Способ обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле


 


Владельцы патента RU 2493606:

Московский государственный технический университет гражданской авиации (RU)

Изобретение относится к способам обучения с использованием тренажеров. Способ обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле включает формирование стереоизображений трехмерных виртуальных объектов и наложение их на видеоизображение реального летного поля с использованием тренажера на базе технологии комбинированной реальности. Указанный тренажер содержит шлем виртуальной реальности, снабженный двумя микродисплеями и двумя видеокамерами, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения шлема виртуальной реальности в пространстве, и компьютер, генерирующий пару стереоизображений для микродисплеев шлема виртуальной реальности. Измерительный преобразователь системы позиционирования размещен на шлеме виртуальной реальности. В результате обеспечивается возможность обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле.

 

Изобретение относится к способам обучения с использованием тренажеров.

По типу выполняемых технологических задач авиационные диспетчерские пункты делятся на диспетчерские пункты руления, диспетчерские пункты старта и посадки, диспетчерские пункты круга, диспетчерские пункты подхода, диспетчерские пункты районного центра, диспетчерские пункты местных воздушных линий, аэродромные диспетчерские пункты. Авиадиспетчеры диспетчерских пунктов руления контролируют движение воздушных судов по территории аэродрома, выдают разрешения на буксировку, запуск двигателей, руление. Авиадиспетчеры диспетчерских пунктов старта и посадки контролируют движение на взлетно-посадочной полосе и предпосадочной прямой, руководят взлетающими и заходящими на посадку воздушными судами, выдают разрешения на взлет, посадку. Таким образом, в зону ответственности авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки входит конкретный аэродром со всеми его отличительными особенностями, со всеми мелкими визуальными факторами, которые учитываются авиадиспетчером при оценке ситуации. Указанное обстоятельство определяет необходимость проводить обучение авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном рабочем месте, обеспечивающем обзор реального аэродрома. Однако по соображениям безопасности создание на реальном летном поле учебных нештатных, в том числе аварийных, ситуаций полностью исключается.

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в создании впервые способа обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле на базе технологии комбинированной реальности.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в реализации его назначения - обучение авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле.

Указанный технический результат достигается тем, что способ обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле, включает формирование стереоизображений трехмерных виртуальных объектов и наложение их на видеоизображение реального летного поля с использованием тренажера на базе технологии комбинированной реальности, содержащего шлем виртуальной реальности, снабженный двумя микродисплеями и двумя видеокамерами, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения шлема виртуальной реальности в пространстве, и компьютер, генерирующий пару стереоизображений для микродисплеев шлема виртуальной реальности, причем измерительный преобразователь системы позиционирования размещен на шлеме виртуальной реальности.

Для осуществления предлагаемого способа может быть использован любой известный шлем виртуальной реальности, снабженный двумя микродисплеями и двумя видеокамерами (см., например, http://www.nvisinc.com/product2009.php?id=57, http://www.vuzix.com/ar/products wrap920ar.html).

Для осуществления предлагаемого способа могут быть использованы такие системы позиционирования с комплектами программных приложений, как DASH (Display and Sight Helmet), IHADSS (Integrated Helmet and Display Sighting System), Knighthelm, JHMCS (Joint Helmet-Mounted Cueing System) и др. (см., например, Филатов О.Г. и Солдатенков В.А. «Электромагнитная система позиционирования для нашлемной системы целеуказания и индикации» в ж. «ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес», 2003, вып.5 - http://www.electronics.ru/issue/2003/5/16), удовлетворяющие следующим требованиям:

минимальные масса и габаритные размеры составных частей системы, размещенных на шлеме виртуальной реальности;

определение шести координат положения шлема в пространстве: трех линейных и трех угловых;

определение угловых координат в горизонтальной плоскости в диапазоне до ±180°, в вертикальной плоскости - до ±60°;

максимальная погрешность определения угловых координат в конусе с осью, совпадающей с продольной осью объекта, не должна превышать нескольких десятков угловых минут;

максимальная погрешность определения линейных координат не должна превышать 2-3 мм;

частота выдачи информации об угловых координатах должна быть не менее 60 Гц;

постоянство характеристик устройств системы в диапазоне рабочих температур от 15 до 30°С;

отсутствие вредных воздействий работы системы на здоровье пользователя, а также на оборудование и системы, находящиеся поблизости.

Осуществление предлагаемого способа состоит в следующем.

Обучаемый авиадиспетчер в шлеме виртуальной реальности, снабженном двумя микродисплеями и двумя видеокамерами, находится в помещении, из которого имеется обзор реального летного поля (например, командный пункт диспетчерской вышки). На шлеме виртуальной реальности размещен измерительный преобразователь системы позиционирования, передающий сигнал о положении шлема виртуальной реальности (головы авиадиспетчера) в систему позиционирования. Компьютер, получая данные от системы позиционирования о трех линейных и трех угловых координатах положения головы авиадиспетчера в пространстве, генерирует пару стереоизображений для микродисплеев шлема виртуальной реальности. Компьютер выводит на микродисплеи шлема виртуальной реальности генерируемое видеокамерами шлема изображение реального летного поля с наложением на него стереоизображений виртуальных трехмерных объектов (самолеты, автотранспорт, персонал, птицы на взлетной полосе и др.), управляемых программно или операторами (инструкторами).

С помощью виртуальных воздушных судов и иных виртуальных трехмерных объектов на реальном летном поле моделируют учебные нештатные, в том числе аварийные, ситуации, при этом виртуальный характер объектов обеспечивает полную безопасность процесса обучения.

При осуществлении изобретения могут быть использованы следующие примеры сценариев учебных ситуаций.

Пример 1 (для авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления)

Моделируется ситуация террористической атаки с захватом террористами аэродромного автотранспорта. Создается виртуальный автомобиль, который «террористы» (оператор-инструктор) пытаются направить на самолет, выполняющий маневры на рулежных дорожках, с целью осуществления столкновения автомобиля с самолетом.

Пример 2 (для авиадиспетчеров диспетчерских пунктов посадки)

Моделируется ситуация опасного сближения самолетов. Авиадиспетчер участвует в посадке серии виртуальных самолетов, управляемых летчиками-операторами (инструкторами). При посадке одного из виртуальных самолетов неожиданно на взлетно-посадочной полосе возникает виртуальный объект-препятствие (другое воздушное судно, автотранспорт и т.п.).

Пример 3 (для авиадиспетчеров диспетчерских пунктов старта)

Моделируется ситуация отказа двигателей при взлете самолета вследствие попадания птиц. При взлете виртуального воздушного судна на взлетно-посадочной полосе появляется стая виртуальных птиц.

В процессе обучения авиадиспетчеры коммуницируют с пилотами-операторами виртуальных самолетов (инструкторами) посредством стандартных способов связи. Инструкторы контролируют действия авиадиспетчеров и оценивают следующее:

время реакции на возникновение чрезвычайной ситуации;

точность оценки таких параметров аварийной ситуации, как: расстояние до объектов, высота и скорость объектов, направление их движения, время до столкновения объектов и пр.;

адекватность оценки возникшей угрозы безопасности полетов;

точность следования инструкциям соответствующих нормативных документов.

Таким образом, при осуществлении изобретения реализуется его назначение - обучение авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле. При этом безусловно обеспечивается: безопасность моделирования учебных ситуаций, возможность оперативного (не более 0,5 часа) развертывания технических средств для осуществления обучения на рабочем месте авиадиспетчеров, а также организация обучения без отрыва от производства.

Способ обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле, включающий формирование стереоизображений трехмерных виртуальных объектов и наложение их на видеоизображение реального летного поля с использованием тренажера на базе технологии комбинированной реальности, содержащего шлем виртуальной реальности, снабженный двумя микродисплеями и двумя видеокамерами, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения шлема виртуальной реальности в пространстве, и компьютер, генерирующий пару стереоизображений для микродисплеев шлема виртуальной реальности, причем измерительный преобразователь системы позиционирования размещен на шлеме виртуальной реальности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в тренажерах подготовки операторов радиолокационной станции, а также для функционально-диагностического контроля радиолокационных систем.

Изобретение относится к динамическому стенду авиационного тренажера. .

Изобретение относится к авиации и предназначено для обучения и подготовки пилотов. .

Изобретение относится к тренажеростроению и может быть использовано для обучения летного состава применению авиационных средств поражения (АСП). .

Изобретение относится к психофизиологической медицине, медицинской и измерительной технике и может быть применено для определения профессиональной пригодности водителя к управлению транспортными средствами путем измерения в стационарных условиях времени зрительно-моторной реакции водителя на опасные дорожные ситуации.

Изобретение относится к спортивным играм в просторных помещениях и на открытом воздухе, в частности к футболу, и может быть использовано для построения систем диагностирования и управления ходом игры.
Изобретение относится к техническим средствам обучения - тренажерам, в частности к тренажерам для обучения операторов промыслового флота. .
Изобретение относится к способам обучения операторов танкового вооружения стрельбе управляемыми снарядами. .

Изобретение относится к спортивным тренажерам и предназначено для обучения специализированной акробатической подготовке при последующем управлении мотоциклом. Тренажер для обучения и отработки акробатических приемов самостраховки мотоциклистов состоит из приспособлений для балансирования. По своим параметрам - размеры рамы, размещение руля, подножки, седла тренажер имитирует стандартные размеры мотоцикла. При помощи фиксирующих элементов с подвижными соединениями он размещается на жестких или упругих опорах. Угол наклона тренажера выполнен с возможностью произвольного изменения для решения конкретных задач при отработке навыков самостраховки. Данный тренажер легко монтируется и демонтируется в любом месте, позволяет осуществить быструю и качественную подготовку мотоциклистов к выполнению акробатических приемов. 5 ил.
Изобретение относится к медицине, реабилитации, в частности, пациентов с парезом руки. Руку пациента размещают и фиксируют в устройстве в виде сенсорной перчатки, располагают и фиксируют относительно устройства чувствительные и токопроводящие элементы. Устройство подключают к компьютеру, загружают и запускают программу компьютерной игры. При этом сенсорную перчатку используют в качестве манипулятора таким образом, что пациент выполняет активные движения сгибания-разгибания кисти и пальцев, обеспечивая этим соответствующие заданные движения объекта компьютерной игры на экране монитора и вызывая этим срабатывание чувствительных элементов и их регистрацию в компьютере. Курс коррекционных занятий составляет 28-30, 1-2 раза в день 5 дней в неделю. Длительность одного занятия определяется тяжестью общего состояния больного и составляет в среднем 30-40 минут. Способ обеспечивает расширение функциональных возможностей, эффективную реабилитацию при двигательных нарушениях за счет объективного компьютерного анализа сенсомоторных процессов с меньшими затратами времени, а также возможность реабилитации двигательной функции кисти с участием самого пациента с поражением центральной нервной системы в процессе реабилитации. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к классу моделирующих устройств, которые следует рассматривать как учебные или тренировочные устройства. Согласно изобретению устройство содержит систему отображения отработанных сценариев, ситуационно наиболее близких к вновь разрабатываемому сценарию, систему выбора и корректировки сценария тренировки, ситуационно наиболее близкого к вновь разрабатываемому сценарию тренировки, систему ввода ситуационного описания нового варианта сценария тренировки, систему автоматической оценки отношения ситуационной релевантности сценариев тренировки, систему запоминания отработанных сценариев тренировки и их ситуационного описания. Оператор задает описание нового сценария тренировки в форме ситуационного описания, то есть в обобщенной, типизированной и сжатой форме. Далее проводится автоматическая оценка силы ассоциативной связи между отработанными сценариями и новым сценарием тренировки. На основе полученных оценок осуществляется выбор из отработанных сценариев варианта, наиболее близкого по замыслу к новому варианту сценария. Исходные данные для моделирования обстановки, соответствующие выбранному старому сценарию, используются для генерации исходных данных для моделирования обстановки по новому варианту сценария. В результате трудозатраты на разработку новых сценариев тренировки сокращаются в 20-30 раз. 1 ил.

Раскрыта распределенная система имитационного моделирования бурения, содержащая штуцерный манифольд (101), манифольд высокого давления (102), пульт (103) противовыбросовых превенторов, пульт (104) фонтанного штуцера, дистанционный пульт (105), пульт (106) бурильщика, пульт (107) инструктора и графическое проекционное устройство (108). Пульт бурильщика, дистанционный пульт, пульт противовыбросовых превенторов, пульт фонтанного штуцера, штуцерный манифольд и манифольд высокого давления соединены с помощью протокола PPI (интерфейс процессора/периферийных устройств), пульт инструктора соединен с протоколом PPI с помощью интерфейса PPI. Связная программа и основная управляющая программа выполняются на главном управляющем компьютере, а программа графической обработки выполняется на графическом компьютере. Обеспечивается высокая степень имитации бурения с верхним приводом, сокращается срок обучения. 7 з.п. ф-лы, 61 ил.

Изобретение относится к разделу пилотируемой космонавтики - космическому тренажеростроению, в частности к наземным техническим средствам обучения. Космоцентр включает интегрирующий программно-технический комплекс 1, действующие специализированные и комплексные тренажеры 2, высокоскоростной канал обмена информацией 3, сервер 4, консоль оператора 5, сеть передачи данных 6, сеть видеонаблюдения и аудиопрослушивания 7, сеть захвата и трансляции изображений на экранах мониторов 8, сеть цифровой телефонной связи 9, сервер Web-сайта космоцентра 10, информационную зону 11, комплекс макетов космической долговременной орбитальной станции «Мир» 12, конференц-зал 13, мультимедийную учебную аудиторию 14, мультимедийную учебную лабораторию 15, научную лабораторию 16, специализированный тренажер транспортного космического корабля «Союз-ТМА» на базе технологий виртуальной реальности 17, центр управления полетами космоцентра 18, систему обработки и хранения фотовидеоинформации 19, учебно-методический комплекс 20, пост контроля руководителя космоцентра 21 и макет спускаемого аппарата транспортного космического корабля «Союз» 22. В результате повышается качество обучения специалистов, формируются устойчивые навыки управления космическими летательными аппаратами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 34 скриншота.

Изобретение относится к космическому тренажеростроению. Тренажерный комплекс включает интегрирующую систему 1, специализированный тренажер «Модель бортовой вычислительной системы PC МКС» 2, специализированный тренажер «Телеоператор-2» 3, специализированный тренажер «Выход-2» 4, «Гидролабораторию» 5, «Молодежный образовательный Космоцентр» 6. Тренажерный комплекс содержит также интегрирующую систему 1, функционально-моделирующий стенд предтренажерной подготовки 14, тренажер орбитального узлового модуля 21, состоящего из блока цифровой связи 22, контроллера с модулями сопряжения с объектом 23, пульта контроля и управления тренировкой 24 и рабочего места экипажа 25. Рабочее место экипажа 25 состоит из комплекта светильников и вентиляторов 26, блока управления оборудованием освещения и вентиляции 27, блока вентилей (клапанов) для выравнивания давления 28, средств имитации связи «Борт-Земля» 29, телекамеры наблюдения 30, комплекта оборудования стыковочных агрегатов 31, блока цифровой связи 32, комплекта габаритных макетов бортового оборудования 33 и комплекта габаритных макетов навесного оборудования 34. Тренажерный комплекс включает также функционально-моделирующий стенд подготовки операторов центра управления полетами 35. В результате расширяются функциональные возможности тренажерного комплекса. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 фото.

Изобретение относится к космическому тренажеростроению. Тренажер включает пульт контроля и управления 1, рабочее место обучаемых 2, первый узел поворота 3, первый датчик положения 4, первую систему управления перемещением 5, второй узел поворота 6, второй датчик положения 7, вторую систему управления перемещением 8, первую механическую часть системы управления перемещением 9, первый электродвигатель 10, вторую механическую часть системы управления перемещением 11, второй электродвигатель 12, первый датчик усилия 13, первый датчик скорости 14, второй датчик усилия 15, второй датчик скорости 16, первый скафандр с обучаемым 17, средства связи 18, второй скафандр с обучаемым 19. Кроме того, тренажер включает средства обеспечения жизнедеятельности обучаемых в скафандре 20, средства психофизиологического контроля 21, устройства сопряжения с объектом 22, комплект оборудования шлюзования переходного и стыковочного отсеков орбитального модуля 23, комплект телекамер наблюдения 24, средства моделирования светотеневой обстановки 25, фрагмент макета орбитального модуля 26 и пульт врача 27. В результате обеспечивается профессиональная подготовка обучаемых, которыми приобретаются устойчивые сенсорно-моторные навыки при подготовке внутри орбитального отсека МКС к выходу в открытый космос, а также при выполнении совместных операций и процедур внекорабельной деятельности в открытом космическом пространстве. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 фото.

Изобретение относится к космонавтике. Стенд включает сервер моделирования 1, консоль оператора 2, комплект телекамер наблюдения 3, средства отображения информации коллективного пользования 4, пульт контроля и управления 5, который состоит из средства связи 6, панели управления освещением 7, панели ручного управления электроприводами 8, персонального компьютера инструктора 9, персонального компьютера инженера 10, персонального компьютера врача 11 и второго блока цифровой связи 12. Стенд также включает в себя различные элементы, необходимые для внекорабельной деятельности и последующей подготовки космонавтов (астронавтов) экипажей МКС к выполнению перемещений и различных технологических операций в условиях полной невесомости открытого космического пространства, а также в условиях пониженной гравитации на спутнике Земли Луне и на других космических объектах Солнечной системы. В результате расширяются функциональные возможности стенда, условия тренировки максимально приближены к реальным условиям невесомости открытого космического пространства. 2 ил., 2 фото.
Изобретение относится к корабельному вооружению и судовому радиооборудованию. Способ заключается в проведении натурных испытаний комплекса средств вооружения корабля, в процессе которых в каждом испытании постоянно измеряют и фиксируют параметры состояния внешней среды и испытуемого комплекса. По завершении испытаний выбирается, по меньшей мере, одно испытание, результат которого не укладывается в установленные диапазоны принятого критерия успешности функционирования комплекса в целом, и соответствующие этому натурному испытанию измеренные в период его проведения параметры инструментального контроля и телеметрии внешней среды и комплекса, которые вводятся в качестве исходных данных для запуска и выполнения процесса имитационного и/или полунатурного моделирования поведения комплекса. Определяют функционировали ли все участвовавшие в натурном испытании части-подсистемы комплекса в штатных режимах и взаимодействовали ли друг с другом они в штатном режиме. В случае функционирования и взаимодействия в натурном испытании всех частей-подсистем комплекса натурное испытание добавляют к зачету вместе с другими успешными натурными испытаниями комплекса средств вооружения корабля. Повышается эффективность подготовки к проведению испытаний комплекса с определением действительной области работоспособности испытуемой системы. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к корабельному вооружению и радиооборудованию, более конкретно - к способам подготовки проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля (КСВК). Способ включает операции создания модели КСВК и его составляющих частей, а также модели внешней среды, где будут производиться натурные испытания КСВК, и проведения многократных имитационных и/или полунатурных испытаний КСВК. Во время проведения испытаний постоянно измеряют параметры моделируемой внешней среды, а также моделируемых объектов испытаний КСВК, при этом в случае возникновения при проведении по меньшей мере одного испытания сбоев или ошибок в работе моделируемых объектов КСВК, измеренные параметры моделируемых внешней среды и объектов КСВК, такие как значения группы всех параметров среды и объектов КСВК или определенных ее подгрупп, сравнивают с заданными параметрами испытания, при котором возникли сбои или ошибки в работе моделируемых объектов КСВК. Определяют диапазоны изменения величин параметров этих подгрупп и/или группы величин всех параметров, при которых имеет место данная сбойная ситуация или ошибка и записывают их в базу данных недопустимых совместных состояний внешней среды и КСВК. Технический результат заключается в повышении эффективности подготовки к проведению испытаний и сокращении технологических операций при их проведении. 1 з.п. ф-лы.
Наверх