Тренажер транспортного средства

 

ТРЕНАЖЕР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий -рабочее место обучаемого с органами управления, датчики положения которых соединены с входом вычислительного блока, макет местности и .модели транспортных средств с приводами их линейного перемещения,установленные на динамических стендах передающие телекамеры переднего и заднего вида, проектор и экран, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обучения путем приближения к реальным условиям, модели транспортных средств установлены с возможностью их поворота, проектор выполнен стереоскопически.м, а тренажер снабжен установленной на динамическом стенде передающей телевизионной стереосистемой, содержащей трансфокаторы с приводом их перемеп1ения, нмитатором зеркала заднего вида и блоком рирпроекции, одр1Н из входов которого соединен с передающей телевизионной стереосистемой , второй и третий - с передающи ми телекамерами переднего и заднего вида соответственно, один из выходов - со стереопроектором , другой - с имитатором зеркала заднего вида, при этом входы всех g приводов подключены к выходу вычисли (Л тельного блока. о СП 4 ОС ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(g G 09 В 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3335848/18-11 (22) 14.09.81 (46) ° 15.11.83. Бюл. № 42 (72) П. П. Белов, А. E. Чебышев, Э. В. Рябов и В. П. Сальницкий (71) Государственный научно-исследовательский институт автомобильного транспорта (53) 681.2.071 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 636660, кл. G 09 В 9/04, 1976. (54) (57) ТРЕНАЖЕР ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА, содержащий рабочее место обучаемого с органами управления, датчики положения которых соединены с входом вычислительного блока, макет местности н модели транспортных средств с приводами их линейного перемещения, установленные на динамических стендах передаюгцие телекамеры переднего и заднего

„„SU„„1054829 А вида, проектор и экран, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обучения путем приближения к реальным условиям, модели транспорт lhlx средств установлены с возможностью их поворота, проектор выполнен стереоскопическим, а тренажер снабжен установленной на динамическом стенде передающей телевизионной стереосистемой, содержащей трансфокаторы с приводом их перемещения, имитатором зеркала заднего вида и блоком рирпроекции, один из входов которого соединен с передающей телевизионной стереосистемой, второй и третий — с передающи ми телекамерами переднего и заднего вида соответственно, один из выходов — со сто реопроектором, другой — с имитатором зеркала заднего вида, при этом входы всех приводов подключены к выходу вычислительного блока.

54829

1О !

ЗС

25.10

55 0

Изобретение относится к техническим средствам обучения водителей транспортных средств и может быть использовано в учебных комбинатах.

Известен тренажер транспортного средства, содержащий рабочее место обучаемого с органами управления, датчики положения которых соединены с входом вычислительного блока, макет местности и модели транспортных средств с приводами их линейного перемещения, установленные на динамических стендах телекамеры переднего и заднего вида, проектор и экран !! ).

К недостаткам известного устройства относится отсутствие на экране дорожного фона, на котором происходит взаимодействие учеников дорожного движения, что ухудшает наглядность имитируемых дорожных ситуаций и снижает эффективность обучения.

Целью изобретения является повышение эффективности обучения путем приближения к реальным условиям.

Для достижения поставленной цели в тренажере, содержащем рабочее место обучаемого с органами управления, датчики положения которых соединены с входом вычислительного блока, макет местности и модели тр11нспортнь1х средств с приводами их линейного перемещения, установленные

1:а динамических стендах передающие телекамеры переднего н заднего вида, проектор и экран, модели транспортных средств установлены с возможностью их поворота, Ilpoсктор выполнен стереоскопическим, а тренажер снабя<ен установленной на динами Icik<îì стенде 11средающей телевизионной стереосистемой, содержащей трансформаторы с приводом их перемещения, имитатором зеркала заднего вида и блоком рирпроек1ц1и, один из входов которого соеди нс11 с передающей телевизионной стереосистe ìîé,k1Tîpo,1 и третий — с передак1шимп телекамерами переднего и заднего вида сс1ответственно, а один их выходов— со < тс реопроектором, другой — с имитаторо : зорка lа залнс го вила, при этом

ВХОЛЬ1 HC! II P11 110k<111 11ОЛКЛ 10ЧС11Ы К ВЫ ХО;\У выч11сл1ггсл1 ного áëока.

На чертеже представлена блок-схема тренажера транспортного средства.

Тренажер содержит рабочее место 1 обучаемого с органами управления 2, датчики положения которых соединены с входом вычислительного смока 3, и;льт и11структора 4, экран 5, работающий на просвет, имитатор 6 зеркала заднего вида, выполненный на телеприемнике, соединенный с одним из выходов блока 7 рирпроекции. другой выход которого подключен к стереопроектору 8. Входы блока 7 рирпроекции подключены к передающим телекамерам переднего 9 и заднего 10 вида, каждая из которых установлена на динамическом стенде 11 и 12, обеспечивающих им три вращагельные и одну поступательную (поперечную! степени свободы с помощью приводов

13 и 14. Макет 15 местности с дорожным полотном выполнен на «бесконечной» ленте с барабанным приводом 16, обеспечивающим изображенные перемещения дорожного полотна в поле зрения обучаемого.Тренажер содержит также передающую стереосистему 7, оснащенную трансформатором

18 с пятикратным увеличением,с приводом

19 их переме1цения. Вся система установлена на платформе динамического стенда 20, обеспечивающего три вращательные и одну поступательную (поперечную) степени свободы при помощи привода 21. Объемные модели 22 транспортных средств установлены на динамических стендах 23, оснащенных приводом 24 и механизмом поворота

25, связанным с пультом инструктора 4.

С помощью вычислительного блока 3 решаются системы дифференцйальных уравнений, описывающих относительное движение «автомобиля обучаемого». транспортного средства и дорожного полотна. Кроме того, с его помощью (через пульт инструктора 4) задается программа тренировочного занятия. Команды с вычислительного блока 3 подаются на входы приводов 16.

13,14,21, 24 и 19. Характеристики динамических стендов !1, 12, 20 и 23 обеспечивают динамическое соответствие имитируемой картины дорожной обстановки маневрам обучаемого. Динамические стенды 11 и 12 обеспечивают угловые перемещения в диапазонах - 60, а стенд 23 (вокруг вертикальной оси) + 180 . Поперечное перемесценпе стендов 11, 12 и 20 обеспечивается в диапазоне от- 500 мм. Стереосистема !7 представляет собой две малос.абаритные чернобелые передающие телекамеры, обеспечивающие получение видеосигналов, соответствующих «левому» и «правому» изображению модели 22 транспортного средства. Эти камеры расположень1 H горнзон тальной плоскости пол прямым тлом дранг к другу. Между ними под углом 45= и оптическим осям объективов установлено полупрозрачное зеркало, служащее лля 1голучения микростереоскоппческой базы.

Стереопроектор 8. Ilp!1 1наз11ачснный лля наблюдения стереоскопи<1сскс1го черно-с.слого изображения объекта 11а цвст:. ом ц1онс. представляет собой экран свстоклапанной телевизионной системы. 11абл1олегп1е В! ëåTся через поляроидные очки, оси поляризации в очках ориентированы таким образом, чтобы обеспечивалось разделение лс вого и правого изображений. Блок электронной рирпроекции 8 содержит два канала «левого» .и «правого» изображения. В, каждом из каналов рирпроекции производится выцеление силуэтного сигнала, прелставляюсцего последовательность прямоугольных импульсов с достаточно крупными фронтами, следующих со строчной ча< .с той н располагающихся на прямом ходу строк. А 111литуда этих импу.пьсов постоянна, а л.111тельность соотве1стю е г протяжс н11ости

1054829

55 изображения объекта по горизонтали на данной строке. Силуэтный сигнал управляет электронным коммутатором, через который видеосигналы, соответствующие изображениям фона и объекта, поступают на оконечные видеоусилители и далее на катоды кинескопов. В каждом из «Эйдофоров» имеется по три электронных коммутатора, каждый из которых коммутирует соответствующий цветовой сигнал с цветной камеры и видеосигнал левого. (правого) изображений. Схема рирпроекции обеспечивает совмещение двух изображений на экране, причем одно из них (изображение объекта) объемное, черно-белое, другое (изображение фона) — плоское, удаленное, цветное. Для нормальной работы схемы электронной рирпроекции требуется, чтобы наблюдаемый объект существенно отличался по яркости от внешнего фона, на котором он располагается.

Изменение взаимного положения дорожного полотна, движу>цихся т ранспортных средств с «автомобилем» обучаемого достигается за счет соответствующих угловых и линейных перемещений телекамер 9,10 и 17 и модели 22 с помощью трансфокаторов 18 и соответствующих динамических стендов, привода которых управляются сигналами с вычислительного блока 3.

Тренажер транспортного средства раоотает следующим образом.

Обучаемый помещается на рабочем месте 1 с органами управления 2 и наблюдает на экране 5 за изменением дорожной обстановки, программа которой задается инструктором с пульта 4. При манипуляциях органами управления 2, укрепленные на них датчики вырабатывают соответствую1цие электрические сигналы, которые поступают на вычислительный блок 3, где преобразуются в управляющие сигналы следящих электроприводов динамических стендов, трансфокаторов и барабана. При этом на экране 5 с помощью телевизионных устройств имитируется движение объемного черно-белого изображения одной из моделей

22 на цветном плоском фоне местности 15.

В зависимости от программы занятий обучаемый начинает маневрировать в соответствии с заданным поведением транспортного средства, выполняя задачи «движение за лидером», «разъезд со встречным транспортным средством», «обгон», «проезд перекрестка». При этом изменение относительного расстояния между участниками дорожной обстановки имитируется с помощью изменения угловых размеров изображения моделей на экране, которое обеспечивается изменением фокусного расстояния трансфокаторов 18 с помощью привода 19, при одновременном электронном разведении (либо сведении) телевизионных изображений моделей, поступающих с малогабаритных телекамер стереосистемы 17. Изменение положения автомобиля, «управляемого»

1О

20 с5

45 обучаемым относительно дорожного полотна имитируется соответствующим смещением на экране 5 изображения дороги (за счет поворота телекамеры 9), а измеllclll!L положения моделей поворотом дини и ичсского стенда 20, на котором установлена стереосистема 17. Управление этими перемещениями осуществляется сигна l;I III с вычислительного блока 3, решающего систему диференциальных уравнений, описывак>ню н> относительное движение взаи мод« исти) >пшик объектов. Относительное иродог>>п>1> движение дороги, транспортного средства и «автомобиля» об) чаемсн о реализуется путем изменения линейной скорости движения ленты с макетом !5 местности. Изчснсние курса следования автомобиля обучаемого моделируется путем углового перс»>с1цения телекамеры 9 вокруг вертикальной оси стенда 11 и аналогичного перемещения стереосистемы 17 IIII стенде 20. 11зчснсllll(курса следования трансиортш>п> средств;I

1 осуществляемого либо по 33.1;II! Ilo!I программе либо непосредственно инстр) кторо)1 с пульта 4)воспроизводится путем угловог1> перемещения модели 22 вокруг вертикальной оси стенда 23. Изображение, иабл>одаемое обучаемым в ичитатор1 зеркала заднего вида, формируется на тслекачсрс 10 совер1ненно аналогичным ихтеч, лишь модель 22 поворачивается вокруг вертикальной оси стенда 23 на 180 . При этом обучаемый наблюдает «убегающую» дорогу и уменьшение углового размера транспортного средства (в функции расстояния между автомобилем обучаемого и транспортныч средством).

Одновременно соответствующее изменение изображения транспортного средства воспроизводится за счет поворота модели

22 вокруг горизонтальной оси стенда 23 (в функции продольного профи !Н :11 роги. по которой «движется» транспортнос средство). «Положение» автомобиля обуча iloLL) на дороге регулируется угловыч перемсIIL(нием стереосистемы 17 вокруг горизонтальной оси стенда 20 (в функции профиля дороги). Изменение поперечного профиля дороги на поворотах, а также имитация некоторых аварийных ситуаций (например, опрокидывание автомобиля обучаемого) моделируется путем углового перемещения телекамеры 9 вокруг продольной оси стенда 11 и стереосистемы 17 вокруг продольной оси стенда 20.

Поперечное «переме>пение» автомобиля обучаемого относительно дорожного полотна моделируется путем смещения «влсвовправо» наблюдаемой на экране 5 картины местности за счет поперечного перемещения телекамеры 9 с помощью стенда 11.

Поперечное смешение изображения транспортного средства относительно дорожного полотна воспроизводится путем смешения блока 17 стереодатчика в поперечном направлении с помощью стенда 20 в функции

)054829

Составите.1b „ 1. РL. »Hi.«

Техред И. Берег Корректор Л., 1зятко

Тираж 488 Г1однисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, ж — 35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор A. Гулько

Заказ 9108/54

5 расстояния между автомобилем обучаемого и транспортным средством при одновременном повороте модели 22 транспортного средства вокруг вертикальной оси с помощью стенда 20 в функции рассстояния между автомобилем обучаемого и транспортным средством при одновременном повороте модели 22 транспортного средства вокруг вертикальной.оси с помощью стенда 23. Продольный профиль дороги, наблюдаемый на экране 5, моделируется путем углового перемещения телекамеры 9 вокруг горизонтальной оси стенда 11; поперечный профиль имитируется поворотом телекамеры 9 вокруг курсовой оси стенда 1. При этом соответственно смещаются и изображения транспортных средств. Имитация обгона произ- 15 водится следующим образом. При «увеличении» обучаемым скорости движения на экране увеличивается (по соответствующему закону) изображение «лидера» за счет изменения фокусного расстояния трансфокаторов блока 18. Далее при имитации въезда в левый ряд телекамера 9, направленная на макет местности 15, перемешается вправо и синхронно с ней стереодатчик 17, направленный на модель 22 транспортного средства, начинает разворачиваться вокруг

6 вертикальной оси стенда 20. За счет этого изменяется ракурс изображения лидирующего транспортного средства. При «достижении» обучаемым положения. соответствующего ограничениям поля зрения лобового стекла, изображение «лидера» исчезает с экрана 5. Динамический стенд 23, приводимый приводом 24 продолжает свой разворот (до 180 ) и изображение транспортного средства (вид спереди) появляется на мониторе имитатора 6 зеркала заднего вида, которое синхронно смещается вправо, имитируя выезд обучаемого на полосу движения, а затем уменьшается (за счет изменения фокусного расстояния трансфокаторов 18) имитируя отставание бывшего «лидера». Действия «лидера» сопровождаются соответствующей сигнализацией, задаваемой с вычислительного блока 3 либо непосредственно инструктором с пульта 4.

Конструкция тренажера транспортного средства позволяет повысить эффективность при проведении профессиональной подготовки водителей за счет значительного улучшения имитируемой дорожной обста новки и возможности воспроизведения различных маневров в широком диапазоне начальных условий.