Имитатор визуальной обстановки оператора транспортного средства

 

Изобретение относится к созданию исследовательских моделирующих комплексов и учебно-тренировочных средств операторов транспортных средств, в частности к имитаторам визуальной обстановки для моделирования зрительных эффектов, возникающих при движении транспортных средств. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей имитатора, отличительной особенностью которого является снижение расхода электроэнергии на освещение макета местности. Имитатор содержит блок предъявления информации, блок считывания и источники освещения в него введены датчики угла поворота и поперечного перемещения, кинематически связанные с телекамерой, блоки задания уставок и координат, блок задания угла зрения блока считывания, коммутатор, шесть сумматоров, два вычислителя тангенса, два квадратора, три инвертора, два делителя, два блока извлечения корня, два блока сравнения, четыре умножителя и коммутатор. 2 ил.

„.3ц.„ i so42o

®) С О9 В В/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДФРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ йО ИЭОБРР ЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4431900/24-24 (22) 30 ° 05.88 (46) 23.07 90. Бюл. < 27 (72) И.Н.Алешин, В.Н.Петров и В.С.Шлыков (53) 681.3.071(088.8) (56) Бабенко В.С. Имитаторы визуальной обстановки тренажеров летательных аппаратов. - И.: Иашиностроение, . 1978, с. 95, рис. 4.2. (54) ИИИТАТОР ВИЗУАЛЬНОЙ ОБСТАНОВКИ

ОПЕРАТОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

2 (57) Изобретение относится к созданию исследовательских моделирующих комплексов и учебно-тренировочных средств операторов транспортных средств, в частности к имитаторам визуальной обстановки для моделирования зрительных эфФектов, возникающих при движении транспортных средств, Цель изобретения - расширение дидак" тических возможностей имитатора отличительной особенностью которого является снижение расхода электроэнергии на освещение макета мест"

15О0420 ности и повышение долговечности образующей его ленты. Это достигается за счет того, что в цепи питания каждого из источников 3 освещения макета местности вводятся элементы, вычисляющие на основе инФормации датчиков угла поворота 4 и поперечных перемецений 5 расстояние от оси, проходящей через источник освещения

Изобретение относится к тренажерной технике, в частности к имитато1 рам визуальной обстановки операторов

,гранспортных средств.

Целью изобретения является расши- 20 ение дидактических возможностей

Имитатора со снижением расхода электроэнергии на освещение макета мест. ности и повышением долговечности лен точного макета. 25

На фиг. 1 показана общая структурная схема имитатора; на фиг. ? - геоМетрические построения, поясняющие ,вывод формулы и логических условий для выключения данного источника ос- З0 вещения; на фиг. 3 и 4 — схема построения блоков сравнения, на фиг.5схема коммутатора.

Имитатор содержит блок 1 предъявления информации, выполненный в виде бесконечной ленты, расположенный на ней на ее краю с воэможностью поворота и поперечного перемещения блок, 2 считывания (телекамера), источники

3 освещения, датчик 4 угла поворота, @ датчик 5 поперечного перемещения, блок 6 задания угла зрения телекамеры, блок 7 уставок (единичного напряжения), коммутатор 8. При этом между датчиком 4 и входом коммутатора

8 последовательно включены сумматор

9, соединенный с блоком 6, вычислитель 10 тангенса, умножитель 11, соединенный с блоком 12 задания координат (поперечных), сумматор 13, сое-. диненный через инвертор 14 с блоком

15 задания координат (продольных), а через последовательно включенные инвертор 16 и умножитель 17, соединенный с датчиком 5 поперечного перемещения, " с выходом вычислителя 10 тангенса, делитель 18, связанный также через последовательно соединенные квадратор 19, сумматор 20, связанный перпендикулярно поверхности макета местности, до границы зоны отображаемого блоком считывания пространства и вырабатывающие сигнал отключения, если это расстояние превышает величину, при которой выключение источника 3 практически не влияет на ос-вещенность местности в поле зрения блока 2. 5 ил. с блоком 7, и блок 21 извлечения корня, соединенный с выходом вычитателя 10 тангенса, блок 22 сравнения.

Между датчиком 5 и вторым входом коммутатора 8 последовательно включены сумматор 23, вычислитель 24 тан" генса, умножитель 25, соединенный с блоком 12, сумматор 26, соединенный непосредственно с выходом инвертора

14, а через последовательно включенные инвертор ?7 и умножитель 28, соединенный с датчиком 6, - с выходом вычислителя 24 тангенса, делитель 29, связанный также через последовательно соединенные квадратор 30,сумматор

31, связанный с блоком 7, и блок 32 извлечения корня, соединенный с выходом вычислителя 24 тангенса, блок 33 сравнения ° Вторые входы блоков 22 и

33 соединены с делителями 29 и 18 соответственно.

Блок 22 содержит последовательно соединенные двухполупериодные выпрямитель 34, компаратор 35 и элемент

И 36, при этом вход двухполупериодного выпрямителя 34 через включенный в прямом направлении однополупериодный выпрямитель 37 и элемент И 38 соединен с элементом И 36. При этом элемент И 38 через включенный в прямом направлении однополупериодный выпрямитель 39 соединен с входом блока 22.

Блок 33 содержит последовательно соединенные двухпалупериодный выпрямитель 40, компаратор 41 и элемент

И 42, при этом вход выпрямителя 40, являющийся входом блока 33, через включенный в обратном направлении од. нополупериодный выпрямитель 43 и эле. мент И 44 соединен с элементом И 42.

При этом элемент И 44 через включенный в обратном направлении однополуI d. „ I ) d

) 0

d» 0

11;л I ) d>

d; ) 0

d l (О (2) Лента блока 1 перематывается ро" ликами, в результате чего имитируемая местность, находящаяся в поле зрения 25 телекамеры, перемещается и у оператора, наблюдающего изображение на экране видеоконтрольного устройст ва, подключенного к телекамере, создает иллюзию продольного движения. Попе- 30 речное движение моделируется за счет поперечного перемещения телекамеры вдоль оси ОУ, а повороты - за счет поворота телекамеры вокруг оси, нормальной к поверхности имитируемой местности.

Для упрощения описания на фиг. 1 показана система управлением отключения только одного источника 3. Каждый из осветителей управляется аналогич- 40 ной по структуре и функционированию системой. Выработка сигнала, подаваемого на коммутатор 8, отключающий источник 3 от вины питания, осуществля" ется таким образом, что на сумматоры 45

9 и 23 с датчика 5 и блока 6 подаются углы у и о(, в результате чего на их выходах формируются сигналы ((/ - с ) и (ц + 4) соответственно. Из этих напряжений в вычислителях 10 и 24 i 50 формируются напряжения, соответствующие величинам tg(Q oQ и tp((p + о() соответственно. На выходах умножителей 11 и 25, связанных с блоком 12, Формируются напряжения tg(lp- о()Х; и tg((р + a )X; соответственно. В пос" ледовательно включенных инверторе

16 и умножителе 17, соединенном с датчиком 5, формируется величина

15804 периодный выпрямитель 45 соединен с . входом блока 33.

На Фиг. 5 показана возможная схема коммутатора 8, который содержит последовательно включенные двухвходовой элемент ИЛИ 46, входы которого являются входами коммутатора 8, и электрический ключ (реле) 47.

Общие условия, определяющие выключение источника 3 освещения, расположенного в точке М (X, Y) 20

6 -tg(q — в()Х.у, а в последовательно включенных ийверторе 27 и умножителе

28, также соединенном с датчиком 5, Формируется величина (- tg (g+ g) Х; ).

На выходе инвертора 14 соединенного с блоком 15, формируется напряжение (- Y). Таким образом на сумматор 13 подаются напряжения tg(и - ) Х;; (-tg(Ср — o()Х; g,(-Y,). à íà eI-o выходе формируется сигнал вида

$tg(q — o()X — tg(Ц вЂ” o()X

На входы сумматора подаются напряжения tg (g+ g) X,, -tg (y+ o() X:, (-у ;) .а на его- выходе формируется сй гнал вида (tg ((p + a ) X, — tg (q+

+ ()Х; — у; 7. В последоватвльно включенных квадраторе 19, на вход которого с вычислителя 10 подается напряжение tg (g — a(), сумматоре 20, соединенном с блоком 7, и блоке 21 формируется напряжение tg (<р-а/)+1.

Аналогично в блоке 32 формируется напрямение1 су (р + а ) . делители

18 и 29 формируют напряжения d, „и 1Л

С делителей 18 и 29 напряжения

d,„ è d;, поступают на блоки 22 и 33, а именно на выпрямители 34 и

40, а также на выпрямители 37, 45 и 43, 39. Если выполняется условие (1), так как (d;q / 7 d компаратор

35 срабатывает (его порог срабатывания равен d ). положительные напряжения й,д и d; ïðîõîäÿò через включенные в прямом направлении выпрямители 3 7 и 39 и открывают элемент

И 38, напряжение с выхода которого вместе с напряжением с выхода компаратора 35 открывает элемент И 36.

Возникающие при этом на выходе элемента И 36 напряжение через элемент

ИЛИ 46 подается на вход ключа 47 коммутатора 8, что приводит к отключению -го источника 3, который расположен справа от сектора поля зрения телекамеры на расстоянии d;„

> d „, от правой границы этого сектора . Если для d;z и d . выполняется

ia условие (2), то, так как (й; „) М компаратор 41 -срабатывает (его порог срабатывания dg, отрицательные нап- ряжения й,.„и й;„проходят через включенные в обратном направлении выпрямители 43 и 45 и открывают элемент И 44, напряжение с выхода котоf580H20 рого вместе с напряжением с выхода компаратора ч1 открывает элемент

И 42. Возникаюцее при этом на выходе элемента И 42 напряжение подается на вход элемента ИЛИ 46 и ключом 47 коммутатора 8 отключает i-й источник

3, который расположен слева от сектора поля зрения телекамеры на рас" стоянии d;ä > d п1 от левой грани,ць1 этого сектора.

При повороте линии визирования телекамеры в сумматоры 9 и 23 всех, каналов управления вводится перемен ное значение угла q, а при переме.;щении телекамеры в умножители 17 и ,28 всех каналов непрерывно вводится . переменная координата Х, в результа:те чего происходит выключение источников 3, не влияющих на освещение ! в секторе поля зрения телекамеры и включение источников 3, расстояние

; от которых до этого сектора становится меньше d„.

Использование изобретения позволя- 2, ет получить значительную экономию электроэнергии и увеличить долговечность макета местности, т.е. повы сить эксплуатационные характеристики имитатора визуальной обстановки с ленточным макетом местности, причем положительный эФФект будет возрастать при сужении угла поля зрения телекамеры.

Формула изобретения

Имитатор визуальной обстановки оператора транспортного средства, содержащий блок предъявления информации, блок считывания и источники ос- о вещения, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей имитатора, в него введены датчики угла. поворота и поперечного перемещения, кинематичес- ки связанные с телекамерой, блоки задания уставок и координат, блок задания угла зрения блока считывания, коммутатор, шесть сумматоров, два вычислителя тангенса, два квадратора, три инвертора, два делителя, два блока извлечения корня, два блока сравнения, четыре умножителя и коммутатор, выход которого соединен с сООтветствующим истОчникОм Освещения,, а первый и второй входы - с выходами соответствующих блоков сравнения, fl8pBbIe и вторые входы которых под-, ключены к выходам соответствующих делителей, первь1е входы первого и второго делителей соединены с выходами соответствующих блоков извлечения корня, а вторые входы - с выходами соответственно второго и пятого сумматора, выходы первого и второго блоков задания координат подключены соответственно к входу первого инвертора и первому входу первого умножителя, второй вход которого соединен с входами второго инвертора и первого квадратора и выходом первого вычислителя тангенса, вход которого подключен к выходу первого сумматора выходы первого умножителя, второго инвертора, первого квадратора и первого блока задания координат соединены с первыми входами соответственно второго сумматора, второго умножителя, третьего сумматора и третьего умножителя, второй вход которого подключен к входам второго квадратора и третьего инвертора и выходу в орого вычислителя тангенса, вход которо соединен с выходом четвертого сум:.а эра, выходы блока задания угла зрения блока считывания и датчики угла поворота подключены к первым и вторым входам первого .и четвертого сумматоров соответственно и являются соответствующими выходами имитатора, выходы третьего умножителя, третьего инвертора и второго квадратора соединены с первыми входами соответственно пятого сумматора, четвертого умножителя и шестого сумматора, вторые входы которых подключены соответственно к выходу первого инвертора и второму входу, второго сумматора, выходу датчика поперечных перемещений, второму входу второго. умножителя и соответствующему выходу имитатора, выходу блока задания уставок, второму входу третьего сумматора и соответствующему выходу имитатора, выходы шестого сумматора и четвертого умножителя соединены соответственно с входом второго блока извлечения корня и третьим входом пятого сумматора, вход первого блока извлечения корня подключен к выходу третьего сумматора, выход второго умножителя соединен с третьим входом второго сумматора.

1580420

Редактор А.Мотыль

Заказ 2016 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Omen<

РВ тРт 9т) Фи2

0m Эа

Составитель А.Карлов

Техред М.Моргентал Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ блоку