Устройство имитации визуальной обстановки тренажера оператора транспортного средства

Устройство имитации визуальной обстановки тренажера оператора транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ИМИТАЦИИ ВИЗУАЛЬНОЙ ОБСТАНОВКИ Т1 ЕНАЖЕРА ОПЕРАТОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее кабину, с органами управления, макет местности, над которым расположена .оптическая головка с входным зрачке. связанная с помощью телевизионного канала с телекамерой и телепроекторсм , экран электроннолучевой трубки последнего из которых расположен в поле зрения оператора, и блок контроля положения головы оператора, евч-, занный с анализирующим блоком, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества наблюдаемого изображения, блок контроля положения головы оператора состоит яз датчиков угла наклона и продольного перемещения головы, при этом устройство снабжено подключенным к выходу анализирующего блсжа блоком формирования нелинейной кадровой развертки Луча эле-р ктроннолучевых трубок тёлепроектора $В .и телекаме{. (Л О) 4

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИН

3(SD G 09 В 9 04, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3323810/27-11 (22) 07. 08. 81 (46) 07.04.83.Бюл. 913 (72) И.H. Алешин (53) 371.67 (088.8) (56) 1. Бабенко В.С. Имитаторы визуальной обстановки тренажеров летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1978, с. 113.

2. Авторское свидетельство СССР

9 588554, кл. G 09 В 9/04, 1976 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ИМИТАЦИИ ВИЗУАЛЬ-.

НОЙ ОБСТАНОВКИ ТРЕНАЖЕРА ОПЕРАТОРА

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее кабину. с органами управления, макет местности, над которым расположена .оптическая головка с входным зрачком, „„SU„„ I 0106 . A связанная с помощью телевйзионного канала с телекамерой и телепроектором, экран электроннолучевой трубки последнего из которых расположен в поле зрения оператора, и блок контроля положения головы оператора, свя-, занный с анализирующим блокам, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества наблюдаемого иэображения, блок контроля положения головы оператора состоит из датчиков угла наклона и продольного перемещения головы, при этом устройство. снабжено подключенным к выходу анализи" рующего блока блоком Формирования нелинейной кадровой развертки луча эле- . ктроннолучевых трубок телепроектора Е и телекамеры.

1010641

Изобретение относится к тренажер- что снижает качество воспринимаемого ным средствам для подготовки операто- изображения. ров транспортной техники, в частности Цель изобретения — улучшение как системам имитации визуальной обста- чества наблюдаемого изобРажения. новку, и может быть использовано при Указанная цель достигается тем, создании тренажеров для обучения one- что в Ус Ройстве .имитаЦии визУальной раторов навыкам визуального управле обстановки тРенажеРа опеРатоРа тРанния транспортными средствами. Кроме спортного средства, содержащем кабину того, устройство может быть использо- с органами Управления, макет местносвано при создании стендов, предназна- ти, наД котоРым Расположена оптичесченных для изучения различных вопро- 10 кая головка с входным зрачком, свясов, связанных с деятельностью опера- занная с помощью телевизионного канаторов по визуальному управлению тран- ла с телекамеРой и телепроектором, спортными средствами. экран электроннолучевой трубки посИэвестен имитатор визуальной об- . леДнего из котоРых Расположен в поле становки, позволяющий моделировать 15 зРения опеРатоРа, и блок контроля поработу пилота по визуальному управле- ложениЯ головы Оператора/ свЯзанный нию с Использованием проекционной те- с анализирующим блоком. блок контроля левизионной аппаратуры. Изображение положениЯ rosloahl Оператора состоит воспроизводится на экране посредством из датчиков Угла наклона и проДольноиспользования принципа оптической 20 го перемещениЯ головы, ПРи этом Устпроекции с экрана проекционного хине- Ройство снабжено поДключенным к выхоскопа с высокой интенсивностью свече- ду анализирующего блока блоком форминия. при этом экран устанавливается РованиЯ нелинейной кадровой Развертки перед кабиной так, чтобы его центр лУча электроннолучезых тРУбок теленаходился на уровне глаз оператора. 25 проектора и телекамеры.

Таким образом, при отсутствии наклона

На фиг. 1 изображена функциональголовы оператора вперед или назад в ная схема устройства; на фиг. 2 центре поля зрения оператора нахо- форма напряжения (ОК) в функции вредится центр экрана (11 мени (t) на выхоДе блока формированиЯ недостатком известного устройства нелинейной кадровой Развертки. является равномерная 6еа учета поло Устройство (фиг. 1 ) содержит ма жения головы Оператора, разрешающая кет 1 Рабочего места ОпеРатоРа с датспособность формируемого на экране чиками 2 положениЯ оРганов 3. Управлеизображения ° Вследствие этого качест- ниЯ. ИмеетсЯ находЯщийсЯ в поле зрево.изображения в области экрана, сов- ниЯ опеРатоРа экРан 4, на котоРом падающей с областью максимальной ост-35 воспРоизводитсЯ каРтина местности. роты зрения, воспринимается как не-: Это выполняется при помощи телепроекудовлетворительное и не позволяет тора 5, связанного с телекамерой 6, полностью реализовать возможности перемещающейся относительно макета 7 зрительHoro анализатора ОператОра в МЕСтНО"тИ ПРИ ПОМОЩИ ПРИВОДОВ 8у СО то время как в области экрана,совпа-. 40 ди енных с датчиками 2 оРганов 3 дающей с периферийной областью поля УправлениЯ. КРоме того, УстРойство созрения, вследствие низкой остроты держит датчик 9 Угла наклона головы зрения визуальная информация, пред- опеРатора датчик 10 пРодольных пеРеставленная на экране, не может быть щений головы опеРатоРа и блок 11. форвоспринята полностью и является избы-45 точной, указанные обстоятельства сни- вертки электРоннолУчевой тРУбки тележают эффективность телевизионных ими- проектоРа 5 и телекамеРы б,вхоД кототаторов визуальной обстановки, огра- Рого соединен с анализиРУющим блоком ничивают круг решаемых с их помощью 1 ход которого соединен с датчи12 вхо кото ком 9 и датчиком 10.

Известно также устройство НМНТа- Устройство может быть Реализовации визуальной обстановки тренажера но с использованием типовых узлов и оператора транспортного средства, со- блоков, В качестве макета 1 рабочего,. держащее кабину с органами управле- .места можно испольэовать кабину модения, макет. местности, над которым 5 лируемого транспортного средства с расположена оптическая головка с вхо- расположенными в нем органами 3 дом зрачком, связанная с помощью те- управления. Датчики 2 положения этих левизиояного канала с телекамерой и органов управления могут быть любого телепроектором,экран электроннолуче- типа. В качестве экрана 4 может быть вой трубки последнего из которых рас- использован отражающий или просветный положен в поле зрения оператора,и блок. проекционный экран (показанное на контроля положения головы оператора, фиг..1 расположение элементов соотсвязанный с анализирующим блоком (23., ветствует случаю использования проУказанное устройство не обеспечи- светного экрана). вает изменения распределения четкОсти В Качестве телекамеры би телепроектелевизионного изображения по экрану, 65 тора 5 можно использовать типовые уз1010641.лы промышленных телевизионных устано вок. Следует отметить, что вместо совокупности телепроектора 5 и проекци онного экрана 4 можно использовать кинескоп с большим экраном. В качестве макета 7 местности можно использо- 5 вать объемную модель .или диапозитив.

В качестве датчиков 9 и 10 можно использовать потенциометрические или другие (магнитные, емкостные и т.п.) датчики, связанные тягой со шлемом оператора. Иожно использовать также и фотоэлектрический датчик, не связанный механически со шлемом оператора. Блок 11 формирования нелинейной кадровой развертки .предназначен для выработки отличающегося от пилообразной формы кадрового отклоняющего напряжения и может быть выполнен в виде управляемого Функционального генератора на электронных компонентах.

Блок 12 управления разверткой является преобразователем сигналов, пропорциональных углу наклона головы оператора и расстоянию от его головы до экрана, в сигнал, управляющий работой блока 11 формирования нелииейной кадровой развертки, и представляет собой вычислительное устройство.

Устройство работает следующим образом.

Находящийся в макете 1 рабочего места оператор наблюдает на экране 4 изображение визуальной обстановки, Формируемое при помощи электропроектора 5, связанного с телекамерой 6, в поле зрения которой находится ма- 35 кет 7 местности. Воздействуя на орга.ны 3 управления, оператор посредством связанных с этими органами датчиков 2 положения воздействует на приводы 8 относительного перемещения 4О телекамеры 6 и макет 7 местности, тем самым имитируя процесс управления транспортным средством. При этом будет изменяться наблюдаемая на экране 4 визуальная обстановка. Блок 11 формирования нелинейной кадровой 45 развертки обеспечивает одновременное формирование нелинейной форьы напря-, жения кадровой развертки как в гелепроекторе 5, так и в телекамере 6. форма напряжения кадровой развертки,, формируемого блоком 11 (Фиг; 2},. позволяет "сгустить" строки телевизи-. онного растра в той области экрана, которой соответствует пологий участок, кривой кадрового напряжения, и, следовательно., повысить разрешение наблюдаемого телевизионного изображения в этой части экрана. Датчик 9 угла наклона головы оператора вырабатывает сигнал, пропорциональный углу наклона 6О головы оператора. Этот сигнал посту--пает на первый вход анализирующего блока 12. Датчик 10 продольных перемещений головы оператора вырабатывает сигнал, пропорциональный расстоянию от головы оператора, которая может перемещаться как при колебаниях макета рабочего места оператора, так и при изменении им рабочей позй» до экрана 4.

Этот сигнал поступает на второй вход блока 12. В блоке 12 происходит вы-. числение вертикальной относительно центра экрана 4 координаты центра-гой горизонтальной области экрана 4,на которую в данный момент направлен взгляд оператора, в соответствии с выражени- ем

У Ой9 » где Y — - вертикальное отклонение области экрана, на которую направлен взгляд оператора, от цен-, тра экрана;

0 - расстояние от,головы оператора до экрана 4, причем сигнал на выходе датчика 10 пропорцио.нален этой величине, о(- угол наклона головы операто ра, причем сигнал иа выходе датчика 9 пропорционален этому углу.

На выходе блока 12 формируется напряжение U {фиг.2), определяющее положение области с максимальным разрешением на экране 4, s соответствии с величиною м

В соответствии с сигналом с блока

12 блок 11 формирования нелинейной кадровой разверткой обеспечивает

"сгущение" строк на экране 4 в области экрана, удаленной от его центра по вертикали на расстоянии у, т.е. в той области экрана, на которую в данный момент направлен взгляд операто ра. При изменении угла наклона головы оператора и ее продольном перемещении произойдет синхронное:иэменение положения области "сгущения" строк на экране.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается совмещение области экрана, на которув сморит оператор и с которой он воспринимает иэображение с максимальной разрешающей способностью зрительного ана-. лизатора, с областью максимального разрешения Формируемого на экране иэображения. Вследствие такого согласования распределения разреаающей способности по экрану с пространст

Эенным распределением разрешающей способности зрительного аппарата опе » .ратора субъективное качество наблюдаемого изображения улучшается, облегчается процесс обнаружения и опознавания мелких деталей вследствие их более четкой проработки.

1010641

Niz. 2

Составитель Г. Корнева редактор С, Пекарь Техред Л. Пекарь Корректор М. Коста

Заказ 2494/39 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

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

««

Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4