ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ обучения управлению транспортным средством и тренажер

Классы МПК:G09B9/02 для обучения управлению транспортными средствами 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Акционерное общество открытого типа "ОКБ Сухого"
Приоритеты:
подача заявки:
1995-02-28
публикация патента:

Использование: в тренажерах для обучения управлению транспортным средством. Сущность изобретения: на экране дисплея с расположенной перед ним сенсорно-коммутационной панелью воспроизводится изображение панели управления транспортным средством. Обучаемый выделяет и увеличивает изображение нужного переключателя прикосновением к тому участку экрана дисплея, где он расположен, и осуществляет этим изменение имитируемого режима управления. При этом на дисплее воспроизводится также изображение соответствующего переключателю индикационного устройства. 2 с.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретения относятся к способам и тренажерам для обучения управлению транспортным средством, которые приспособлены для обучения управлению по приборам. Управление по приборам предусматривает самоконтроль обучаемым результатов его воздействия на имитаторы органа управления движением или задания режима эксплуатации транспортного средства по показаниям приборов (далее называемых индикационными устройствами) и положению переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства.

Преимущественной областью использования изобретений являются способы и тренажеры для обучения управлению воздушными транспортными средствами при различных режимах их эксплуатации.

Эффективность обучения управлению транспортным средством по приборам в значительной степени зависит от сходства восприятия обучаемых индикационных устройств и переключателей в соответствующих реальных и имитируемых системах, показания или положение которых он контролирует при отработке в процессе тренировки каждого контролируемого параметра движения или эксплуатации транспортного средства. При этом эффективность обучения зависит и от концентрации внимания обучаемого на этом параметре.

При обучении на известном тренажере Frasca Model 131 (выставка ILA-92 в Берлине, июнь 1992 г. ) реализуется способ обучения управлению самолетом, включающий воздействие обучаемым на имитаторе органов управления движением или задания режима эксплуатации самолета и контроль обучаемых имитируемых положения, параметров движения и эксплуатационных параметров самолета по показаниям индикационных устройств и положению переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации самолета.

Тренажер Frasca Model 131 содержит имитатор органов управления движением самолета и макет информационной системы и системы задания режимов эксплуатации самолета, воспроизводящий полную совокупность индикационных устройств и переключателей этих систем. Имитатор органов управления и макет установлены на рабочем месте обучаемого. Тренажер Frasca Model 131 содержит также компьютер, центральный процессор которого включает блок формирования сигналов, соответствующих имитируемым положению и параметрам движения самолета, и блок формирования сигналов, соответствующих показаниям индикационных устройств.

Идентичность формы органов управления и информационных систем в самолете и тренажере способствует эффективному обучению пилотов на тренажере Frasca Model 131 при относительной несложности информационной системы самолета. При наличии же в информационной системе большого числа индикационных устройств внимание обучаемого рассеивается. Значительные же различия в информационных системах самолетов, для обучения управления которыми предназначен тренажер, исключают его преимущества, обусловленные идентичностью восприятия обучаемым информационной системы самолета и ее макета в тренажере.

Наиболее близкими к заявляемым являются способ и тренажер для обучения управления транспортным средством, реализуемые в авиационных тренажерах IFS + CC89 и Die ElITEтм, также демонстрировавшихся на выставке ILA-921 (Берлин, июнь 1992 г).

В этих тренажерах реализуется способ обучения управлению транспортным средством, включающий воздействие обучаемым на имитаторы органов управления движением или задания режима эксплуатации транспортного средства и контроль им имитируемых положения, параметров движения и эксплуатационных параметров транспортного средства по информации индикационных устройств и положения переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства, полную совокупность изображений, которые воспроизводят на экране дисплея.

Каждый из этих тренажеров содержит имитатор органов управления движением и задания режимов эксплуатации транспортного средства, установленные на рабочем месте обучаемого, устройство ввода данных, включающее блок ввода данных движения, связанный с имитатором органов управления движением транспортного средства, и блок ввода данных режима эксплуатации транспортного средства, связанный с имитатором органа задания режима транспортного средства, устройство вывода данных, включающее дисплей, установленный на рабочем месте обучаемого, и центральный процессор, обеспечивающий решение алгоритмов по формированию сигналов, соответствующих имитируемым положению и параметрам движения транспортного средства, формированию сигналов, соответствующих изображениям индикационных устройств и переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства, и формированию сигналов, соответствующих информации индикационных устройств и положению переключателей.

Сенсорно-коммутационные панели как устройства ввода данных в компьютер, подробно описаны в патенте - 4.205.304 (США, НКИ 340-365Р, МКИ G 28 C 1/00, 1980), заявках N 0.438.173.A2 (EPA, МКИ G 06 F 3/023, 1990) и N 0.490.001.A1 (EPA, МКИ G 06 F 3/033, 1990), и в известных тренажерах для обучения управления транспортным средством не применяются.

Неочевидность использования в известных тренажерах блока коммутации и ограничения числа изображений связана с тем, что в них на экране дисплея предъявляется полная совокупность воспроизводимых изображений. А изменение воспроизводимых изображений в них связано с изменением типа самолета и производится перезагрузкой программного обеспечения в компьютер не в процессе тренажа, а перед его началом.

Разрешающая способность блока коммутации и ограничения числа изображений определяется возможностью распознавать объекты, размеры которых соизмеримы с размерами пальца обучаемого. Полная совокупность изображений имитируемых индикационных устройств самолетов, содержащих, например, многофункциональные электронные индикаторы с расположенными вокруг их информационного поля управляющими кнопками, не позволяет это сделать из-за мелкого масштаба изображаемых переключающих органов, что ведет к перекрытию пальцем нескольких кнопок одновременно.

В основу одного из изобретений положена задача создать такой способ обучения управлению транспортным средством по приборам, который за счет оперативного воспроизведения на экране дисплея изображений индикационных устройств и переключателей в масштабе, близком к реальному, задействованных при отработке контролируемых параметров движения или эксплуатации транспортного средства, обеспечивал бы концентрацию внимания обучаемого на этих параметрах при имитируемом управлении в реальном масштабе времени.

Поставленная задача решается тем, что в способе обучения управлению транспортным средством, включающем воздействие обучаемым на имитаторы органа управления движением или задания режима эксплуатации транспортного средства и контроль им имитируемых положения, параметров движения и эксплуатационных параметров транспортного средства по информации индикационных устройств и положению переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства, совокупность изображения которых воспроизводят на экране дисплея, в соответствии с изобретением после воспроизведения на экране дисплея полной совокупности изображений индикационных устройств и переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства выделяют число воспроизводимых изображений одним или группой функционально взаимосвязанных индикационных устройств, либо переключателей прикосновением к соответствующему участку экрана дисплея с расположенной перед ним прозрачной сенсорно-коммутацционной панелью и с одновременным увеличением масштаба их изображения и повторным воздействием пальца обучаемого на участок экрана дисплея с видимым увеличенным изображением соответствующего переключателя имитируемых систем транспортного средства осуществляют изменение имитируемого режима управления транспортным средством.

Выделение числа воспроизводимых изображений предупреждает рассеивание внимания обучаемого и уменьшает напряжением им зрения, требуемое для концентрации внимания на контролируемом параметре.

Увеличение масштаба изображения относительно масштаба при воспроизведении полной совокупности изображений приводит к получению изображения в реальном или близком к нему масштабе, благодаря чему у обучаемого вырабатывается нужный навык контроля. Изменение имитируемого режима эксплуатации транспортного средства или совокупности контролируемых параметров воздействием обучаемого на изображение переключателя, воспринимаемого им, как часть реальной информационной системы или системы задания режима эксплуатации, также способствует выработке нужного навыка управления транспортным средством в реальном масштабе времени.

Выделение числа воспроизводимых изображений производят воздействием пальца обучаемого на участок экрана дисплея с видимым им выбранным изображением из совокупности воспроизводимых изображений.

При таком отборе изображений обучение осуществляется наиболее оперативно в реальном масштабе времени.

При выделении числа изображений некоторых индикационных устройств и переключателей, воспроизводимых на экране дисплея в увеличенном масштабе, изображения этих индикационных устройств и переключателей целесообразно воспроизводить одновременно в группе функционально взаимосвязанных элементов имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства.

Когда указанные индикационные устройства и переключатели на имитируемом транспортном средстве расположены рядом, одновременное их воспроизведение способствует выработке нужных навыков контроля и управления.

При выделении числа изображений некоторых других индикационных устройств и переключателей, воспроизводимых на экране дисплея в увеличенном масштабе особенно, если эти индикационное устройство и переключатель зрительно не воспринимаются как расположенные рядом, целесообразно предварительно воспроизводить увеличенное изображение переключателя соответствующих режимов эксплуатации, а увеличенное изображение соответствующего индикационного устройства воспроизводить при воздействии обучаемого на участок экрана дисплея с видимым им изображением этого переключателя.

Поскольку контроль параметра по указанному индикационному устройству осуществляется обучаемым после задания соответствующего режима эксплуатации транспортного средства, указанная последовательность воспроизведения изображений способствует выработке нужных навыков контроля и управления в реальном масштабе времени.

В основу другого изобретения положена задача создать такой тренажер для обучения управлению транспортным средством по приборам, который реализует предложенный способ обучения и за счет оперативного воспроизведения на экране дисплея, в близком к реальному масштабе изображений индикационных устройств и переключателей, задействованных при отработке контролируемых параметров движения или эксплуатации транспортного средства, обеспечивал бы концентрацию внимания обучаемого на этих параметрах при имитируемом управлении в реальном масштабе времени и выработку стереотипов действий обучаемого, близких к реальным при управлении транспортным средством.

Поставленная задача решается тем, что в тренажере для обучения управлению транспортным средством, содержащем имитаторы органов управления движением и задания режимов эксплуатации транспортного средства, установленные на рабочем месте обучаемого, компьютер, с устройством запоминания изображений индикационных устройств и переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства при различных его положениях, параметров движения и условиях эксплуатации, устройство ввода данных, первый вход которого соединен с выходом имитаторов органов управления, второй вход соединен с компьютером, согласно изобретению снабжен прозрачной сенсорно-коммутационной панелью, расположенной непосредственно перед экраном дисплея. Панель имеет прямоугольную форму и по ее периметру на двух смежных сторонах расположено n последовательно размещенных фотодиодов, а на двух других сторонах напротив них расположено n последовательно размещенных светодиодов.

Дополнительно введен блок фиксации адреса воздействия, содержащий последовательно соединенные коммутатор фотодиодов, сигнальный вход которого соединен с выходом группы фотодиодов, усилитель, оперативное запоминающее устройство, схема сравнения, второй вход которой соединен с выходом усилителя, а выход соединен со вторым входом оперативного запоминающего устройства, регистр фиксации, выход которого соединен с третьим входом устройства ввода данных, последовательно соединенные блок питания и коммутатор светодиодов, выход которого соединен с управляющими входами коммутаторов фото- и светодиодов, регистра фиксации и оперативного запоминающего устройства.

Использование сенсорно-коммутационной панели в блоке коммутации и ограничения числа воспроизводимых данных позволяет обучаемому оперативно осуществлять выбор индикационных устройств и переключателей для последующей концентрации внимания на изменении контролируемого параметра, в том числе при изменении режима эксплуатации транспортного средства.

Использование свето- и фотодиодов, ортогонально расположенных по периферии сенсорно-коммутационной панели, обеспечивает ее прозрачность. Наличие блока синхронизации и его связь с коммутаторами свето- и фотодиодов обеспечивает помехозащищенность блока при оптимальном потреблении электроэнергии за счет одновременной засветки только одной пары свето- и фотодиодов, а последовательный опрос вертикальных и горизонтальных пар свето- и фотодиодов обеспечивает минимальное время опроса.

Введение в систему оперативного запоминающего устройства, связанного со схемой сравнения и регистром фиксации и подключенного к выходам усилителя-преобразователя фототока и блоку синхронизации, обеспечивает фиксацию адреса затененных лучей, т.е. место воздействия пальца обучаемого и на экране дисплея.

В дальнейшем изобретения поясняются конкретными примерами их выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает блок-схему патентуемого тренажера для обучения управлению транспортным средством, согласно изобретению, в котором реализуется патентуемый способ обучения управлению транспортным средством, согласно изобретению;

фиг. 2 представляет экран дисплея с полной совокупностью изображений имитируемой информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства при выпущенном шасси;

фиг. 3 - изображение пульта запуска двигателей;

фиг. 4 - изображение пульта табло сигнализации;

фиг. 5 представлен экран дисплея с изображением электронно-лучевого индикатора (ЭЛИ) в режиме выдачи информации о работе двигателей;

фиг. 6 представлен экран дисплея с полной совокупностью изображений имитируемой информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства при убранном шасси;

фиг. 7а - изображение рычага выпуска шасси в режиме выдачи информации "Шасси выпущено";

фиг. 7б - изображение рычага выпуска шасси в режиме выдачи информации "Шасси убрано";

фиг. 8 представлен экран дисплея с изображением электронно-лучевого индикатора в режиме выдачи пилотажной информации;

фиг. 9 представлен экран дисплея с изображением ЭЛИ в режиме масштаба полета;

фиг. 10 - экран дисплея с изображением текстовой информации с характеристикой промежуточных пунктов полета и радиомаяков.

Патентуемый способ обучения управлению транспортным средством реализуется с помощью патентуемого тренажера для обучения управлению транспортным средством. Тренажер содержит имитатор 1 (фиг. 1) органов управления движением транспортного средства. В описываемом конкретном примере выполнения изобретения тренажер предназначен для обучения управлению воздушным транспортным средством - самолетом его пилота или штурмана.

Имитатор 1 органов управления движением самолета включает в себя имитатор 2 штурвала, имитатор 3 педали управления рулем направления и имитатор 4 рычага управления двигателем (РУД). Патентуемый тренажер содержит имитатор 5 органов задания режимов эксплуатации транспортного средства. Имитатор 5 конструктивно смонтирован на имитаторах 2 и 4.

Специализированное устройство ввода данных 6 в компьютер 7 патентуемого тренажера связано с имитатором 1 и имитатором 5.

Устройство вывода данных компьютера включает дисплей 8.

В описываемом конкретном примере выполнения изобретения имитируемая информационная система транспортного средства включает следующие индикационные устройства (фиг. 2): 9, 10 - указатели истинной скорости и числа М; 11 - указатель приборной скорости; 12, 13 - барометрические высотомеры; 14 - радиовысотомер; 15 - командно-пилотажный индикатор; 16, 17 - пилотажно-навигационные индикаторы; 18 - указатель угла атаки и перегрузки; 19, 20 - вариометры; 21 - авиагоризонт; 22, 23, 24, 25 - электронно-лучевые индикаторы; 26 - табло сигнализаторов бортовых систем; 27 - переключатель выпуска шасси; 28 - сигнализатор выпуска шасси; 29 - пульт запуска двигателей.

Кроме того, каждый из электронно-лучевых индикаторов снабжен индикационными нажимными переключателями с подсветкой при нажатии: 30 - 41.

Эти переключатели на некоторых режимах функционируют, как переключатели имитируемой системы задания режима эксплуатации транспортного средства.

Индикационные устройства 9, 12, 14, 15, 16, 18, 19, 22, 23 расположены на приборной доске перед пилотом.

Индикационные переключатели 10, 11, 13, 17, 20, 21, 24, 25 расположены на приборной доске перед штурманом.

Информация, высвечиваемая на каждом из индикаторов 22-25, определяется в зависимости от нажатого переключателя 30-32.

Переключатели 30-32 альтернативны. Одновременно может быть нажат только один из них. Нажатие соответствующего переключателя постоянного назначения определяет воспроизведение следующей информации (фиг. 5,8,9): 30 - индикация пилотажной информации (ИПИ); 31 - индикация информации общесамолетного оборудования (ОСО); 32 - индикация тактической обстановки (ИТО).

Функции каждого из переключателей 33-41 различны и определяются тем, какой из переключателей 30-32 нажат; при этом не все переключатели 33-41 могут быть задействованы.

При нажатии кнопки 31 (ОСО) могут быть задействованы следующие режимы индикации: 33 - информация о системе энергоснабжения (СЭС); 34 - информация о зарядке гидропневмосистем (ГПС); 35 - информация о системе жизнеобеспечения (СЖО); 36 - информация о положении посадочных средств (ППС); 37 - информация о работе двигателей (Двиг); 38 - информация о запасе топлива.

На фиг. 5 для примера представлена информация при нажатых кнопках 31 и 37.

На фиг. 5 представлена информация о изменении оборотов и установившиеся обороты двигателей в % соответственно для левого 42 и правого 43 двигателей и информация о изменении температуры и температура на среде сопла соответственно левого 44 и правого двигателей 45.

На фиг. 8 представлена информация при нажатой кнопке 30 (ИПИ). В этом режиме кнопки 33-41 не задействованы.

На фиг. 8 представлены: 46 - вертикальная шкала вариометра; 47 - горизонтальная шкала угла курса; 48 - вертикальная шкала радиовысотомера; 49 - секторная шкала угла крена; 50 - вертикальная шкала угла тангажа; 51 - пространственное положение самолета.

Текущие значения параметров на шкалах обозначены курсором 52.

При нажатии кнопки 32 (ИТО) могут быть задействованы следующие режимы индикации: 33 - информация о маршруте полета ("марш"); 34 - информация о метеобстановке ("метео"); 35 - информация о характеристиках (формуляре) пунктов маршрута и ориентиров ("форм"); 36 - увеличение масштаба изображения ("М>"); 37 - уменьшение масштаба изображения ("М<"); 38 - информация о текущих параметрах полета ("Я").

На фиг. 9 представлено для примера изображения индикатора при нажатых кнопках 32 и 33.

На фиг. 9 показаны аэродромы взлета А1 и посадки А2, расположение радиомаяков РМ1 и РМ2, пунктиров промежуточного маршрута ППМ1, ППМ2, ПММ23.

При обучении управлению транспортным средством обучаемый осуществляет воздействие на имитаторы 2, 3, 4 и 5. Имитатор 5 органов задания режимов эксплуатации транспортного средства обеспечивает включение режимов работы систем и автоматического управления органами 53, спецсистем - 54, системы растормаживания колес шасси - 55 "Тормоза" и вспомогательный режим тренажера - вызов панорамы приборной доски - 56. Одновременно он контролирует имитируемые положения, параметры движения и эксплуатационные параметры транспортного средства по указанным индикационным устройствам и переключателям. Полную совокупность этих индикационных устройств и переключателей при реализации патентуемого способа воспроизводят на экране дисплея 8 (рис. 2,6).

Размеры и форма экрана дисплея 8 значительно отличаются от размеров и формы реальной приборной доски с указанными индикационными устройствами и переключателями. Выработка же устойчивых рефлексов контроля и управления происходит тем эффективнее, чем ближе восприятие обучаемым изображений на экране дисплея индикационных устройств и переключателей, с которыми он работает в каждый момент времени, к соответствующим индикационным устройствам и переключателям на приборной доске самолета.

В патентуемом тренажере устройство ввода данных компьютера снабжено блоком 57 коммутации и ограничения числа изображений индикационных устройств или переключателей, воспроизводимых в увеличенном масштабе на экране дисплея 8. Блок 57 включает прозрачную сенсорно-коммутационную панель 58, установленную непосредственно перед экраном дисплея 8, и блок 59 фиксации адреса воздействия.

При реализации патентуемого способа после воспроизведения на экране дисплея 8 полной совокупности изображений индикационных устройств и переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства ограничивают число воспроизводимых изображений одним или группой функционально взаимосвязанных индикационных устройств, либо переключателей с одновременным увеличением масштаба их изображения, как это показано, например, на фиг. с 3 по 10, а после ограничения числа воспроизводимых изображений изменение имитируемого режима эксплуатации транспортного средства или совокупности контролируемых параметров осуществляют воздействием пальца обучаемого на участок экрана дисплея 8 с видимым им изображением соответствующего переключателя имитируемых информационной системы и системы задания режима эксплуатации транспортного средства.

Воспроизведение на экране дисплея 8 в масштабе, близком к реальному, одного или группы индикационных устройств, несущих информацию о контролируемых параметрах, обеспечивает концентрацию внимания обучаемого на этих параметрах, при том, что изображение каждого индикационного устройства воспринимается им как реальное индикационное устройство. Воздействие на изображение переключателя, размеры которого близки к размерам реального переключения, воспринимается обучаемым как воздействие на реальный переключатель на приборной доске самолета. Это обеспечивает выработку устойчивого рефлекса управления.

В описываемом конкретном примере специализированное устройство ввода 6 представляет собой совокупность аналого-цифровых преобразователей, преобразователей код-код, угол-код и входных регистров, количество и номенклатура которых определяется видом сигналов, поступающих с блоков 2-5, и зависит от типа самолета. В свою очередь, специализированное устройство ввода 6 подключено через стандартный интерфейс ввода к компьютеру. В блоке 6 ввода данных движения сигналы механического воздействия преобразуются в соответствующие цифровые коды. Механическое воздействие на кнопки имитатора 5 преобразуется в блоке 6 в соответствующий цифровой код.

В компьютере 7 решаются уравнения движения самолета, модели системы управления и силовой установки, коэффициенты которых учитывают специфику конкретного самолета.

Таким образом формируются сигналы, соответствующие имитируемым положению и параметрам движения транспортного средства. В описываемом конкретном примере выполнения эти сигналы соответствуют углам крена, тангажа, курсу, скорости и высоте полета и параметрам, производным от них.

Изменение режима эксплуатации часто связано с изменением имитируемой реакции самолета на изменение положения имитаторов 2, 3, 4 вследствие, например, выпуска или уборки шасси, сброса груза, обледенения. По указанной информации в компьютере 7 корректируется модель динамики самолета в соответствии с имитируемым режимом эксплуатации.

В памяти компьютера содержится информация об изображении индикационных устройств и переключателей имитируемых информационных систем и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства при различных параметрах движения и условиях эксплуатации.

В компьютере 7 формируются также сигналы, соответствующие информации индикационных устройств и положению переключателей. Информация индикационных устройств может быть представлена в виде, например: изображения указателя углового положения самолета; положения и формы индексов текущих параметров полета (высоты, скорости, курса и т.д.); значений текущих параметров полета; положения командных и директорных меток системы управления; таблиц и числовых значений информации о полете; задания ориентиров и линии маршрута.

В компьютере формируются сигналы, преобразуемые затем в соответствующие изображения, высвечиваемые на экране дисплея 8.

Ограничение числа изображений, воспроизводимых на экране дисплея, реализуется посредством блока 57. При использовании сенсорно-коммутационной панели 58 блока 57 в патентуемом способе для ограничения числа изображений индикационных устройств или переключателей, воспроизводимых на экране дисплея, воздействуют пальцем обучаемого на участок экрана дисплея с видимым изображением, например, электронно-лучевого индикатора 22, выбранным из полной совокупности изображений, показанных на фиг. 6.

Данное действие обучаемого наиболее естественно, особенно на начальном этапе обучения, и оперативно приводит к желаемому результату - концентрации внимания обучаемого на нужном индикационном устройстве или переключателе, изображения которых воспроизведены в увеличенном масштабе.

Сигнал затененных лучей 58, сформированный в панели 58, в результате воздействия пальца обучаемого на экран дисплея 8, поступает на вход блока 59 фиксации адреса воздействия. Далее в компьютере происходит выбор сигнала демонстрируемого изображения. Из сигналов, соответствующих всей совокупности изображений индикационных устройств и переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации для конкретного режима обучения в компьютере выбираются те, адрес которых определен блоком 59. В зависимости от того, какие индикационные устройства и переключатели отмечены обучаемым, на вход дисплея 8 поступают только те сигналы, которые соответствуют индикационным устройствам и индикатору, указанному обучаемым.

При ограничении числа изображений, воспроизводимых на экране дисплея в увеличенном масштабе, патентуемым способом предусмотрена возможность того, что изображения индикационных устройств и переключателей воспроизводят одновременно в группе функционально взаимосвязанных элементов имитируемых информационной системы и системы задания режима эксплуатации транспортного средства.

В результате восприятие обучаемым информации индикационного устройства и воздействие на переключатель выполняются и воспроизводятся как реальные.

В описываемом конкретном примере выполнение патентуемого способа и тренажера рассматривается обучение пилота управлению самолетом при взлете и выводе самолета в заданный пункт маршрута при работе на левом рабочем месте в кабине с двумя членами экипажа.

Выполнение задания обучаемый начинает из имитируемого положения самолета на исходной позиции; шасси выпущено, тормоза включены.

На экране дисплея 8 представлено изображение совокупности индикационных устройств и положение переключателей имитируемой информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства, соответствующее фиг. 2. Обучаемый выводит на электронно-лучевые индикаторы необходимую для взлета информацию. Он ограничивает число изображений индикационных устройств одним индикатором, воздействуя пальцем на участок экрана дисплея с видимым им изображением индикатора (фиг. 2). При этом на экране дисплея воспроизводится в увеличенном масштабе изображение индикационного устройства и переключателей по его периферии одновременно в группе взаимосвязанных элементов имитируемой информации транспортного средства.

Коснувшись изображения кнопки 30 на экране высвеченного индикатора, обучаемый вызывает на его информационном поле картину, представленную на фиг. 8 - изображение пилотажной информации. Вызвав изображение панорамы приборной доски, воздействуя на кнопку 56 блока 5, обучаемый получает возможность введения нужной ему информации для взлета на информационном поле индикатора 23. Для чего, воздействуя на изображение индикатора 23, он вызывает его увеличенное изображение и последовательным касанием пальца кнопок 31 и 37 на информационном поле индикатора высвечивает изображение фиг. 5 - информацию о работе двигателей. Нажав кнопку 56 "Панорама" имитатора 5, обучаемый на экране высветил приборную доску и приступает к операции запуска двигателей самолета.

Воздействуя пальцем на часть экрана (фиг. 2) с изображением пульта запуска двигателей 29, обучаемый ограничивает число воспроизводимых изображений, вызывая на экране внешний вид пульта 29 в увеличенном масштабе (фиг. 3) с изображением кнопок запуска: 60, 61 - запуск левого и правого двигателей, 62, 63 - стол левого и правого двигателей.

Патентуемым способом предусматривается возможность предварительного воспроизведения изображения соответствующего переключателя при том, что изображение в увеличенном масштабе соответствующего индикационного устройства воспроизводят при воздействии пальца обучаемого на участок дисплея 8 с изображением этого переключателя.

Последовательным воздействием пальца на изображение кнопок запуска 60, 61 левого и правого двигателей на предъявленном на экране пульте обучаемый осуществляет изменение имитируемого режима, подавая команду на запуск двигателей. При этом на экране дисплея вместо изображения пульта 29 высвечивается индикатор 23 с информацией параметров работы двигателей (фиг. 5), в частности с информацией об изменении, оборотов 42, 43 и температуры газов на срезе сопел 44, 45 соответственно для левого и правого двигателей. Изменяя положение рычагов управления двигателями имитатором 4 (фиг. 1), обучаемый устанавливает обороты двигателей, соответствующие началу трогания самолета с места.

Воздействуя на кнопку 55 "Тормоза" имитатора 5 (фиг. 1), обучаемый подает команду на растормаживание колес шасси, и самолет начинает разгон, набирая скорость.

Воздействуя на кнопку 55 "Панорама" имитатора 5, обучаемый вызывает на экране дисплея изображение приборной доски (фиг. 2) с расположенными на ней пилотажными приборами и контролирует нарастание скорости разгона по прибору 9. При достижении скорости отрыва самолета, пользуясь информацией пилотажно-навигационных приборов 15, 16, 19 и индикаторов 22, 23, отклоняя ручку управления самолетом-имитатором 2 на себя, он осуществляет имитацию взлета и пилотирования самолета до высоты уборки шасси, контролируя ее по приборам 12, 22.

При достижении высоты уборки шасси по информации прибора 12 он воздействует на зону экрана с изображением рычага уборки шасси 27, взывает ограниченное число воспроизводимых изображений - изображение рычага 27 с табло сигнализации 28 в увеличенном масштабе (фиг. 7а). Воздействуя пальцем на изображение рычага 27 переводит его в положение "шасси убрано", о чем информирует его погасание табло 28 (фиг. 7б). На экране дисплея высвечивается изображение приборной доски (фиг. 6), табло 64 (фиг. 4) в группе сигнализаторов работы бортовых систем 26 гаснет.

Для обеспечения имитации полета в заданный район с заданными параметрами обучаемый воздействует пальцем на зону приборной доски с изображением электронно-лучевого индикатора 22, тем самым вызывает изображение индикационного устройства и переключателей одновременно в группе взаимосвязанных элементов имитируемой информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства. Получив изображение индикатора 22 в увеличенном масштабе (фиг. 8) обучаемый воздействует пальцем последовательно на кнопку 32 (ИТО) и 33 (марш) и вместо пилотажной информации на экране предъявляется маршрут полета с характерными промежуточными пунктами маршрута (ППМ), расположением радиомаяков РМ1, РМ2 относительно аэродрома взлета А1 и посадки А2 (фиг. 9).

При необходимости уточнить данные любого из промежуточных пунктов маршрута обучаемый последовательно воздействует пальцем на выбранный им пункт маршрута на изображение индикатора и на кнопку 35 ("формат" - переключателя изменения режима контролируемого параметра. Вместо изображения маршрута на экране индикатора 22 предъявляется информационная страница с характеристиками выбранного промежуточного пункта маршрута (фиг. 10), где указаны номера выбранного ППМ и РМ, дальность и азимут А3 до выбранных ППМ и РМ, а также курс прохода ППМ и номер частотного канала (N), на котором работает РМ. Восприняв предъявленную информацию, обучаемый кнопкой 56 имитатора 5 вызывает на экране изображение приборной доски с полной совокупностью информационных индикационных устройств и, воздействуя на имитаторы 2, 3, 4 органов управления самолетов по информации о текущих параметрах полета группы пилотажных приборов 9, 12, 14, 15, 16, 18, 19 осуществляет имитацию полета в заданный пункт маршрута.

Аналогичным образом осуществляется работа обучаемого на других режимах полета.

В патентуемом тренажере в блоке 57 ограничения числа изображений индикационных устройств или переключателей, воспроизводимых в увеличенном масштабе на экране дисплея 8, прозрачная сенсорно-коммутационная панель 58 выполнена с ортогонально расположенными по ее периферии парами светодиодов 65 и фотодиодов 66. Блок 59 фиксации адреса воздействия включает коммутатор 67 светодиодов, коммутатор 68 фотодиодов, блок 69 синхронизации, оперативно-запоминающее устройство 70, схему сравнения 71, регистр фиксации 72. В описываемом конкретном примере выполнения блок 59 включает также блок 73 питания и усилитель 75. Коммутаторы 67 и 68 связаны с соответствующими диодами. Оперативно-запоминающее устройство 70 имеет "сигнальный" вход, вход "кода адреса" и вход "записи счета". Регистра фиксации 72 имеет вход "записи" и вход "кода адреса". Блок 69 подключен к входам коммутаторов 67 и 68, входу "кода адреса" оперативно-запоминающего устройства 70 и входу "кода адреса" регистра фиксации 72. В оперативно-запоминающем устройстве 70 "сигнальный" вход связан через усилитель 75 с выходом коммутатора 68, а выход - с одним и входов схемы 71 сравнения. В схеме сравнения 71 второй вход связан с выходом коммутатора 68 через усилитель 75, а выход - с входом "записи счета" оперативно-запоминающего устройства 70 и входом "записи" регистра фиксации 72. Блок 73 подключен к входу коммутатора 68.

Оптоэлектронные пары-светодиоды 65 и фотодиоды 66, попарно расположенные по периферии экрана дисплея 8, образуют невидимую сетку из взаимно перпендикулярных световых потоков (длина волны излучения светодиодов лежит вне видимой области излучения).

Каждая оптоэлектронная пара имеет свой двоичный код, обозначающий ее территориальное положение в координатах экрана дисплея 8.

Коммутатор 67 последовательно засвечивает по одному светодиоду 65, а коммутатор 68 подключает соответствующий фотодиод 66 этой оптоэлектронной пары к усилителю-преобразователю фототока 75.

Момент затенения луча оптоэлектронной пары пальцем обучаемого определяется блоком фиксации адреса воздействия 59 следующим образом.

При пересечении луча оптоэлектронной пары электрический сигнал с выхода усилителя 75 поступает на первый вход оперативно-запоминающего устройства 70, на второй вход которого ("код адреса") поступает сигнал синхронизации с блока 69. Выходной сигнал блока 70 сравнивается с входным сигналом схемой сравнения 71 и при несовпадении этих сигналов формируется электрический сигнал "запись", поступающий в ОЗУ 70 на вход "запись-считывание" и на вход "запись" регистра фиксации 72, на другой вход которого поступает сигнал адреса засвечиваемого луча с блока синхронизации 69. На выходе регистра фиксации 72 выдается код затененного луча.

Электрическая схема блока фиксации места воздействия 59 реагирует только на изменение состояния затененных лучей, выдавая последовательно опросу коды затененных лучей, т.е. формирует адрес места воздействия, поступающий в компьютер, т. е. формирует адрес места воздействия, поступающий в компьютер 7, где сравнивается с информацией о назначениях узлов пересечения базовой сетки для различных режимов полета

Прерывание двух взаимно перпендикулярных световых лучей пальцем оператора идентифицируется в компьютере 7 с фрагментами изображения, расположенными в узловых точках базовой сетки для соответствующего режима, и из всей совокупности выбирается информация, отображенная в этом узле.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ обучения управлению транспортным средством, включающий воздействие обучаемого на имитаторы органов управления движением и систем задания режимов эксплуатации транспортного средства, контроль обучаемым имитируемых положений транспортного средства по информации от имитаторов индикационных устройств и положению переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства, совокупность которых воспроизводится на экране дисплея, отличающийся тем, что после воспроизведения на экране дисплея полной совокупности изображений индикационных устройств и переключателей имитируемой информационной системы и системы задания режимов эксплуатации выделяют изображение одного или группы взаимосвязанных индикационных устройств либо переключателей прикосновением к соответствующему участку экрана дисплея с расположенной непосредственно перед ним прозрачной сенсорно-коммутационной панелью, одновременно увеличивая это изображение, и прикосновением к увеличенному изображению переключателей осуществляют изменение имитируемого режима управления транспортным средством, причем увеличенное изображение соответствующего индикационного устройства воспроизводится либо одновременно с переключателем, либо после прикосновения к изображению переключателя.

2. Тренажер для обучения управлению транспортным средством, содержащий имитаторы органов управления движением и систем задания режимов эксплуатации транспортного средства и дисплей, установленные на рабочем месте обучаемого, компьютер с устройством запоминания изображений индикационных устройств и переключателей имитируемых информационной системы и системы задания режимов эксплуатации транспортного средства при различных его положениях, параметрах движения и условиях эксплуатации, устройство ввода данных, первый вход которого соединен с выходом имитаторов органов управления, второй вход - с выходом системы задания режимов эксплуатации, а выход - с компьютером, отличающийся тем, что непосредственно перед экраном дисплея расположена прозрачная сенсорно-коммутационная панель, имеющая прямоугольную форму, и по ее периметру на двух смежных сторонах расположено n последовательно размещенных фотодиодов, на двух других сторонах напротив них расположено последовательно размещенных n светодиодов и дополнительно введен блок фиксации адреса воздействия, содержащий последовательно соединенные коммутатор фотодиодов, сигнальный вход которого соединен с выходом группы фотодиодов, усилитель, оперативное запоминающее устройство, схема сравнения, второй вход которой соединен с выходом усилителя, а выход - с вторым входом оперативного запоминающего устройства, регистр фиксации, выход которого соединен с третьим входом устройства ввода данных, последовательно соединенные блок питания и коммутатор светодиодов, выход которого соединен с входом группы светодиодов, блок синхронизации, выход которого соединен с управляющими входами коммутаторов фото- и светодиодов, регистра фиксации и оперативного запоминающего устройства.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс G09B9/02 для обучения управлению транспортными средствами 

Патенты РФ в классе G09B9/02:
игровое кресло -  патент 2439710 (10.01.2012)
способ исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий в условиях испытательного комплекса (варианты) -  патент 2435230 (27.11.2011)
способ имитации движения транспортного средства и устройство для его осуществления -  патент 2403942 (20.11.2010)
автоматизированный тренажерный комплекс транспортного средства -  патент 2398285 (27.08.2010)
коллиматорный имитатор визуальной обстановки -  патент 2328025 (27.06.2008)
комплексный тренажер воздушного судна -  патент 2280287 (20.07.2006)
способ определения неоднородности температурного коэффициента линейного расширения оптической заготовки -  патент 2254567 (20.06.2005)
тренажер вождения -  патент 2150753 (10.06.2000)
устройство для обучения водителей -  патент 2073383 (10.02.1997)
оптическое устройство для наблюдения за зоной внекабинного пространства, не просматриваемой с рабочего места летчика -  патент 2037208 (09.06.1995)


Наверх