WO1991011792A1 - Verfahren und vorrichtung zur nachbildung von vorwärtsbewegungen durch mischbilder - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur nachbildung von vorwärtsbewegungen durch mischbilder Download PDF

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WO1991011792A1
WO1991011792A1 PCT/EP1991/000144 EP9100144W WO9111792A1 WO 1991011792 A1 WO1991011792 A1 WO 1991011792A1 EP 9100144 W EP9100144 W EP 9100144W WO 9111792 A1 WO9111792 A1 WO 9111792A1
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driver
image
video signal
computer
real
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PCT/EP1991/000144
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Reiner Foerst
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Reiner Foerst
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    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/06—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of ships, boats, or other waterborne vehicles
    • G09B9/063—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of ships, boats, or other waterborne vehicles by using visual displays
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    • G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
    • G09B9/05—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles the view from a vehicle being simulated

Definitions

  • the present invention relates to methods and devices for simulating forward movements by mixed images.
  • Forward movement is the forward movement of a person in a motor vehicle, aircraft such as an electric cart or forklift, construction vehicle such as an excavator or bulldozer, off-road vehicle, tracked vehicle, a rowing boat, a paddle boat, on a motorcycle or bicycle, on cross-country skis, while running, Understood climbing stairs, climbing or swimming.
  • Mixed images are understood to be the insertion of video-graphically-synthetically generated image objects into real image sequences recorded by a video camera.
  • a video screen that is to say a monitor tube, a memory screen, a rear projection monitor, a screen with a top view projector or another display device, can be used for a naturally acting video image from the outside.
  • the device is intended to be used for the training of the user, scientific examinations, reaction and fitness tests, accident prevention, entertainment and physical training.
  • a dummy vehicle for a training device it is intended to. It should be a device to familiarize the user with the handling of the operating elements, to train them to concentrate, be careful and act responsibly, to familiarize them with the legal regulations for handling their vehicle and to clearly show them how point out driving associated with driving a vehicle.
  • the purpose of the device should be to make training more pleasant. In the representation of a car racing track, the training of the racing driver, the advertising effectiveness or the entertainment, for example on a coin operated machine, should be the purpose of the device.
  • simulators with artificially generated video images, the partial images being calculated in real time from the spatial coordinates of the objects.
  • Such simulators are described in the patent application Foerst: forklift simulator P 38 16 545.7-53.
  • the disadvantage of the simulators with memory graphics is that a great deal of effort must be put into memory hardware and video software for storing the traffic scenes since the objects are to be shown not only in many sizes but also in many oblique views per size. Moreover, a great deal of software is required if a sufficient number of real situations are to be transferred to the memory image in a detailed manner.
  • the disadvantages of the training devices for driving motor vehicles with a pure real image using video recorders, optical disk players or optical playback devices are, on the one hand, that the driver cannot steer, since no identification image can be seen in the surrounding image. On the other hand, the driving speed cannot be changed individually by the driver when playing the film.
  • a disadvantage of the bicycle training device with situation programming is also that no identification picture and no opponent picture can be seen. As a result, there is no incentive to perform and the feeling of being involved in the environment shown.
  • Another disadvantage is that the training device cannot be used for those applications in which the second track of the video signal reproduction device is occupied by a tone signal.
  • the patent application mentioned above also leaves open the question of how forward movements in sports other than cycling and motor-driven vehicles are to be simulated.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a device in which the above-mentioned disadvantages are avoided. Rather, the device should have the following advantages: a natural-looking exterior view with many details of typical environmental scenes, real external situations with natural dynamics, the most realistic representation of the identification object, the possibilities for a driver, by changing the direction of his transverse position and by accelerating or decelerating his longitudinal position or Changing speed, touch detection and evaluation, registration and commenting on misconduct by the user, economy in terms of storage hardware, computing hardware, video software and transformation software, versatile data transmission, which works even if only one audio track is available and this is occupied by sound signals. When simulating forward movements through physical activity, the motivation for training and the performance incentive are to be improved.
  • Embodiments of this solution are described in subclaims 2 to 28.
  • a prerequisite for these proposed solutions is a method and a device for taking the real images with a video camera. These are described in the independent claim 29 and the associated subclaims 30 to 36.
  • the overall device can be adapted to various vehicles or training devices by the design of the driver's cab, the real image recordings, the video software for the synthetic images and the computer software. These designs are solved by the methods specified in the dependent claims 37 to 51.
  • the method a) has the advantage that marginal changes in distance can be represented optically correctly by the observer in the longitudinal and transverse directions. However, it has the disadvantage that identification is difficult for the user.
  • the method b) has the advantage that the identification is easy for the user - as in a real simulation - especially if his behavior deviates little from that when the video file was recorded.
  • it has the disadvantage that the lack of image distortion is noticeably noticeable with larger track deviations.
  • the procedure b) allows three methods when changing lanes: bl)
  • the synthetic foreground image, possibly together with an image frame, is shifted in the same direction as the direction of the lane change.
  • FIG. 3 shows a block diagram for configurations of the horizontal displacement device 26 according to claims 6 and 7
  • FIG. 7 shows a block diagram of the devices for synchronous data transmission, the synchronous signal being transmitted in accordance with claims 10, 11 and 12 8 shows a block diagram for an embodiment of the synchronous data transmission using the audio track for memory addressing according to claims 13 and 14
  • FIG. 11 shows a block diagram of the devices for synchronous data transmission, the data signal according to claims 16 and 17 being added to the video signal
  • Fig. 13 is a block diagram for influencing the functions of the video signal reproducing apparatus according to claims 20 and 21
  • 16 shows a block diagram of the video signal suppression in the branches of the video signal processing according to claim 25
  • 21 shows a block diagram with devices for describing the video tape with trip data according to claim 34
  • FIG. 1 shows an overview image according to claim 1 with a dummy car 1, a screen 2 with the real image 4 of a city passage and the synthetic identification image 6 of a passenger vehicle according to claim 2, a loudspeaker 13 and a block diagram for the electronic circuit .
  • the dummy car and the video image of the road traffic scene are drawn in for better illustration as an example for a training device in driving a car.
  • the block diagram contains a video signal reproducing device 3 for reproducing the real image 4 and a video signal generator 5 for generating the synthetic identification image 6.
  • the video signal generator 5 can either be designed as an image memory-oriented generator or as a real-time computer.
  • the block diagram also contains a device 7 for image synchronization of the real image display device 3 and the video signal generator 5. Either the line and the image frequency of the real image display device 3 are rigid and the corresponding frequencies of the video signal generator 5 are to be adapted to them, for example with the aid of a phase-locked Loop is possible, or vice versa.
  • the block diagram contains a device 8 for blending the synthetic identification image 6 into the real image 4 from the video signal reproduction device 3, a noise generator 12 for generating the engine noise associated with the identification image as a function of the data for speed and torque and the driving noise as a function of the date for its driving speed, a cable 11 for synchronous data transmission from the video signal reproduction device 3 to the computer 9, a memory 10 for relevant information contained in the recording, such as the speed, position and direction of the camera when recording, the Curve profile and the slope profile of a street, the position and the width of a vehicle in front or a plane flying in front, the position of a traffic obstacle, the color of a traffic light, etc. and a computer 9 in particular for controlling the identification image 6, for the company tung hr- and operation error detection and -auswer 'and for calculating the data for controlling the noise generator 12th
  • synthetically generated identification image always has priority over the real image
  • a representation with a pure real image for the entire outside view has the disadvantage that the identification image can never be covered by another object. For example, this is unnatural when maneuvering.
  • synthetic partial images are also contained in the external view image, which always have priority over the real image, but which can optionally have priority over or behind the identification image.
  • This can be, for example, a parked car behind which the identification picture has to be parked or a traffic light behind which the identification picture has to turn.
  • a simple video recorder with manual control as video signal playback device 3.
  • a video recorder or an optical disc player with image sequence addressing electronically controllable via an interface a CD record player with video coding or the mass storage device of a computer can also be used for the training device.
  • Devices of this type offer the possibility of calling up computer-controlled special events, such as rear view, accidents, changing lanes, changing direction, changing speed or changing traffic, more or less quickly. It can thus be achieved that the environmental events are brought into dependence on the behavior of the trainee. This also applies to the inclusion of a computer-guided training plan that is adapted to the individual training level of the trainee.
  • the method of displaying a complete identification image by remote control has the disadvantages that
  • the recording drive is subject to the restriction that a free space for the identification vehicle must be kept in front of the camera and that
  • the foreground image of one's own means of transportation is represented as a synthetic image 25 from the user's point of view and, in the event of track deviations from the recorded original track, is shifted horizontally relative to the real background image.
  • FIG. 2 therefore differs from FIG. 1 in particular in the synthetic image on the screen 2.
  • the real image 4 of an intersection is shown again by way of example. This is blended with the synthetic foreground image 25 from the perspective of a car driver. This time, the car shown from behind belongs to real image 4.
  • FIG. 2 differs from FIG. 1 by the inclusion of a horizontal displacement device 26, with which either the synthetic image 25 is shifted according to claim 4 or the real image 4 is shifted in opposite directions. You can also let the horizontal displacement device 26 additionally act on the real image 4.
  • a shift of the frame according to claim 4 in front of a rigidly running background picture has the advantage over the shift of the real picture that the real picture is always in full size in the monitor frame and does not have to be restricted by side panels. In addition, it is much less complex to move the synthetic foreground image than the real background image.
  • the human imagination and adaptability is included in such a way that only the relative movement is recognized and the reversal of the absolute shift is ignored.
  • the image of the frame in this variant should be displayed as naturally as possible, over a large area and with many details such as windshield wipers, rear-view mirrors, bonnet or a field of view limitation.
  • 3 shows how the horizontal displacement device 26 can be controlled by the computer 9 using the data LA for the steering wheel angle when recording, LW for the actual steering wheel angle, vision for the pivoting angle of the camera during recording and V for the actual speed.
  • the horizontal displacement device 26 acts on the video signal generator 5. This is not associated with additional hardware outlay, since each video signal generator can carry out horizontal displacements anyway.
  • the horizontal displacement device 26 acts on the real image display device 3.
  • Such devices are available on the market.
  • the video image is written into a RAM memory and shifted there by influencing the memory addresses. Since the image information scarcely extends beyond the edges of the screen, either video-graphic or mechanical side diaphragms must be provided for the shift.
  • FIG. 3 shows an arithmetic unit 28 according to claim 6, in which a steering wheel angle signal is converted into a horizontal displacement signal LV. It is advisable to give this computing unit the transmission behavior of a first-order delay element or an integral behavior, the time constant being proportional to the speed V.
  • FIG. 3 further shows a subtraction step 27.
  • the difference between the actual steering wheel angle LW and the steering wheel angle LA is formed when the picture is taken. This is fed to the computing unit 28. It is advisable to equip the steering wheel on the training device with a reset device so that the driver can feel the steering wheel in the straight-ahead position.
  • FIG. 3 further shows an addition stage 31.
  • the sum of the steering displacement LV and the swivel angle Seh is formed in this, which is supplied to the horizontal displacement device 26.
  • This addition ensures that steering shifts of the image and swivel shifts can be carried out simultaneously.
  • FIG. 4 shows the memory image of a cylinder projection of the interior view of a passenger car. Only a section of about a third of the full image width of this memory image is visible on the screen in accordance with the horizontal shift. The image shown takes into account a pan of the camera from approx. -90 ° to + 90 °.
  • FIG. 5 shows, according to claim 19, a real image display device 3, which assumes that its playback speed can be changed by a signal fed in from the outside.
  • This device is controlled by the computer 9 via an output driver 29 and a cable 30.
  • a multichannel signal converter 46 This contains an up / down counter 33, to which the pulse sequences P1 and P2 can be supplied as clock signals.
  • the output of this counter is fed to the computer 9 as a parallel signal B1 (byte).
  • This signal can be, for example, the steering wheel angle, the pulses P1 being generated when turning to the right and the pulses P2 when turning to the left.
  • Up / down counters do not necessarily have to be used to convert pulses into parallel signals.
  • 6 shows two series / parallel converters 34 and 35, in which the pulses P3 and P4 are converted into the parallel data B2 and B3.
  • the memory 10 is assigned to the computer, is written with the said information once and addressed by a signal for the current tape position by means of a counter. b) The said information is stored on the video tape - the memory 10 is thus the video tape - and processed in real time in the computer.
  • Fig. 7 shows according to claim 12 that a clock generator 42 is provided, with the sync signal sync a clock pulse sequence TP is formed, that a counter 43 is provided with reset input R, which can be controlled by the clock pulse sequence TP that The output of the counter can be fed to the address input of the memory 10 and that the pulse sequences P1 to P4 can be taken from the data output of the memory 10. Since the synchronous signal is contained in the composite video signal FBAS, a commercially available so-called separator is best used as the clock generator 42.
  • FIG. 8 shows a block diagram for an embodiment of the synchronous data transmission according to claims 13 and 14.
  • the memory 10 is connected directly to the computer 9.
  • a signal P1 for the current tape position is transmitted synchronously from the real image display device 3 to the address input A of the memory 10 via a cable 11.
  • This type of synchronous data transmission has the advantage of being very simple. It is used only for the synchronous addressing of the memory 10.
  • the amount of data to be processed by the computer 9 is contained in the memory 10, to which the computer has direct access.
  • a phono output of a video recorder can be used for this.
  • tones of, for example, 1000 Hz are recorded at regular intervals.
  • a pulse shaper 14 which usually consists of a rectifier, a delay element and a Schmitt trigger, which these tones are converted into digital pulses. These are fed to a counter 15 as clock T.
  • the output signal A of the counter 15 forms the addresses of the memory 10.
  • This incremental type of data transfer requires zeroing.
  • the automatic zeroing is expediently carried out by the transmission of special information at the beginning of the sound and image sequence.
  • a device 16 is provided for the separation between the continuously repeating clock pulse T and the one-time reset pulse R. Since such devices are known, they are not dealt with in more detail here. Instead of a one-time zeroing pulse at the beginning of the tone sequence, further special information for intermediate meter readings and meter reading checks can also be transmitted.
  • the memory 10 is directly connected to the video signal reproduction device 3.
  • the output data of the memory 10 are fed to the computer 9 via the cable 11 for synchronous data transmission.
  • the memory 10 for the event sequence can in this case be a video tape or an optical disk or else a separate, non-volatile memory. If the video tape or the image plate is used as the memory, this has the advantage over the arrangement in FIG. 8 that when the video information carrier is changed, the coded data for the sequence of events also change. In this case, no adjustment needs to be made in the computer 9.
  • FIG. 10 shows how the pulse sequences P1 to P4 are generated when the sound vibrations TS of the video signal reproducing device 3 are transmitted via the cable 11.
  • Four tone filters 36.1 to 36.4 are provided, in which the sound mixture is fanned out in the manner of a crossover in four separate oscillations with a predetermined frequency range.
  • the sound filters can be designed as resonance filters or as band filters.
  • Rectifiers 37.1 to 37.4, smoothing devices 38.1 to 38.4 and Schmitt triggers 39.1 to 39.4 are provided for converting the fanned-out sound vibrations into digital pulses P1 to P4.
  • P1 to P4 digital pulses
  • This type of data transmission via a single-channel audio cable has the advantage of the high transmission speed.
  • Fig. 11 shows that a window circuit 40 is provided, in which a plurality of window signals F1-F4 can be generated from the continuous line signal CY and the continuous column signal CX of the monitor by logical combination, that a threshold amplifier 41 is provided, in which the video signal FBAS each can be converted into digital zero and one values according to the amplitude that the output of the threshold amplifier can be fed to one input of several AND gates 42.1-4, the other inputs of which the window signals F1-F4 can be fed and that several smoothing devices 38.1-4 with downstream Schmitt Triggers 39.1-4 are provided, in which the outputs of the AND gates can be converted into the digital pulse sequences P1-P4.
  • the environmental noises consist, for example, of horns, siren sound, engine and driving noises, and squeaking of tires from other vehicles.
  • the engine noise of the vehicle used for the recording should be suppressed as much as possible because it interferes with the identification.
  • Video memories have the option of showing a still image. This is called up using the "Pause” button.
  • Case a) can be avoided by emergency braking.
  • Case b) can be avoided by activating the pause function.
  • the computer 9 outputs a signal for activating the button 45 when the data transmitted via the cable 11 for the speed of the recording vehicle is greater than zero, the speed calculated from the position of the operating elements 44 of a training device is zero.
  • the return button is activated when the destination has been reached. If a car race is simulated by the real image of a racetrack with an overlayed identification image of a racing car or a racing car front part, then the drifting when the centrifugal force is too high is simulated in curves.
  • the "racing driver” will brake before corners like in a real race. To drive a good time, it will accelerate on straight lines. Since it cannot influence the real vehicle to the destination at a constant running speed of the video playback, it is proposed according to claim 23 to display a pseudo racing time on the screen instead of a real time. This coincides with real time if the speed driven by the user is the same as that of the original tracking shot. If the actual speed is slower, the pseudo clock cycles faster and vice versa.
  • a division device 63 is provided with which the signal of the preset speed V. the original tracking shot through the signal of the speed V. individually driven by the user. is divisible and that a clock generator 64 is provided, the clock period of which is dependent on the quotient thus calculated.
  • Fig. 15 shows a block diagram of the synthetic video signal generation and processing according to claim 24.
  • the video signal generator 5 consists of several sub-generators 5a, 5b, 5c, each of which a video signal Va, Vb, Vc for the image of an object or a group of several objects of the same Space depth priority and an object signal Ga, Gb, Gc generated for their total area.
  • a video signal contains information about area and color and is usually coded as a color number for a 4 or 8-pin color number bus line.
  • An object signal consists of a single bit, which indicates whether an area is present or not.
  • a device 18 for video signal suppression ensures that the ones behind are suppressed and emits the remaining sum signal to the device 8 for image blending. In order that the device 18 for video signal suppression receives the correct information about the respective depth of the objects, the device 18 for video signal suppression is preceded by a priority logic circuit 21 which can be controlled by the computer 9.
  • the color number bus lines FNa, FNb are 4-pole, for example, and two video signal generators 5a and 5b are shown, which are controlled by the computer 9.
  • the device 18 for video signal suppression contains open collector gates 19al, 19a2, 19a3, 19a4, 19bl, 19b2, 19b3, 19b4, one input of which is the color number bus lines FNa, FNb of the video signal generators 5a, 5b, the other input of which is blocking signals Sa , Sv are fed from the priority logic circuit 21 and the outputs thereof are fed to a color palette module 20 via a common color number bus line FN.
  • the resistors R1 to R4 serve the open collector gates as pull-up resistors.
  • the open collector gates have the task of switching the color number bus line FN to the high-resistance state in accordance with the color black when the blocking signal Sa or Sb is active.
  • the priority logic circuit 21 is supplied with the subject signals Ga and Gb from the two video signal generators 5a and 5b and 4 priority control signals Paa, Pab, Pba, Pbb from the computer 9. 17 shows a block diagram of an embodiment of the priority logic circuit 21 according to claim 26. It contains a priority bus line P which consists of individual lines for the blocking signals Sa, Sb with pull-up resistors Ra, Rb.
  • It also contains open collector-and-gates 22aa, 22ab, 22ba, 22bb, one input of which contains the object signals Ga, Gb from the video signal generators 5a, 5b, the other input of which the priority control signals Paa, Pab, Pba, Pbb from the computer 9 and the outputs of which are fed to the priority bus line P.
  • the priority control signal Pab is activated when the object generated in the video signal generator 5a is to have priority over that generated in the video signal generator 5b.
  • FIG. 18 shows a block diagram of an alternative embodiment of the priority logic circuit 21 according to claim 27. It contains an object bus line G, which consists of individual lines for object signals Ga, Gb, which are supplied by the video signal generators 5a, 5b . It also contains AND gates 23aa, 23ab, 23ba, 23bb, the one input of which contains the object signals Ga, Gb, the other input of which the priority control signals Paa, Pab, Pba, Pbb are supplied by the computer 9 and the outputs of which are the inputs of OR- Gates 24a, 24b are supplied, the outputs of which serve as blocking signals Sa, Sb.
  • G object bus line
  • Gb which consists of individual lines for object signals Ga, Gb, which are supplied by the video signal generators 5a, 5b .
  • It also contains AND gates 23aa, 23ab, 23ba, 23bb, the one input of which contains the object signals Ga, Gb, the other input of which the priority control signals Paa, Pab, P
  • each video signal generator is assigned an object signal with which video signals from other video signal generators can be controlled in black.
  • Real image reproduction with a constant playback speed has the disadvantage that the driving speed cannot be set arbitrarily by the driver within arbitrary limits.
  • the driver's imagination helps, which, for example, simulates a higher speed if the speedometer, engine noise, wind noise and vibrations of the seat indicate this.
  • the variables calculated in the driving computer are to be output accordingly.
  • the size of an identification image shown from behind depends on the speed difference of the longitudinal distance between the viewer and the identification image. Accordingly, the longitudinal distance, and therefrom the size of the identification image from the position of the operating elements for acceleration and deceleration, and the predefined speed are to be calculated in the computer 9.
  • the actual speed is calculated at any time according to the prototype depending on the controls. If the distance of the identification object reaches its maximum or minimum or if the value calculated in this way deviates too much from the default value, a corresponding message is output by the computer.
  • a training device has the following characteristic: the driver sees the identification picture of his vehicle at a certain distance from the environment. If this distance from the computer is basically proportional to the speed, all environmental events for the identification picture take place a certain amount of time earlier than when the picture was taken. As a result, the driver is forced to make decisions before the ones recognizable from the recording. The computer can immediately tell the driver whether his decision was wrong or right, and after the period of time has passed, the driver can also see in the picture how the decision was made when the picture was taken.
  • the horizontal position of the identification image depends on the track shift between the identification image and the position of the viewer. Accordingly, the track of the identification image is to be calculated in the computer 9 from the position of the corresponding operating elements and from this the horizontal position of the identification image is calculated for the viewer using the content of a track memory.
  • the viewing angle of the identification image depends on the horizontal position and the direction of the identification image.
  • the contact between the identification picture and the roadside depends on the curve of the road. It must therefore be saved over the entire course of the journey and taken into account in the calculation in accordance with the geometry.
  • the vertical position of the identification picture depends not only on the distance but also on the slope profile of the road. This must therefore be saved over the entire course of the journey and taken into account in the calculation according to the geometry. If the camera is swiveled to the side, for example to expose the view into a cross street, the identification image must be shifted accordingly by software.
  • tunnel vision Under alcohol, the field of vision narrows according to the so-called tunnel vision. In the context of the invention, this effect is to be simulated in the outer part of the image by using a tunnel to be blended synthetically with a continuous color transition to gray or black.
  • Response time delays such as occur under alcohol, are to be simulated in the context of the invention by software through a corresponding delay in signal processing in the computer.
  • Distance misjudgements which they occur under alcohol, are to be simulated in the context of the invention by appropriate distance control of synthetic images, for example of trees and vehicles.
  • Camera panning is particularly advantageous when viewing a frame image from the user's point of view. Regardless of whether the real image 4 or the synthetic frame image 25 is shifted when steering, according to the invention it must be ensured that when the camera is pivoted, during which the real image shifts, the frame image also shifts in the same direction. Since a horizontal shift between the real image and the frame image is necessary for the steering effect, the video camera cannot be arranged inside the car when the picture is taken, but it has to be stored outside so that the picture remains clear of the vehicle frame and this is artificially faded in can. Camera panning has the advantage of releasing image information on the two sides of the normal image without the need for additional screens. They are particularly desired in curves and at intersections. If camera panning is not required by the task, the camera can also be attached inside a vehicle.
  • a pick-up truck is therefore drawn as a recording vehicle for training on a passenger car.
  • Camera panning has two advantages:
  • the side view of the cross street can be traced in the stand.
  • the view of the traffic situation can be directed without the need for wide-angle optics.
  • 19 therefore shows, according to claim 30, that a video camera 62 is fastened on a rotary stand 47.
  • an electric gear motor 48 is provided in order to be able to pivot the camera from the inside of the recording vehicle.
  • the 20 shows an angle setpoint generator 49, a measuring device 50 for the swivel angle W. of the rotary stand, a controller 51 and the electric geared motor 48. With the aid of this control loop, the swivel angle W. t can be adjusted to the target value W ,,.
  • a steering wheel angle measuring device 52 and an evaluation device 53 are provided.
  • the steering wheel angle a. t of the pick-up vehicle becomes the setpoint W ,, of the swivel angle control loop. This ensures that the camera is always aligned with the position of the direction-determining wheels of the recording vehicle.
  • Such "steering swivels" of the camera serve the targeted view, are hardly perceived by the driver in the training device and do not interfere when the frame synthetically inserted in the training device is also moved.
  • FIG. 20 further shows, according to claim 33, that an addition device 54 is provided in which the manual setpoint W ,, “. to the steering wheel angle-dependent setpoint W,. is addable.
  • this addition device it is possible to carry out visual swiveling by hand and steering swiveling simultaneously or successively. However, it is advisable to only allow steering swivels when driving and to limit the swiveling to the position and starting.
  • FIG. 21 shows devices for writing trip data to the video tape.
  • a steering wheel angle measuring device 52 and / or a swivel angle measuring device 50 are provided, in which the angles can be output in the form of pulse sequences P1 to P4, that a speed Measuring device 56 is provided, in which the speed of the recording vehicle can be output in the form of a pulse sequence P5, parallel / series converters 57 are provided, of which information I, which can also be specified manually using a keyboard 55, in the form of a pulse sequence P6 are deliverable and that a converter 58 is provided, in which these pulse sequences can be converted into audio or video signals which can be stored on the video tape or a synchronous audio tape.
  • the mode of operation of the converter 58 depends on whether the data are to be loaded onto the audio track of the video tape or to be added to the video information.
  • FIG. 22 illustrates devices with which the audio track of a video tape or a moving audio tape with the pulse sequences can be described.
  • the outputs of the sinus generators are added in an addition device 60.
  • the sound signal TS at the output of the addition device is fed to the microphone input of the video camera 62.
  • this part can be used for the recording and reproduction of light signals.
  • One lamp is provided for each channel, which is controlled by the pulse trains light / dark.
  • the real scene is to be recorded from a height of approximately 2 m.
  • it must be taken into account that there is space for the identification picture on the street about 20 m in front of the camera. This applies, for example, to stopping the vehicle on which the camera is mounted in front of traffic lights and traffic obstacles.
  • traffic events such as red light, vehicle traveling across, vehicle to be overtaken must be delayed by a few seconds, in order to give the trainee the opportunity to play the video strip later on within the ⁇ this time span to decide.
  • a vehicle comes from the right at an intersection of two equal roads, it should remain stationary for a few seconds before the intersection, while the recording vehicle also remains stationary about 10 m before the intersection. If the trainee stops and lets the foreign vehicle drive up after this time period has elapsed, the computer informs him that he has acted correctly and the prompt to accelerate. If he does not grant the right of way, but accelerates within the specified period of time, he is informed that he has acted incorrectly. He recognizes this even after a short time from the acceleration of the vehicle in the picture. If the foreign vehicle comes from the left and the trainee still stops after 2 seconds, the computer informs him that he has the right of way and should accelerate.
  • the method entails that the driver has to decide within a certain period how to behave. If he makes the right decision within this period or if he does not make a decision at all and this behavior was correct, the Com puter a corresponding note, and the journey continues as it was recorded with the camera. If he makes a wrong decision within this period of time or if he does not make a decision at all and this behavior was wrong, a corresponding message comes from the computer and a request as to how he should behave correctly.
  • this time span should always be the same regardless of the situation and his speed, for example 2 seconds.
  • the difference in distance between this normal distance and the minimum distance specifies the time period for the driver's reaction. With a time span of 2 seconds, the difference between normal distance and minimum or maximum distance is:
  • a special feature is that the identification image is to be displayed not only in many sizes and oblique views, but also in many inclination angles according to the centrifugal force when cornering.
  • the real image of the surroundings is not rotated when cornering.
  • the motorcycle or the dummy motorcycle should, if the economy of the training device allows, be mechanically inclined when centrifugal forces occur.
  • a suitable device for this is described in the patent application Foerst: Device for simulating a motorcycle ride P 36 12 383.8-35.
  • the surrounding image moves according to the movement of the camera during the recording drive.
  • the identification picture is to be shown in different sizes and inclined views and with different mast inclinations and fork heights. Because of the many degrees of freedom, a real-time graphics computer is better suited as a video signal generator 5 in this case than a memory-oriented graphics system.
  • the environment should not move.
  • the camera can take a fixed position. Accordingly, the surrounding image can also be generated synthetically. This has the advantage that when the load is • stored in compartments that are not completely transparent, these compartments can have visual priority over the load. In any case, the load must be represented synthetically.
  • the same method as for motor vehicles is to be used when designing a training device for electric cart drivers.
  • the video recording should include right-of-way scenes and suddenly occurring obstacles.
  • the same procedure as for forklift trucks is to be applied with regard to the degrees of freedom of the identification image.
  • the movement of the blades must be shown in the identification picture.
  • driving information must be given regarding the lane area in accordance with the procedure for off-road vehicles.
  • shoveling the camera should have a fixed position and the surrounding image should be generated synthetically. It is possible here to represent earth movements in the image with relatively little effort. So that the identification picture does not cover the actual shovel process when shoveling, the identification picture should not be shown exactly from behind, but diagonally from behind or from the side.
  • the method of displaying the frame from the point of view of the user can also be used in all the types of locomotion mentioned, in particular also in the case of rail vehicles.
  • the lane driven by the recording vehicle should be the optimal lane adapted to the respective situation, so that the user has no reason to deviate therefrom.
  • the Ideal! Inie should be used for car races.

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Abstract

Es werden die Attrappe eines Kraftwagens, Motorrades, Flurförderzeugs, Kettenfahrzeugs oder einer Baumaschine mit Sitz und Bedienungselementen, eines Fahrrades, Ruderbootes, Paddelbootes, ein Laufband oder Trainingsgeräte zum Skilanglaufen oder Schwimmen sowie ein Videobildschirm verwendet. Auf das Prinzip einer echten Simulation wird verzichtet. Vielmehr wird zur Darstellung des Umfeldes eine reale Videoaufnahme abgespielt, ein synthetisches Identifikationsbild des Benutzers oder des Fahrzeugs beziehungsweise Fortbewegungsmittels des Benutzers und Datenanzeigen zum Beispiel für die Geschwindigkeit werden in dieses Umfeld eingeblendet, und Geräusche werden erzeugt derart, daß der Benutzer den Eindruck hat, in ausreichend weiten Grenzen seine Geschwindigkeit und gegebenenfalls seine Spur ändern zu können. Hierdurch werden die Vorteile der Natürlichkeit realer Umfeldbilder mit denen der variablen Darstellbarkeit synthetischer Objekte kombinert. Zur Hardware-Ausstattung des Ausbildungsgerätes gehören ein Videosignalwiedergabegerät für reale Ereignisse, ein Videosignalgenerator zur Erzeugung eines synthetischen Identifikationsbildes und anderer synthetischer Bilder, eine Vorrichtung zur Bildsynchronisation, eine Vorrichtung zum Überblenden, ein Geräuschgenerator, ein Kabel zur synchronen Datenübertragung, ein Speicher für in der Videoaufnahme enthaltene Fahrtdaten, ein Computer und Vorrichtungen zum Erstellen der Videoaufnahmen und zum Aufnehmen und Abspeichern der Fahrtdaten.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Nachbildung von Vorwärts¬ bewegungen durch Mischbilder
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Nachbildung von Vorwärtsbewegungen durch Mischbilder. Unter Vor¬ wärtsbewegung wird hierbei die Vorwärtsbewegung eines Menschen in einem Kraftwagen, Flugförderzeug wie Elektrokarren oder Gabelstapler, Bau¬ fahrzeug wie Bagger oder Planierraupe, Geländewagen, Kettenfahrzeug, einem Ruderboot, einem Paddelboot, auf einem Motorrad oder Fahrrad, auf Langlaufskiern, beim Laufen, Treppensteigen, Klettern oder Schwim¬ men verstanden. Unter Mischbildern wird das Einblenden von video¬ grafisch-synthetisch erzeugten Bildobjekten in reale von einer Video¬ kamera aufgenommene Bildfolgen verstanden. Es wird vorausgesetzt, daß die Attrappe des Führerstandes oder ein echter Führerstand des betref¬ fenden Fahrzeugs mit Sitz und Lenkrad und zum Beispiel Gaspedal, Brems¬ pedal, Kupplungspedal, Gangschalthebel, Handbremshebel, Zündschlüssel, Blinkerhebel und Hupentaster oder ein Sportarten-Trainingsgerät ver¬ wendbar ist. Weiter wird vorausgesetzt, daß ein Videobildschirm, also eine Monitorröhre, ein Speicherbildschirm, ein Rückprojektionsmonitor, eine Leinwand mit Draufsicht-Projektor oder eine andere Wiedergabevor¬ richtung für ein natürlich wirkendes Videobild der Außensicht verwend¬ bar ist.
Die Vorrichtung soll der Ausbildung des Benutzers, wissenschaftlichen Untersuchungen, Reaktions- und Tauglichkeitstests, der Unfallverhütung, der Unterhaltung und der körperlichen Ertüchtigung dienen. Bei Verwen¬ dung einer Fahrzeugattrappe für ein Ausbilduπgsgerät soll es Zweck der. Vorrichtung sein, den Benutzer im Umgang mit den Bedienungselementen vertraut zu machen, ihn zu Konzentration, Umsicht und verantwortungs¬ bewußtem Handeln zu erziehen, ihm die gesetzlichen Vorschriften im Um¬ gang mit seinem Fahrzeug nahezubringen und ihn anschaulich auf die Ge- fahren hinzuweisen, die mit dem Führen eines Fahrzeugs verbunden sind. Bei Verwendung eines Sportarten-Trainingsgerätes soll es Zweck der Vorrichtung sein, das Training angenehmer zu gestalten. Bei der Dar¬ stellung einer Autorennstrecke soll das Training des Rennfahrers, die Werbewirksamkeit oder die Unterhaltung, zum Beispiel an einem Münz¬ automaten, Zweck der Vorrichtung sein.
Vorrichtungen der oben angegebenen Art sind bekannt.
Es gibt Fahrsimulatoren, bei denen eine Fernsehkamera vom Fahrer über eine Modellandschaft gesteuert wird.
Weiterhin gibt es Fahrsimulatoren mit künstlich erzeugtem Videobild, wobei die Teilbilder für Hintergrundlandschaft, Straße, Bäume und fremde Verkehrsteilnehmer in verschiedenen Größen und Winkelansichten abgespeichert sind und vom Computer in der jeweils gewünschten Größe, Ansicht und Bildschirmposition aufgerufen werden. Solche Simulatoren sind zum Beispiel in den Patentschriften Foerst: Fahrtsimulator P 27 03025.7-52 und Foerst: Fahrsimulator P 2926 654.4-52 beschrie¬ ben.
Es gibt auch Simulatoren mit künstlich erzeugtem Videobild, wobei die Teilbilder aus den Raumkoordinaten der Gegenstände in Echtzeit berech¬ net werden. Solche Simulatoren sind in der Patentanmeldung Foerst: Gabelstapler-Simulator P 38 16 545.7-53 beschrieben.
Es gibt auch Ausbildungsgeräte für Fahrschulen, bei denen Videofilme oder optische Filme realer Straßenverkehrsszenen aus der Sicht eines Autofahrers abgespielt werden. Ein solches Gerät ist in der US-Patent¬ schrift Aso: Driving Ski1 Testing Apparatus 3,537,191 beschrieben.
Es gibt auch ein Fahrrad-Traiπingsgerät mit Situationsprogrammierung, . bei dem Videofilme zum Einsatz kommen. Dieses Gerät ist in der Offen- legungsschrift Schleicher: Fahrrad-Trainingsgerät mit Situationsprogram¬ mierung DE 32 18 18 086 AI beschrieben. Es gibt auch Sportarten-Simulatoren unter Verwendung eines Bildschirms, bei denen ein synthetisches Identifikationsbild und synthetische Gegner¬ bilder in das Umgebungsbild eingeblendet werden. Diese Simulatoren sind in der Patentanmeldung Foerst: Sportarten-Simulator PCT/DE 8800098 be¬ schrieben.
Die Nachteile der Simulatoren mit Modellandschaft bestehen darin, daß das Landschaftsmodell aufwendig ist, daß es nur eingeschränkte Möglichkeiten zuläßt und daß durch den Bewegungsantrieb zusätzlicher Aufwand, Verschleiß und Serviceprobleme auftreten.
Der Nachteil der Simulatoren mit Speichergrafik besteht darin, daß großer Aufwand für Speicher-Hardware und Video-Software zur Abspeicherung der Verkehrsszenen getrieben werden muß, da die Gegenstände nicht nur in vielen Größen sondern auch pro Größe in vielen Schrägansichten zu zei¬ gen sind. Im übrigen ist sehr großer Software-Aufwand zu treiben, wenn eine ausreichende Vielzahl von realen Situationen detailgetreu auf das Speicherbild übertragen werden soll.
Die Nachteile der Simulatoren mit Echtzeit-Grafi bestehen darin, daß großer Aufwand für schnellrechnende Computer-Hardware und Transforma¬ tions-Software getrieben werden muß, wenn die so erzeugten Bilder na¬ türlich wirken sollen oder aber, daß bei wirtschaftlichem Aufwand die Bildinformation verhältnismäßig klein ist und nicht zu einem natürlich wirkenden Bild führt.
Die Nachteile der Ausbildungsgeräte für das Führen von Kraftfahrzeugen mit reinem Realbild unter Verwendung von Videorecordern, Bildplatten¬ spielern oder optischen Wiedergabegeräten bestehen zum einen darin, daß der Fahrer nicht lenken kann, da im Umgebungsbild kein Identifikations- bild zu sehen ist. Zum anderen kann die Fahrgeschwindigkeit nicht indi¬ viduell vom Fahrer bei der Wiedergabe des Films verändert werden. Ein Nachteil des Fahrrad-Trainingsgerätes mit Situationsprogrammierung besteht ebenfalls darin, daß kein Identifikationsbild und kein Gegner¬ bild zu sehen ist. Dadurch fehlen Leistungsanreiz und das Gefühl des Einbezogenseins in die gezeigte Umgebung. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Trainingsgerät nicht für solche Einsatzzwecke verwendet werden kann, bei denen die zweite Spur des Videosignalwiedergabegerätes durch ein Tonsigπal belegt ist. Außerdem bleibt bei der oben genannten Patentanmeldung offen, wie Vorwärtsbewegungen bei anderen Sportarten als Fahrradfahren und von motorgetriebenen Fahrzeugen nachzubilden sind.
Der Nachteil des oben genannten Sportarten-Simulators besteht wie bei anderen Simulatoren darin, daß wegen der Verwendung von Computergrafik das Bild bei wirtschaftlichem Aufwand nicht ausreichend natürlich wirkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor¬ richtung zu schaffen, bei der die oben angegebenen Nachteile vermieden sind. Vielmehr soll die Vorrichtung folgende Vorteile haben: Natürlich wirkende Außensicht mit vielen Details von typischen Umweltszenen, reale Fremdsituationen mit natürlicher Eigendynamik, möglichst realistische Darstellung des Identifikationsobjektes, die Möglichkeiten für einen Fahrer, durch Richtungsänderung seine Querposition und durch Beschleu¬ nigen oder Verzögern seine Längsposition oder Geschwindigkeit zu ver¬ ändern, Berührungserfassung und Auswertung, Registrierung und Kommen¬ tierung von Fehlhandlungen des Benutzers, Wirtschaftlichkeit bezüglich Speicher-Hardware, Rechen-Hardware, Video-Software und Transformations- Software, vielseitige Datenübertragung, die auch dann funktioniert, wenn nur eine Tonspur zur Verfügung steht und diese durch Tonsignale belegt ist. Bei der Nachbildung von Vorwärtsbewegungen durch körperliche Betä¬ tigung soll die Motivation zum Training und der Leistungsanreiz verbes¬ sert werden. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen 2 bis 28 beschrieben. Voraussetzung für diese Lösungsvorschläge sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufnehmen der Realbilder mit einer Videokamera. Diese sind in dem Nebenanspruch 29 und den zugehörigen Unteransprüchen 30 bis 36 beschrieben. Die Gesamtvorrichtung läßt sich durch die Gestaltung des Führerstandes, der Realbildaufnähme, der Video-Software für die synthetischen Bilder und die Computer-Software verschiedenen Fahrzeugen oder Trainingsgeräten anpassen. Diese Gestal¬ tungen sind durch die in den Nebenansprüchen 37 bis 51 angegebenen Ver¬ fahren gelöst.
Diese Lösung beruht auf folgenden Erkenntnissen:
- Realbilder sind gegenüber synthetischen Bildern wegen ihres Detail¬ reichtums bei geringem Aufwand von Vorteil.
- Für die Aufgabenstellung ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die eigene Geschwindigkeit in weiten Grenzen frei veränderbar ist. Viel¬ mehr genügt es in vielen Fällen, wenn sie in Grenzen nach Maßgabe ei¬ nes gewissen Abstandsbereiches in Längsrichtung veränderbar ist oder wenn der Benutzer durch eine Geschwindigkeitsanzeige und Geräusche den Eindruck hat, daß sie veränderbar ist.
- Für die Aufgabenstellung ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die eigene Spur frei veränderbar ist, wofür ja ein veränderbares synthe¬ tisches Bild oder eine große Menge verschiedener Realbilder erforder¬ lich wäre. Vielmehr genügt es in vielen Fällen, wenn die horizontale Bildposition im Verhältnis zu einem Vordergrundbild in Grenzen nach Maßgabe eines gewissen Spurbereiches veränderbar ist.
- Für die Aufgabenstellung ist es nicht unbedingt erforderlich, daß Um- weltereignisse vom Verhalten des Auszubildenden abhängen. Vielmehr genügt es in vielen Fällen, wenn die Umweltereignisse im Blickfeld mit den für sie eigenen Geschwindigkeiten ablaufen und wenn das Verhal¬ ten des Fahrers in dieser Umwelt auswertbar ist.
Aufgrund dieser Erkenntnisse wurde bei der vorgeschlagenen Lösung auf das Prinzip einer echten Simulation verzichtet, bei der sich ja das Bild der Außensicht nicht nur mit der Längsbewegung sondern auch mit der Querbewegung des zu simulierenden Fahrzeugs verändert. Durch die¬ sen Verzicht wird es möglich, für die Darstellung der Außensicht Real¬ bildfolgen zu verwenden, bei denen nicht einmal ihre Geschwindigkeit veränderbar sein muß.
Die Verwendung von Realbildern anstelle einer echten Simulation läßt zwei alternative Verfahren zu:
a) Die Fernsteuerung eines größenveränderbaren Identifikationsbildes in Längs- und Querrichtung aus der Sicht eines Beobachters, der sich hinter dem Identifikationsb ld befindet und
b) eine realtive HorizontalVerschiebung zwischen dem Realbild und ei¬ nem Vordergrundbild, welches einen Teil des eigenen Fortbewegungs¬ mittels aus der Sicht des Benutzers darstellt.
Das Verfahren a) hat den Vorteil, daß marginale Abstandsänderungen vom Beobachter in Längs- und Querrichtung optisch richtig darstellbar sind. Es hat aber den Nachteil, daß dem Benutzer die Identifikation schwer¬ fällt.
Das Verfahren b) hat den Vorteil, daß dem Benutzer die Identifikation - wie bei einer echten Simulation - leicht fällt, insbesondere dann, wenn sein Verhalten wenig von dem bei der Aufnahme des Videofil s ab¬ weicht. Es hat aber den Nachteil, daß bei größeren Spurabweichungen das Fehlen der Bildverzerrung unangenehm auffällt.
Das Verfahren b) läßt beim Spurwechsel drei Methoden zu: bl) Das synthetische Vordergrundbild, gegebenenfalls zusammen mit ei¬ nem Bildrahmen, wird gleichsinnig zur Richtung des Spurwechsels verschoben.
b2) Das reale Hintergrundbild wird gegensinnig verschoben.
b3) Beide Verschiebungen werden miteinander kombiniert.
Die Erfindung sei nun anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Ein Übersichtsbild der Vorrichtungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2
Fig. 2 Ein Übersichtsbild der Vorrichtungen gemäß den Ansprüchen 3, 4 und 5
Fig. 3 Ein Blockschaltbild für Ausgestaltungen der HorizontalVerschie¬ bungseinrichtung 26 gemäß den Ansprüchen 6 und 7
Fig. 4 Ein Speicherbild der Innenansicht eines Pkw-Führerstandes gemäß Anspruch 8
Fig. 5 Ein Blockschaltbild für die Veränderbarkeit der Bildablaufge¬ schwindigkeit gemäß Anspruch 19
Fig. 6 Ein Übersichts-Blockschaltbild der Vorrichtungen zur synchronen Datenübertragung gemäß Anspruch 9
Fig. 7 Ein Blockschaltbild der Vorrichtungen zur synchronen Daten¬ übertragung, wobei gemäß den Ansprüchen 10, 11 und 12 das Synchronsignal übertragen wird Fig. 8 Ein Bockschaltbild für eine Ausgestaltung der synchronen Daten¬ übertragung unter Verwendung der Tonspur zur Speicher-Adressie¬ rung gemäß den Ansprüchen 13 und 14
Fig. 9 Ein übersichts-Blockschaltbild für alternative Datenübertra¬ gungen, bei denen die Daten auf dem Videoband gespeichert sind, gemäß den Ansprüchen 15, 16 und 17
Fig. 10 Ein Blockschaltbild der Vorrichtungen zur synchronen Datenüber¬ tragung, wobei das Datensignal gemäß Anspruch 15 über die Ton¬ spur übertragen wird
Fig. 11 Ein Blockschaltbild der Vorrichtungen zur synchronen Datenüber¬ tragung, wobei das Datensignal gemäß den Ansprüchen 16 und 17 dem Videosignal beigemischt ist
Fig. 12 Ein Übersichtsbild der Geräuschaddition gemäß Anspruch 18
Fig. 13 Ein Blockschaltbild für die Beeinflussung der Funktionen des Videosignalwiedergabegerätes gemäß den Ansprüchen 20 und 21
Fig. 14 Ein Blockschaltbild für die Anzeige einer Pseudo-Zeit gemäß Anspruch 23
Fig. 15 Ein Bockschaltbild der Videosignalerzeugung und -Verarbeitung gemäß Anspruch 24
Fig. 16 Ein Blockschaltbild der Videosignalunterdrückung im Zweige der VideosignalVerarbeitung gemäß Anspruch 25
Fig. 17 Ein Blockschaltbild einer Ausgestaltung der Prioritätenlogik- Schaltung gemäß Anspruch 26
Fig. 18 Ein Blockschaltbild einer alternativen Ausgestaltung der Priori¬ tätenlogik-Schaltung gemäß Anspruch 27 Fig. 19 Eine Skizze eines Fahrzeugs mit Videokamera gemäß den An¬ sprüchen 29 und 30
Fig. 20 Ein Blockschaltbild zur Regelung des Schwenkwinkels gemäß den Ansprüchen 31, 32 und 33
Fig. 21 Ein Blockschaltbild mit Vorrichtungen zum Beschreiben des Videobandes mit Fahrtdaten gemäß Anspruch 34
Fig. 22 Ein Blockschaltbild mit Vorrichtungen zum Beschreiben der Ton¬ spur eines Videobandes mit Pulsfolgen gemäß Anspruch 35
Fig. 23 Ein Blockschaltbild mit Vorrichtungen zum Einblenden von Puls¬ folgen in das Videobild gemäß Anspruch 36
Fig. 1 zeigt ein Übersichtsbild gemäß Anspruch 1 mit einer Pkw-Attrappe 1. einem Bildschirm 2 mit dem Realbild 4 einer Stadtdurchfahrt und dem syn¬ thetischen Identifikationsbild 6 eines Pkw's gemäß Anspruch 2, einem Lautsprecher 13 und einem Blockschaltbild für die elektronische Schal¬ tung.
Die Pkw-Attrappe und das Videobild der Straßenverkehrsszene sind anstelle abstrakter Blöcke zur besseren Anschauung beispielhaft für ein Ausbil¬ dungsgerät im Pkw-Fahren eingezeichnet.
Das Blockschaltbild enthält ein Videosignalwiedergabegerät 3 zur Wieder¬ gabe des Realbildes 4 und einen Videosignalgenerator 5 zur Erzeugung des synthetischen Identifikationsbildes 6.
Gemäß der Längs- und Querposition dieses Identifikationsbildes in Bezug auf die Position des Betrachters, muß es in hinreichend vielen Größen und Winkelansichten darstellbar sein. Diese verschiedenen Bilder sind ent-. weder abzuspeichern oder in Echtzeit zu berechnen. Dementsprechend kann der Videosignalgenerator 5 entweder als Bildspeicher-orientierter Gene¬ rator oder als Echtzeitrechner ausgeführt werden. Das Blockschaltbild enthält weiterhin eine Vorrichtung 7 zur Bildsynchro¬ nisation von Realbildwiedergabegerät 3 und Videosignalgenerator 5. Ent¬ weder die Zeilen- und die Bildfrequenz des Realbildwiedergabegerätes 3 sind starr und die entsprechenden Frequenzen des Videosignalgenerators 5 sind diesen anzupassen, was zum Beispiel mit Hilfe eines phasengebundenen Regelkreises möglich ist, oder umgekehrt.
Weiterhin enthält das Blockschaltbild eine Vorrichtung 8 zum überblenden des synthetischen Identifikationsbildes 6 in das Realbild 4 vom Video¬ signalwiedergabegerät 3, einen Geräuschgenerator 12 zur Erzeugung des dem Identifikationsbild zugehörigen Motorgeräusches in Abhängigkeit von den Daten für Drehzahl und Drehmoment und des Fahrtgeräusches in Ab¬ hängigkeit von der Date für seine Fahrtgeschwindigkeit, ein Kabel 11 zur synchronen Datenübertragung vom Videosignalwiedergabegerät 3 zum Computer 9, einen Speicher 10 für in der Aufnahme enthaltene, maßgeb¬ liche Informationen wie die Geschwindigkeit, die Position und die Rich¬ tung der Kamera bei der Aufnahme, das Kurvenprofil und das Steigungs¬ profil einer Straße, die Position und die Breite eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines vorausfliegenden Flugzeugs, die Position eines Verkehrshindernisses, die Farbe einer Ampel, usw. und einen Computer 9 insbesondere zur Ansteuerung des Identifikationsbildes 6, zur Fahr- und Bedienungsfehlererfassung und -auswer'tung und zur Berechnung der Daten für die Ansteuerung des Geräuschgenerators 12.
Da das synthetisch erzeugte Identifikationsbild immer Priorität vor dem Realbild hat, hat eine Darstellung mit reinem Realbild für die gesamte Außensicht den Nachteil, daß das Identifikationsbild niemals von einem anderen Gegenstand verdeckt werden kann. Dies ist zum Beispiel beim Rangieren unnatürlich. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß auch im Außensichtbild noch synthetische Teilbilder enthalten sind, die immer Priorität vor dem Realbild haben, die aber wahlweise Priorität vor oder hinter dem Identifikationsbild haben können. Dies kann zum Beispiel ein parkendes Auto sein, hinter dem das Identifikationsbild einzuparken ist oder eine Ampel, hinter der das Identifikationsbild abzubiegen hat. Bei einem Übungsprogramm mit Außensichtszenen, in denen es nur eine klei¬ ne Entfernung im Raum zu überwinden gilt, die im Bereich der maximalen und der minimalen Distanz des Identifikationsbildes vom Betrachter liegt, darf die Betrachterposition die Geschwindigkeit Null haben. Die Kamera bewegt sich dabei nicht. In diesem Sonderfall brauchen zusätzliche syn¬ thetische Bilder der oben angeführten Art in nur einer einzigen Größe dargestellt zu werden. In diesem Sonderfall könnte sogar das gesamte Hintergrundbild synthetisch dargestellt werden. Da es in verschiedenen Prioritätsebenen aufgebaut werden kann, hätte dies Vorteile bezüglich der Bewegung des Identifikationsbildes in die Tiefe des Außensichtbil- des. Dieser Vorteil käme zum Beispiel beim Anfahren eines Pkw's an ei¬ ner Ampelkreuzung mit oder ohne Richtungsänderung zum Tragen. Auch hatte diese Art der rein synthetischen Bilddarstellung beim Rückwärtsfahren den Vorteil, daß das Außensichtbild vom Fahrer zwischen frontseitigem und rückwärtigem Bild auf einfache Weise umschaltbar wäre. Bei Real¬ bilddarstellung wäre eine solche Umschaltung nur bei Verwendung aufwen¬ diger, adressierbarer Wiedergabegeräte möglich. Die Bildqualität eines synthetischen Außensichtbildes könnte durchaus gut sein, da es ja wäh¬ rend der gesamten Fahrübung nicht verändert werden muß und deshalb nur einmal abgespeichert zu werden braucht. Geeignete Geräte zum Digitali¬ sieren von realen Videobildern stehen zur Verfügung.
Für viele Anwendungszwecke wird es genügen, als Videosignalwiedergabe¬ gerät 3 einen einfachen Videorecorder mit Handbedienung zu verwenden. Für das Ausbildungsgerät kann jedoch auch ein Videorecorder oder ein Bildplattenspieler mit über eine Schnittstelle elektronisch steuer¬ barer Bildfolgen-Adressierung, ein CD-Plattenspieler mit Video-Kodie¬ rung oder der Massenspeicher eines Computers zum Einsatz kommen. Solche Geräte bieten die Möglichkeit, computergesteuert spezielle Er¬ eignisse wie rückwärtige Sicht, Unfälle, Spurwechsel, Richtungsänderung, Geschwindigkeitsänderung oder Änderung des Verkehrsgeschehens mehr oder weniger schnell aufzurufen. Damit kann erreicht werden, daß die Umwelt¬ ereignisse in Abhängigkeit vom Verhalten des Auszubildenden gebracht werden. Dies gilt auch für die Einbeziehung eines computergeführten Ausbildungsplans, der dem individuellen Ausbildungsstand des Auszu¬ bildenden angepaßt ist. Das Verfahren, ein vollständiges Identifikationsbild gemäß Anspruch 2 ferngesteuert darzustellen, hat die Nachteile, daß
a) das Prinzip der Fernsteuerung eines Identifikationsfahrzeugs recht stark von einer echten videografischen Simulation abweicht und des¬ halb Realitätsnähe vermissen läßt, daß
b) beträchtlicher Software- und Videoaufnahmeaufwand getrieben werden muß, um auch bei Kurven, Steigungen und Bodenunebenheiten während der Aufnahmefahrt den Eindruck zu erzeugen, daß das Identifikations¬ fahrzeug räumlich an das reale Videobild gebunden ist, daß
c) die Aufnahmefahrt der Einschränkung unterliegt, daß vor der Kamera dauernd ein Freiraum für das Identifikationsfahrzeug einzuhalten ist und daß
d) Kameraschwenks nach den Seiten bei der Annäherung an Kreuzungen nicht den Blick in die Querstraße freigeben, weil sich die Kamera ja noch in einem gewissen Abstand von der Vorderkante der Kreuzung befindet.
Als Alternative wird deshalb eine Lösung vorgeschlagen, bei der gemäß Anspruch 3 als synthetisches Bild 25 das Vordergrundbild des eigenen Fortbewegungsmittels aus der Sicht des Benutzers dargestellt und bei Spurabweichungen von der aufgenommenen Originalspur horizontal gegen¬ über dem realen Hintergrundbild verschoben wird.
Der angegebenen Lösung liegen folgende Gedanken zugrunde: Eigentlich ist es simulationstheoretisch gesehen falsch, einen Spurwechsel durch eine einfache horizontale Parallelverschiebung von Realbildern gemäß Anspruch 3 darzustellen. Eine horizontale ParallelVerschiebung des Bildes entsteht nämlich nur bei einer Spurdrehung, nicht aber bei einer Spurverschie¬ bung. Erst recht es es falsch, gemäß Anspruch 4 den Fensterrahmen vor dem Hintergrundbild zu verschieben. Der Fensterrahmen liegt ja zusammen mit dem Lenkrad und der übrigen Innenausstattung eines Kraftfahrzeugs unabhängig von Lenkbewegungen starr im Blickfeld des Fahrers. Anderer¬ seits sind nicht alle Übungsaufgaben für einen Fahrschüler- mit großen willkürlichen Spurverschiebungen verbunden. Vielmehr gibt es - zum Bei¬ spiel bei Innenstadtfahrten mit lückenlosem Gegenverkehr - Fahrsituatio¬ nen, in denen die Variationsbreite der Fahrspur gegenüber der Spur bei der Aufnahme recht klein ist. In solchen Situationen tritt die Anforde¬ rung an den Auszubildenden, die richtige Spur zu wählen, hinter die'.An- forderung, bei kritischen Situationen richtig mit den Bedienungselemen¬ ten zu reagieren, zurück. Bei kleinen Spurabweichungen fällt aber der Ersatz der Bildverzerrung durch eine Bildverschiebung noch nicht unan¬ genehm auf. Bei Sportarten-Trainingsgeräten und bei Ausbildungsgeräten zur Nachbildung von Schienenfahrzeugen kann die HorizontalVerschiebung ganz entfallen.
Fig. 2 unterscheidet sich deshalb von Fig. 1 insbesondere in dem syn¬ thetischen Bild auf dem Bildschirm 2. Beispielhaft ist wieder das reale Bild 4 einer Kreuzung dargestellt. Diesem ist das synthetische Vorder¬ grundbild 25 aus der Sicht eines Pkw-Fahrers überblendet. Das von hinten dargestellte Auto gehört diesmal zum Realbild 4.
Weiterhin unterscheidet sich Fig. 2 von Fig. 1 durch das Einbeziehen ei¬ ner Horizontalverschiebungseinrichtuπg 26, mit der entweder gemäß An¬ spruch 4 das synthetische Bild 25 oder gegensinnig das Realbild 4 ver¬ schoben wird. Man kann auch die HorizontalVerschiebungseinrichtung 26 gemäß Anspruch 5 zusätzlich auf das Realbild 4 einwirken lassen.
Eine Verschiebung des Rahmens gemäß Anspruch 4 vor starr ablaufendem Hintergrundbild hat gegenüber der Verschiebung des Realbildes den Vor¬ teil, daß das Realbild jederzeit in voller Größe im Monitorrahmen steht und nicht durch seitliche Blenden eingeengt werden muß. Außerdem ist es wesentlich weniger aufwendig, das synthetische Vordergrundbild zu verschieben, als das reale Hintergrundbild. Die menschliche Einbil¬ dungskraft und Anpassungsfähigkeit wird einbezogen derart, daß nur die Relativbewegung erkannt und über die Vertauschung bei der absoluten Ver¬ schiebung hinweggesehen wird. Um diese Phantasieleistung des Menschen zu erleichtern, sollte das Bild des Rahmens bei dieser Variante möglichst natürlich, großflächig und mit vielen Details wie Scheibenwischern, Rück¬ spiegel, Motorhaube oder einer Sichtfeldbegrenzung dargestellt werden. Fig. 3 zeigt, wie die Horizontalverschiebungseinrichtung 26 vom Computer 9 unter Verwendung der Daten LA für den Lenkradwinkel bei der Aufnahme, LW für den Ist-Lenkradwinkel, Seh für den Schwenkwinkel der Kamera bei der Aufnahme und V für die Ist-Geschwindigkeit ansteuerbar ist.
Bei der Alternative in Anspruch 4 wirkt die HorizontalVerschiebungsein¬ richtung 26 auf den Videosignalgenerator 5. Dies ist nicht mit zusätz¬ lichem Hardware-Aufwand verbunden, da jeder Videosignalgenerator ohne¬ hin Horizontalverschiebungen durchführen kann.
Bei der Alternative gemäß Anspruch 5 wirkt die Horizontalverschiebungs¬ einrichtung 26 auf das Realbildwiedergabegerät 3. Solche Einrichtungen sind auf dem Markt erhältlich. Das Videobild wird in einen RAM-Speicher geschrieben und dort durch Beeinflussung der Speicher-Adressen verscho¬ ben. Da die Bildinformation kaum über die Bildschirmränder hinausreicht, müssen bei der Verschiebung entweder videografisch oder mechanisch seit¬ liche Blenden vorgesehen werden.
Fig. 3 zeigt gemäß Anspruch 6 eine Recheneinheit 28. In dieser wird ein Lenkradwinkelsignal in ein HorizontalVerschiebungssignal LV umgerechnet. Es empfiehlt sich, dieser Recheneinheit das übertragungsverhalten eines Verzögerungsgliedes erster Ordnung oder ein integrales Verhalten zu ge¬ ben, wobei die Zeitkonstante der Geschwindigkeit V proportional sein sollte.
Fig. 3 zeigt weiterhin gemäß Anspruch 7 eine Subtraktionsstufe 27. In dieser wird die Differenz zwischen dem Ist-Lenkradwinkel LW und dem Lenkradwinkel LA bei der Aufnahme gebildet. Diese wird der Rechenein¬ heit 28 zugeführt. Es empfiehlt sich, das Lenkrad am Ausbildungsgerät mit einer Rückstelleinrichtung auszustatten, damit der Fahrer Gerade- ausfahrtstellung des Lenkrades spüren kann.
Fig. 3 zeigt weiterhin gemäß Anspruch 8 eine Additionsstufe 31. In die¬ ser wird die Summe der Lenkverschiebung LV und des Schwenkwinkels Seh gebildet, die der Horizontalverschiebungseinrichtung 26 zugeführt wird. Durch diese Addition ist gewährleistet, daß Lenkverschiebungen des Bil¬ des und Schwenkverschiebungen gleichzeitig durchgeführt werden können. Fig. 4 zeigt das Speicherbild einer Zylinderprojektioπ der Innenansicht eines Pkw's gemäß Anspruch 8. Von diesem Speicherbild ist gemäß der Horizontalverschiebung jeweils nur ein Ausschnitt von etwa einem Drit¬ tel der vollen Bildbreite auf dem Bildschirm sichtbar. Das dargestellte Bild berücksichtigt einen Schwenk der Kamera von ca. -90° bis +90°.
Fig. 5 zeigt gemäß Anspruch 19 ein Realbildwiedergabegerät 3, von dem vorausgesetzt wird, daß seine Abspielgeschwindigkeit durch ein von außen eingespeistes Signal veränderbar ist. Dieses Gerät wird vom Com¬ puter 9 über einen Ausgangstreiber 29 und ein Kabel 30 angesteuert.
Bei Verwendung eines steuerbaren Wiedergabegerätes gemäß Anspruch 19 darf die Abweichung der Geschwindigkeit von der bei Normalablauf des Gerätes nicht zu stark sein, da sich mit jeder Änderung der Abspiel¬ geschwindigkeit nicht nur die eigene Fahrtgeschwindigkeit ändert, son¬ dern auch die der anderen Verkehrsteilnehmer, was zum Beispiel bei Fußgängern unnatürlich wirkt.
Fig. 6 zeigt gemäß Anspruch 9 zunächst einen mehrkanaligen Signalum¬ setzer 46. Dieser enthält einen Vorwärts-/Rückwärtszähler 33, dem die Pulsfolgen Pl und P2 als Taktsignale zuführbar sind. Der Ausgang die¬ ses Zählers ist dem Computer 9 als paralleles Signal Bl (Byte) zuge¬ führt. Dieses Signal kann zum Beispiel der Lenkradwinkel sein, wobei die Pulse Pl bei Rechtsdrehung, die Pulse P2 bei Linksdrehung erzeugt werden.
Zur Umwandlung von Pulsen in Parallelsignale müssen nicht unbedingt Vorwärts-/Rückwärtszähler eingesetzt werden. Fig. 6 zeigt noch zwei Serien-/Parallelwandler 34 und 35, in denen die Pulse P3 und P4 in die Paralleldaten B2 und B3 umgeformt werden.
Für die Verarbeitung der in der Videoaufnahme enthaltenen maßgeblichen. Informationen gibt es vor allem zwei Alternativen:
a) Der Speicher 10 ist dem Computer zugeordnet, wird mit den besagten Informationen einmalig beschrieben und von einem Signal für die laufende Bandposition mittels eines Zählers adressiert. b) Die besagten Informationen werden auf dem Videoband gespeichert - der Speicher 10 ist somit das Videoband - und im Computer in Echtzeit verarbeitet.
In Fig. 7 wird gemäß der Alternative a) und dem Anspruch 10 davon aus¬ gegangen, daß die Fahrtdaten in einem besonderen Speicher 10 abge¬ speichert sind, der zur Synchronisierung von Pulsen auf dem Videoband adressiert wird. Wenn man als Pulsfolge das Synchronsignal der Video¬ information verwendet, kann die Tonspur zur Übertragung von gesprochenen Kommentaren oder Umweltgeräuschen frei bleiben.
Fig. 7 zeigt gemäß Anspruch 12, daß ein Taktbildner 42 vorgesehen ist, mit dem aus dem Synchronsignal Sync eine Takt-Pulsfolge TP gebildet wird, daß ein Zähler 43 mit Rückstelleingang R vorgesehen ist, der von der Takt-Pulsfolge TP ansteuerbar ist, daß άer Ausgang des Zählers dem Adreß-Eingang des Speichers 10 zuführbar ist und daß dem Datenausgang des Speichers 10 die Pulsfolgen Pl bis P4 entnehmbar sind. Da das Synchronsignal im zusammengesetzten Videosignal FBAS enthalten ist, wird als Taktbildner 42 am besten ein handelsüblicher sogenannter Separator verwendet.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild für eine Ausgestaltung der synchronen Datenübertragung gemäß den Ansprüchen 13 und 14. Der Speicher 10 ist direkt an den Computer 9 angeschlossen. Vom Realbildwiedergabegerät 3 wird ein Signal Pl für die laufende Bandposition über ein Kabel 11 syn¬ chron zum Adresseneingang A des Speichers 10 übertragen. Diese Art der synchronen Datenübertragung hat den Vorteil, sehr einfach zu sein. Sie dient nur der synchronen Adressierung des Speichers 10. Die Menge der vom Computer 9 zu verarbeitenden Daten ist im Speicher 10 enthalten, auf den der Computer direkten Zugriff hat.
Bei dieser Art der Datenübertragung genügt es, vom Videosignalwieder¬ gabegerät 3 Pulse gleichen Abstandes auszugeben. Hierzu kann ein Phono- Ausgang eines Videorecorders verwendet werden. Anstelle eines Geräusches werden in regelmäßigen Abständen Töne von zum Beispiel 1000 Hz aufge¬ zeichnet. In einem Pulsformer 14, der üblicherweise aus einem Gleich¬ richter, einem Verzögerungsglied und einem Schmitt-Trigger besteht, wer- den diese Töne in digitale Pulse umgeformt. Diese werden einem Zähler 15 als Takt T zugeführt. Das Ausgangssignal A des Zählers 15 bildet die Adressen des Speichers 10.
Diese inkrementale Art der Datenübertragung bedarf der Nullstellung. Die automatische Nullstellung geschieht zweckmäßigerweise durch die Übertra¬ gung einer besonderen Information zu Beginn der Ton- und Bildfolge. Für die Trennung zwischen dem sich dauernd wiederholenden Taktpuls T und dem einmaligen Rückstellpuls R ist eine Vorrichtung 16 vorgesehen. Da solche Vorrichtungen bekannt sind, wird hier nicht näher darauf einge¬ gangen. Anstelle eines einmaligen Nullstellpulses zur Beginn der Ton¬ folge können auch weitere Sonderinformationen für Zwischenzählerstände und Zählerstandskontrollen übertragen werden.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild für die Alternative b) der synchronen Datenübertragung. Der Speicher 10 ist direkt an das Videosignalwieder¬ gabegerät 3 gebunden. über das Kabel 11 zur synchronen Datenüber¬ tragung werden die Ausgangsdaten des Speichers 10 dem Computer 9 zuge¬ führt. Der Speicher 10 für die Ereignisfolge kann hierbei ein Videoband oder eine Bildplatte oder aber auch ein getrennter, nicht flüchtiger Speicher sein. Wird als Speicher das Videoband oder die Bildplatte ver¬ wendet, so hat dies gegenüber der Anordnung in Fig. 8 den Vorteil, daß im Falle eines Wechsels des Videoinformationsträgers die kodierten Da¬ ten für die Ereignisfolge mit wechseln. Im Computer 9 braucht in diesem Falle keine Anpassung vorgenommen zu werden.
Fig. 10 zeigt, wie die Pulsfolgen Pl bis P4 erzeugt werden, wenn über das Kabel 11 die Tonschwingungen TS des Videosignalwiedergabegerätes 3 übertragen werden. Es sind vier Tonfilter 36.1 bis 36.4 vorgesehen, in denen das Tongemisch in der Art einer Frequenzweiche in vier getrennte Schwingungen mit vorgegebenem Frequenzbereich aufgefächert werden. Die Tonfilter können dabei als Resonanzfilter oder als Bandfilter ausge¬ führt sein.
Zur Umwandlung der aufgefächerten Tonschwingungen in digitale Pulse Pl bis P4 sind Gleichrichter 37.1 bis 37.4, Glättungseinrichtungen 38.1 bis 38,4 und Schmitt-Trigger 39.1 bis 39.4 vorgesehen. Im Beispiel der Figur 2 sind nur vier Tonfiler eingezeichnet. Bei Ver¬ wendung steiler Tonfilter können wesentlich mehr getrennte Signale gleichzeitig übertragen werden.
Diese Art der Datenübertragung über ein ein-kanaliges Tonkabel hat den Vorteil der hohen Übertragungsgeschwindigkeit.
In Fig. 11 wird davon ausgegangen, daß die Daten nicht über die Ton¬ spur des Videosignalwiedergabegerätes übertragen werden sondern dem Videosignal FBAS beigemischt sind. Dies wird dann möglich, wenn nicht die gesamte Monitorfläche mit Bildinformation beschrieben werden muß, sondern wenn zum Beispiel der untere Teil des Bildes für eine synthe¬ tische Vordergrunddarstellung freibleibt. Auch läßt sich nach bekann¬ ten Verfahren Information im Zeilen- und Bild-Rücklauf unterbringen.
Fig. 11 zeigt, daß eine Fensterschaltung 40 vorgesehen ist, in der aus dem fortlaufenden Zeilensignal CY und dem fortlaufenden Spaltensigπal CX des Monitors durch logische Verknüpfung mehrere Fenstersignale F1-F4 erzeugbar sind, daß ein Schwellwertverstärker 41 vorgesehen ist, in dem das Videosignal FBAS je nach Amplitude in digitale Null- und Einswerte umformbar ist, daß der Ausgang des Schwellwertverstärkers je einem Eingang von mehreren Und-Gattern 42.1-4 zuführbar ist, deren anderen Eingängen die Fenstersignale F1-F4 zuführbar sind und daß mehrere Glättungseinrichtungen 38.1-4 mit nachgeschalteten Schmitt-Triggern 39.1-4 vorgesehen sind, in denen die Ausgänge der Und-Gatter in die digitalen Pulsfolgen P1-P4 umformbar sind.
Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild zur Geräuschaddition gemäß Anspruch 18. In einer Vorrichtung 17 zur Geräuschaddition werden die auf dem Informa¬ tionsträger des Videosignalwiedergabegerätes 3 aufgezeichneten Umweltge¬ räusche, die dem Phonoausgang P2 des Gerätes entnehmbar sind, zum Aus¬ gang des Geräuschgenerators 12, in welchem das synthetische Motorge- • rausch erzeugbar ist, addiert. Da für die synchrone Datenübertragung gemäß Anspruch 13 bereits ein Phonoausgang belegt ist, ist in diesem Falle ein Stereo-Wiedergabegerät mit zwei Phonoausgängen Pl und P2 zu verwenden. Die Umweltgeräusche bestehen zum Beispiel aus Hupen, Sirenen¬ klang, Motor- und Fahrtgeräusch, sowie Reifenquietschen fremder Fahrzeu¬ ge. Das Motorgeräusch des für die Aufnahme verwendeten Fahrzeugs sollte möglichst stark unterdrückt werden, da es bei der Identifikation stört.
Videospeicher verfügen über die Möglichkeit, ein Standbild zu zeigen. Dieses wird über die Taste "Pause" aufgerufen.
Wird im Fahrcomputer aus der Betätigung der Bedienungselemente des Aus¬ bildungsgerätes eine individuelle Geschwindigkeit berechnet, die von der vorgegebenen und während der Fahrt synchron übertragenen Geschwin¬ digkeit der Kamera-Fahrt abweichen kann, so muß per Software dafür ge¬ sorgt werden, daß wenigstens die beiden Zustände vermieden werden, daß
a) die Vorgabegeschwindigkeit null und die individuelle Geschwindig¬ keit größer als null ist und
b) die individuelle Geschwindigkeit null und die Vorgabegeschwindigkeit größer als null ist.
Der Fall a) kann durch eine Zwangsbremsung vermieden werden. Der Fall b) kann durch Aktivierung der Pause-Funktion vermieden werden.
Fig. 13 zeigt gemäß den Ansprüchen 20 und 21 Vorrichtungen, die dazu dienen, die Pause-, Wiedergabe-, Schneller-Rücklauf- und Stop-Funktio- nen des Videosignalwiedergabegerätes 3 vom Computer 9 zu aktivieren. Der Computer 9 gibt zum Beispiel gemäß Anspruch 20 ein Signal zum Akti¬ vieren des Tasters 45 aus, wenn die über das Kabel 11 übertragene Date für die Geschwindigkeit des Aufnahmefahrzeugs größer als Null, die aus der Stellung der Bedienungselemente 44 eines Ausbildungsgerätes berech¬ nete Geschwindigkeit gleich Null ist. In ähnlicher Weise wird zum Bei¬ spiel der Rücklauf-Taster aktiviert, wenn das Ziel erreicht war. Wird ein Autorennen durch das Realbild einer Rennstrecke mit eingeblen¬ detem Identifikationsbild eines Rennwagens oder eines Rennwagenvorder¬ teils nachgebildet, so wird das Driften bei zu hoher Fliehkraft in Kur¬ ven gemäß Anspruch 22 simuliert.
Um dieses Driften und die dadurch vom Computer ausgelösten Fahrfehler zu vermeiden, wird deshalb der "Rennfahrer" wie bei einem echten Rennen vor Kurven abbremsen. Um eine gute Zeit zu fahren, wird er auf Geraden beschleunigen. Da er bei konstanter Ablaufgeschwindigkeit der Video¬ wiedergabe die echte Fahrzeug bis zum Ziel nicht beeinflussen kann, wird gemäß Anspruch 23 vorgeschlagen, anstelle einer Echtzeit eine Pseudo- Rennzeit, auf dem Bildschirm anzuzeigen. Diese stimmt dann mit der Echtzeit überein, wenn die vom Benutzer gefahrene Geschwindigkeit gleich der der Original-Kamerafahrt ist. Ist die Ist-Geschwindigkeit langsamer, taktet die Pseudo-Uhr schneller und umgekehrt.
Fig. 14 zeigt, daß eine Divisionseinrichtung 63 vorgesehen ist, mit der das Signal der Vorgabegeschwindigkeit V . der Original-Kamerafahrt durch das Signal der vom Benutzer individuell gefahrenen Geschwindigkeit V. . dividierbar ist und daß ein Taktgeber 64 vorgesehen ist, dessen Taktperiode von dem so berechneten Quotienten abhängig ist.
Verlangt das Konzept des Ausbildungsgerätes mehrere synthetische Video¬ bilder, so können diese entweder mit einem Videosignalgenerator oder mit mehreren erzeugt werden. Bei der Verwendung eines einzigen Genera¬ tors muß dieser per Software die visuellen Prioritäten zwischen den verschiedenen Bildern berechnen. Die Verwendung mehrer Videosignalgene¬ ratoren hat die Vorteile, diesen Rechenaufwand unnötig zu machen. Da¬ durch wird bei der Verwendung von Echtzeitrechnern Rechenzeit gespart oder der Einsatz von Speicher-orientierten Videosignalgeneratoren mög¬ lich gemacht. Deshalb enthält die Erfindung Schaltungen mit mehreren Videosignalgeneratoren. Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild der synthetischen Videosignalerzeugung und -Verarbeitung gemäß Anspruch 24. Der Videosignalgenerator 5 besteht aus mehreren Teilgeneratoren 5a, 5b, 5c, von denen jeder ein Videosignal Va, Vb, Vc für das Bild eines Gegenstandes oder einer Gruppe mehrerer Gegenstände gleicher Raumtiefen-Priorität und ein Gegenstandssignal Ga, Gb, Gc für deren Gesamtfläche erzeugt. Ein Videosignal enthält Informa¬ tion über Fläche und Farbe und ist üblicherweise als Farbnummer für ei¬ ne 4- oder 8-polige Farbnummern-Busleitung kodiert. Ein Gegenstandssig¬ nal besteht aus einem einzelnen Bit, welches angibt, ob eine Fläche vor¬ handen ist oder nicht. Eine Vorrichtung 18 zur Videosignalunterdrückung sorgt dafür, daß die jeweils hinten liegenden unterdrückt werden, und gibt das verbleibende Summensignal an die Vorrichtung 8 zur Bildüber¬ blendung ab. Damit die Vorrichtung 18 zur VideosignalUnterdrückung die richtige Information über die jeweilige Raumtiefenlage der Gegenstände erhält, ist der Vorrichtung 18 zur Videosignalunterdrückung eine Priori¬ tätenlogik-Schaltung 21 vorgeschaltet, die vom Computer 9 ansteuerbar ist.
Fig. 16 zeigt ein Blockschaltbild der VideosignalUnterdrückung im Zweige der VideosignalVerarbeitung gemäß Anspruch 25 als Ausgestaltung der Vor¬ richtung in Fig. 15. Beispielhaft sind die Farbnummern-Busleitungen FNa, FNb 4-polig ausgeführt, und es sind zwei Videosignalgeneratoren 5a und 5b eingezeichnet, die vom Computer 9 angesteuert sind. Die Vorrichtung 18 zur Videosignalunterdrückung enthält Open-Collector-Gatter 19al, 19a2, 19a3, 19a4, 19bl, 19b2, 19b3, 19b4, deren einem Eingang die Farb¬ nummern-Busleitungen FNa, FNb der Videsignalgeneratoren 5a, 5b, deren anderem Eingang Sperrsignale Sa, Sv von der Prioritätenlogik-Schaltung 21 zugeführt sind und deren Ausgänge über eine gemeinsame Farbnummern- Busleitung FN einem Farbpaletten-Baustein 20 zugeführt sind. Die Wider¬ stände Rl bis R4 dienen den Open-Collector-Gattern als Pull-Up-Wider- stände. Die Open-Collector-Gatter haben die Aufgabe, die Farbnummern- Busleitung FN in den hochohmigen Zustand gemäß der Farbe schwarz zu schalten, wenn das Sperrsignal Sa, beziehungsweise Sb, aktiv ist. Um • die Sperrsignale gemäß der Raumtiefenanordnung richtig zu aktivieren, sind der Prioritätenlogik-Schaltung 21 die Gegenstandssignale Ga und Gb der beiden Videosignalgeneratoren 5a und 5b und 4 Prioritäten-Steuersig¬ nale Paa, Pab, Pba, Pbb vom Computer 9 zugeführt. Fig. 17 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausgestaltung der Prioritäten¬ logik-Schaltung 21 gemäß Anspruch 26. Sie enthält eine Prioritäten-Bus¬ leitung P, die aus einzelnen Leitungen für die Sperrsignale Sa, Sb mit Pull-Up-Widerständen Ra, Rb besteht. Sie enthält weiterhin Open-Collec- tor-Und-Gatter 22aa, 22ab, 22ba, 22bb, deren einem Eingang die Gegen¬ standssignale Ga, Gb von den Videosignalgeneratoren 5a, 5b, deren ande¬ rem Eingang die Prioritätensteuersignale Paa, Pab, Pba, Pbb vom Compu¬ ter 9 und deren Ausgänge der Prioritäten-Busleitung P zugeführt sind.
Zum Beispiel das Prioritätensteuersignal Pab wird dann aktiviert, wenn der im Videosignalgenerator 5a erzeugte Gegenstand Priorität vor dem im Videosignalgenerator 5b erzeugten haben soll.
Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild einer alternativen Ausgestaltung der Prioritätenlogik-Schaltung 21 gemäß Anspruch 27. Sie enthält eine Gegen- stands-Busleitung G, die aus einzelnen Leitungen für Gegenstandssignale Ga, Gb besteht, die von den Videosignalgeneratoren 5a, 5b zugeführt wer¬ den. Sie enthält weiterhin Und-Gatter 23aa, 23ab, 23ba, 23bb, deren ei¬ nem Eingang die Gegenstandssignale Ga, Gb, deren anderem Eingang die Prioritätensteuersignale Paa, Pab, Pba, Pbb vom Computer 9 zugeführt werden und deren Ausgänge den Eingängen von Oder-Gattern 24a, 24b zuge¬ führt werden, deren Ausgänge als Sperrsignale Sa, Sb dienen.
Die Besonderheit dieser Ausgestaltung liegt darin, daß jedem Videosig¬ nalgenerator ein Gegenstandssignal zugeordnet ist, mit dem Videosignale anderer Videosignalgeneratoren schwarz gesteuert werden können.
Eine Realbildwiedergabe mit konstanter Abspielgeschwindigkeit hat den Nachteil, daß die Fahrgeschwindigkeit nicht in beliebigen Grenzen will¬ kürlich vom Fahrer vorgegeben werden kann. Auch hier hilft jedoch die Phantasie des Fahrers, die ihm zum Beispiel eine höhere Geschwindigkeit vortäuscht, wenn dies der Geschwindigkeitsmesser, das Motorgeräusch, das Fahrtwindgeräusch und Vibrationen des Sitzes zu erkennen geben. Dement¬ sprechend sind die im Fahrcomputer berechneten Größen auszugeben. In erster Näherung hängt die Größe eines von hinten gezeigten Identifi¬ kationsbildes über die Geschwindigkeitsdifferenz von der Längsdistanz zwischen Betrachter und Identifikationsbild ab. Im Computer 9 sind dem¬ gemäß die Längsdistanz, und daraus die Größe des Identifikationsbildes aus der Stellung der Bedienungselemente für Beschleunigung und Verzöge¬ rung, sowie der Vorgabegeschwindigkeit zu berechnen.
Wird als Identifikationsbild der Vorderteil des Fortbewegungsmittels oder der Rahmen aus der Sicht des Benutzers gezeigt, so besteht eine ähnliche Problematik: Ist die Ablaufgeschwindigkeit des Videobandes konstant, so sind die Vorgabegeschwindigkeit und die "gefahrene" Ist- Geschwindigkeit meist voneinander verschieden.
Bei starr vorgegebener Geschwindigkeit der Original-Kamerafahrt, sind deshalb größere Abweichungen der Ist-Geschwindigkeit hiervon zu ver¬ meiden. Für die verschiedenen Aufgabenstellungen und verschiedene Ausbildungsstände der Benutzer sind deshalb für die Berechnung der Ist- Geschwindigkeit gemäß Anspruch 28 zwei Alternativen vorgesehen:
a) In der einen Stellung des Wahlschalters wird die Ist-Geschwindigkeit jederzeit vorbildgetreu in Abhängigkeit von den Bedienungselementen berechnet. Erreicht die Distanz des Identifikationsobjektes ihr Maximum oder ihr Minimum oder weicht der so berechnete Wert zu stark vom Vorgabewert ab, so wird vom Computer ein entsprechender Hinweis ausgegeben.
b) In der anderen Stellung des WahlSchalters wird, wenn der Fahrer weder aktiv beschleunigt noch verzögert, das von hinten gezeigte Identifikationsbild in einer gewissen Größe gemäß einer mittleren Distanz dargestellt, die zweckmäßigerweise linear von der Geschwin¬ digkeit abhängt. Beschleunigt der Fahrer, so wird die Distanz grös- ser, verzögert er, so wird sie kleiner. Wird das Identifikationsbi.ld nur als Rahmen gezeigt, so wird einfach die Ist-Geschwindigkeit gleich der Vorgabegeschwindigkeit gesetzt, solange der Fahrer nicht aktiv beschleunigt oder verzögert. Vom Computer wird ein Hinweis ausgege- ben, wenn falsch beschleunigt oder verzögert wurd. In dieser Stel¬ lung des Wahlschalters ist es schwerlich möglich, mit Handgangschal¬ tung zu fahren.
Im Folgenden seien kurz einige grundsätzliche Besonderheiten und Software- Erfordernisse von Ausbildungsgeräten mit größenveränderbarem Identifika¬ tionsbild angegeben:
Ein Ausbildungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung hat folgende Ei¬ genart: Der Fahrer sieht das Identifikationsbild seines Fahrzeugs in einem gewissen Abstand vor sich im Umwel .geschehen. Wird dieser Abstand vom Computer grundsätzlich proportional zur Geschwindigkeit vorgegeben, so spielen sich alle Umweltereignisse für das Identifikationsbild um eine gewisse Zeitspanne früher ab als bei der Aufnahme. Dadurch ist der Fahrer gezwungen, Entscheidungen vor den aus der Aufnahme erkennbaren zu treffen. Der Computer kann sofort dem Fahrer mitteilen, ob seine Entscheidung falsch oder richtig war, und nach Ablauf der Zeitspanne sieht der Fahrer auch im Bild, wie die Entscheidung bei der Aufnahme ausgefallen war.
Die horizontale Position des Identifikationsbildes hängt von der Spurver¬ schiebung zwischen dem Identifikationsbild und der Position des Betrach¬ ters ab. Im Computer 9 sind dementsprechend die Spur des Identifikations¬ bildes aus der Stellung der entsprechenden Bedienungseiemente und daraus unter Verwendung des Inhaltes eines Spurspeichers für den Betrachter die horizontale Position des Identifikationsbildes zu berechnen. Der Betrach¬ tungswinkel des Identifikationsbildes hängt von der horizontalen Position und der Richtung des Identifikationsbildes ab. Die Berührung zwischen Identifikationsbild und Straßenrand hängt dagegen vom Kurvenverlauf der Straße ab. Dieser ist deshalb über den gesamten Verlauf der Fahrt zu speichern und nach Maßgabe der Geometrie bei der Berechnung zu berück¬ sichtigen.
Die vertikale Position des Identifikationsbildes hängt nicht nur von der Distanz sondern auch noch vom Steigungsprofil der Straße ab. Dieses ist deshalb über den gesamten Verlauf der Fahrt zu speichern und nach Ma߬ gabe der Geometrie bei der Berechnung zu berücksichtigen. Wird die Kamera zur Seite geschwenkt, um zum Beispiel die Sicht in eine Querstraße freizugeben, so ist das Identifikationsbild per Software ent¬ sprechend zu verschieben.
Bei größenveräπderbarem Identifikationsbild ist es nicht unbedingt er¬ forderlich, daß die Höhenposition, aus der das Bild dargestellt wird, mit der entsprechenden Position des Auges des Fahrers im simulierten Fahrzeug übereinstimmt. Vielmehr genügt es, wenn die Höhenposition, aus der das Bild dargestellt wird, unter etwa dem doppelten Wert der ent¬ sprechenden Augenposition bleibt. Damit dem Fahrer nicht die Sicht auf das Außenbild durch das Identifikationsbild versperrt wird, ist es des¬ halb empfehlenswert, die Kamera höher anzuordnen, als es der Augenhöhe im simulierten Fahrzeug enspricht.
Seltene und gefährliche Ereignisse in Form von spielenden Kindern, plötz¬ lich auftauchendem Wild, Steinschlag, anderen Hindernissen, Fahrbahnglät¬ te usw. können durch zusätzliche computer-gesteuerte synthetische Bilder zur Verbesserung der Ausbildung erzeugt werden.
Unter Alkohol verengt sich das Gesichtsfeld entsprechend dem sogenannten Tunnelblick. Dieser Effekt soll im Rahmen der Erfindung durch Einsatz ei¬ nes synthetisch zu überblendenden Tunnels mit stetig verlaufendem Farb¬ übergang nach grau oder schwarz im äußeren Bildteil simuliert werden. Reaktionszeitverzögerungen, wie sie unter Alkohol auftreten, sollen im Rahmen der Erfindung per Software durch eine ensprechende Verzögerung der Signalverarbeitung im Computer simuliert werden. Entfernungsfehlein¬ schätzungen, sie sie unter Alkohol auftreten, sollen im Rahmen der Er¬ findung durch ensprechende Abstandssteuerung von synthetischen Bildern zum Beispiel von Bäumen und Fahrzeugen simuliert werden.
Es sei nun auf die Vorrichtungen eingegangen, die gemäß den Ansprüchen 29 bis 36 für die Aufnahme der Realbilder und der Fahrt- beziehungswei¬ se Bewegungsdaten vorgesehen sind. Kameraschwenks sind besonders bei Darstellung eines Rahmenbildes aus der Sicht des Benutzers von Vorteil. Unabhängig davon, ob beim Lenken das Realbild 4 oder das synthetische Rahmenbild 25 verschoben wird, muß ge¬ mäß der Erfindung gewährleistet sind, daß sich bei Schwenken der Kamera, bei dem sich ja das Realbild verschiebt, das Rahmenbild gleichsinnig mit verschiebt. Nachdem für den Lenkeffekt eine Horizontalverschiebung zwischen dem Realbild und dem Rahmenbild notwendig ist, kann man die Videokamera bei der Aufnahme nicht im Inneren des Wagens anordnen, son¬ dern man muß sie außerhalb lagern, damit das Bild vom Fahrzeugsrahmen frei bleibt und dieser künstlich eingeblendet werden kann. Kamera¬ schwenks haben den Vorteil, Bildinformation an den beiden Seiten des Normalbildes freizugeben ohne daß hierfür zusätzliche Bildschirme er¬ forderlich sind. Sie sind insbesondere in Kurven und bei Kreuzungen er¬ wünscht. Sind Kameraschwenks von der Aufgabenstellung nicht gefordert, so kann die Kamera auch im Inneren eines Fahrzeugs befestigt werden.
Ideal für die Wiedergabe ist eine Position der Kamera direkt vor den Au¬ gen des Fahrers. Da dies aber bei Verwendung eines typischen Fahrzeugs die Sicht bei der Aufnahmefahrt beeinträchtigen würde, empfiehlt sich in diesem Falle eine Befestigung
- in Augenhöhe seitlich vom Auge des Fahrers,
- über der Augenachse des Fahrers oder
- unter der Augenachse des Fahrers.
Um sowohl die richtige Höhe als auch die richtige Querposition der op¬ tischen Achse zu gewährleisten, kann man als Aufnahmefahrzeug ein solches mit angehobener Sitzposition verwenden, wobei der Fahrer über die in richtig angeordneter Höhe montierte Kamera hinwegschauen kann. In Fig. 1 ist für die Ausbildung an einem Personenkraftwagen deshalb als Aufnahmefahrzeug ein Kleintransporter eingezeichnet. Kameraschwenks haben zwei Vorteile:
- Bei Kreuzungen kann im Stand die seitliche Sicht in die Querstraße nachvollzogen werden.
- Beim Durchfahren von Kurven kann die Sicht auf das Verkehrsgeschehen gelenkt werden, ohne daß hierzu eine Weitwinkeloptik erforderlich wäre.
Fig. 19 zeigt deshalb gemäß Anspruch 30, daß eine Videokamera 62 auf einem Drehstativ 47 befestigt ist. Um die Kamera vom Inneren des Auf¬ nahmefahrzeugs aus schwenken zu können, ist ein Elektro-Getriebemotor 48 vorgesehen.
Fig. 20 zeigt gemäß Anspruch 31 einen Winkel-Sollwert-Geber 49, eine Meßeinrichtung 50 für den Schwenkwinkel W. . des Drehstativs, einen Regler 51 und den Elektro-Getriebemotor 48. Mit Hilfe dieses Regel¬ kreises kann der Schwenkwinkel W. t dem Sollwert W ,, nachgeführt werden.
Fig. 20 zeigt gemäß Anspruch 32 weiterhin, daß eine Lenkradwinkel-Me߬ einrichtung 52 und eine Bewertungseinrichtung 53 vorgesehen ist. Der Lenkradwinkel a. t des Aufnahmefahrzeugs wird zum Sollwert W ,, des Schwenkwinkel-Regelkreises. Dadurch ist gewährleistet, daß die Kamera immer nach der Stellung der richtungsbestimmenden Räder des Aufnahme¬ fahrzeugs ausgerichtet wird. Derartige "Lenkschwenks" der Kamera die¬ nen der gezielten Sicht, werden vom Fahrer im Ausbildungsgerät kaum wahrgenommen und stören nicht, wenn der im Ausbildungsgerät synthetisch eingeblendete Rahmen mitverschoben wird.
Fig. 20 zeigt gemäß Anspruch 33 weiterhin, daß eine Additionseinrich¬ tung 54 vorgesehen ist, in der der Hand-Sollwert W ,, „ . zum lenk- radwinkelabhängigen Sollwert W ,. addierbar ist. Mittels dieser Additionseinrichtung ist es möglich, gleichzeitig oder nacheinander Sichtschwenks von Hand und Lenkschwenks auszuführen. Es empfiehlt sich jedoch, bei Fahrt nur Lenkschwenks zuzulassen und Sichtschwenks auf den Stand und das Anfahren zu beschränken. Fig. 21 zeigt gemäß Anspruch 34 Vorrichtungen zum Beschreiben des Video¬ bandes mit Fahrtdaten. Bei den Fahrtdaten ist zu unterscheiden zwischen solchen, die durch Messung im Aufnahmefahrzeug gewonnen werden, wie Lenkradwinkel, Schwenkwinkel, Geschwindigkeit, Stellung der Pedale, Stellung der Blinkerhebel und Stellung des Schalthebels und solchen, die von Hand über eine Tastatur eingegeben werden, wie Aufforderung zum Abbiegen, Anfahren, Anhalten und überholen. Die Steigung der Straße kann sowohl meßtechnisch erfaßt als auch von Hand eingegeben werden. Alle Daten, die nicht meßtechnisch erfaßt werden, können auch nachträglich auf das Videoband aufgespielt oder in einem getrennten Speicher abgespeichert werden.
Da sich manche Daten, wie zum Beispiel der Lenkradwinkel und die Ge¬ schwindigkeit, gleichzeitig verändern können, empfiehlt es sich, die Daten mehrkanalig über das Videoband auf das Ausbildungsgerät zu über¬ tragen.
Fig. 21. zeigt gemäß Anspruch 54 im Besonderen, daß eine Lenkradwinkel- Meßeinrichtung 52 und/oder eine Schwenkwinkel-Meßeinrichtung 50 vorge¬ sehen sind, in denen die Winkel in Form von Pulsfolgen Pl bis P4 ab¬ gebbar sind, daß eine Geschwindigkeits-Meßeinrichtung 56 vorgesehen ist, in der die Geschwindigkeit des Aufnahmefahrzeugs in Form einer Pulsfolge P5 abbgebbar ist, daß Parallel-/Serienwandler 57 vorgesehen sind, von denen Informationen I, die auch über eine Tastatur 55 von Hand vorgebbar sein können, in Form einer Pulsfolge P6 abgebbar sind und daß ein Umsetzer 58 vorgesehen ist, in denen diese Pulsfolgen in Audio- oder Videosignale umsetzbar sind, welche auf dem Videoband oder einem synchron mitlaufenden Tonband gespeichert werden können.
Die Funktionsweise des Umsetzers 58 hängt davon ab, ob die Daten auf die Tonspur des Videobandes aufgespielt oder der Videoinformation bei¬ gemischt werden sollen.
Fig. 22 veranschaulicht gemäß Anspruch 35 Vorrichtungen, mit denen die Tonspur eines Videobandes oder ein mitlaufendes Tonband mit den Puls¬ folgen beschrieben werden können. Es sind sechs Sinusgeneratoren 59,1 bis 59,6 mit verschiedenen Frequenzen eingezeichnet, die je durch die digitalen Pulse Pl bis P6 eingeschaltet werden. Zum Beispiel sind
Pl Tachopuls für Rechtsdrehung des Lenkrades P2 Tachopuls für Linksdrehung des Lenkrades P3 Tachopuls für Rechtsdrehung des Schwenkstativs P4 Tachopuls für Linksdrehung des Schwenkstativs P5 Tachopuls für die Geschwindigkeit P6 Pulsfolge aus einer Tastatur
Die Ausgänge der Sinusgeneratoren werden in einer Additionseinrichtung 60 addiert. Das Tonsignal TS am Ausgang der Additionseinrichtung wird dem Mikrofoneingang der Videokamera 62 zugeführt.
Um die Anzahl der Kanäle zu reduzieren und dadurch die im Ausbildungsge¬ rät enthaltene Frequenzweiche einfacher gestalten zu können, empfiehlt es sich, im Stand nur den Schwenkwinkel und bei Fahrt nur den Lenkwin¬ kel zu übertragen.
Für die Ausbildung ist es von Vorteil, wenn der Fahrlehrer Anleitungen und Kommentare auf Band spricht. Dies ist aber nicht möglich, wenn das Videosignalwiedergabegerät über nur eine Tonspur verfügt und diese durch die Fahrtdaten belegt ist. Um die Tonspur für die Stimme des Fahrlehrers freizuhalten, ist deshalb alternativ zu der Methode gemäß Fig. 22 vorgesehen, die Fahrtdaten dem Videosignal beizumischen.
Wird der untere Teil des Bildes durch eine Schrifttafel für Anzeigen verdeckt, so läßt sich dieser Teil für die Aufnahme und Wiedergabe von Lichtsignalen verwenden. Pro Kanal ist eine Lampe vorgesehen, die von den Pulsfolgen hell/dunkel gesteuert wird.
Fig. 23. zeigt gemäß Anspruch 36 sechs Lampen 61,1 bis 61,6, die im Aufnahmebereich der Kamera 62 anzuordnen sind und von denen jede durch, einen der Pulse Pl bis P6 einschaltbar ist. Abschließend sei auf die Verfahren und die Vorrichtungen für einige spezielle Fortbewegungsmittel gemäß den Ansprüchen 37 bis 52 einge¬ gangen.
Zunächst seien die Besonderheiten bei der Darstellung eines größenver¬ änderbaren Identifikationsbildes angegeben.
Für die Gestaltung eines Ausbildungsgerätes für Pkw-Fahrer nach An¬ spruch 37 ist die Realszene aus einer Höhe von etwa 2 m aufzunehmen. Bei der Aufnahme ist zu berücksichtigen, daß etwa 20 m vor der Kamera auf der Straße Platz für das Identifikationsbild bleibt. Dies gilt zum Beispiel für das Anhalten des Fahrzeugs, auf dem die Kamera mon¬ tiert ist, vor Ampeln und Verkehrshindernissen. Auch muß die Reak¬ tion des Fahrers, der die Kamera mit sich führt, auf Verkehrsereig¬ nisse wie Rotlicht, querfahrendes Fahrzeug, zu überholendes Fahrzeug um einige Sekunden verzögert sein, um dem Auszubildenen beim späteren Abspielen des Videostreifens Gelegenheit zu geben, sich innerhalb die¬ ser Zeitspanne zu entscheiden.
Kommt zum Beispiel an einer Kreuzung zweier gleichberechtigter Straßen ein Fahrzeug von rechts, so sollte dieses bei der Aufnahme einige Se¬ kunden vor der Kreuzung im Stand verharren, während das Aufnahmefahr¬ zeug etwa 10 m vor der Kreuzung ebenfalls im Stand verharrt. Hält der Auszubildende an und läßt das fremde Fahrzeug nach Ablauf dieser Zeit¬ spanne vorfahren, so erhält er vom Computer den Hinweis, sich richtig verhalten zu haben und die Aufforderung, nun zu beschleunigen. Gewährt er nicht die Vorfahrt, sondern beschleunigt innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne, so erhält er den Hinweis, sich falsch verhalten zu haben. Dies erkennt er auch nach kurzer Zeit am Beschleunigen des fremden Fahrzeugs im Bild. Kommt das fremde Fahrzeug von links und der Auszu¬ bildende hält nach 2 Sekunden immer noch an, so wird ihm vom Computer mitgeteilt, daß er die Vorfahrt hat und beschleunigen soll.
Das Verfahren bringt es mit sich, daß sich der Fahrer innerhalb einer gewissen Zeitspanne entscheiden muß, wie er sich zu verhalten hat. Ent¬ scheidet er sich innerhalb dieser Zeitspanne richtig oder entscheidet er sich gar nicht und dieses Verhalten war richtig, so kommt vom Com- puter ein entsprechender Hinweis, und die Fahrt geht so weiter, wie sie mit der Kamera aufgenommen war. Entscheidet er sich innerhalb dieser Zeitspanne falsch oder entscheidet er sich gar nicht und dieses Ver¬ halten war falsch, so kommt vom Computer ein entsprechender Hinweis und die Aufforderung, wie er sich richtig zu verhalten hat.
Damit der Fahrer sich darauf einstellen kann, innerhalb welcher Zeitspanne er sich zu entscheiden hat, sollte diese Zeitspanne unabhängig von der Situation und seiner Geschwindigkeit immer gleich sein, zum Beispiel.2 Sekunden. Dies bedeutet, daß die Entfernung, in der das Identifikations¬ fahrzeug bei Normalfahrt vor der Aufnahmeposition einzublenden ist, ge¬ schwindigkeitsabhängig auszuführen ist. Die Entfernungsdifferenz zwischen dieser Normalentfernung und der minimalen Entfernung gibt die Zeitspanne für die Reaktion des Fahrers vor. Bei einer Zeitspanne von 2 Sekunden ist die Differenz zwischen Normalentfernung und Minimal- beziehungsweise Maxi¬ malentfernung:
D (m) = V (km/h) • ^jg} • 2
In der Stellung b des Wahlschalters für die Art der Beschwindigkeitsbe- rechnung sollte nur mit automatischer Gangschaltung gefahren werden. In dieser Schalterstellung wird ein aktiver Beschleunigungsvorgang dann als solcher vom Computer erfaßt, wenn das Gaspedal zu mindestens etwa 90 % durchgetreten ist, und ein aktiver Verzögerungsvorgang, wenn die Bremse betätigt wird.
In der Stellung a des WahlSchalters für die Art der Geschwindigkeitsbe¬ rechnung kann auch mit Handgangschaltung gefahren werden. Wird der Rück¬ wärtsgang eingelegt, so wechselt die Außensicht auf rückwärtiges Bild. Gleichzeitig wird das Identifikationsauto von vorne dargestellt. Der Fahrer hat nach hinten zu schauen. Damit er in dieser Kopfhaltung ein • Bild vor sich hat, ist entweder ein zweiter Bildschirm hinter dem Fah¬ rersitz oder es ist ein Spiegel schräg hinter dem Fahrer anzuordnen, in dem der Fahrer den frontseitigen Bildschirm erkennt. Bei einer Straßengabelung oder einer Kreuzung ist dem Fahrer per Text oder durch optische Zeichen auf dem Bildschirm oder durch Sprachausgabe ein Hinweis zu geben, in welche Richtung er zu fahren hat.
Die obigen Ausführungen über die Gestaltung eines Ausbildungsgerätes für Pkw-Fahrer gelten auch für Lkw-, Bus- und Motorradfahrten gemäß den An¬ sprüchen 38, 39 und 40.
Bei Ausbildungsgeräten für Motorradfahrer gemäß Anspruch 40 kommt als Be¬ sonderheit hinzu, daß das Identifikationsbild nicht nur in vielen Größen und Schrägansichten, sondern gemäß der Fliehkraft beim Kurvenfahren auch in vielen Neigungswinkeln darzustellen ist. Das Realbild der Umgebung wird beim Kurvenfahren nicht gedreht. Das Motorrad oder die Motorrad¬ attrappe sollte dagegen, wenn es die Wirtschaftlichkeit des Ausbildungs¬ gerätes erlaubt, beim Auftreten von Fliehkräften mechanisch geneigt wer¬ den. Eine hierfür geeignete Vorrichtung ist in der Patentanmeldung Foerst: Vorrichtung zur Simulation einer Motorradfahrt P 36 12 383.8-35 beschrie¬ ben.
Bei der Gestaltung eines Ausbildungsgerätes für Gabelstaplerfahrer nach Anspruch 41 ist zwischen Fahren und Stapeln zu unterscheiden.
Beim Fahren bewegt sich das Umfeldbild gemäß der Bewegung der Kamera bei der Aufnahmefahrt. Das Identifikationsbild ist in verschiedenen Größen und Schrägansichten und mit verschiedenen Hubmastneigungen und Gabel- höhen darzustellen. Wegen der vielen Freiheitsgrade ist als Videosig¬ nalgenerator 5 in diesem Falle ein Echtzeitgrafikrechner besser geeig¬ net als ein speicher-orientiertes Grafiksystem.
Beim Stapeln sollte sich das Umfeldbild nicht bewegen. Die Kamera kann eine feste Position einnehmen. Demgemäß kann das Umfeldbild auch syn¬ thetisch erzeugt werden. Dies hat den Vorteil, daß beim Einlagern der • Last in nicht vollständig einsichtige Fächer diese Fächer teilweise visuelle Priorität vor der Last haben können. Die Last ist in jedem Falle synthetisch darzustellen. Bei der Gestaltung eines Ausbildungsgerätes für Elektrokarrenfahrer nach Anspruch 42 ist im Prinzip dasselbe Verfahren wie für Kraftfahrzeuge an¬ zuwenden. In der Videoaufnahme sollten insbesondere Vorfahrtsszenen und plötzlich auftretende Hindernisse enthalten sein.
Bei der Gestaltung eines Ausbildungsgerätes für ein Geländefahrzeug nach Anspruch 43 ist zu beachten, daß im Bild keine Spurgrenzen zur Einhaltung einer bestimmten Richtung enthalten sind. Es ist entweder per Text oder durch optische Zeichen auf dem Bildschirm oder durch Sprachausgabe, oder durch Darstellung eines Leitfahrzeugs dafür Sorge zu tragen, daß der Fah¬ rer das Identifikationsbild nicht außerhalb des Bildschirms steuert. Ein Leitfahrzeug kann entweder in der Realaufnahme enthalten sein oder syn¬ thetisch eingeblendet werden. Der Abstand zwischen Leitfahrzeug und Ka¬ mera sollte so groß sein, daß ausreichender Bewegungsspielraum für das Identifikationsbild bleibt. Im Speicher 10 sind insbesondere Positionen von Hindernissen und fremden Fahrzeugen zu speichern..
Bei der Gestaltung eines Ausbildungsgerätes für Baumaschinenfahrer gemäß Anspruch 44 ist bezüglich der Freiheitsgrade des Identifikationsbildes dasselbe Verfahren wie für Gabelstapler anzuwenden. Die Bewegung der Schaufeln muß im Identifikationsbild dargestellt werden. Beim Fahren sind bezüglich des Spurbereiches entsprechend dem Verfahren für Gelän¬ defahrzeuge Hinweise zu geben. Beim Schaufeln soll die Kamera eine feste Position haben, und das Umfeldbild soll synthetisch erzeugt wer¬ den. Hierbei ist es mit verhältnismäßig geringem Aufwand möglich, Erd¬ bewegungen im Bild darzustellen. Damit das Identifikationsbild beim Schaufeln nicht den eigentlichen SchaufelVorgang verdeckt, sollte das Identifikationsbild nicht genau von hinten, sondern schräg von hinten oder von der Seite gezeigt werden.
Bei der Gestaltung eines Gerätes zur Nachbildung einer Fahrt auf einer Rennstrecke gemäß Anspruch 45 und mit größenveränderbarem Identifika¬ tionsbild sollte die Kamera über die Mitte der Fahrbahn geführt werden. Dadurch sind Straßenrandfehler leichter auszulösen, und der Fahrer hat freie Wahl im Ansteuern der Ideal!inie. Bei Sportarten-Trainingsgeräten gemäß den Ansprüchen 46 bis 51 wird man auf die Möglichkeit der Spurveränderung des Identifikationsbildes ver¬ zichten. Dagegen kann die Abstandsveränderung genutzt werden, um dem Be¬ nutzer optisch zu veranschaulichen, daß er gegenüber einem Vergleichs¬ sportler vorgegebener Leistung schneller oder langsamer wird.
Bei allen angeführten Fortbewegungsarten, insbesondere auch bei Schie¬ nenfahrzeugen, kann auch die Methode der Rahmendarstellung aus der Sicht des Benutzers angewendet werden. In diesem Falle sollte die vom Aufnahme¬ fahrzeug gefahrene Spur die der jeweiligen Situation angepaßte optimale Spur sein, damit der Benutzer keine Veranlassung hat, hiervon abzuweichen. Insbesondere sollte bei Autorennen mit dem Aufnahmefahrzeug Ideal!inie gefahren werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren und Vorrichtung zur Nachbildung von Vorwärtsbewegungen durch Mischbilder unter Verwendung der Attrappe (1) eines Führer¬ standes eines Fahrzeugs oder eines Trainingsgerätes, eines Video¬ bildschirms (2), eines Videosignalwiedergabegerätes (3) und eines Computers (9), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß a) vom Videosignalwiedergabegerät (3) Videofilme oder andere Bildspeicher mit der Darstellung von realen Umgebungsbildern (4) bei der Vorwärtsbewegung von Kraftfahrzeugen und Sport¬ lern abgespielt werden,
b) ein synthetisches Identifikationsbild (6, 25) des Benutzers und gegebenenfalls Wettkampfgegner und andere synthetische Objekt¬ bilder mittels eines Videosignalgenerators (5) erzeugt werden,
c) einer Vorrichtung (7) zur Bildsynchronisation von Realbildwieder¬ gabegerät (3) und Videosignalgenerator (5) verwendet wird,
d) eine Vorrichtung (8) zum überblenden des Identifikations¬ bildes (6) in das Realbild (4) verwendet wird,
e) ein Geräuschgenerator (12) mit Lautsprecher (13) zur Erzeugung der dem Identifikationsbild (6) zugehörigen Geräusche in Ab- hängigheit von Fahrt- und Bewegungsdaten verwendet wird,
f) über ein Kabel (11) Fahrt- oder Bewegungsdaten synchron vom Videosignalwiedergabegerät (3) zum Computer (9) auf alternative Weise übertragen werden,
g) ein Speicher (10) für in der Videoaufnahme enthaltene, maßgebliche Daten wie die Geschwindigkeit, die Richtung der Kamera bei der Aufnahme, das Kurvenprofil und das Steigungsprofil der Strecke, die Position und die Breite eines fremden Objektes und die Farbe einer Ampel in alternativer Weise verwendet wird und
h) der Computer (9) zur Ansteuerung des Videosignalgenerators (5) in Abhängigkeit von der Betätigung der Bedienungselemente der Attrappe (1) oder eines Sportgerätes, der über das Kabel (11) synchron übertragenen Daten und vorgegebener Leistungsdaten von Wettkampfgegnern, zur Fahr- und Bedienungsfehlererfassung und -auswertung, zur Berechnung der Daten für die Ansteuerung des Geräuschgenerators (12), zur Ansteuerung anderer dem Real- bild (4) zu überblendender synthetischer Bilder, zur Simula¬ tion seltener und gefährlicher Ereignisse, zur Simulation von Ausfallerscheinungen des Fahrers durch Alkohol oder Drogen und nach Maßgabe eines Ausbildungs- oder Trainingsplanes oder ei¬ nes Spielkonzeptes ausgelegt und programmiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß
a) als synthetisches Bild (6) ein Identifikationsbild des Fahr¬ zeugs des Benutzers, oder eines Sportlers der nachgebildeten Sportart in verschiedenen Größen, Schrägansichten und Schräg¬ lagen, von hinten betrachtet, dargestellt wird, daß
b) im Computer (9) die Daten für die Geschwindigkeit und die Spur des Benutzers aus den Stellungen der Bedienungselemente der Fahrzeugattrappe beziehungsweise der körperlichen Aktivität bei einem Sportartentrainingsgerät berechnet werden, daß
c) im Computer (9) der Abstand, der Betrachtungswinkel und die Fliehkraft des Identifikationsobjektes vom Betrachter aus den so berechneten Signalen für die Geschwindigkeit und die Spur berechnet werden und daß d) im Computer (9) die so berechneten Raumkoordinaten in Größen, Schrägansichten, Schräglagen und Positionen der einzelnen Identifikationsbilder in der Bildschirmebene umgerechnet wer¬ den.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß
a) als synthetisches Bild (25) das Vordergrundbild des eigenen Fortbewegungsmittels und/oder der Bildrahmen aus der Sicht des Benutzers darstellbar ist, daß
b) eine vom Computer (9) ansteuerbare HorizontalVerschiebungsein¬ richtung (26) vorgesehen ist und daß
c) bei Abweichungen zwischen der in der Videoaufnähme enthaltenen Spur und der im Computer (9) berechneten Spur das Realbild (4) relativ zum synthetischen Bild (25) mittels der Horizontal¬ verschiebungseinrichtung (26) verschiebbar ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c n e t , daß mittels der Horizontalverschiebungsein¬ richtung (26) das synthetische Bild (25) verschoben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c n e t , daß mittels der Horizontalverschiebungsein¬ richtung (26) zusätzlich das Realbild (4) verschoben wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß der Computer (9) eine Recheneinheit (28) enthält, in der aus dem Lenkradwinkel (LW) die Amplitude (LV) der Verschiebung zwischen dem Realbild (4) und dem synthetischen Bild (25) unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit (V) berechenbar ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Amplitude (LV) der HorizontalVerschie¬ bung aus der in einer Subtraktionsstufe (27) gebildeten Differenz zwischen dem Lenkradwinkel (LW) und dem im Speicher (10) gespeicher¬ ten Lenkradwinkel (LA) bei der Aufnahme berechenbar ist.
8. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß bei Schwenks der Kamera
a) der Schwenkwinkel (Seh) im Speicher (10) abgespeichert wird, daß
b) das synthetische Bild (25) als Zylinderprojektion mit einer Breite gemäß einem Vielfachen der Monitorbreite darstellbar ist, daß
c) der Schwenkwinkel (Seh) in einer Additionsstufe (31) zur Lenkverschiebung (LV) addierbar ist und daß
d) mittels der Horizontalverschiebungseinrichtung (26) das synthetische Bild (25) in direkter Abhängigkeit vom Schwenk¬ winkel (Seh) der Kamera verschoben wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e c h n e t , daß ein mehrkanaliger Signalumsetzer (46) vorgesehen ist, in dem digitale Pulsfolgen (P1-P4) vom Video¬ signalwiedergabegerät (3) oder vom Speicher (10) mit Hilfe von Vorwärts-/Rückwärtszählern (33) und/oder Serien-/Parallelwand- lern (34,35) in vom Computer (9) lesbare Signale (B1,B2,B3) um¬ setzbar sind.
10. Verfahren nach Anspruch 1 und 9, d a d u r c h g e k e n n - - z e i c h n e t , daß der Speicher (10) direkt an den Computer (9) angeschlossen wird, daß über das Kabel (11) zur synchronen Datenübertragung ein Signal für die laufende Bandposition übertra¬ gen wird und daß dieses Signal zur Adressierung des Speichers (10) verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß
a) als Kabel (11) zur synchronen Datenübertragung vom Realbild- wiedergabegerät (3) die Leitung für das Synchron-Signal des Real ildwiedergabegerätes (3) verwendet wird und daß
b) als Signal für die laufende Bandposition das Vertikal- Synchron-Signal der Videoaufzeichnung verwendbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 11, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß
a) ein Taktbildner (42) vorgesehen ist, mit dem aus dem Synchron- Signal (Sync) eine Takt-Pulsfolge (TP) gebildet wird,
b) ein Zähler (43) mit Rückstelleingang (R) vorgesehen ist, der von der Takt-Pulsfolge (TP) ansteuerbar ist,
c) der Ausgang des Zählers dem Adreß-Eingang des Speichers (10) zuführbar ist und
d) dem Datenausgang des Speichers (10) die Pulsfolgen (Pl bis P4) entnehmbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß das Kabel (11) zur synchronen Datenüber¬ tragung an einen Phonoausgang (Pl) des Videosignalwiedergabege¬ rätes (3) anschließbar .ist, daß der Tonträger des Videosignalwie¬ dergabegerätes (3) mit einer Reihe von kurzen Tönen bespielbar ist, daß ein Impulsformer (14) vorgesehen ist, in dem die Ton- schwingungen in digitale Signale umformbar sind, daß ein dualer Zähler (15) vorgesehen ist, dem diese digitalen Signale als Takt (T) zuführbar sind und daß die Ausgänge des Zählers (15) dem Speicher (10) als Adressen (A) zuführbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß zum Beginn der Bild- und Tonfolge auf dem Tonträger des Videosignalwiedergabegerätes (3) ein Ton oder eine Folge von Tönen bespielbar ist, die durch Frequenz, Länge oder Ab¬ stand von den übrigen Tönen unterscheidbar ist, daß eine Vorrich¬ tung (16) zur Pulstrennung vorgesehen ist, in der ein digitaler Anfangspuls erzeugbar ist und daß dieser Anfangspuls dem Rück- stelleingang (R) des Zählers (15) zuführbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß mehrere Tonfilter (36.1-4) mit nachge¬ schalteten Gleichrichtern (37.1-4), Glättungseinrichtungen (38.1-4) und Schmitt-Triggern (39.1-4) vorgesehen sind, in denen die Tonschwingungen (TS), getrennt nach ihren Frequenzen in die digitalen Pulsfolgen (Pl bis P4) ümformbar sind.
16. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß über das Kabel (11) zur synchronen Daten¬ übertragung das Video- und Synchronsignal (FBAS) des Videosignal¬ wiedergabegerätes (3) mit beigemischtem Datensignal übertragen wird.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß
a) eine Fensterschaltung (40) vorgesehen ist, in der aus dem fortlaufenden Zeilensignal (CY) und dem fortlaufenden Spalten.- signal (CX) des Monitors durch logische Verknüpfung mehrere Fenstersignale (Fl ... F4) erzeugbar sind. b) ein Schwellwertverstärker (41) vorgesehen ist, in dem das Videosignal (FBAS) je nach Amplitude in digitale Null- und Eins¬ werte umformbar ist,
c) der Ausgang des Schwellwertverstärkers je einen Eingang von mehreren Und-Gattern (42.1-4) zuführbar ist, deren anderen Eingängen die Fenstersignale (F1-F4) zuführbar sind und
d) mehrere Glättungseinrichtungen (38.1-4) mit nachgeschalteten Schmitt-Triggern (39.1-4) vorgesehen sind, in denen die Aus¬ gänge der Und-Gatter in die digitalen Pulsfolgen (P1-P4) um¬ formbar sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c n e t , daß eine Vorrichtung (17) zur Geräuschaddi¬ tion vorgesehen ist, in der die Umweltgeräusche aus einem Phono¬ ausgang (P2) des Videosignalwiedergabegerätes (3) zum Ausgang des Geräuschgenerators (12) zur Erzeugung des Motorgeräusches addier¬ bar sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß
a) als Realbildwiedergabegerät (3) ein solches mit steuerbarer Abspielgeschwindigkeit verwendet wird und daß
b) das Signal der im Computer (9) berechneten Fahrgeschwindig¬ keit über einen Ausgangstreiber (29) ausgebbar und über ein Verbindungskabel (30) dem Realbildwiedergabegerät (3) zur Steuerung seiner Abspielgeschwindigkeit zuführbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c n e t , daß ein Schalter oder Taster (45) vorgesehen ist, der dem Pause-Schalter oder -Taster des Videosignalwieder¬ gabegerätes (3) parallelgeschaltet ist und der vom Computer (9) dann aktiviert wird, wenn die über das Kabel (11) übertragene Date für die Geschwindigkeit des Aufnahmefahrzeugs größer als Null, die aus der Stellung der Bedienungseiemeπte (44) des Ausbildungsgerätes vom Computer (9) berechnete Geschwindigkeit aber gleich Null ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß Schalter oder Taster vorgesehen sind, die den Schaltern oder Tastern des Videosignalwiedergabe¬ gerätes (3) für Wiedergabe, schneller Rücklauf und Stop parallel¬ geschaltet sind und die vom Computer (10) am Ende der Fahrt und zur Wiederholung von Bildfolgen nach Fahrfehlern aktiviert werden.
22. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß
a) im Computer (9) ein Fliehkraftsignal aus dem Geschwindigkeits¬ signal und dem Lenkradwinkel berechnet wird,
b) bei überschreiten einer gewissen Fliehkraftgrenze das Identi- fikationsbild gemäß einem Driftvorgang zur Kurvenaußenseite gesteuert und ein Fehlersignal ausgelöst wird und daß
c) nach Auslösen eines Fehlersignals das Geschwindigkeitssignal vermindert wird.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) eine Divisionseinrichtung (63) vorgesehen ist, mit der das Sig¬ nal der Vorgabegeschwindigkeit (v vorαaι,e) der Original-Kamera¬ fahrt durch das Signal der vom Benutzer individuell gefahrenen Geschwindigkeit (V. t) dividierbar ist, daß
b) ein Taktgeber (64) vorgesehen ist, dessen Taktperiode von dem so berechneten Quotienten abhängig ist und daß c) eine Zahl von Pseudo-Zeiteinheiten durch den Taktgeber fort¬ laufend erhöht wird und auf dem Bildschirm anzeigbar ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß der Videosignalgenerator (5) aus mehreren Teilgeneratoren (5a, 5b, 5c,...) besteht, von denen jeder ein Videosignal (Va, Vb, Vc,...) für das Bild eines Gegenstandes oder einer Gruppe mehrerer Gegenstände gleicher Raumtiefen-Priorität und ein Gegenstandssignal (Ga, Gb, Gc,...) für deren Gesamtfläche erzeugt, daß eine Vorrichtung (18) zur Videosignalunterdrückung vorgesehen ist, daß eine Prioritätenlogik-Schaltung (21) vorge¬ sehen ist, durch die die Flächen der durch Vordergrundbilder ver¬ deckten, hinteren Gegenstände schwarz steuerbar sind und die vom Computer (9) ansteuerbar ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Vorrichtung (18) zur Videosignalunter¬ drückung Open-Collector-Gatter (19al, 19a2, ..., 19bl, 19b2, ...) enthält, deren einem Eingang die Farbnummern-Busleitungen (FNa, FNb, ...) der einzelnen Videosignalgeneratoren (5a, 5b, ...), deren anderem Eingang Sperrsignale (Sa, Sb, ...) von der Priori¬ tätenlogik-Schaltung (21) zuführbar sind und deren Ausgänge über eine gemeinsame Farbnummern-Busleitung (FN) einem Farbpaletten- Baustein (20) zuführbar sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Prioritätenlogik-Schaltung (21) eine Prioritäten-Busleitung (P) enthält, die aus einzelnen Leitungen für Sperrsignale (Sa, Sb, ...) mit Pull-Up-Widerständen (Ra, Rb, ... besteht, die der Vorrichtung (18) zur VideosignalUnterdrückung zuführbar sind, daß sie Open-Collector-Und-Gatter (22aa, 22ab, ... 22ba, 22bb, ...) enthält, deren einem Eingang die Gegenstands- Signale (Ga, Gb, ...) von den Videosignalgeneratoren (5a, 5b, ...), deren anderem Eingang die Prioritätensteuersignale (Paa, Pab, ... Pba, Pbb, ...) vom Computer (9) und deren Ausgänge der Prioritäten- Busleitung (P) zuführbar sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Prioritätenlogik-Schaltung (21) eine Gegenstands-Busleitung (G) enthält, die aus einzelnen Leitungen für Gegenstandssignale (Ga, Gb, ...) besteht, die von den Video¬ signalgeneratoren (5a, 5b, ...) zuführbar sind, daß sie Und-Gatter (23aa, 23ab, ..., 23ba, 23bb, ...) enthält, deren einem Eingang die Gegenstandssignale (Ga, Gb,...), deren anderem Eingang Priori¬ tätensteuersignale (Paa, Pab, ..., Pba, Pbb, ...) vom Computer (9) zuführbar sind und daß sie Oder-Gatter (24a, 24b, ...) enthalten, deren Eingängen die Ausgänge der Und-Gatter (23) und deren Aus¬ gänge als Sperrsignale (Sa, Sb, ...) der Vorrichtung 18 zur Vi¬ deosignalunterdrückung zuführbar sind.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein WahlSchalter für das Ge¬ schwindigkeitsverhalten des Identifikationsbildes vorgesehen ist, mit dem die Computer-Software derart beeinflußbar ist, daß vom Computer (9) in der einen Schalterstellung die Geschwindigkeit jederzeit vorbildgetreu in Abhängigkeit von den Bedienungselemen¬ ten berechnet und angezeigt wird und in der anderen Schalterstel¬ lung gemäß der Vorgabegeschwindigkeit der Original-Kamerafahrt an¬ gezeigt wird und Fehler ausgegeben werden, wenn der Fahrer es ver¬ säumt, im richtigen Augenblick zu beschleunigen oder zu verzögern.
29. Verfahren und Vorrichtung zur Nachbildung von Vorwärtsbewegungen durch Mischbilder, wobei zur Wiedergabe von Realbildaufnahmen die Attrappe (1) eines Führerstandes eines Fahrzeugs oder ein Trai¬ ningsgerät, ein Videobildschirm (2), ein Videosignalwiedergabe¬ gerät (3) und ein Computer (9) verwendet werden, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß a) die darzustellende Umgebung mit einem Fahrzeug, einem Schlit¬ ten oder einem Boot abgefahren und einer darauf derart befestig¬ ten Videokamera (62) aufgenommen wird, daß die Position der Kamera mit der des Auges eines Fahrers in dem nachzubildenden Fahrzeug oder eines Sportlers der nachzubildenden Sportart übereinstimmt und daß
b) für die Nachbildung bedeutungsvolle Daten wie die Geschwin¬ digkeit, die Richtung der Kamera, das Kurvenprofil und das Steigungsprofil der Strecke, die Position und die Breite eines fremden Objektes und die Farbe einer Ampel auf das Video¬ band oder einen anderen Speicher aufgenommen werden.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß
a) ein Drehstativ (47) vorgesehen ist, welches am Aufnahmefahr- zeug außerhalb der Fahrerkabine befestigt ist und daß
b) ein Elektrogetriebemotor (48) vorgesehen ist, mit dem das Dreh¬ stativ schwenkbar ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß
a) ein Winkel-Sollwert-Geber (49) vorgesehen ist, daß
b) eine Meßeinrichtung (50) für den Schwenkwinkel (W. t) des Drehstativs vorgesehen ist und daß
c) ein Regler (51) vorgesehen ist, dem der Winkel-Sollwert
(W ,,) und der Winkel-Istwert (W. .) zuführbar sind und der zur Ausregelung von Abweichungen auf den Elektrogetriebemo¬ tor (48) einwirkt.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e , daß
a) eine Lenkradwinkel-Meßeinrichtung (52) vorgesehen ist und daß
b) der Lenkradwinkel-Istwert (a,-st) nacn Bewertung über eine Be¬ wertungseinrichtung (53) dem Regler (51) als Schwenkwinkel- Soll ert (W ,,) zuführbar ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß eine Additionseinrichtung (54) vorgesehen ist, in der ein Hand-Sollwert (W ,. Hand) zum lenkradwinkelab- hängigen Sollwert (W -.-.a) addierbar ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß im Aufnahmefahrzeug
a) eine Lenkradwinkel-Maßeinrichtung (52) und/oder eine Schwenk¬ winkel-Meßeinrichtung (50) vorgesehen sind, in denen die Winkel in Form von Pulsfolgen (Pl bis P4) abgebbar sind, daß
b) eine Geschwindigkeits-Meßeinrichtung (56) vorgesehen ist, in der die Geschwindigkeit des Aufnahmefahrzeugs in Form einer Pulsfolge (P5) abgebbar ist, daß
c) Parallel-/Serienwandler (57) vorgesehen sind, von denen Infor¬ mationen (I) über das Steigungsprofil der Straße, die Position und die Breite eines fremden Fahrzeugs, die Position eines Hindernisses, die Farbe einer Ampel, die Stellungen der Bedie- nungsele ente und/oder andere fahrtspezifische Daten, die auch über eine Tastatur (55) von Hand vorgebbar sein können, wie zum Beispiel die Aufforderungen zum Abbiegen, Anhalten, Anfahren . und überholen, in Form einer Pulsfolge (P6) abgebbar sind und daß d) ein Umsetzer (58) vorgesehen ist, in denen diese Pulsfolgen in Audio- oder Videosignale umsetzbar sind, welche auf dem Video¬ band oder einem synchron mitlaufenden Tonband gespeichert wer¬ den können.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, daß
a) mehrere Sinusgeneratoren (59.1-6) vorgesehen sind, von denen jeder durch Pulse der in Anspruch 5 beschriebenen Pulsfolgen einschaltbar ist, daß
b) eine Additionseinrichtung (60) vorgesehen ist, in der alle eingeschalteten Sinusschwingungen addierbar sind und daß
c) der Ausgang (TS) der Additionseinrichtung (60) dem Mikrofon¬ eingang der Videokamera oder eines synchron parallellaufenden Tonaufnahmegerätes zuführbar sind.
36. Vorrichtung nach Anspruch 34, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß mehrere Lampen (61.1-6) vorgesehen sind, die im Aufnahmebereich der Videokamera angeordnet sind und von denen jede durch Pulse der in Anspruch 34 beschriebenen Pulsfolgen einschaltbar ist.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) die Attrappe eines Führerstandes oder ein echter Führerstand eines Personenkraftwagens verwendet wird,
b) Realbilder aus dem Straßenverkehr, die der Ausbildung eines Pkw-Fahrers dienen, verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Pkw's oder seines Vorderteils mit Fensterrahmen, Rückspiegel und Scheibenwischern aus der Sicht des Fahrers erzeugt wird und d) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Ausbildung eines Pkw-Fahrers erstellt wird.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) die Attrappe eines Führerstandes oder ein echter Führerstand eines Lastkraftwagens verwendet wird,
b) Realbilder aus dem Straßenverkehr, die der Ausbildung eines Lkw-Fahrers dienen, verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Lkw's, mit oder ohne Anhänger oder seines Fensterrahmens aus der Sicht des Fahrers erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Ausbildung eines Lkw- Fahrers erstellt wird.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) die Attrappe eines Führerstandes oder ein echter Führerstand eines Autobusses verwendet wird,
b) Realbilder aus dem Straßenverkehr, die der Ausbildung eines Busfahrers dienen, verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Autobusses oder seines Fensterrahmens aus der Sicht des Fahrers erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Ausbildung eines Busfahrers erstellt wird.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß a) die Attrappe eines Führerstandes oder ein echter Führerstand eines Motorrades verwendet wird,
b) Realbilder aus dem Straßenverkehr, die der Ausbildung eines Mo¬ torradfahrers dienen, verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Motorrades mit Fahrer, nicht nur in verschiedenen Betrachtungsabständen und Schrägansichten, sondern auch in verschiedenen Neigungswinkeln gemäß der Fliehkraft oder des Lenkers aus der Sicht des Fahrers erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Ausbildung eines Mo¬ torradfahrers erstellt wird.
41. Verfahren nach ei nem der Ansprüche 1 bi s 36 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) die Attrappe eines Führerstandes oder ein echter Führerstand eines Gabelstaplers verwendet wird,
b) Realbilder aus einer Lagerhalle oder einer anderen industriel¬ len Umgebung, in der Güter zu transportieren sind und die der Ausbildung eines Gabelstaplerfahrers dienen, verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Gabelstaplers oder seines Vorderteils aus der Sicht des Fahrers mit Hubmast in verschiedenen Neigungswinkeln erzeugt wird,
d) im Videosignalgenerator (5) weiterhin das Bild einer Last wie zum Beispiel einer Palette nicht nur in verschiedenen Betrach¬ tungsabständen und Schrägansichten, sondern in allen Freiheits¬ graden erzeugt wird und
e) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Ausbildung eines Gabel¬ staplerfahrers erstellt wird.
42. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) die Attrappe eines Führerstandes oder ein echter Führerstand eines Elektrokarrens verwendet wird,
b) Realbilder aus einer Lagerhalle oder einer anderen industriel¬ len Umgebung, in der Güter zu transportieren sind und die der Ausbildung eines Elektrokarrenfahrers dienen, verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Elektrokarrens oder seines Fensterrahmens aus der Sicht des Fahrers erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Ausbildung eines Elektrokarrenfahrers erstellt wierd.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) die Attrappe eines Führerstandes oder ein echter Führerstand eines Geländefahrzeugs wie zum Beispiel eines Jeeps oder eines Kettenfahrzeugs verwendet wird,
b) Realbilder eines Geländes, die der Ausbildung eines Gelände¬ fahrzeugfahrers oder eines Kettenfahrzeugsfahrers dienen, verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Gelände- oder Ket¬ tenfahrzeugs oder ihres Vorderteils aus der Sicht des Fahrers erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Ausbildung eines Gel ndefahrzeugfahrers oder eines Kettenfahrzeugsfahrers er¬ stellt wird.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c g e k e n z e i c h n e t , daß
a) die Attrappe eines Führerstandes oder ein echter Führerstand einer Baumaschine, wie zum Beispiel eines Baggers oder einer Planierrampe, verwendet wird,
b) Realbilder von einem Baugrundstück, die der Ausbildung eines Baumaschinenfahrers dienen, verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild einer Baumaschine er¬ zeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Ausbildung eines Baumaschinenfahrers erstellt wird.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) die Attrappe eines Cockpits oder ein echtes Cockpit eines Renn¬ wagens verwendet wird,
b) Realbilder einer Rennstrecke verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Rennwagens oder eines Rennwagenvorderteils mit Bildrahmen aus der Sicht des Fahrers oder mehrerer Rennwagen erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Fahrphysik eines Rennwagens und dem typischen Fahrstil von Wettkampf-Gegnern er¬ stellt wird.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß a) ein Fahrrad-Trainingsgerät verwendet wird,
b) Realbilder von einer Straße verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Radfahrers oder mehrerer Radfahrer in verschiedenen Schräglagen und mit ver¬ schiedenen PedalStellungen erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe eines optimalen Fahrrad¬ trainings und/oder unter dem Gesichtspunkt der Leistungsmoti¬ vation durch entsprechende Ansteuerung von Wettkampfgegπer- Bildern erstellt wird.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) ein Ruder- oder Paddel-Trainingsgerät verwendet wird,
b) Realbilder eines Flußlaufs oder eines Sees verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines oder mehrerer Ruderboote mit verschiedenen Riemenstellungen, von vorne ge¬ sehen, oder das Bild eines oder mehrerer Paddelboote mit verschiedenen PaddelStellungen, von hinten gesehen, erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe eines optimalen Ruder¬ oder Paddeltrainings und/oder unter dem Gesichtspunkt der Leistungsmotivation durch entsprechende Ansteuerung von Wett¬ kampfgegner-Bildern erstellt wird.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß a) ein Skilanglauf-Trainingsgerät verwendet wird,
b) Realbilder einer Langlauf-Loipe verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Skilangläufers oder mehrerer Skilangl ufer in verschiedenen Bewegungsphasen der Arme und Beine erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe eines optimalen Skilang¬ lauftrainings und/oder unter dem Gesichtspunkt der Leistungs¬ motivation durch entsprechende Ansteuerung von Wettkampfgegner- Bildern erstellt wird.
49. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) ein Kraul-Trainingsgerät verwendet wird,
b) Realbilder einer Unterwasserlandschaft verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines Unter-Wasser- Schwimmers erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe eines optimalen Schwimm¬ trainings erstellt wird.
50. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) ein Laufband verwendet wird,
b) Realbilder einer Landschaft mit Laufpfad verwendet werden, c) im Videosigπalgenerator (5) das Bild eines Läufers oder mehrerer Läufer in verschiedenen Bewegungsphasen erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe eines optimalen Lauf¬ trainings und/oder unter dem Gesichtspunkt der Leistungsmoti¬ vation durch entsprechende Ansteuerung von Wettkampfgegner- Bildern erstellt wird.
51. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) ein Trainingsgerät zum Treppensteigen verwendet wird,
b) Realbilder einer bergigen Landschaft mit ansteigendem Pfad verwendet werden,
c) im Videosignalgenerator (5) das Bild eines oder mehrerer Treppensteiger oder Kletterer in verschiedenen Bewegungs¬ phasen erzeugt wird und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe eines optimalen Steige¬ trainings und/oder unter dem Gesichtspunkt der Leistungsmoti¬ vation durch entsprechende Ansteuerung von Wettkampfgegner- bildern erstellt wird.
52. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
a) der Führerstand eines Schienenfahrzeugs wie einer Lokomotive oder einer Straßenbahn verwendet wird,
b) Realbilder einer Gleisstrecke verwendet werden, c) im Videosignalgenerator (5) Bilder von Signalen und Hinder¬ nissen erzeugt werden und
d) im Computer (9) Software nach Maßgabe der Ausbildung eines Lokomotiv- oder Straßenbahnführers erstellt wird.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992002917A1 (en) * 1990-08-01 1992-02-20 Atari Games Corporation Driver training system
US5354202A (en) * 1990-08-01 1994-10-11 Atari Games Corporation System and method for driver training with multiple driver competition
EP0680029A1 (de) * 1994-04-25 1995-11-02 FOKKER SPACE & SYSTEMS B.V. System zur Simulation des Umfeldes eines Beobachters, der sich durch dieses Umfeld auf einem bestimmten Fahrweg bewegen kann
EP0696022A1 (de) * 1993-04-20 1996-02-07 Kabushiki Kaisha Ace Denken Fahrsimulationssystem
FR2728995A1 (fr) * 1994-12-29 1996-07-05 Renault Procede et dispositif de projection d'images dans un simulateur de conduite
EP0831444A1 (de) * 1996-09-16 1998-03-25 Oerlikon Contraves AG Verfahren und Anlage zur Erfassung des Verhaltens eines Fahrschülers
EP0923967A1 (de) * 1997-12-17 1999-06-23 Konami Co., Ltd. Videospielgerät, prädiktives Spielanzeigeverfahren für Videospiel, und rechnerlesbares Aufzeichnungsmedium mit gespeichertem prädiktivem Spielanzeigeverfahren

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2128842A (en) * 1982-08-06 1984-05-02 Univ London Method of presenting visual information
EP0145598A2 (de) * 1983-12-15 1985-06-19 GIRAVIONS DORAND, Société dite: Verfahren und Vorrichtung zur Schulung zum Führen von mobilen Maschinen
DE3612383A1 (de) * 1986-04-12 1987-10-15 Foerst Reiner Vorrichtung zur simulation einer motorradfahrt
US4716458A (en) * 1987-03-06 1987-12-29 Heitzman Edward F Driver-vehicle behavior display apparatus
FR2607613A1 (fr) * 1986-12-01 1988-06-03 Mercuriel Sarl Procede et dispositif d'asservissement des moyens de visualisation d'un simulateur de conduite d'engins mobiles
EP0272959A1 (de) * 1986-11-24 1988-06-29 GIRAVIONS DORAND, Société dite: Verfahren zur Wiedergabe einer aufgenommenen bewegenden Szene, insbesondere auf Videodisk, und seine Verwendung als Fahrsimulator
WO1988006776A1 (en) * 1987-02-26 1988-09-07 Reiner Foerst Sports simulator
US4827438A (en) * 1987-03-30 1989-05-02 Halliburton Company Method and apparatus related to simulating train responses to actual train operating data
US4846686A (en) * 1987-02-02 1989-07-11 Doron Precision Systems, Inc. Motor vehicle simulator with multiple images
DE3816543A1 (de) * 1988-05-14 1989-11-23 Foerst Reiner Gabelstapler-simulator
DE9000851U1 (de) * 1990-01-26 1990-04-19 Foerst, Reiner, Dr.-Ing., 5270 Gummersbach Ausbildungsgerät für das Führen eines motorgetriebenen Fahrzeugs

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2128842A (en) * 1982-08-06 1984-05-02 Univ London Method of presenting visual information
EP0145598A2 (de) * 1983-12-15 1985-06-19 GIRAVIONS DORAND, Société dite: Verfahren und Vorrichtung zur Schulung zum Führen von mobilen Maschinen
DE3612383A1 (de) * 1986-04-12 1987-10-15 Foerst Reiner Vorrichtung zur simulation einer motorradfahrt
EP0272959A1 (de) * 1986-11-24 1988-06-29 GIRAVIONS DORAND, Société dite: Verfahren zur Wiedergabe einer aufgenommenen bewegenden Szene, insbesondere auf Videodisk, und seine Verwendung als Fahrsimulator
FR2607613A1 (fr) * 1986-12-01 1988-06-03 Mercuriel Sarl Procede et dispositif d'asservissement des moyens de visualisation d'un simulateur de conduite d'engins mobiles
US4846686A (en) * 1987-02-02 1989-07-11 Doron Precision Systems, Inc. Motor vehicle simulator with multiple images
WO1988006776A1 (en) * 1987-02-26 1988-09-07 Reiner Foerst Sports simulator
US4716458A (en) * 1987-03-06 1987-12-29 Heitzman Edward F Driver-vehicle behavior display apparatus
US4827438A (en) * 1987-03-30 1989-05-02 Halliburton Company Method and apparatus related to simulating train responses to actual train operating data
DE3816543A1 (de) * 1988-05-14 1989-11-23 Foerst Reiner Gabelstapler-simulator
DE9000851U1 (de) * 1990-01-26 1990-04-19 Foerst, Reiner, Dr.-Ing., 5270 Gummersbach Ausbildungsgerät für das Führen eines motorgetriebenen Fahrzeugs

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992002917A1 (en) * 1990-08-01 1992-02-20 Atari Games Corporation Driver training system
US5354202A (en) * 1990-08-01 1994-10-11 Atari Games Corporation System and method for driver training with multiple driver competition
US5577913A (en) * 1990-08-01 1996-11-26 Atari Games Corporation System and method for driver training with multiple driver competition
EP0696022A1 (de) * 1993-04-20 1996-02-07 Kabushiki Kaisha Ace Denken Fahrsimulationssystem
EP0696022A4 (de) * 1993-04-20 1997-02-05 Ace Denken Kk Fahrsimulationssystem
US5707237A (en) * 1993-04-20 1998-01-13 Kabushiki Kaisha Ace Denken Driving simulation system
EP0680029A1 (de) * 1994-04-25 1995-11-02 FOKKER SPACE & SYSTEMS B.V. System zur Simulation des Umfeldes eines Beobachters, der sich durch dieses Umfeld auf einem bestimmten Fahrweg bewegen kann
NL9400661A (nl) * 1994-04-25 1995-12-01 Fokker Space & Systems Bv Stelsel voor het simuleren van een omgeving voor een waarnemer die zich volgens een bepaald traject door die omgeving kan verplaatsen.
FR2728995A1 (fr) * 1994-12-29 1996-07-05 Renault Procede et dispositif de projection d'images dans un simulateur de conduite
EP0831444A1 (de) * 1996-09-16 1998-03-25 Oerlikon Contraves AG Verfahren und Anlage zur Erfassung des Verhaltens eines Fahrschülers
EP0923967A1 (de) * 1997-12-17 1999-06-23 Konami Co., Ltd. Videospielgerät, prädiktives Spielanzeigeverfahren für Videospiel, und rechnerlesbares Aufzeichnungsmedium mit gespeichertem prädiktivem Spielanzeigeverfahren
US6066046A (en) * 1997-12-17 2000-05-23 Konami Co., Ltd. Video game apparatus, prediction guide displaying method in video game, and computer readable recording medium recording therein a prediction guide display program

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