RU2782669C1

RU2782669C1 - Интеллектуальный контроллер функциональных состояний летчика вертолета при применении очков ночного видения

Info

Publication number: RU2782669C1
Application number: RU2021139696A
Authority: RU
Inventors: Алексей Валерьевич Богомолов; Юрий Александрович Кукушкин; Сергей Олегович Коронков; Газинур Абдулхакович Хабибуллин
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-10-31

Abstract

Изобретение относится к области инженерной психологии и эргономики. Интеллектуальный контроллер функциональных состояний летчика вертолета при применении очков ночного видения включает: корпус с микрокомпьютером, накопитель с энергонезависимой памятью, аккумулятор, блок приема информации; USB, цифровое табло, динамик, трехрежимный световой индикатор; датчики частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела, влажности кожных покровов, биоэлектрической активности мозга, встраиваемые в экипировку, соединенные с микрокомпьютером, встроенным в экипировку, к нему с возможностью двунаправленного обмена информацией подключен встроенный в экипировку блок передачи информации в блок приема информации; обеспечена возможность: выдачи информации в систему автоматического управления, в параметрический регистратор, адаптивного управления частотой опроса датчиков, расчета оценки выраженности функциональных состояний. В одну из граней корпуса встроены две цилиндрические стойки с хомутами, расстояние между стойками равно расстоянию между объективами применяемых очков ночного видения, в противоположную грань корпуса в точке ее геометрического центра встроено кольцо. Технический результат - обеспечение возможности мониторинга функциональных состояний летчика вертолета при применении очков ночного видения.

Description

Изобретение относится к области инженерной психологии и эргономики и может применяться в системе психофизиологического обеспечения безопасности полетов.

Из уровня техники известен монитор психофизиологического состояния человека (патент на полезную модель RU №148126), характеризующийся тем, что он содержит соединенные по топологии «активная звезда», центром которой является блок анализа и управления: биорадиолокатор, анализатор положения органов управления, анализатор состояния системы обеспечения жизнедеятельности, анализатор состояния защитного снаряжения, анализатор речевого общения, анализатор ответных реакций, оборудование громкой связи, экран для предъявления знаковых и цветовых стимулов, устройство ввода реакции оператора и блок коммутации, обеспечивающий сопряжение с системой автоматического управления эргатической системой и с параметрическим регистратором информации о ее функционировании.

Недостатком этого технического решения является отсутствие возможности учета показателей биоэлектрической активности мозга и неадаптированность к использованию в системе психофизиологического обеспечения вертолетчиков, применяющих очки ночного видения.

Технической задачей изобретения является расширение арсенала средств мониторинга состояния летчика вертолета в процессе деятельности в интересах повышения качества психофизиологической подготовки

Решение технической задачи достигается тем, что интеллектуальный контроллер функциональных состояний летчика вертолета при применении очков ночного видения состоит из:

1) корпуса, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами, внутри которого закреплены микрокомпьютер, накопитель с энергонезависимой памятью, аккумулятор и блок приема информации; в одну из внешних боковых граней корпуса заподлицо с ее поверхностью вмонтированы USB-порт и разъем, обеспечивающий сопряжение с системой автоматического управления вертолетом и с параметрическим регистратором информации; в смежную с ней внешнюю боковую грань корпуса вмонтировано цифровое табло, динамик и трехрежимный световой индикатор; накопитель с энергонезависимой памятью, блок приема информации, USB-порт, цифровое табло и трехрежимный световой индикатор соединены проводами с микрокомпьютером; блок приема информации, USB-порт, цифровое табло, динамик, трехрежимный световой индикатор и микрокомпьютер соединены проводами с аккумулятором;

2) датчиков частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела, влажности кожных покровов и биоэлектрической активности мозга человека, встраиваемых в экипировку летчика, соединенных с микрокомпьютером, встроенным в экипировку, к которому с возможностью двунаправленного обмена информацией подключен встроенный в эту экипировку блок передачи информации в блок приема информации, имеющийся в корпусе; причем корпус выполнен в пылевлагозащитном противоударном пожаровзрывобезопасном исполнении; в верхнюю грань корпуса заподлицо ее внешней поверхности встроены датчик температуры воздуха, датчик влажности воздуха и индикатор исправности, соединенные с микрокомпьютером, и солнечная батарея, соединенная с аккумулятором; а микрокомпьютер выполнен с возможностями: выдачи информации в систему автоматического управления вертолетом и в параметрический регистратор, адаптивного управления частотой опроса датчиков, встроенных в экипировку летчика, и расчета оценки выраженности функциональных состояний по величинам температуры воздуха, влажности воздуха, частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела, влажности кожных покровов и показателей биоэлектрической активности головного мозга летчика, причем в одну из граней корпуса встроены две металлические цилиндрические стойки, внешние концы которых оборудованы хомутами, расстояние между стойками равно расстоянию между объективами применяемых очков ночного видения, а в противоположную грань корпуса в точке ее геометрического центра встроено кольцо.

Технический результат, достигаемый заявленной совокупностью признаков, заключается в обеспечении возможности мониторинга функциональных состояний летчика вертолета при применении очков ночного видения.

Составные части заявляемого изобретения известны из уровня техники:

микрокомпьютером является встраиваемая система - специализированная микропроцессорная система управления, концепция разработки которой заключается в том, что такая система работает, будучи встроенной непосредственно в контроллер, но в то же время не воспринимается как компьютер (так как не имеет обычного монитора и клавиатуры, не отображает привычной операционной системы и другого программного обеспечения) - модельный ряд микрокомпьютеров насчитывает тысячи наименований и модификаций;

блок приема информации может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2350045;

экипировка летчика может быть выполнена https://fashionunited.ru/novostee/beeznyes/k-2022-godu-postavki-umnoj-odezhdy-prevysyat-31-mln-shtuk/2017112219913;

трехрежимный световой индикатор может быть реализован в виде сигнальной башни LT70 DC24v (красный, желтый и зеленый цвет);

блок передачи информации по беспроводному интерфейсу может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2713603;

солнечная батарея может быть реализована согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2503120;

динамик может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2692096;

датчик частоты пульса может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2403861;

датчик частоты дыхания может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2392852;

датчик температуры тела может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2525568;

датчик влажности кожных покровов может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель №179569;

хомут может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2726974;

кабель, которым соединены компоненты заявляемого контроллера, обеспечивают двунаправленную передачу сигналов - например, типовой кабель витой пары 6 или 5 категории.

С помощью кабеля компоненты в корпусе контроллера соединены по топологии «активная звезда», центром которой является микрокомпьютер, имеющийся в корпусе.

Перед началом применения заявляемого контроллера:

1) хомуты, которыми оборудованы встроенные в одну из боковых граней корпуса металлические цилиндрические стойки, фиксируют на объективах применяемых очков ночного видения,

а в кольцо, имеющееся на противоположной грани корпуса, продевают шнур, которым устройство фиксируется на шлеме летчика (как правило, прикрепляется к противовесу, размещаемому в задней части защитного шлема летчика для улучшения балансировки головы при применении очков ночного видения);

2) в экипировку летчка - пользователя контроллера заранее встраивают датчики показателей психофизиологического состояния, необходимые для расчета интегрального показателя (оценки) психофизиологического состояния (датчики частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела, биоэлектрической активности мозга, влажности кожных покровов), подключенные к встроенному в эту экипировку микрокомпьютеру, к которому с возможностью двунаправленного обмена информацией подключен встроенный в эту экипировку блок передачи информации в блок приема информации, имеющийся в корпусе, без создания летчику помех выполнению деятельности (дискретность передачи информации в процессе профессиональной деятельности определяется микрокомпьютером, имеющимся в корпусе).

Микрокомпьютер, находящийся в корпусе:

по заранее заданным алгоритмам (формулам) рассчитывает оценку выраженности функциональных состояний летчика по величинам частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела, биоэлектрической активности мозга и влажности кожных покровов летчика с учетом температуры и влажности воздуха;

выдает сигнал, определяющий режим свечения трехрежимного светового индикатора, записывает информацию в накопитель с энергонезависимой памятью и через разъем сопряжения передает ее в систему автоматического управления вертолета и в параметрический регистратор;

генерирует речевую информацию, которую предъявляют летчику через динамик.

Индикатор исправности, соединенный с микрокомпьютером, показывает исправное (свечение зеленым) и неисправное (свечение красным) состояние контроллера.

Солнечная батарея, соединенная с аккумулятором, обеспечивает его подзарядку. Подзарядка аккумулятора также может осуществляться через USB-разъем.

Информация на табло и текущее свечение индикатора обновляются по команде микрокомпьютера, находящегося в корпусе.

Применяя заявляемый контроллер, летчик обеспечивается информацией о текущем психофизиологическом состоянии. Динамика изменения психофизиологического состояния сохраняется в накопителе с энергонезависимой памятью (может быть использована при необходимости анализа динамики интегрального показателя психофизиологического состояния), передается в систему автоматического управления вертолетом (для возможного учета в законах управления его функционированием) и в параметрический регистратор (для документирования с возможностью анализа совместно с другой информацией о функционировании вертолета).

Корпус контроллера выполнен в пылевлагозащитном противоударном пожаровзрывобезопасном исполнении, что обеспечивает его применимость для контроля состояния оператора любых эргатических систем.

За счет объединения в одном устройстве всех датчиков информации о функциональных состояниях летчика (оператора эргатической системы) с возможностью получения и обработки информации в реальном времени обеспечивается достижение заявленного технического результата.

Таким образом, цель применения заявляемого изобретения достигнута.

Описанные элементы заявляемого контроллера функционально взаимосвязаны, а совокупность его существенных признаков неизвестна из уровня техники - то есть заявляемый контроллер представляет собой новое техническое решение.

Claims

Интеллектуальный контроллер функциональных состояний летчика вертолета при применении очков ночного видения, состоящий из:
1) корпуса, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами, внутри которого закреплены микрокомпьютер, накопитель с энергонезависимой памятью, аккумулятор и блок приема информации;
в одну из внешних боковых граней корпуса заподлицо с ее поверхностью вмонтированы USB-порт и разъем, обеспечивающий сопряжение с системой автоматического управления вертолетом и с параметрическим регистратором информации;
в смежную с ней внешнюю боковую грань корпуса вмонтировано цифровое табло, динамик и трехрежимный световой индикатор;
накопитель с энергонезависимой памятью, блок приема информации, USB-порт, цифровое табло и трехрежимный световой индикатор соединены проводами с микрокомпьютером;
блок приема информации, USB-порт, цифровое табло, динамик, трехрежимный световой индикатор и микрокомпьютер соединены проводами с аккумулятором;
2) датчиков частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела, влажности кожных покровов и биоэлектрической активности мозга человека, встраиваемых в экипировку летчика, соединенных с микрокомпьютером, встроенным в экипировку, к которому с возможностью двунаправленного обмена информацией подключен встроенный в эту экипировку блок передачи информации в блок приема информации, имеющийся в корпусе;
причем корпус выполнен в пылевлагозащитном противоударном пожаровзрывобезопасном исполнении;
в верхнюю грань корпуса заподлицо ее внешней поверхности встроены датчик температуры воздуха, датчик влажности воздуха и индикатор исправности, соединенные с микрокомпьютером, и солнечная батарея, соединенная с аккумулятором;
а микрокомпьютер выполнен с возможностями:
выдачи информации в систему автоматического управления вертолетом и в параметрический регистратор,
адаптивного управления частотой опроса датчиков, встроенных в экипировку летчика,
и расчета оценки выраженности функциональных состояний по величинам температуры воздуха, влажности воздуха, частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела, влажности кожных покровов и показателей биоэлектрической активности головного мозга летчика,
причем в одну из граней корпуса встроены две металлические цилиндрические стойки, внешние концы которых оборудованы хомутами, расстояние между стойками равно расстоянию между объективами применяемых очков ночного видения, а в противоположную грань корпуса в точке ее геометрического центра встроено кольцо.