SU1218416A1 - Устройство дл имитации визуальной обстановки в тренажере транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам ДЛЯ воспроизведени  изображени  дорожной обстановки движени  транспортного средства при подготовке операторов-водителей на тренажере. Цель изобретени  - улучшение качества наблюдаемого изображени . Устройство содержит экран 1, выполненный в виде полусферы и установленный перед кабиной тренажера транспортного средства. Телевизионный проектор 2 св зан через усилитель 3 видеосигналов с передающей телевизионной камерой 4,оптическа  ось объектива которой ориентирована вертикально. Оператор имитирует приведение транспорт- средства в движение, при . этом телевизионна  камера 4 начинает перемещатьс  относительно макета 6 местности по траектории, выбран- ной обучаемым. Обеспечиваетс  съем и передача динамически мен ющихс  изображений ландшафта, воспроизводимых проектором 2 адекватно имитируемой обстановке движени  транспортного средства. Привод 7 поворачивает телевизионную камеру 4 с зеркалом 5 на требуемый угол вокруг вертикальной оси. Привод 25 по сигналу с датчика 8 осуществл ет .поворот платформы 23 с проектором 2 и блоками 13 и 14 вокруг вертикальной оси, измен   место основного и дополнительного изображений на экране 1 . 1 З.П.ф-ЛЫ, 3 ИЛ. i (Л to 00 4 Од - .f

Description

1

Изобретение относитс  к учебно- тренировочной технике и предназначено дл  воспроизведени  изображени дорожной обстановки движени  транспортного средства при подготовке опраторов-водителей на тренажере.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества наблюдаемого изображени .

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства дл  имитации визуальной обстановки в тренажере транспортного средства; на фиг.2 - функциональна  схема блока коррекции изображени ; на фиг.З - пример выполнени  блока коррекции изображени  .

Устройство дл  имитации визуальной обстановки в тренажере транспортного средства содержит экран 1, выполненный в виде полусферы и установленный перед кабиной тренажера транспортного средства, телевизионный проектор 2, св занный через усилит ель 3 видеосигналов с передающей телевизионной камерой 4, оптическа  ось объектива которой ориентирована вертикально. Зеркало 5 установлено на передающей телевизионной камере 4. При его помощи оптическа  ось преломл етс  под требуемым углом к макету 6 мест ности, обеспечива  требуемый ракурс съема изображени . Привод 7 поворота телевизионной камеры подключены к выходу датчика 8 угловых перемещений головы оператора вокруг вертикальной оси.

Привод 9 наклона зеркала предназначен дл  изменени  угла съема изображений макета местности в вертикальной плоскости и подключен к выходу датчика 10 угловых перемещений головы оператора в саггиталь- ной плоскости. Приводы 7 и 9 выполнены , например, в виде сельсин- приемников , а датчики 8 и 10 - в виде сельсин-датчиков. Датчики 8 и 10 св заны механически посредством гибких валов 11 с обручем 12, закрепленным на голове оператора. Блоки 13 и 14 коррекции изображени  расположены в плоскости по обеим сторонам телевизионного проектора под углом к его оптической оси таки образом, чтобы границы изображений проецируемых или светотеневых потоков контактировали с границами основного изображени  дорожной

0

0

41

j

5 5

0 5

0

0

5

62

обстановки, воспроизводимого проек- ,

тором 2 на экране 1 . При зтом входь) блока 13 коррекции изображени  под- ключены к выходам электронных ключей 15 и 16, а входы блока 14 коррекции изображени  - к выходам электронных ключей 17 и 18. Информационные входы электронных ключей 15-18 через масштабный усилитель 19, соединены с датчиком 20 скорости перемещени  телевизионной камеры относительно макета 6 местности. Управл ющие входы электронных ключей 15-18 подключены к соответствующим выходам дешифратора 21, вход которого соединен с датчиком 8 через преобразователь 22 аналог - код. Телевизионный проектор 2 и блоки

13и 14 коррекции изображени  установлены на платформе 23, выпоплён- ной с возможностью вращени  вокруг вертикальной оси и наклонов

по тангажу относительно оптической оси проектора 2. Угловые перемещени  платформы 23 обеспечиваютс  приводом 24 наклона платформы, подключенным к выходу датчика 10, и приводом 25 перемещени  платформы вокруг вертикальной оси, соединенным с выходом датчика 8. Приводы 24 и 25 выполнены в виде сельсин- приемников .

Блоки 13 и 14 коррекции изображени  содержат направлений источник 26 света и электродвигатели 27 и 28, подключенные к выходам соотвёт ствующих электронных ключей, светонепроницаемые маски 29 и 30 с отверсти ми по окружности, установленные на валах электродвигателей 27 и 28. Маски размещенные между направленными источниками 26 света и фокусирующей линзой 31 таким образом, что при вращении электродвигателей 27 и 28 отверсти  маски 29 пересекают оптическую ось источника света и линзы в вертикальном направлении, а отверсти  маски 30 - в горизонтальном направлении . При этом обеспечиваетс  имитаци  соответственно набегающих и пробегающих светотеневых изображений впериферических част х сектора обзора оператора.

Платформа 23 установлена при помощи подвеса 32 на поворотной раме 33, опирающейс  на подшипник 34. Телевизионный проектор 2 и блоки 13,

14коррекции изображени  укреплены

на плоскости платформы и закреплены защитным кожухом 35.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом тренировки операто закрепл ет на голове обруч 12, занимает место в кабине тренажера, размещенной перед экраном 1. Изображение участка местности макета 6 воспринимаетс  посредством зеркала телевизионной камерой 4, с которой в виде электрического сигнала поступает на вход усилител  3- видеосигналов . После обработки и усилени  сигиал передаетс  на телевизионный проектор 2, при помощи которого .воспроизводитс  в ввде изображени  участка местности в требуемом масштабе на экране 1.

Оператор имитирует приведение транспортного средства в движение при зтом телевизионна  камера 4 нач начинает перемещатьс  относительно макета 6 местности по траектории, выбранной обучаемым, обеспечива  съем и передачу динамически мен ющихс  изображений ландшафта, воспроизводимых проектором 2 адекватно имитируемой обстановке движени  транспортного средства. Сектор экрана 1, в котором воспроизводитс  изображение обстановки движени , ограничен растром луча телевизионного проектора 2 и не обеспечивает имитации визуального изображени  в периферических част х сектора ра оператора. Отсутствие изображений в периферических част х сектора обзора компенсируетс  при помощи блоков 13 и 14, проецирующих потоки набегающих или пробегающих Светотеневых изображений на флангах основного изображени  дорожной обстановки. Выбор вида светотеневых потоков дл  воспроизведени  в периферических част х сектора обзора оператора осуществл етс  в зависи- . мости от положени  головы операт о- ра, которое контролируетс  при по- мощи обруча 12. В исходном положении голова обучаемого сориентирована таким образом, что направление его взгл да совпадает с направлением движени  транспортного средства . При этом на экране I основное изображение воспроизводитс  в-его центральной части и носит преимущественно набегающий характер , а сигнал на выходе датчика

218416

8 равен нулю. Телевизионна  камера 4 при нулевом сигнале на выходе привода 7 ориентирована строго в направлении движени  имитатора

-с транспортного средства. Нулевой сигнал на выходе преобразовател  22 аналог-код соответствует наличию управл ющих сигналов на первом и третьем выходах дешифратора 21. Нри

0 этом электронные ключи 15 и 17 ока- зьгоаютс  открытыми и сигнал с выхода датчика 20 скорости перемещени  телевизионной камеры после коррекции Масштабным усилителем 19 посJ5 тупает на входы блоков 13 и 14 коррекции . Первые входы этих блоков соответствуют входам электродвигателей 28 с масками 30, вращение которых обеспечивает имитацию про2Q бегающих изображений в периферических част х сектора обзора оператора . Дополнение основного изображени  дорожной обстановки, имеющего набегающий характер, иробегающи25 ми светотеневыми потоками на его фланцах повьшгает полноту воспроизведени  общей обстановки движени  транспортного средства.

Поворот головы оператора вокруг верз икальной оси на некоторый угол приводит к по влению на выходе датчика 8 сигнала, пропорционального углу отклонени . Сигнал передаетс  на входы привода 7 поворота теле- физионной камеры 4 и преобразова35 тел  22 аналог-код. Привод 7 поворачивает телевизионную камеру 4 с зеркалом 5 на требуемый угол вокруг вертикальной оси, измен   угол

съема изображени  с макета 6 мест40

ности относительно направлени  движени  телевизионной камеры. Одновременно привод 25 по сигналу с датчика 8 осуществл ет поворот платформы 23 с проектором 2 и блоками .

13 и 14 вокруг вертикальной оси, измен   место основного и дополнительного изображений на экране 1 таким образом, чтобы оно соответствовало положению головы и направлению

50 взгл да оператора.

С приближением угла поворота головы оператора к значению +90 относи- тельно исходного положени  характер основного изображени  обстановки

55 движени , воспроизводимого проектором 2, постепенно измен етс  от на- бегающего к пробегающему, а периферИ ческих изображений на его фланги от пробегающих к набегающим. Указанные изменени  реализуютс  дешифратором 21 по сигналам преобразоваг ни  22 аналог-код. При этом через электронные ключи 16 и 18 подключаютс  электродвигатели 27 блоков 13 и 14 коррекции.изображени . Вращение электродвигател  27, масок 29, установленных с возможностью пересечени  их отверсти ми оптической оси источника 26 света в тикальнрм направлении, обеспечивает имитацию набегающих светотеневых потоковна экране 1 в периферической части сектора обзора оператора. Электродвигатели 28 посредством электронных ключей 15 и 17 отключаютс , прекраща  проецирование пробегающих светотеневых изображений.

Перемещение головы оператора вокруг вертикальной оси сопровождаетс  непрерьганой коррекцией угла съема и воспроизведени  визуальной информации при этом соответственно измен етс  характер светотеневых потоков, проецируемых на флангах основного и.зоб- ражени  обстановки движени .

Угловые перемещени  головы оператора вверх и вниз относительно горизонтальной линии саггитальной плоскости фиксируютс  посредством обруча 12 и гибкого вала 11 датчиком углойых перемещений головы рператора . Сигнал пропорциональный углу отклонени  головы оператора от горизонтальной линии, поступает с выхода датчика 1б на привод наклона зеркала и привод 24 наклона платформы по тангажу. При этом зеркало 5 и платформа 23 одновременно наклон ютс Яд обеспечива  одновременное изменение угла съема информации телевизионной камерой 4 и угла проекции изображени  проектором 2 на экране 1.

Claims (2)

1.Устройство дл  имитгщии визу- ,альной юбстановки в тренажере транс0

s

0

5

0

5

5

0

портного средства, содержащее экран, установленный на платформе , телевизионный проектор, св занньй . оптически с передающей телевизионной камерой с закрепленным на ней зеркалом , приводы линейного перемещени  и и поворота телевизионной камерыj привод наклона зеркала и датчики перемещени  головы оператора, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  качества наблюдаемого изображени , оно снабжено блоками коррекции изображени , установленными на выполненной с приводами перемещени  и наклона платформе с проектором, электронными ключами, дешифратором, датчиком линейного перемещени  телевизионной камеры и преобразователем аналог-код, вход которого соединен с выходом одного из датчиков перемещени  головы оператора , подключенным к приводу перемещени  платформы и к приводу поворота телевизионной камеры, а выход преобрй-зовател  аналог-код подключен к. входу дешифратора, выходы которого соединены с одними из входов электронных ключей, подключенных выходами к входам блоков коррекции изображени , при этом другой датчик перемещени  головы оператора соединен с приводом наклона платформы и с приводом наклона зеркала, а выход датчика линейного перемещени  телевизионной камеры подключен к другим входам электронных ключей.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающеес  тем, что, блок коррекции изображени  содержит направленный источник света, электродвигатели , фокусирующую линзу и светонепроницаемые маски с отверсти ми по окружности, установленные на валах электродвигателей между направленным источником света и фокусирзпо- щей линзой с возможностью их взаимодействи , при этом электродвигатели подключены к входам блока коррекции .

30

25