RU2218588C2 - Способ и система управления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к средствам управления стационарными или подвижными объектами. Техническим результатом является повышение надежности, удобства и комфортности управления. Этот результат достигается за счет того, что оперативное управление осуществляется многофункциональными кнопочными органами и кнопочными переключателями их функций, которые установлены на комплексных органах управления, при управлении оператор руководствуется видеоинформацией на экране визуального индикатора, формирование нужных управляющих команд и видеокадров осуществляет ЭВМ, которая связана с органами оперативного управления визуальным индикатором и органами непосредственного управления, при этом снабжена программами, реализующими соответствующие алгоритмы, после отображения на экране визуального индикатора исходной видеоинформации оператор воздействует пальцами рук поочередно на многофункциональный орган и переключатель его функций. Такое воздействие осуществляется до завершения настройки управляемых систем на требуемые варианты их функционирования и режимы работы, при настройке оператор руководствуется видеоинформацией об изменяемых положениях и функциях многофункциональных органов управления. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к средствам управления стационарными или подвижными объектами. Преимущественной областью применения изобретения являются объекты, условия управления которыми характеризуются предпочтительно незначительными амплитудами движения рук при затрудненности или невозможности движения одной или обеих рук оператора или водителя со значительной амплитудой.

Предшествующий уровень техники
В средствах управления, известных из описаний изобретений по заявкам: WO 00/16457, WO 00/34068, WO/0053448, EP 0813989, ЕР 0927656, ЕР 1055544, ЕР 1080979, ЕР 1084894, предусмотрено воздействие оператора или водителя на различные органы управления, как с незначительными, так и со значительными амплитудами движения руки или рук. Большое число, разбросанность и разнообразие функций органов управления затрудняют управление объектом, особенно при напряженных условиях работы.

Управление без снятия рук с рычагов (концепция HOTAS) в основном реализует способ А. А. Титова по патенту RU 2.137.678. Этим способом предусмотрено раскрытие иерархического меню на разные стороны экрана индикатора при нажатии на многофункциональную кнопку и циклический перебор ее функций, обозначенных символами на экране индикатора напротив многофункциональной кнопки, при повторном нажатии на нее. В соответствии с запрограммированной последовательностью действий оператора при исполнении одного действия маркированием определяют следующее действие. Следующее действие определяют путем нажатия кнопки "согласие", расположенной на рычаге управления, в случае согласия с определенным ранее действием. В случае же несогласия - выбором другого действия путем перемещения подвижного маркера по знакоместам многофункциональных кнопок с помощью нажатия переключателя "перевыбор", также расположенного на рычаге управления, в стороны (влево, вправо, вверх, вниз), или циклическим перебором функций многофункциональной кнопки нажатием на переключатель "перевыбор" прямо. При запаздывании по выполнению определенного ранее действия подают звуковой сигнал, синхронизированный с миганием подвижного маркера, а в случае ошибочного выполнения действия его блокируют с выдачей сообщения речевым информатором и на экран индикатора о причинах его запрещения.

При нажатии многофункциональной кнопки на периферии индикатора, предусмотренном изобретением, оператор снимает руку с рычага управления. Циклический перебор большого числа функций на экране индикатора требует особо высокой концентрации внимания оператора. Как следует из формулы изобретения, способ чреват запаздыванием и ошибками управления. Все это ограничивает возможность использования изобретения.

Раскрытие изобретений
Изобретение решает задачу повышения надежности, удобства и комфортности управления.

Патентуется система оперативного управления стационарным или подвижным объектом. Система содержит многофункциональный тактильный орган управления и тактильный переключатель функций этого многофункционального органа. Многофункциональный орган предназначен для опосредствованного - через электронно-вычислительную машину - воздействия на средства непосредственного управления систем объекта. Многофункциональный орган и переключатель его функций установлены под кисть или кисти рук оператора или водителя при незначительной амплитуде движения рук.

Визуальный индикатор в виде дисплея или иного средства отображения видеоинформации, расположен в поле зрения оператора или водителя.

Цифровая электронно-вычислительная машина (ЭВМ) содержит средства формирования видеокадров графической, словесной, цифровой, световой или цветной информации. ЭВМ электрически связана с указанными многофункциональным тактильным органом, тактильным переключателем его функций, визуальным индикатором и средствами непосредственного управления систем. ЭВМ снабжена программой или программами, реализующей алгоритмы:
формирования управляющих команд начального состояния вариантов функционирования и режимов работы управляемых систем для передачи этих команд на средства непосредственного управления систем,
перемены функций многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов вследствие воздействия оператора или водителя на тактильный переключатель или тактильные переключатели их функций,
формирования команд, определенных воздействием оператора или водителя на многофункциональный тактильный орган или многофункциональные тактильные органы управления, для передачи их на средства непосредственного управления систем,
формирования команд для передачи на визуальный индикатор:
схематического изображения или схематических изображений многофункционального тактильного органа или органов со словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформацией о возможных функциях этих органа или органов, в том числе определенных воздействием оператора или водителя на тактильный переключатель или тактильные переключатели их функций,
словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформации о реализуемых вариантах функционирования или режимах работы управляемых систем,
словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформации о функциях многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов, подлежащих реализации вследствие передачи команд на средства непосредственного управления систем.

Варианты функционирования или режимы работы управляемых систем объекта поддерживают или изменяют дистанционной передачей соответствующих команд на средства их непосредственного управления.

Используя ЭВМ с соответствующим программным обеспечением, предварительно формируют управляющие команды на средства непосредственного управления систем, соответствующие их начальным вариантам функционирования и режимам работы.

Для изменения режима работы или варианта функционирования какой-либо системы объекта воздействуют пальцем или пальцами хотя бы одной руки оператора или водителя при незначительной амплитуде движения руки поочередно на хотя бы один многофункциональный тактильный орган управления и на хотя бы один тактильный переключатель функций этого органа. Воздействуют до завершения настройки системы на требуемый режим ее работы или вариант функционирования. При воздействии на многофункциональный орган управления и на переключатель его функций, используя ЭВМ с соответствующим программным обеспечением, руководствуются видеоинформацией о варианте функционирования и режиме работы управляемой системы, положении и возможных функциях многофункционального органа, в том числе заданных или реализуемых при определении задачи или ситуации управления.

При этом
формируют управляющие команды на средство непосредственного управления системы, соответствующие функциям многофункционального тактильного органа при каждом воздействии на него пальца руки оператора или водителя,
изменяют функции многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов согласно с каждым воздействием оператора или водителя на тактильный переключатель или тактильные переключатели,
формируют команды для передачи на используемый визуальный индикатор:
схематического изображения многофункционального тактильного органа с видеоинформацией о его возможных функциях, в том числе определенных воздействием оператора или водителя на тактильный переключатель видеоинформации о вариантах функционирования или режимах работы управляемой системы,
видеоинформации о функциях многофункционального тактильного органа, подлежащих реализации вследствие передачи команд на средство непосредственного управления системы.

Многофункциональный тактильный орган управления и тактильный переключатель его функций могут быть установлены на одном или на двух комплексных органах управления. Каждый из комплексных органов управления установлен под кисть одной из рук оператора или водителя при незначительной амплитуде движения руки или обеих рук. Каждый из комплексных органов управления включает в себя несколько органов управления различными элементами объекта. Управляемым объектом может быть транспортное средство. Комплексные органы управления в нем выполнены в виде руля или рукоятки-штурвала или двух рукояток или рычагов. Эти органы установлены под кисти рук водителя с возможностью воздействия на задатчики положения транспортного средства или изменения режима работы его движителя. Варианты функционирования или режимы работы управляемых бортовых систем поддерживают или изменяют в процессе контроля водителем положения транспортного средства или режима работы его движителя. Это достигается воздействием руки или рук с незначительной амплитудой их движения на соответствующие задатчики посредством одного или двух комплексных органов управления различными элементами транспортного средства, воздействующих на задатчики.

Тактильный переключатель функций многофункционального тактильного органа управления может быть предназначен для смены очереди переключения функций. Тактильный переключатель может быть предназначен для выбора ситуации управления системами либо для выбора варианта функционирования или режима работы управляемых систем либо для сочетания выбора ситуации управления системами с выбором вариантов функционирования или режима работы управляемых систем. Тактильный переключатель может быть предназначен для смены групп управляемых систем. Любой многофункциональный тактильный орган и тактильный переключатель его функций выполнен двух или более позиционным. Любой из многофункциональных тактильных органов и тактильных переключателей выполнен кнопочным.

Выбор группы систем, вариант функционирования или режим работы хотя бы одной из которых подлежит изменению, осуществляют воздействием пальца руки оператора или водителя на переключатель функций многофункционального органа, предназначенный для смены групп управляемых систем. Выбор задачи управления системами осуществляют воздействием пальца руки оператора или водителя на многофункциональный тактильный орган управления. После выбора не экстренной задачи управления системами соответственно изменяют функции многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов, для чего воздействуют пальцем руки оператора на один из тактильных переключателей функций этих органов. При решении конкретной задачи управления осуществляют выбор одной из ситуаций управления, для чего воздействуют пальцем руки оператора на тактильный переключатель функций многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов. Требуемое изменение варианта функционирования или режима работы управляемой системы осуществляют после появления на экране визуального индикатора видеоинформации о реализуемых варианте ее функционирования и режиме работы в конкретной ситуации управления при решении конкретной задачи управления, для чего воздействуют пальцем руки оператора или водителя на многофункциональный тактильный орган управления.

Система может включать в себя многофункциональный видеоиндикатор отображения рабочего состояния управляемых систем. В этом случае ЭВМ снабжена программой, реализующей алгоритм формирования команд вызова на экран этого индикатора отображения рабочего состояния управляемых систем.

Во всех случаях оперативного управления результат воздействия на многофункциональный тактильный орган управления или на тактильный переключатель его функций контролируют по содержанию видеоинформации на экране визуального индикатора.

Патентуемые система и способ оперативного управления характеризуются движениями плеча, предплечья и кисти руки, воздействующей на многофункциональный тактильный орган управления или на тактильный переключатель функций этого органа, с незначительными амплитудами без отрыва от комплексного органа управления. Видеоинформация на экране визуального индикатора достаточна для принятия решений, адекватных изменению условий эксплуатации управляемых систем, и контроля этих решений.

Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретения поясняются конкретными примерами их выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее.

Фиг. 1 - общий вид кабины транспортного средства с рабочего места водителя.

Фиг. 2 - структурно-логическая схема патентуемой системы при управлении одной из групп бортовых систем.

Фиг.3 - структурно-логическая схема выбора оперативно управляемой группы бортовых систем.

Фиг.4 - видеокадр выбора задачи управления при использовании средств автоматического управления.

Фиг.5 - видеокадр выбора задачи управления навигационно-пилотажным комплексом.

Фиг. 6 - видеокадр выбора ситуации управления бортовой радиолокационной станцией для радиолокационного обзора воздуха.

Фиг.7 - видеокадр выбора ситуации управления для изменения маршрута.

Фиг.8 - видеокадр задания координат промежуточного пункта маршрута.

Фиг. 9 - видеокадр при управлении с использованием многопозиционного переключателя перемены функций.

Варианты осуществления изобретений
Далее описаны возможные исполнения патентуемых изобретений применительно к транспортному средству-самолету. Самолет содержит несколько групп не совпадающих оперативно управляемых бортовых систем. В каждой из этих групп может быть различное число систем - одна или более. При управлении каждой из групп систем решается соответствующая группа задач.

Система оперативного управления содержит два комплексных органа управления в виде рукояток-рычагов 1 и 2. Рукоятка 1 является рычагом управления самолетом (РУС), а рукоятка 2 - рычагом управления реактивными двигателями (РУД), являющимися движителем самолета. Рукоятки установлены под кисти рук водителя транспортного средства при незначительной амплитуде движения рук. Рукоятки 1 и 2 установлены с возможностью воздействия ими на задатчики изменения положения самолета (не показаны) и изменения режима работы его движителя (не показаны). На рукоятке 1 установлен многофункциональный четырехкнопочный тактильный орган 3, а на рукоятке 2 - многофункциональный двухкнопочный тактильный орган 4. Многофункциональные тактильные органы 3 и 4 установлены с возможностью воздействия на них пальцами рук водителя для опосредствованного воздействия на средства (не показаны) изменения вариантов функционирования или режимов работы управляемых бортовых систем, например, 5, 6, 7, 8, расположенные вне рукояток 1 и 2. На рукоятке 1 установлен кнопочный тактильный переключатель 9 перемены функций многофункциональных тактильных органов 3 и 4, а на рукоятке 2 - кнопочный тактильный переключатель 10 перемены других функций тех же многофункциональных тактильных органов. На одной из рукояток установлен дополнительный тактильный переключатель 11 перемены функций на смену групп не совпадающих управляемых систем и соответствующих им групп задач. Каждый из тактильных переключателей установлен с возможностью воздействия на него пальцем руки водителя при незначительной амплитуде ее движения.

Рукоятки 1 и 2 являются комплексными органами управления, поскольку они служат для управления различными системами самолета посредством не только органов 3, 4, переключателей 9, 10, 11 и рычагов, воздействующих на соответствующие задатчики, но и других кнопочных органов, показанных на фиг.1.

Визуальный индикатор 12 в виде дисплея или иного средства отображения видеоинформации расположен в поле зрения водителя. Система управления содержит также цифровую электронно-вычислительную машину (ЭВМ) 13 с формирователем видеокадров графической, словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформации. ЭВМ 13 связана с указанными:
- органами 3 и 4,
- переключателями 9, 10 и 11,
- визуальным индикатором 12,
- средствами изменения вариантов функционирования и режимов работы управляемых бортовых систем.

ЭВМ 13 снабжена программами, реализующими алгоритмы:
- формирования управляющих команд начального состояния вариантов функционирования и режимов работы управляемых бортовых систем,
- перемены функций органов 3 и 4 вследствие воздействия водителем на переключатели 9, 10 и 11,
- формирования команд для передачи на индикатор 12 схематических изображений органов 3 и 4 со словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформацией о возможных функциях этих органов, в том числе определенных воздействием водителя на переключатели 9, 10 или 11,
- передачи на индикатор 12 словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформации о реализуемых вариантах функционирования или режимах работы управляемых систем,
- формирования команд для передачи на индикатор 12 словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформации о функциях органов 3 или 4, подлежащих реализации вследствие передачи управляющих сигналов на средства изменения вариантов функционирования или режимов работы управляемых бортовых систем,
- формирования команд для передачи на средства изменения вариантов функционирования и режимов работы управляемых систем управляющих сигналов, определенных воздействием водителя на органы 3 и 4.

В конкретном описываемом исполнении патентуемая система управления может быть использована альтернативно вместо средств не оперативного управления бортовыми системами. Для перехода к оперативному или не оперативному управлению предназначены переключатель 14 "пульт-адаптер" и коммутатор 15 сигналов "пульт-адаптер". Для неоперативного управления бортовыми системами предназначены органы 16, 17, 18, 19 управления прямого действия и пультовые органы 20, 21, 22, 23. Коммутатор 15 связан с пультовыми органами управления и адаптером 24 сигналов ЭВМ 13.

Органы управления прямого действия предназначены для, например, предполетного задания параметров предполагаемых пункта посадки и маршрута полета, ограничения предельных режимов полета и задания других параметров или режимов, обязательная корректировка которых в полете не предусмотрены.

Пультовые органы управления доступны для воздействия на них рук водителя с отрывом их от рукояток 1 и 2 и предназначены как для задания начальных вариантов функционирования и режимов работы управляемых систем, так и для изменения вариантов функционирования и режимов работы этих систем. Как при оперативном, так и при не оперативном управлении водитель получает информацию о работе управляемых систем на экране многофункционального индикатора 25 для отображения рабочего состояния управляемых систем. Команды вызова на экран индикатора соответствующего отображения формируется пультовыми органами управления или ЭВМ 13 вследствие воздействия водителя на органы управления 3 и 4. В последнем случае ЭВМ 13 снабжена программой, реализующей соответствующие алгоритмы. На экране индикатора 25 отображаются также параметры полета самолета: скорость, курс, углы атаки и крена и прочее.

Описываемая система не предусматривает ни одновременного использования средств оперативного и неоперативного управления, ни чередования их использования в процессе одного полета - от взлета до посадки.

К средствам оперативного управления бортовыми системами относятся органы 3 и 4, переключатели 9, 10 и 11, индикатор 12 и неаппаратные блоки, формируемые ЭВМ 13. Такими неаппаратными блоками являются:
блок 26 "начало работы", связанный с выходом переключателя 14;
блок 27 "начальные варианты функционирования и режимы работы управляемых систем заданы";
блок 28 формирования управляющих команд, соответствующих начальным вариантам функционирования и режимам работы управляемых систем;
блок 29, являющийся выходным массивом хранения и модификации управляющих команд на средства непосредственного управления системами и вызова на экран индикатора 25 отображения их рабочего состояния;
блок 30 формирования команд перехода к процедуре определения задачи управления системами, в том числе, если задача - единственная, или управления работой систем при решении определенной задачи;
блок 31 "следует обратиться к процедуре определения задачи управления системами";
блок 32 формирования базового видеокадра задач управления системами и выбор задачи управления с присвоением ей номера от 1 до Z;
блок 33, являющийся выходным массивом индикации видеокадров;
блок 34 - "продолжение работы";
Z-1 блоков 35z "номер выбранной задачи управления равен z";
Z блоков 36z "начальные варианты функционирования и режимы работы управляемых систем в z-й задаче управления системами являются базовыми для всех ситуаций управления";
Z блоков 37z формирования управляющих команд задания базовых вариантов функционирования и режимов работы управляемых систем во всех ситуациях управления при решении выбранной задачи;
Z блоков 38z формирования видеокадров возможных и реализуемой ситуаций управления системами в выбранной или единственной задаче управления, присвоения номера j каждой ситуации управления от 1 до J и выбора ситуации управления;
J-1 блоков 39zj "при решении задачи управления z номер ситуации управления равен j";
JZ блоков 40zj формирования управляющих команд, соответствующих вариантам функционирования и режимам работы управляемых систем в ситуации управления j при решении задачи z управления;
блок 41 формирования видеокадра сменяемых групп несовпадающих управляемых систем с присвоением номера каждой из этих групп от 1 до Q и выбора одной из этих групп для управления;
Q-1 блоков 42q "номер группы управляемых систем равен q";
Q блоков 43q для оперативного управления группами систем. В каждый из блоков 43 входят соответствующие ему блоки с 30 по 40, кроме блоков 33 и 34.

При оперативном управлении различными группами несовпадающих управляемых систем число и содержание задач управления различны. При решении в процессе оперативного управления разных задач число и содержание ситуаций управления также различны. Поэтому одинаковое обозначение на фигурах 2 и 3 и в тексте ситуаций управления при решении различных задач при оперативном управлении разными группами несовпадающих систем является условно. По тем же причинам условно и совпадение обозначений задач при оперативном управлении различными группами несовпадающих систем.

Если переключатель 14 находится в положении подачи сигнала на блок 26, описываемая система функционирует в режиме оперативного управления. Первоначально блок 27 выдает сигнал "нет", включая в работу блок 28. Управляющие команды, соответствующие начальным вариантам функционирования и режимам работы управляемых систем во всех группах от 1 до Q, через блок 29, адаптер 24 и коммутатор 15 поступают в средства непосредственного управления управляемыми системами, например их бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) и электроприводы исполнительных механизмов. По сигналу срабатывания блока 28 блок 34 выдает сигнал продолжения работы на вход блока 27, который выдает сигнал "да".

При наличии нескольких групп несовпадающих управляемых систем положительный сигнал блока 27 включает в работу блок 41, а при наличии единственной группы управляемых систем - блок 30 и затем блок 31. В последнем из указанных случаев возможно наличие единственной задачи управления системами, вследствие чего выбор задачи управления не требуется и блок 32 единственной задаче управления автоматически присваивает номер 1, информация о чем поступает в блок 30. При этом возможно, что единственная задача управления является экстренной. Тогда по сигналу "нет" блока 31 в работу включаются блоки 35, 36, 37 и 38. В результате во всех перечисленных выше случаях описываемая система управления подготовлена к оперативному управлению управляемыми системами посредством органов 3 и 4 и переключателей 9, 10 и 11.

Далее изложены некоторые возможные случаи оперативного управления управляемыми системами.

Водитель, руководствуясь видеоинформацией, передаваемой блоком 43 через блок 33 на экран индикатора 12, выбирает группу систем, подлежащих управлению, воздействуя на переключатель 11. Если число групп несовпадающих управляемых систем невелико, например две или три, можно ограничиться только видеоинформацией о уже выбранной для управления группе систем. Выбор группы управляемых систем не осуществляют и перед взлетом самолета ввиду очевидности.

Через блоки 42 проходит сигнал включения в работу соответствующего блока 43 и блока 30 в нем. Поскольку задача управления системами не определена, после срабатывания блока 30 блок 31 выдает сигнал "да", включая в работу блок 32. Руководствуясь видеоинформацией, передаваемой блоком 32 через блок 33 на экран индикатора 12, водитель выбирает задачу управления системами группы, воздействуя на орган 3 или 4. При этом формируется соответствующая видеоинформация о перемене функций органов 3 и 4 на экране индикатора 12, передается информация о выборе задачи управления на блок 30 и проходит сигнал на формирование блоком 34 сигнала продолжения работы. Если выбранная или единственная задача управления системами группы не является экстренной, водитель, руководствуясь видеоинформацией на экране индикатора 12, подтверждает выбранную или единственную задачу управления системами группы, воздействуя на переключатель 9 или 10. При этом формируется соответствующая видеоинформация о перемене функций органов 3 и 4 на экране индикатора 12 и через блоки 31, 35, 36 и 37 включается в работу один из блоков 38. В задействованный блок 38 поступает информация из блока 29 о начальных и базовых вариантах функционирования и режимах работы всех систем группы во всех возможных ситуациях управления при решении данной задачи. Этот блок 38 формирует и передает через блок 33 на экран индикатора 12 видеоинформацию о возможных ситуациях управления системами группы при выполнении выбранной или единственной задачи управления. Руководствуясь этой видеоинформацией, водитель выбирает ситуацию управления, характеризующуюся управляемой системой или управляемыми системами группы, вариант функционирования или режим работы которой или которых нужно изменить. Выбор достигается воздействием водителя на переключатель 9 или 10. При этом на экран индикатора 12 через блок 33 проходит видеоинформация о выбранной ситуации управления, а через блок или блоки 39 на один из блоков 40 - сигнал на его включение в работу. В задействованный блок 40 поступает информация из блока 29 о начальных и возможных вариантах функционирования и режимах работы систем в выбранной ситуации управления при решении данной задачи управления. Исходя из видеоинформации, представленной на экране индикатора 12, о решаемой задаче и ситуации управления системами, водитель устанавливает требуемый вариант функционирования или режим работы соответствующей системы, воздействуя на орган или органы 3 и 4. Вследствие такого воздействия водителя нужные команды формируются и через блок 29 поступают в соответствующую систему. При этом формируются соответствующие видеокадры с видеоинформацией, поступающей на экран индикатора 12, и сигнал в блок 34 на продолжение работы. При необходимости изменения варианта функционирования или режима работы другой управляемой системы той же группы в процессе решения той же задачи тем же блоком 38 выбирают иную ситуацию управления и производят требуемую настройку этой системы, воздействуя органом 3 или 4 на другой блок 40.

В конкретном описываемом исполнении изобретения группами несовпадающих систем и системами являются:
- Самолетные системы (СС) в составе:
- средства механизации,
- средства связи с наземными пунктами управления,
- система тушения пожара,
- светотехника,
- управления шасси,
- очистка стекла фонаря.

- Пилотажно-навигационный комплекс (ПНК) в составе:
- инерциальная система,
- радиолокационная система ближней навигации,
- спутниковая навигационная система,
- карта местности,
- бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ), обрабатывающая сигналы всех систем комплекса бортового оборудования,
- бортовая радиолокационная станция (БРЛС) разведки метеорологической обстановки по маршруту полета и обзора земной поверхности.

- Средства автоматического управления самолетом (АСУ).

В процессе полета с использованием средств автоматического управления (АСУ) самолетом водитель может счесть необходимым получить информацию о метеорологической обстановке по маршруту полета. Для этого нужно сменить группу оперативно управляемых систем с АСУ на ПНК.

Воздействуя на кнопку переключателя 11, водитель вызывает на экран индикатора 12 видеокадр, представленный на фиг.4. В нижней части видеокадра приведены обозначения групп управляемых систем. Обозначение "АСУ" группы, управляемой до смены, выделено световым эллипсом. В верхней части видеокадра представлены схематические изображения многофункциональных органов управления: справа - четырехкнопочного органа 3, а слева - двухкнопочного органа 4 со словесным указанием их функций, соответствующим различным задачам управления АСУ.

Нажатием кнопки переключателя 11 водитель меняет группу управляемых систем и функции органов 3 и 4, контролируя изменения по выделению световым эллипсом обозначения группы систем, подлежащей управлению. При этом на экране индикатора 12 вместо видеокадра фиг.4 появляется видеокадр фиг.5.

В нижней части левого полукадра видеокадра фиг.5 обозначение "ПНК" выделено световым эллипсом. В верхней части левого полукадра, выделенной контрастным темным цветом, указаны функции органов 3 и 4, соответствующие различным задачам управления группой систем ПНК. Эти функции являются для органов 3 и 4 рабочими. При нажатии какой-либо кнопки органа 3 и 4 задействуется его функция, указанная напротив соответствующего схематического изображения на видеокадре. Контрастная темная окраска полукадра предназначена для информирования водителя, что указанные на нем функции органов 3 и 4 являются рабочими функциями органов. В качестве базовой - предполагаемой первоочередной - задачи управления группой систем ПНК световым прямоугольником на левом -"рабочем" полукадре обозначением "МАРШ" выделена задача задания маршрута полета. На правом - "нерабочем" полукадре, окрашенном в не контрастный светлый тон, указаны возможные функции органов 3 и 4, относящиеся к различным ситуациям управления при задании маршрута полета. Эти функции станут рабочими функциями органов 3 и 4 в том случае, если водитель нажатием кнопки переключателя 10 соответственно изменит их функции, "перекрасив" полукадры видеокадра так, как это показано на фиг.7.

Поскольку водителю необходима информация о метеорологической обстановке по маршруту полета, он должен выбрать другую задачу. Нажав верхнюю кнопку органа 4, водитель выбирает задачу управления БРЛС "ОБЗ-В". При этом световое обрамление обозначения "МАРШ" соответствующей функции органа 4 гаснет и на экране индикатора 12 вместо видеокадра фиг.5 появляется видеокадр фиг. 6. На его левом полукадре указаны те же рабочие функции органов 3 и 4, что и на левом полукадре видеокадра фиг.5. В отличие от последнего световым прямоугольником обрамлено обозначение соответствующей функции органов 3 и 4 при решении задачи обзора воздуха бортовой радиолокационной станцией. В качестве базовых начально-заданных вариантов функционирования и режимов работы на правом полукадре фиг.6 отмечены световыми прямоугольниками функции:
- "прямо" в части направления зоны обзора;
- "АЗ-Д" в части вида развертки;
- "50 км" в части масштаба по дальности;
- "0^o" в части угла обзора.

Если бы функции, обрамленные световыми прямоугольниками, не были определены изначально в качестве наиболее вероятных, водитель мог бы задать их или другие функции органов 3 и 4 нажатием соответствующих кнопок органов 3 и 4 после нажатия кнопки переключателя 10.

Нажатием кнопки переключателя 10 водитель изменяет функции органов 3 и 4 таким образом, что рабочими становятся их функции, указанные на правом полукадре видеокадра фиг. 6. Вследствие этого реализуются команды управления бортовой радиолокационной станцией, соответствующие указанным выше параметрам зоны обзора, масштаба по дальности, вида развертки и угла обзора, и на экране многофункционального индикатора 25 появляется соответствующее изображение метеорологической обстановки по маршруту полета.

В связи с обнаружившейся по маршруту полета грозой, препятствующей продолжению полета по маршруту, выбранному ранее, водитель должен изменить маршрут. Для этого он может сменить очередную навигационную точку: аэродром (АЭР) или промежуточный пункт маршрута (НИМ). Изменение может быть произведено сменой известного номера такого пункта или заданием его координат, если такой пункт не был заранее запрограммирован.

Для изменения маршрута полета водитель нажатием кнопки переключателя 10 восстанавливает функции органов 3 и 4, указанные на левом полукадре видеокадра фиг. 6, и нажимает левую кнопку органа 3. Вследствие этого на экране индикатора 12 возникает видеокадр фиг.5. Далее нажатием кнопки переключателя 10 водитель изменяет функции органов 3 и 4 на предусмотренные правым полукадром фиг.7. Нажатием нижней кнопки органа 3 водитель задействует его функцию "ввод координат ГШМ", контролируя это действие по возникновению светового прямоугольника, обрамляющего задействованную функцию на правом полукадре видеокадра фиг.7. Затем нажатием кнопки переключателя 9 водитель меняет функции органов 3 и 4 на предусмотренные правым полукадром видеокадра фиг.8. Это функции задания числовых координат: широты φ, долготы λ, высоты Н.

Если вводимый параметр является знакопеременным, то в его разрядной сетке присутствует знаковый разряд. Первоначально знаковому разряду присвоен знак "+", а цифровым разрядам всех параметров - цифра "0". На экране индикатора 12 индицируется световой маркер текущего вводимого параметра, расположенный под вводимым в текущий момент разрядом. Маркер перемещается вдоль разрядной сетки параметра в зависимости от нажатия на верхнюю или нижнюю кнопку органа 4. Первоначально маркер занимает положение под первым разрядом (знаковым или старшим) вводимого числового параметра. Переход на ввод следующего по порядку разряда этого параметра осуществляется нажатием нижней кнопки органа 4. Переход на ввод старшего разряда следующего параметра производится с младшего (последнего) разряда предыдущего параметра нажатием той же нижней кнопки органа 4.

Нажатие нижней кнопки органа 4 с последнего разряда последнего параметра переводит маркер под старший разряд первого параметра. При нажатии верхней кнопки органа 4 маркер перемещается от младших разрядов к старшим.

Когда маркер находится под некоторым разрядом вводимого параметра, то, воздействуя на соответствующую кнопку органа 3, меняют индицируемый в этом разряде символ на знак числа в знаковом разряде или цифру в цифровом разряде. После установки нужного знака или цифры и воздействуя на орган 4, в этом разряде остается последний заданный перед переходом к следующему разряду символ.

При повторном обращении к любому разряду до воздействия на орган 3 в нем индицируется ранее введенный символ.

Поскольку вид представления и разрядная сетка вводимого параметра известны заранее, задание размерности вводимого параметра, например градусов, минут, секунд, а также запятой, отделяющей целую часть от дробной, не требуется.

Пересылка введенных параметров из ЭВМ 13 в БЦВМ пилотажно-навигационного комплекса через блок 29 производится нажатием верхней кнопки органа 4 при крайнем левом положении маркера.

Аналогично могут быть введены числовые значения параметров любого другого типа.

В дальнейшем водитель нажатием кнопок переключателей 9 и 10 изменяет функции органов 3 и 4 на предусмотренные правым полукадром видеокадра фиг.6 и нажатием соответствующих кнопок этих органов задает режим работы БРЛС, необходимый для требуемой разведки метеорологической обстановки по маршруту полета. При отсутствии препятствий для полета к ранее заданному конечному пункту назначения водитель нажатием кнопок переключателей 9 и 10 изменяет функции органов 3 и 4 на предусмотренные видеокадром фиг.8 и корректирует маршрут полета воздействием на соответствующие кнопки этих органов, используемых для ввода номера очередного ППМ.

В связи с корректировкой маршрута полета возможна необходимость связаться с наземными диспетчерскими службами. В этом случае водитель нажатием кнопки переключателя вызывает на экран индикатора видеокадр фиг.4 с соответствующим изменением функций органов 3 и 4 и меняет группу управляемых систем на СС с последующим управлением системами этой группы посредством переключателей 9 и 10 и органов 3 и 4.

При использовании многопозиционного переключателя функций органов 3 и 4 на экране индикатора 12 может быть представлено совмещенное отображение нескольких ситуаций управления группой систем в выбранной задаче, как показано на фиг. 9. Для этого переключатель должен быть выполнен, например, четырехпозиционным с таким же числом кнопок. Нажатие любой из них приводит к соответствующим изменению функций органов 3 и 4 и изменению окраски "полукадров".

Здесь, как и в ранее описанных примерах, функции, указанные на "полукадре", окрашенном в темный контрастный цвет, соответствуют рабочим функциям органов 3 и 4. Функции же, указанные на остальных "полукадрах", окрашенных в неконтрастный светлый тон, являются лишь возможными. Чтобы функции, указанные на светлых "полукадрах" видеокадра фиг.9, стали рабочими функциями органов 3 и 4 нужно нажать кнопку многопозиционного тактильного переключателя, которая расположена относительно его центра симметрии так же, как "полукадр" с функциями, которые должны стать рабочими, расположен относительно "полукадра", окрашенного в темный контрастный цвет.

Промышленная применимость
Возможность использования изобретения по указанному назначению - для оперативного управления системами стационарных или подвижных объектов - следует из осуществимости совокупности признаков, включенных в формулу изобретения.

Осуществимость признаков, характеризующих материальные объекты, следует из общеизвестности подобных объектов в связи с их широким применением, например в авиации.

Осуществимость признаков, характеризующих связи материальных объектов между собой, следует из подобия этих связей связям в сходных общеизвестных объектах, например в авиации.

Осуществимость признаков, характеризующих реализуемые алгоритмы, следует из определенности этих алгоритмов.

Осуществимость функциональных признаков следует из их непротиворечивости признакам, характеризующим материальные объекты, их связи и реализуемые алгоритмы.

Возможность получения технических результатов, соответствующих оперативному управлению системами, следует из приведенного описания.

Claims (16)

1. Система оперативного управления стационарным или подвижным объектом, содержащая многофункциональный тактильный орган управления для опосредованного через электронно-вычислительную машину воздействия на средства непосредственного управления систем объекта, установленный под кисть одной из рук оператора или водителя объекта при незначительной амплитуде движения этой руки, тактильный переключатель функций этого многофункционального органа, установленный под кисть той же или другой руки оператора или водителя при незначительной амплитуде движения руки, визуальный индикатор в виде дисплея или иного средства отображения видеоинформации, расположенный в поле зрения оператора или водителя, цифровую электронно-вычислительную машину со средствами формирования видеокадров графической, словесной, цифровой, световой или цветной информации, которая электрически связана с указанными многофункциональным тактильным органом, тактильным переключателем его функций, визуальным индикатором и средствами непосредственного управления систем и снабжена программой или программами, реализующей или реализующими алгоритмы формирования управляющих команд начального состояния вариантов функционирования и режимов работы управляемых систем для передачи этих команд на средства непосредственного управления систем, перемены функций многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов вследствие воздействия оператора или водителя на тактильный переключатель или тактильные переключатели их функций, формирования команд, определенных воздействием оператора или водителя на многофункциональный тактильный орган или многофункциональные тактильные органы управления, для передачи их на средства непосредственного управления систем, формирования команд для передачи на визуальный индикатор схематического изображения или схематических изображений многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов со словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформацией о возможных функциях этих органа или органов, в том числе определенных воздействием оператора или водителя на тактильный переключатель или тактильные переключатели их функций, словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформации о реализуемых вариантах функционирования или режимах работы управляемых систем, словесной, цифровой, световой или цветной видеоинформации о функциях многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов, подлежащих реализации вследствие передачи команд на средства непосредственного управления систем.

2. Система по п.1, в которой многофункциональный тактильный орган управления и тактильный переключатель его функций установлены на одном или на двух комплексных органах управления, каждый из которых установлен под кисть одной из рук оператора или водителя при незначительной амплитуде движения руки или обеих рук и включает в себя несколько органов управления различными элементами объекта.

3. Система по п.2, в которой управляемым объектом является транспортное средство, а комплексный орган или комплексные органы управления выполнены в виде руля или рукоятки-штурвала, или двух рукояток или рычагов, установленных под кисти рук водителя с возможностью воздействия этими комплексными органом или органами на задатчики положения транспортного средства или изменения режима работы его движителя.

4. Система по п.1 или 2, в которой тактильный переключатель функций многофункционального тактильного органа управления предназначен для смены очереди переключения функций.

5. Система по п.1 или 2, в которой тактильный переключатель функций многофункционального тактильного органа управления предназначен для выбора ситуации управления системами, либо для выбора варианта функционирования или режима работы управляемых систем, либо для сочетания выбора ситуации управления системами с выбором вариантов функционирования или режима работы управляемых систем.

6. Система по п.1 или 2, в которой тактильный переключатель функций многофункционального тактильного органа управления предназначен для смены групп управляемых систем.

7. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой любой многофункциональный тактильный орган и тактильный переключатель его функций выполнен двух- или более позиционным.

8. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой любой из многофункциональных тактильных органов и тактильных переключателей выполнен кнопочным.

9. Система по одному из пп.1 - 3, включающая в себя многофункциональный видеоиндикатор отображения рабочего состояния управляемых систем, а цифровая электронно-вычислительная машина снабжена программой, реализующей алгоритм формирования команд вызова на экран этого индикатора отображения рабочего состояния управляемых систем.

10. Способ оперативного управления стационарным или подвижным объектом, при котором поддерживают или изменяют варианты функционирования или режимы работы управляемых систем объекта передачей соответствующих команд на средства их непосредственного управления, для чего, используя цифровую электронно-вычислительную машину с соответствующим программным обеспечением, предварительно формируют управляющие команды на средства непосредственного управления систем, соответствующие их начальным вариантам функционирования и режимам работы, воздействуют пальцем или пальцами хотя бы одной руки оператора или водителя при незначительной амплитуде ее движения поочередно на хотя бы один многофункциональный тактильный орган управления и на хотя бы один тактильный переключатель функций этого органа до завершения настройки какой-либо системы объекта на требуемый режим ее работы или вариант функционирования, при этом, используя цифровую электронно-вычислительную машину с соответствующим программным обеспечением, формируют управляющие команды на средство непосредственного управления системы, соответствующие функциям многофункционального тактильного органа при каждом воздействии на него пальца руки оператора или водителя, изменяют функции многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов согласно с каждым воздействием оператора или водителя на тактильный переключатель или тактильные переключатели, формируют команды для передачи на используемый визуальный индикатор схематического изображения многофункционального тактильного органа с видеоинформацией о его возможных функциях, в том числе определенных воздействием оператора или водителя на тактильный переключатель, видеоинформации о вариантах функционирования или режимах работы управляемой системы, видеоинформации о функциях многофункционального тактильного органа, подлежащих реализации вследствие передачи команд на средство непосредственного управления системы, руководствуясь при воздействии на многофункциональный орган управления и на переключатель его функций видеоинформацией о варианте функционирования и режиме работы управляемой системы, положении и возможных функциях многофункционального органа, в том числе заданных или реализуемых при определении задачи или ситуации управления.

11. Способ по п.10, при котором варианты функционирования или режимы работы управляемых бортовых систем поддерживают или изменяют в процессе контроля водителем положения транспортного средства или режима работы его движителя, контроль положения транспортного средства или режима работы его движителя осуществляют воздействием руки или рук водителя с незначительной амплитудой их движения на задатчики положения транспортного средства или режима работы его движителя посредством одного или двух комплексных органов управления различными элементами транспортного средства, воздействующих на эти задатчики.

12. Способ по п.10, при котором осуществляют выбор группы систем, вариант функционирования или режим работы одной из которых подлежит изменению, для чего воздействуют пальцем руки оператора или водителя на переключатель функций многофункционального органа, предназначенный для смены групп управляемых систем, контролируя при этом осуществленный выбор по видеоинформации на экране визуального индикатора.

13. Способ по п.10 или 11, при котором осуществляют выбор задачи управления системами, для чего воздействуют пальцем руки оператора или водителя на многофункциональный тактильный орган управления, контролируя при этом осуществленный выбор по видеоинформации на экране визуального индикатора.

14. Способ по п.13, согласно которому после выбора неэкстренной задачи управления системами соответственно изменяют функции многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов, для чего воздействуют пальцем руки оператора на один из тактильных переключателей функций этих органов и контролируют осуществленное воздействие по изменению видеоинформации на экране визуального индикатора.

15. Способ по п.13 или 14, согласно которому при решении конкретной задачи управления осуществляют выбор одной из ситуаций управления, для чего воздействуют пальцем руки оператора на тактильный переключатель функций многофункционального тактильного органа или многофункциональных тактильных органов и контролируют осуществленный выбор по изменению видеоинформации на экране визуального индикатора.

16. Способ по п.15, при котором осуществляют требуемое изменение реализуемых варианта функционирования или режима работы управляемой системы в конкретной ситуации управления при решении конкретной задачи управления, воздействуют для этого пальцем руки оператора или водителя на многофункциональный тактильный орган управления и контролируют осуществленное изменение варианта функционирования или режима работы управляемой системы по изменению видеоинформации на экране визуального индикатора.

Images