。スイッチがオフである場合、＋への接触
はラインをスイッチがオンに切替えられたことを示す位
置にジャンプさせ、停止後に連続的に上方に移動させ
る。
【００２６】図７のｃは、ラベルを付けられた戻止め位
置を持つデジレバーまたはサムホイールを示すために使
用されるシンボル150 を示す。デジレバーの現在の位置
はグラフィックオーバーレイを使用して表示される。位
置を変化するためにデジレバーの上方の実線の円接触タ
ーゲットはその値を増加するために触られ、またデジレ
バーの下方で実線の円接触ターゲットは値を減少するた
めに触られる。
【００２７】図７のｄはジョイスティック用のシンボル
を示す。ジョイスティックｘ位置およびｙ位置は実線の
円によって表されたものである。スクリーンが触られな
い場合、ジョイスティックは152 で示されたような中央
に現れる。この装置を移動させるために、ジョイスティ
ックを移動させる所望位置が触られる。したがって、例
えば154 で示されたような上部右象限に接触することに
よってジョイスティックはその方向に移動する。ジョイ
スティックは、スクリーンが触られている限りこの位置
のままであり、解放されたときに円は152 で示されたよ
うに中央位置に戻る。
【００２８】図７のｅは白黒の故障状態のシンボル156
によって表された故障インジケータを示している。リセ
ット状態は塗り潰された円158 によって表される。故障
インジケータ156 が触られたとき、故障インジケータが
リセットされない場合である故障がシステム中に存在し
ない場合にリセットされる。
【００２９】例えば、ランプ、文字数字式ディスプレイ
などを含む多数の出力装置が使用される。図７のｆは、
現在位置がグラフィックオーバーレイラインにより表さ
れたアナログメータ160 を示す。
【００３０】Ｂ．コースウェアデータベース ビデオディスク映像上のグラフィックオーバーレイの外
観および位置はデータベースによって規定される。この
データベースは、図２に示されたデータベース作成ステ
ーション14を使用して作成される。図８は訓練装置イン
ターフェイスデータベースコースウェア階層の概略図で
ある。データベースのコースウェア部分は以下の６つの
項目から構成される。
【００３１】１．基本情報。これは、例えば装置の名称
および装置のタイプ等の項目の基本定義である。
【００３２】２．ビデオフレーム。これは各ビデオ、シ
ミュレーション画像の定義である。
【００３３】３．ガラスフレーム。これはビデオ階層の
一部であるビデオフレームをオーバーレイすることがで
きるディスプレイおよびボタンを示すオーバーレイフレ
ームの定義である。
【００３４】４．コースウェアグラフィック。これは表
されるべき指令グラフィックを示すオーバーレイフレー
ムの定義である。
【００３５】５．論理フレーム。これらは、利用者また
は生徒に与えられるべき指令メッセージを生成するため
に訓練装置ソフトウェアが使用する前の３種類のフレー
ム間の関係の定義である。
【００３６】６．音響フレーム。これらは生徒に与えら
れる指令音響メッセージの定義である。
【００３７】Ｃ．コースウェアデータベース更新 訓練装置インターフェイスデータベースのコースウェア
部分は、コースウェアデータベース更新中に更新され
る。コースウェア更新中のスクリーンの階層162および
スクリーン間の移動を行う機能キーが図８に示されてい
る。例えば、コースウェアデータベース更新機能が最初
に実行された場合、利用者には図８に示されたように基
本情報スクリーン164 が表示される。最初に、利用者は
種々の利用可能なタイプのコースウェアデータ要素の中
から選択する。利用者は、例えばガラス装置タイプ利用
者インターフェイスを含む利用者インターフェイススク
リーン管理能力を使用することによって、コースウェア
データベース更新中に選択を行う。あるタイプの要素が
選択されると、利用者にはその特定のタイプの既存する
全項目のリストが表示される。利用者は、既存の要素の
１つまたは新しい要素を選択する。要素の名称が現れ、
または利用者が新しい名称を選択する。利用者は、選択
することができる選択枝のリストを狭くする目的を有す
る補助フレーズのリストから選択する。
【００３８】次に、基本情報処理スクリーン164 中で利
用者は、例えばディスクリート、アナログであるデータ
タイプを選択するか、または何もしない。基本情報スク
リーンが表示されているときにＦ９キーが押された場
合、訓練形態装置スクリーン166 が表示される。利用者
は、次に訓練装置形態スクリーン166 に表示されたリス
トから、名称を与えられた要素に適切なカテゴリィを選
択する。これらの形態例は、兵器、航空電子機器、電気
および照明機器、環境制御システム、飛行制御システ
ム、燃料、水力学および推進力を含む。これらの各カテ
ゴリィ内において、例えばコンピュータ補助手順訓練装
置（ＣＡＰＴ）、計算保守訓練装置（ＣＭＴ）、デスク
トップ訓練装置（ＤＴＴ）等のその他の形態選択がさら
に成される。訓練形態スクリーン166 が表示されている
ときにＦ９キーが押された場合、基本形態スクリーン16
4 に復帰する。
【００３９】基本情報スクリーン164 または訓練装置形
態スクリーン166 のいずれかが表示されているときに機
能キーＦ８が押された場合、処理されている項目の要素
タイプと一致する詳細な情報スクリーンが現れる。“タ
イプ”とラベルを付けられた決定ダイヤモンド論理ステ
ップ168 によって選択が行われる。ビデオフレーム詳細
170 、ガラスフレーム詳細172 、コースウェア論理フレ
ーム詳細174 、コースウェアグラフィックフレーム詳細
176 、およびコースウェア音響メッセージ詳細178 の５
つのタイプの詳細な情報スクリーンがある。
【００４０】利用者がＦ８を押し、ビデオ要素タイプが
基本情報スクリーン164 において選択された場合、ビデ
オフレーム詳細スクリーン170 が選択される。要素の名
称が現れ、利用者は図４に示されたビデオ記憶装置46に
対して選択された媒体のタイプに対応したテープまたは
ディスクのような有効な媒体のタイプを選択する。利用
者はＦ８を押すことによって基本情報スクリーン164 に
戻り、Ｆ９を押すことによって訓練装置形態スクリーン
166 に戻ることができる。
【００４１】この特定のビデオフレームを使用したガラ
スフレームが基本情報スクリーン164 上に呼出され、ビ
デオスクリーン170 が表示されているときに機能キーＦ
１３が押された場合、ガラスフレーム詳細スクリーン17
2 が表示される。そうでなければ、Ｆ１３は無効キーメ
ッセージを発生させる。その代わりとして、選択された
要素のタイプがガラスフレームであり、基本情報スクリ
ーン164 が現れているときにＦ８が押された場合、ガラ
スフレーム詳細スクリーン172 が表示される。その後ガ
ラスフレームに関する情報が表示される。それから利用
者は、高分解能指令ディスプレイユニット（モニタ24，
26）またはビデオのような有効なフレームタイプを選択
する。利用者はフレーム名の有効な選択のリストを与え
られ、既存のフレームを選択する。このガラスフレーム
を使用するコースウェアフレームが基本情報スクリーン
上に呼出され、ガラスフレーム詳細スクリーン172 が表
示されているときに機能キー１１が押された場合、コー
スウェア論理フレーム詳細スクリーン174 が表示され
る。ガラスフレーム詳細スクリーン172 が表示されてい
るときにＦ１３が押された場合、ビデオフレーム詳細ス
クリーン170 が現在のビデオフレームに対して現れる。
利用者は、Ｆ８またはＦ９をそれぞれ押すことによっ
て、詳細な情報スクリーン170 乃至178 のいずれかか
ら、基本情報スクリーン164 または訓練装置形態スクリ
ーン166 に戻る。
【００４２】選択された要素がコースウェアグラフィッ
クフレームであり、基本情報スクリーン164 が表示され
ている場合にＦ８が押されると、コースウェアグラフィ
ックフレーム詳細スクリーン176 が表示される。利用者
は、高分解能またはビデオ（中分解能）指令モニタ58、
60、62のような指令ディスプレイユニットのタイプを選
択する。このコースウェアグラフィックフレームを使用
したコースウェアフレームが基本情報スクリーン164 上
に呼出され、コースウェアグラフィックフレーム詳細ス
クリーン176 が表示されているときに機能キーＦ１２が
押された場合、コースウェア論理フレーム詳細スクリー
ン174 が表示される。
【００４３】コースウェア論理フレームが基本情報スク
リーン164 上に呼出され、Ｆ８が利用者によって押され
た場合は、コースウェア論理フレーム詳細スクリーン17
4 が表示される。利用者は既存のガラスフレームおよび
グラフィックフレームを選択することが可能である。コ
ースウェア論理フレーム詳細スクリーン174 が表示され
ているときに機能キーＦ１１が押された場合、示されま
たは選択されたガラスフレームに対してガラスフレーム
詳細スクリーン172 が表示される。コースウェア論理フ
レーム詳細スクリーン174 が表示されているときに機能
キーＦ１２が押された場合、現在スクリーン上に示され
ているグラフィックに対してグラフィックフレーム詳細
スクリーン176 が表示される。
【００４４】基本情報スクリーン164 に表示される音響
フレームに対して利用者がＦ８を押したとき、コースウ
ェア音響メッセージ詳細スクリーン178 が表示される。
選択された名称に音響フレームが存在する場合、その情
報が表示される。利用者は、例えば音響メッセージの内
容を作成者が覚えておく助けとして機能するテキストメ
ッセージをタイプすることができ、これは別に処理され
る。
【００４５】Ｄ．シミュレーションデータベース更新 訓練装置インターフェイスデータベースの非コースウェ
ア部分は、図２のデータベース作成ステーション14を使
用して、シミュレーションデータベース更新機能によっ
て更新される。データベースのシミュレーション部分は
以下の５つの項目から構成される。
【００４６】１．ベース情報。これは項目の基本的な定
義である。
【００４７】２．生徒インターフェイス。これらは生徒
が利用できるハードウェアおよびガラスインターフェイ
スの定義である。
【００４８】３．環境パラメータ。これらは、シミュレ
ートされた状態の非飛行機要素を調整するためにコース
ウェアによって使用される制御インターフェイスの定義
である。
【００４９】４．シミュレーションパラメータでの待機
（ＷＳＩＭ）。これらは手順へのシミュレーションフィ
ードバックを行うために使用される機能的な監視インタ
ーフェイスの定義である。
【００５０】５．シミュレーションテキストメッセー
ジ。これらは、飛行機インジケータを介して利用不可能
なシミュレート状態のフィードバックを生徒の動作が必
要としたときに与えられるメッセージの定義である。
【００５１】この情報を収集するスクリーンの階層180
およびシミュレートデータベースのためにそれらの間を
移動する機能キーが図９に示されている。シミュレーシ
ョンデータベース更新は、訓練装置インターフェイスデ
ータベースの発生および修正をサポートする。メニュー
およびプロンプトは、更新プロセスを通じて利用者を案
内するために使用され、訓練装置インターフェイスデー
タベースを生成する。
【００５２】最初に実行されるとき、表示シミュレーシ
ョンデータベース更新機能は、利用者に基本情報スクリ
ーン182 を表示する。利用可能なタイプのシミュレーシ
ョンデータ要素が列挙される。要素タイプが選択された
とき、スクリーンは選択されたタイプの既存する全ての
ものを列挙する。利用者は既存の要素、または新しいも
ののタイプを選択することができる。次に利用者は、列
挙される有効な選択の中の種々のヘルプフレーズから選
択することができる。次に利用者は、データタイプのリ
スト、すなわちディスクリート、アナログ、ストリング
からデータタイプを選択し、または何も選択しない。
【００５３】データタイプ決定ダイヤモンド188 による
決定にしたがって、基本情報詳細スクリーン182 が表示
されているときに機能キーＦ７が押された場合、データ
タイプがディスクリートならば、ディスクリート状態情
報詳細スクリーン184 が表示され、データタイプがアナ
ログならば、アナログ情報スクリーン186 が表示され
る。基本情報スクリーン182 が表示されているときにＦ
９が押された場合、訓練装置形態スクリーン190 が表示
される。
【００５４】ディスクリート情報詳細スクリーン184 が
データタイプ決定ダイヤモンド188によって呼出された
とき、現在定義されている状態値および関連した名称が
表示される。利用者は、修正するために既存状態を選択
するか、或は新しい状態中をタイプする。ディスクリー
ト状態情報詳細スクリーン184 が表示されているときに
機能キーＦ９が押された場合、訓練装置形態スクリーン
190 が現れる。
【００５５】アナログ状態情報詳細スクリーン186 が呼
出されたとき、利用者は、低い値および高い値の数、並
びに高い値と低い値との間になければならない現在の数
を選択することができる。利用者はまたステップサイズ
数を選択することができる。Ｆ９が押されたときに、訓
練装置形態スクリーンが呼出される。図８における訓練
装置形態スクリーン166 に関連して上記されたような訓
練装置形態に対する類似の選択はまた、図９の訓練装置
形態スクリーン190 において利用可能である。
【００５６】基本情報スクリーン182 、ディスクリート
状態情報スクリーン184 、アナログ状態情報スクリーン
186 または訓練装置形態スクリーン190 が表示されてい
るときに機能キーＦ８が押された場合、項目の正しい要
素タイプと一致する詳細情報スクリーンが表示される。
すなわち、ハードウェア詳細スクリーン192 は、要素タ
イプがハードウェア生徒インターフェイスであるとき
に、要素タイプ決定ダイヤモンド194 によって選択され
る。要素タイプがガラス生徒インターフェイスである場
合にガラスタイプ決定ダイヤモンド198 による決定にし
たがって、ガラスインターフェイス詳細スクリーン196
の１つが表示される。環境パラメータ詳細スクリーン20
0 は、要素が環境パラメータである場合に選択される。
シミュレーションでの待機（ＷＳＩＭ）モデル詳細スク
リーン202 は、要素がＷＳＩＭパラメータである場合に
選択される。シミュレーションテキストメッセージ詳細
スクリーン204 は、要素がシミュレーションテキストメ
ッセージである場合に選択される。
【００５７】さらに詳細に述べると、利用者がハードウ
ェア項目に対してＦ７キーを押したときに、ハードウェ
ア詳細スクリーン192 が表示される。既存のハードウェ
ア要素が修正されている場合、その要素上の現在の情報
が表示され、そうでなければ全フィールドが空白であ
る。使用者は、訓練装置タイプ、ハードウェアタイプ、
ボード、ラック数、フィールド幅、ノード（１つ以上の
コンピュータを含むハードウェアカードラックであ
る）、入力アドレス、入力スタートビットまたは入力ポ
ートを選択することができる。
【００５８】ハードウェア詳細スクリーン192 が表示さ
れているときに、機能キーＦ８が押されると、ガラスタ
イプ決定ダイヤモンド198 による決定にしたがって、項
目の要素タイプと一致するガラス詳細情報スクリーン19
6 が表示される。これらのガラスタイプは、オーバーレ
イを構成するディスプレイおよびボタンを示すオーバー
レイフレームである。例えば、これらのディスプレイは
図６のａ乃至ｄに列挙されている。ガラス詳細スクリー
ン196 のいずれかが表示されているときに、機能キーＦ
１１が押されると、ディスプレイ形態スクリーン206 が
表示される。ディスプレイ形態スクリーン206 は訓練装
置形態スクリーンと同様に動作し、生徒ステーションモ
ニタ、高分解能モニタ、ビデオオーバーレイモニタ等の
種々のモニタを含むディスプレイ形態選択子から利用者
が選択できるようになっている。ガラス詳細スクリーン
196 は、一般、円形アナログ回転、デジレバー数字ジョ
イスティックシャフト、直線アナログ等を含むカテゴリ
ィの数にしたがってカテゴリィに分けられる。
【００５９】基本情報スクリーン182 が表示され、利用
者がＦ８ボタンを押して、要素が環境パラメータである
場合、環境パラメータ詳細スクリーン200 が表示され
る。利用者は、コースウェアに対して、指令特性に対し
て、シミュレーションに対して、初期化だけに対して、
項目が有効か否か等の選択を行なうことができる基本情
報スクリーン182 が表示されている時にＦ８機能キーが
押され、項目がシミュレーションテキストメッセージで
ある場合、シミュレーションテキストメッセージ詳細ス
クリーン204 が表示される。存在するシミュレーション
テキストメッセージが修正されるか、或は新しいメッセ
ージが入力される。項目がＷＳＩＭモデル要素であり、
基本情報スクリーンが表示されている時にＦ８キーが押
されると、ＷＳＩＭモデル詳細スクリーン202 が表示さ
れる。利用者はＷＳＩＭモデル要素を修正する。
【００６０】Ｅ．コースウェアグラフィック作成 コースウェアグラフィック作成は、図３に示されたグラ
フィック作成ワークステーション12で行われる。コース
ウェアグラフィック作成機能は、ビデオフレーム上での
オーバーレイに適切なグラフィックプレゼンテーション
の生成および修正を行なう。これは高分解能グラフィッ
クシンボルの生成および修正を行う。図10は、マウス入
力を介して選択可能な多数のメニュー208 項目を含むコ
ースウェアグラフィック編集用の主メニューを示す。メ
ニューの選択は利用者がそのメニューから命令を選択で
きるようになっており、例えば“システム”メニューを
選択することによって、利用者はコースウェアグラフィ
ック編集用のシステム命令の１つを選択することができ
る。システムメニューは、ビデオオーバーレイ装置作成
モード、ビデオオーバーレイ静止グラフィックモード、
ビデオオーバーレイコースウェアグラフィックモード、
高分解能装置作成モード、高分解能静止グラフィックモ
ードおよび高分解能コースウェアグラフィックモードを
含む６つの異なるモードに利用者がシステムを切替える
ことを可能にする。
【００６１】グラフィックモードにおいて、実行される
グラフィック動作のメニューが利用者に表示される。例
えば、このリストは以下の動作を含む：利用者がフレー
ムにグラフィック対象を付加することを可能にする“付
加”、利用者がグラフィック対象を移動することを可能
にする“移動”、利用者がフレームからグラフィック対
象を削除することを可能にする“削除”、グラフィック
対象の形を編集する“編集”、利用者がグラフィック対
象を複写することを可能にする“複写”、利用者がフレ
ーム中の他の全ての対象の背後にグラフィック対象を位
置させることを可能にする“プッシュ”、利用者が別の
対象の背後から前面に対象を位置させることを可能にす
る“ポップ”、およびグラフィック対象のグループ化を
行う“グループ”等である。
【００６２】対象モードにある場合、コースウェアグラ
フィック編集の対象メニューは、操作可能な対象のタイ
プを利用者に表示する。これらは、例えば機能がグラフ
ィック付加モードにあるときにラインとして付加される
グラフィック対象を規定するラインを含む。同様に、円
形、方形、テキスト、多角形および円弧等を付加するた
めに、利用者は別のグラフィック対象を選択することが
できる。また、グラフィックモードにおいて、ラインタ
イプメニューから現在のラインタイプを実線に設定する
実線、スタート矢印、終了矢印、二重矢印、垂直／水平
等を含む多数のラインタイプを利用者が選択する。グラ
フィック付加モードにおいて、フォントメニューは大、
中または小のようにフォントサイズの選択を可能にす
る。
【００６３】カラーメニューは、利用者がグラフィック
対象に付加する現在のカラーであるカラーをリストから
選択することを可能にする。これらのカラーは例えば
赤、黄、緑、白、茶、オレンジ等を含む。コースウェア
グラフィック編集用の装置モードメニューは、ビデオオ
ーバーレイ装置作成モードまたは高分解能装置作成モー
ドのいずれかであるときにエネーブルされる。これら
は、装置の付加または削除が、割当てられた接触感応領
域を表示し、基準グリッドを表示し、現在の表示に関連
したビデオを再生し、或は特定のコースウェア装置を表
示することを可能にする選択性を含む。
【００６４】さらに、コースウェアグラフィックは、２
つのサブ機能：グラフィック編集および装置編集を含
む。グラフィック編集は、コースウェアグラフィックシ
ンボルを生成し修正する環境および能力を提供する。こ
れは、ビデオオーバーレイ静止グラフィック、ビデオオ
ーバーレイコースウェアグラフィック、高分解能静止グ
ラフィックおよび高分解能コースウェアグラフィックモ
ードでアクティブである。コースウェアグラフィックシ
ンボルは、グラフィック対象から、または前に生成され
たグラフィックシンボルを組合わせることによって生成
される。さらに、このサブ機能は、パラグラフとしてテ
キストを入力して修正する能力を提供する。また、ライ
ンの生成用の２つの異なるモードである、垂直／水平モ
ードまたは対角線モードを利用者が選択できるようにす
る。さらに、グラフィック編集は、グラフィックモード
メニューから実行される複写、削除、プッシュ、ポップ
および移動編集命令をサポートする。装置編集は、訓練
装置高分解能モニタおよびビデオモニタ上における表示
のためにガラス装置を割当てる能力を提供する。これ
は、ビデオオーバーレイ装置作成モードおよび高分解能
装置作成モードにおいてのみアクティブである。これ
は、ガラス装置の付加、修正および削除の能力を備えて
いる。ガラス装置が生成されたとき、ガラス装置用の接
触感応領域も割当てられる。
【００６５】本発明は、対話型ツール使用し、グラフィ
ック利用者インターフェイスを使用して作成されるデー
タベースによって、ビデオ画像上にオーバーレイされる
グラフィックの外観および分配が規定されるガラス訓練
装置10を提供する。グラフィックオーバーレイは異なる
装置状態を表すために使用される。オーバーレイの外観
は容易に修正可能なデータベースによって規定される。
【００６６】したがって、ガラス訓練装置10は、実際の
ハードウェア模型を形成すると費用のかかる、シミュレ
ーションにおいて訓練するシステムを提供する。さら
に、このシステムは、ビデオ画像およびグラフィックオ
ーバーレイを容易に変化することによって、ハードウェ
アの変化を必要とせずにシステムの設計および外観の変
化に応答して容易に修正される。
【００６７】当業者は、別の利点が本発明の使用を通じ
て得られ、また明細書、図面および添付の特許請求の範
囲を検討することにより本発明の技術的範囲を逸脱する
ことなく修正が行われることができることを理解するで
あろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガラス訓練装置システムのブロッ
ク図。
【図２】図１に示されたデータベース作成ワークステー
ションの概略図。
【図３】図１に示されたグラフィック作成ワークステー
ションのブロック図。
【図４】図１に示されたガラス生徒訓練ステーションの
ブロック図。
【図５】飛行機訓練システムにおいて使用されるために
構成された本発明の１実施例における個々のフレームの
ビデオ階層図。
【図６】多数の位置において種々の制御および表示をシ
ミュレートするグラフィックオーバーレイ例を示す図。
【図７】多数の位置において種々の制御および表示をシ
ミュレートするグラフィックオーバーレイ例を示す図。
【図８】訓練インターフェイスデータベースにおいてコ
ースウェアデータベースを更新するために使用されるス
クリーンの階層図。
【図９】訓練インターフェイスデータベースにおいて使
用されるスクリーンの階層図。
【図１０】本発明によるコースウェアグラフィック作成
を可能にするために使用されるグラフィック編集主メニ
ュー用のスクリーンの１例。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｇ０６Ｆ 15/20 Ｄ (72)発明者 ランディ・ソーンダース アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91786、アップランド、サマセット・ウ ェイ 1525 (56)参考文献 特開 昭60−215231（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−199580（ＪＰ，Ａ) 米国特許4641255（ＵＳ，Ａ) Ｒｅａｓｏｎ Ｊ “Ｓｉｘ ＣＲＴ ｔｏｕｃｈ ｓｃｒｅｅｎｓ ｓｉｍ ｕｌａｔｅ ａ ｆｕｌｌ−ｓｃｏｐｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐａｈｅｌ” Ｐｏ ｗｅｒ Ｖｏｌ．133 Ｎｏ．７ Ｐ. 29−31 （1989) Ｃｉｃｃｈｉｎｅｌｌｉ ＬＦ．“Ｔ ｒａｉｎｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎ ｅｓｓ，ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｎ ｄ ｃｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃ ｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍ ａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｔｒａｉｎｅｒ

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれハードウェア装置の異なる画面
    からなる複数の静止画像を記憶し伝送するビデオ記憶手
    段と、 ハードウェア装置の操作可能な制御対象の複数の状態の
    外観をシミュレートするオーバーレイ画像を発生するグ
    ラフィック発生手段と、 前記ビデオ記憶手段と前記グラフィック発生手段とに結
    合され、前記オーバーレイ画像を前記静止画像と結合
    し、所定の操作可能な制御対象のオーバーレイ画像を前
    記静止画像の対応する操作可能な制御対象に重ねるオー
    バーレイプロセッサと、 前記ビデオ記憶手段と前記グラフィック発生手段と前記
    オーバーレイプロセッサとに結合され、前記静止画像と
    前記オーバーレイ画像を表示するビデオモニタと、 前記グラフィック発生手段に結合され、利用者入力に応
    答して操作可能な制御対象の前記オーバーレイ画像の状
    態を調整する利用者インターフェイス手段と、 前記ビデオ記憶手段と前記グラフィック発生手段と前記
    オーバーレイプロセッサとに結合され、前記操作可能な
    制御対象を有する前記ハードウェア装置の複数の状態の
    複数の画面をシミュレートするために、前記静止画像と
    前記オーバーレイ画像の表示のシーケンスおよび状態を
    制御するホストコンピュータとを具備するハードウェア
    装置のオペレータを訓練するための移動体シミュレーシ
    ョンシステム。
  2. 【請求項２】 前記グラフィック発生手段は、前記オー
    バーレイ画像の外観を特定する１組の情報を記憶するデ
    ータベースと前記データベースを記憶する手段とを具備
    する請求項１記載のシステム。
  3. 【請求項３】 前記データベースの開発時にグラフィッ
    ク利用者インターフェイスを提供する対話型ツールを含
    む前記データベースを開発するための手段をさらに具備
    する請求項１記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記ハードウェア装置の画像は前記ハー
    ドウェア装置の写真を含む請求項１記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記ビデオ記憶手段はレーザディスクプ
    レーヤを含んでいる請求項１記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記ビデオモニタは、接触感応型スクリ
    ーンの特定の領域の接触に応答する信号を前記利用者イ
    ンターフェイス手段に伝送する接触感応型スクリーンを
    含む請求項１記載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記ハードウェア装置は移動体の内部で
    あり、前記操作可能な制御対象は前記移動体の操作用の
    制御対象である請求項１記載のシステム。
  8. 【請求項８】 動作環境の画像を記憶して伝送するビデ
    オ信号記憶手段を備えたガラス生徒訓練ステーション
    と、 前記ビデオ記憶手段に結合され、前記動作環境の画像を
    表示するビデオモニタと、 複数の操作可能な状態中の表示および操作可能な制御対
    象の外観をシミュレートするオーバーレイ画像を発生す
    るグラフィック発生手段と、 前記ビデオ信号記憶手段、前記ビデオモニタおよび前記
    グラフィック発生手段に結合され、前記ビデオモニタ上
    の前記画像の表示を制御するホストコンピュータと、 前記ガラス生徒訓練ステーションに接続され、前記オー
    バーレイ画像を作成し、更新するグラフィック作成作業
    ステーションと、 前記動作環境の画像および前記グラフィックオーバーレ
    イ画像のシーケンスを構成する訓練プログラムを規定す
    るソフトウェアを作成し、更新するデータベース作成作
    業ステーションとを具備している表示および操作可能な
    制御対象を有するシステムのオペレータを訓練するシス
    テム。
  9. 【請求項９】 前記データベース作成作業ステーション
    は、前記グラフィック作成作業ステーションと前記ガラ
    ス生徒訓練ステーションとに接続されたメインフレーム
    コンピュータおよびコンピュータ端末を具備している請
    求項８記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記グラフィック作成作業ステーショ
    ンは、パーソナルコンピュータ、高分解能グラフィック
    モニタ、ビデオオーバーレイモニタ、ビデオディスクプ
    レーヤ、キーボードおよびマウスを具備している請求項
    ８記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記グラフィック発生手段は、前記オ
    ーバーレイ画像の外観を規定する１組の情報を記憶する
    データベースと、前記データベースを記憶する手段とを
    含んでいる請求項８記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記データベースの開発中にグラフィ
    ック利用者インターフェイスを提供する対話型ツールを
    含んでいる前記データベースを開発する手段をさらに含
    んでいる請求項８記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記動作環境の画像は前記動作環境の
    写真を含んでいる請求項８記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 前記ビデオ信号記憶手段はレーザディ
    スクプレーヤを含んでいる請求項８記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記ビデオモニタは、特定の接触区域
    における接触に応答する信号を前記ホストコンピュータ
    に伝送する接触感応スクリーンを含み、前記グラフィッ
    ク発生手段は、前記接触に応答する前記信号に応答して
    前記オーバーレイ画像の外観を変化させる手段をさらに
    含んでいる請求項８記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記動作環境は移動体の内部であり、
    前記操作可能な制御対象は前記移動体を操作する制御対
    象である請求項８記載のシステム。
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