Устройство для имитации визуальной обстановки в тренажере транспортного средства

 

Изобретение относится к устройствам ДЛЯ воспроизведения изображения дорожной обстановки движения транспортного средства при подготовке операторов-водителей на тренажере. Цель изобретения - улучшение качества наблюдаемого изображения. Устройство содержит экран 1, выполненный в виде полусферы и установленный перед кабиной тренажера транспортного средства. Телевизионный проектор 2 связан через усилитель 3 видеосигналов с передающей телевизионной камерой 4,оптическая ось объектива которой ориентирована вертикально. Оператор имитирует приведение транспортсредства в движение, при . этом телевизионная камера 4 начинает перемещаться относительно макета 6 местности по траектории, выбранной обучаемым. Обеспечивается съем и передача динамически меняющихся изображений ландшафта, воспроизводимых проектором 2 адекватно имитируемой обстановке движения транспортного средства. Привод 7 поворачивает телевизионную камеру 4 с зеркалом 5 на требуемый угол вокруг вертикальной оси. Привод 25 по сигналу с датчика 8 осуществляет .поворот платформы 23 с проектором 2 и блоками 13 и 14 вокруг вертикальной оси, изменяя место основного и дополнительного изображений на экране 1 . 1 З.П.ф-ЛЫ, 3 ИЛ. i (Л to 00 4 Од - .f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 G 09 В 9 04

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3722987/18-11 (22) 04.04.84 (46) 15;03.86.Бюл.№ 10 (72) В.Е.Алексеев и Г.А.Трофимов (53) 671.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1010641, кл. С 09 В 9/04, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ ВИЗУАЛЬНОЙ ОБСТАНОВКИ В ТРЕНАЖЕРЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к устройствам для воспроизведения изображения дорожной обстановки движения транспортного средства при подготов ке операторов-водителей на тренажере.

Цель изобретения — улучшение качества наблюдаемого изображения. Устройство содержит экран 1, выполненный в виде полусферы и установленный перед кабиной тренажера транспортного средства. Телевизионный проектор 2 связан через усилитель 3 видеосигналов с передающей телеви„„SU,„, 1218416 А зионной камерой 4,оптическая ось объектива которой ориентирована вертикально. Оператор имитирует приведение транспортного средства в движение, при . этом телевизионная камера 4 начинает перемещаться относительно макета

6 местности по траектории, выбран" ной обучаемым. Обеспечивается. съем и передача динамически меняющихся изображений ландшафта, воспроизводимых проектором 2 адекватно имитируемой обстановке движения транспортного средства. Привод 7 поворачивает телевизионную камеру 4 с зеркалом 5 на требуемый угол вокруг вертикальной оси. Привод 25 по сигналу с датчика 8 осуществляет .поворот платформы 23 с проектором 2 и блоками 13 и 14 вокруг вертикальной оси, изменяя место основного и дополнительного изображений на экране 1. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.! 121

Изобретение относится к учебнотренировочной технике и предназначено для воспроизведения изображения дорожной обстановки движения транспортного средства при подготовке операторов-водителей на тренажере.

Целью изобретения является улучшение качества наблюдаемого изображения.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для имитации визуальной обстановки в тренажере транспортного средства; на фиг,2— функциональная схема блока коррекции изображения; на фиг,3 — пример, выполнения блока коррекции изображения.

Устройство для имитации визуальной обстановки в тренажере транспортного средства содержит экран 1, выполненный в виде полусферы и установленный перед кабиной тренажера транспортного средства, телевизионный проектор 2, связанный через усилитель 3 видеосигналов с передающей телевизионной камерой 4, оптическая ось объектива которой ориентирована вертикально. Зеркало 5 установлено на передающей телевизионной камере 4; При его помощи оптическая ось преломляется. под требуемым углом к макету 6 мест ности, обеспечивая требуемый ракурс съема изображения. Привод 7 поворота телевизионной камеры подключены к выходу датчика 8 угловых перемещений головы оператора вокруг вертикальной оси.

Привод 9 наклона зеркала предназначен для изменения угла съема изображений макета местности в вер-, тикальной плоскости и подключен к выходу датчика 10 угловых перемещений головы оператора в саггитальной плоскости. Приводы 7 и 9 выполнены, например, в виде сельсинприемников, а датчики 8 и 10 — в виде сельсин-датчиков. Датчики 8 и 10 связаны механически посредством гибких валов 11 с обручем 12, закрепленным на голове оператора.

Блоки 13 и 14 коррекции иэображения расположены в плоскости по обеим сторонам телевизионного проектора под углом к его оптической оси таким образом, чтобы границы изображений проецируемых или светотеневых потоков контактировали с границами основного изображения дорожной

8416 2

5

1О

f5

50 обстановки, воспроизводимого проек" тором 2 на экране 1. При этом входь блока 13 коррекции изображения под- ключены к выходам электронных ключей 15 и 16, а входы блока 14 коррекции иэображения — к выходам электронных ключей 17 и 18. Информационные входы электронных ключей

15-18 через масштабный усилитель 19, соединены с датчиком 20 скорости перемещения телевизионной камеры относительно макета б местности. Управляющие входы электронных ключей 15-18 подключены к соответствующим выходам дешифратора 21, вход которого соединен с датчиком 8 через преобразователь 22 аналог — код.

Телевизионный проектор 2 и блоки

13 и 14 коррекции иэображения установлены на платформе 23, выпал. енной с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и наклонов по тангажу относительно оптической оси проектора 2. Угловые перемещения платформы 23 обеспечиваются приводам 24 наклона платформы, подключенным к выходу датчика 10, и приводом 25 перемещения платформы вокруг вертикальной оси, соединенным с выходом датчика 8. Приводы

24 и 25 выполнены в виде сельсинприемников.

Блоки 13 и 14 коррекции изображения содержат направленный источник 26 света и электродвигатели 27 и 28, подключенные к выходам соответ ствующих электронных ключей, светонепроницаемые маски 29 и 30 с отверстиями по окружности, установленные на валах электродвигателей 27 и 28. Маски размещенные между направленными источниками 26 света и фокусирующей линзой 31 таким образом, что при вращении электродвигателей 27 и 28 отверстия маски 29 пересекают оптическую ось источника света и линзы в вертикальном направлении, а отверстия маски 30 — в " горизонтальном направлении. При этом обеспечивается имитация соответственно набегающих и пробегающих светотеневых изображений в периферических частях сектора обзора оператора.

Платформа 23 установлена при помощи подвеса 32 на поворотной раме

33, опирающейся на подшипник 34, Телевизионный проектор 2 и блоки 13, 14 коррекции изображения укреплены

45

3 1218 на плоскости платфорьи и закреплены защитным кожухом 35, Устройство работает следующим образом.

Перед началом тренировки оператор закрепляет на голове обруч 12, занимает место в кабине тренажера, размещенной перед экраном 1. Изображение участка местности макета 6 воспринимается посредством зеркала 5 10 телевизионной камерой 4, с которой в виде электрического сигнала поступает на вход усилителя 3 видеосигналов. После обработки и усиления сигнал передается на телевизионный проектор 2, при помощи которого .воспроизводится в виде изображения участка местности в требуемом масш:табе на экране 1;

Оператор имитирует приведение

20 транспортного средства в. движение, при этом телевизионная камера 4 начиначинает перемещаться относительно макета 6 местности по траектории, выбранной обучаемым, обеспечивая съем и передачу динамически меняющихся изображений ландшафта, воспроизводимых проектором 2 адекватно имитируемой обстановке движения транспортного средства, Сектор экрана 1, в котором воспроизводится изображение обстановки движения, ограничен растром луча телевизионного проектора 2 и не обеспечивает имитации визуального изображения в периферических частях сектора обзо" ра оператора. Отсутствие изображений в периферических частях сектора обзора компенсируется при помощи блоков 13 и 14, проецирующих потоки набегающих или пробегающих

40 светотеневых изображений на флангах основного изображения дорожной обстановки. Выбор вида светотеневых потоков для воспроизведения в периферических частях сектора обзора оператора осуществляется в зависи.мости от положения головы оператора, которое контролируется при по-мощи обруча 12. В исходном положении голова обучаемого сориентирована таким образом, что направление его взгляда совпадает с направлением движения транспортного средства. При этом на экране l основное изображение воспроизводится в.его центральной части и носит преимущественно набегающий характер, а сигнал на выходе датчика

416 4

8 равен нулю. Телевизионная камера

4 при нулевом сигнале на выходе привода 7 ориентирована строго в направлении движения имитатора транспортного средства. Нулевой сигнал на выходе преобразователя 22 аналог-код соответствует наличию управляющих сигналов на первом и третьем выходах дешифратора 21. Яри этом электронные ключи 15 и 17 оказываются открытыми и сигнал с выхода датчика 20 скорости перемещения телевизионной камеры после коррекции Масштабным усилителем )9 поступает на входы блоков 13 и 14 коррекции. Первые входы этих блоков соответствуют входам электродвигателей 28 с масками 30, вращение которых обеспечивает имитацию пробегающих изображений в периферических частях сектора обзора оператора. Дополнение основного изображения дорожной обстановки, имеющего набегающий характер, пробегающими светотеневыми потоками на его фланцах повьппает полноту воспроизведения общей обстановки движения транспортного средства..

Поворот головы оператора вокруг вертикальной оси на некоторый угол приводит к появлению на выходе датчика 8 сигнала, пропорционального, углу отклонения. Сигнал передается на входы привода 7 поворота телефизионной камеры 4 и преобразователя 22 аналог-код. Привод 7 поворачивает телевизионную камеру 4 с зеркалом 5 на требуемый угол вокруг вертикальной оси, изменяя угол съема изображения с макета 6 местности относительно направления движения телевизионной камеры. Одновременно привод 25 по сигналу с датчика 8 осуществляет поворот платформы 23 с проектором 2 и блоками .

13 и 14 вокруг вертикальной оси, изменяя место основного и дополнительного изображений на экране 1 таким образом, чтобы оно соответство. вапо положению головы и направлению взгляда оператора.

С приближением угла поворота голоо вы оператора к значению +90 относи тельно исходного положения характер основного изображения обстановки движения, воспроизводимого проектором 2, постепенно изменяется от набегающего к пробегающему, а перифери. ческих изображений на его фланги—

1218416

В

50 от пробегающих к набегающим. Указанные изменения реализуются дешифратором 21 по сигналам преобразова".. ния 22 аналог-код. При этом через электронные ключи 16 и 18 подключаются электродвигатели 27 блоков

13 и 14 коррекции. иэображения. Вращение электродвигателя 27, масок

29, установленных с возможностью пересечения их отверстиями оптической оси источника 26 света в вер- тикальном направлении, обеспечивает. имитацию набегающих светотеневых потоков.на экране 1 в периферической части сектора обзора оператора.

Электродвигатели 28 посредством электронных ключей 15 и 17 отключаются, прекращая проецирование пробегающих светотеневых иэображений.

Перемещение головы оператора вокруг вертикальной оси сопровождается непрерывной коррекцией угла съема и воспроизведения визуальной информации при этом соответственно изменяется характер светотеневых потоков, про. ецируемых на флангах основного изоб.ражения обстановки движения.

Угловые перемещения головы оператора вверх и вниз относительно горизонтальной линии саггитальной плоскости фиксируются посредством обруча 12 и гибкого вала 11 датчиком угловых перемещений головы опера;тора. Сигнал пропорциональный

yr отклонения головы оператора от горизонтальной линии, поступает с выхода датчика 1б на привод наклона зеркала и привод 24 наклона платформы по тангажу. При этом зеркало 5 и платформа 23 одновременно наклоняются обеспечивая одновремен..i ное изменение угла съема информации телевизионной камерой 4 и угла проекции изображения проектором 2 на экране l.

Формула изобретения

1.Устройство для имитации визу;альной обстановки в тренажере транспортного средства, содержащее экран, установленный на платформе, телевизионный проектор, связанный

5 оптически с передающей телевизионной камерой с закрепленным на ней зеркалом, приводы линейного перемещения и и поворота телевизионной камеры, привод наклона зеркала и датчики перемещения головы оператора, о т— личающееся тем, что, с целью улучшения качества наблюдаемого изображения, оно снабжено блоками коррекции изображения, установленными на выполненной с приводами перемещения и наклона платформе с проектором, электронными ключами, дешифратором, датчиком линейного перемещения телевизионной камеры и преобразователем аналог-код, вход которого соединен с выходом одного из датчиков перемещения головы опера. тора, подключенным к приводу перемещения платформы и к приводу поворота телевизионной камеры, а выход преобразователя аналог-код подключен к, входу дешифратора, выходы которого соединены с одними из входов электронных ключей, подключенных выходами к входам блоков коррекции изображения, при этом другой датчик

f перемещения головы оператора соединен с приводом наклона платформы и с приводом наклона зеркала, а выход датчика линейного перемещения телевизионной камеры подключен к другим входам электронных ключей.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е сятем,,что,,блок коррекции изображения содержит направленный источник света, электродвигатели, фокусирующую линзу и светонепроницаемые маски с отверстиями по окружности, установленные на валах электродвигателей между направленным источником света и фокусирующей линзой с возможностью их взаимодействия, при этом электродвигатели подключены к входам блока коррекции.

1218416

ЩиГ2

Заказ 1135/58 Тираж 456

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент" ° . г.ужгород, ул. Проектная,.4

Составитель Л.Резникова

Редактор И.Рыбченко Техред Т.Тулик Корректор М. Пожо