тренажер наводчиков-операторов установок пуска ракет

Формула изобретения

1. Тренажер наводчиков-операторов установок пуска ракет или стрельбы из орудий и пулеметов, содержащий оптический прибор наведения, орган управления по оси X оптического прибора наблюдения, орган управления по оси Y оптического прибора наблюдения, органы управления наводкой с датчиком координат, спусковой механизм пуска ракет или выстрела с датчиком срабатывания, первый канал воспроизведения псевдообъемного трехмерного изображения для наблюдения за выбранным участком местности невооруженным глазом, содержащий генератор изображения, экран и коллимирующее устройство, второй канал воспроизведения изображения для наблюдения за выбранным участком местности через оптический прибор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит комплекс подготовки исходной информации, включающий камеру первого канала, систему из камер второго канала, блок синхронизации работы камер, блок обработки исходной информации первого канала, блок хранения визуальных баз данных первого канала, блок обработки исходной информации второго канала, блок хранения визуальных баз второго канала, блок записи видеоинформации первого канала, корректирующую линзу, генератор изображения второго канала, блок записи видеоинформации второго канала, экран второго канала, корректирующую линзу, блок задания начальных условий, блок синхронизации работы камер, блок воспроизведения сторонних шумов, блок задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси X до и после пуска ракеты, блок задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси Y до и после пуска ракеты, блок моделирования шума пуска ракеты, блока расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для первого канала, блок расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для второго канала, блок расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для второго канала, блок расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для второго канала, при этом выход блока синхронизации работы камер соединен с входом камеры первого канала и со входом системы из камер второго канала, выход камеры первого канала соединен с входом блока обработки исходной информации первого канала, первый выход блока обработки исходной информации первого канала соединен с входом блока хранения визуальных баз данных первого канала, второй выход блока обработки исходной информации первого канала соединен со вторым входом блока воспроизводящего сторонние шумы, выход блока хранения визуальных баз данных первого канала соединен с первым входом генератора изображения первого канала, первый выход генератора изображения первого канала соединен с входом экрана первого канала, второй выход генератора изображения первого канала соединен с входом блока записи видеоинформации первого канала, выход блока записи видеоинформации первого канала соединен с седьмым входом генератора изображения первого канала, выход экрана первого канала соединен с входом коллимирующего устройства, выход коллимирующего устройства обеспечивает обучаемому возможность визуального наблюдения за объемной моделью местности, выход системы из камер второго канала соединен с входом блока обработки исходной информации второго канала, выход блока обработки исходной информации второго канала соединен с входом блока хранения визуальных баз второго канала, выход блока хранения визуальных баз второго канала соединен с первым входом генератора изображения второго канала, первый выход генератора изображения второго канала соединен с экраном второго канала, второй выход генератора изображения второго канала соединен с входом блока записи видеоинформации второго канала, выход блока записи видеоинформации второго канала соединен с седьмым входом генератора изображения второго канала, выход экрана второго канала соединен с входом оптического устройства наблюдения, выход оптического устройства наблюдения соединен с входом корректирующей линзы, выход корректирующей линзы предоставляет обучаемому возможность наблюдать за увеличенной моделью местности с возможностью определения дальности до моделируемых объектов используя метки на оптике, первый выход блока задания начальных условий соединен с входом блока синхронизации, выход блока синхронизации соединен со вторым входом генератора изображения первого канала, а также со вторым входом генератора изображения второго канала, а также с первым входом блока воспроизводящего сторонние шумы, выход блока воспроизводящего сторонние шумы предоставляет обучаемому возможность слышать звуковой фон, записанный во время подготовки модели сцены визуализации, второй выход блока задания начальных условий соединен с третьим входом генератора изображения первого канала и с третьим входом генератора изображения второго канала, вход спускового механизма позволяет обучаемому, нажав на спусковой механизм выпустить модель ракеты, выход спускового механизма соединен с четвертым входом генератора изображения первого канала, а также с четвертым входом генератора изображения второго канала, а также с первым входом блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси X до пуска ракеты и после пуска ракеты, а также с первым входом блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси Y до пуска ракеты и после пуска ракеты, а также с входом блока моделирования шума пуска ракеты, выход блока моделирования шума пуска ракеты позволяет обучаемому слышать звук выстрела ракетой, второй вход блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси X, до пуска ракеты и после пуска ракеты, соединен с обучаемым и позволяет ему управлять перемещением оси оптического прибора наблюдения по оси X, второй вход блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси Y, до пуска ракеты и после пуска ракеты, соединен с обучаемым и позволяет ему управлять перемещением оси оптического прибора наблюдения по оси Y, выход блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси X, до пуска ракеты и после пуска ракеты, соединен с входом блока расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для первого канала и с входом блока расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для второго канала, выход блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси Y, до пуска ракеты и после пуска ракеты, соединен с входом блока расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для первого канала и с входом блока расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для второго канала, выход блока расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для первого канала соединен с пятым входом генератора изображения первого канала, выход блока расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для второго канала соединен с пятым входом генератора изображения второго канала, выход блока расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для первого канала соединен с шестым входом генератора изображения первого канала, выход блока расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для второго канала соединен с шестым входом генератора изображения второго канала.

2. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что первый канал воспроизведения псевдообъемного трехмерного изображения для наблюдения за выбранным участком местности невооруженным глазом содержит коллимирующее устройство для просмотра через него изменяющихся изображений на экране первого канала.

3. Тренажер по п.2, отличающийся тем, что изображения, высвечивающиеся на экране первого канала выполнены в виде двухмерной проекции трехмерной сцены, исходящей с камеры первого канала, выполненной с объективом с угловыми характеристиками, соответствующими угловым характеристикам используемого коллимирующего устройства и определяемыми как телесный угол N×M, при этом размер в пикселях каждого кадра полученного от камеры первого канала равен размеру в пикселях этого же кадра, обработанного блоком обработки исходной информации первого канала и записанного в блок хранения визуальных баз данных первого канала.

4. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что в комплексе подготовки исходной информации камера первого канала выполнена неподвижной для съемки местности с возможной точки расположения оператора противотанкового ракетного комплекса.

5. Тренажер по п.2, отличающийся тем, что число кадров, хранящихся в блоке записи видеоинформации первого канала, соответствует числу кадров, снятых камерой первого канала за интервал T=t _N-t₀, n=(t_N -t₀)/ t, где t₀ - время начала сеанса, t_N - время конца сеанса, t - промежуток времени между очередными кадрами, при этом интервал Т не должен быть больше продолжительности тренировки.

6. Тренажер по п.2, отличающийся тем, что блок обработки исходной информации первого канала выполнен с возможностью выделения шума атаки подвижных целей и других сопутствующих шумов, характерных для данной местности и погодных условий, и передачи их в блок воспроизведения сторонних шумов.

7. Тренажер по п.1, отличающийся тем, корректирующая линза выполнена с коэффициентом уменьшения, равным коэффициенту увеличения оптического прибора наблюдения, при этом оптическая ось оптического устройства наблюдения выполнена совпадающей с оптической осью корректирующей линзы и направленной в центр плоскости телевизионного индикатора перпендикулярно этой плоскости.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к тренажерам, предназначенным для эффективной подготовки наводчиков-операторов в выполнении приемов поиска цели, наведения оружия на цель и ведения огня с использованием противотанковых ракетных комплексов (ПТРК) и другого оружия с оптическими приборами наведения.

Основным узлом предлагаемого тренажера является блок имитатора визуальной обстановки моделирующий узнаваемые районы местности, с узнаваемыми подвижными и неподвижными целями, с качеством, обеспечивающим профессиональное обучение оператора процессу поиска и уничтожения целей с имитацией процесса наведения, пуска ракет или стрельбы из орудий и пулеметов, с индикацией результатов действий обучаемого для оценки выполнения задания.

Процесс подготовки оператора должен обеспечить привитие ему правильных профессиональных навыков использования вооружения. Учитывая, что в рассматриваемых типах вооружения поиск и прицеливание ведется с помощью зрения, тренажер моделирует визуальную обстановку с качеством, обеспечивающим правильное зрительное восприятие обучаемым имитируемой трехмерной визуальной модели местности с расположенными на ней подвижными и неподвижными целями с учетом наблюдения невооруженным глазом, и с помощью оптических приборов наблюдения.

Тренажер должен обеспечить необходимые условия наблюдения за одной и той же местностью с подвижными и неподвижными целями невооруженным глазом и через оптический прицел за счет использования двух каналов моделирования визуальной обстановки. Псевдообъемный индикатор первого канала моделирования визуальной обстановки, моделирующий местность для наблюдения невооруженным глазом, должен обеспечить наблюдателю условия приобретения профессиональных навыков визуального определения расстояний до наблюдаемых объектов и расстояний между наблюдаемыми объектами так же как это происходит при тренировках на реальной местности. Индикатор второго канала моделирования визуальной обстановки, моделирующий этот же участок местности для наблюдения через оптический прибор наблюдения, должен обеспечить возможность определения дальности до узнаваемых целей по меткам на оптике, являющихся частью оптического прибора наблюдения. При этом оба индикатора должны отображать подвижные цели, перемещающиеся по местности по траекториям, близким к реальным, как с учетом рельефа, так и с учетом скоростей перемещения при движении по прямой, на поворотах и по пересеченной местности.

Тренажер должен обеспечить соответствие условий наведения оружия на цель с учетом особенностей реальных органов управления, включая статические и динамические характеристики перемещения органов управления оружием при ручной наводке, что моделируется за счет изменения нагрузок на органы управления при перемещении ствола с ракетой и ее пуска пустого ствола, после пуска ракеты.

Тренажер должен, для повышения интенсивности и эффективности подготовки операторов, обеспечить возможность тренировки операторов в закрытых помещениях в любое время года и суток, с имитацией различных погодных условиях, что может быть выполнено за счет подготовки разных визуальных баз данных для разных времен года и суток, с моделированием ухудшения условий видимости во время дождя, тумана или задымления.

Удовлетворение всех перечисленных требований является достаточно сложной задачей, на решение которой и направлено предлагаемое изобретение.

Известен аналог предлагаемого изобретения - тренажер наводчиков-операторов установок пуска ракет и стрельбы из орудий и пулеметов боевых машин пехоты (БМП) типа ТКНО-675 разработки 1995 г. [Техническое описание тренажерного комплекса ТКНО-675 (имеется в Военной академии бронетанковых войск, г.Москва, где этот тренажер находится в эксплуатации)] и тренажер наводчиков-операторов танка типа ТКНГ-ЗБМ, разработки 1997-98 гг.[Эскизно-технический проект тренажерного комплекса ТКНТ-36М. 140170, г.Бронницы Московской области, "Центральный завод полигонного и учебного оборудования"]. Эти тренажеры конструктивно мало отличаются между собой и содержат пульты управления наводкой установок пуска ракет и стрельбы с датчиками имитируемого поворота этих установок по горизонтали и вертикали, механизмы пуска ракет или стрельбы с датчиками пуска или выстрелов, имитаторы оптических приборов наведения, ЭВМ и устройства согласования и управления ЭВМ, а также телевизионный индикатор обучаемого, подключенный в выходу ЭВМ. В рассматриваемых тренажерах центр изображения телевизионного индикатора обучаемого совмещен с центральной оптической осью имитатора оптического прибора наведения.

При воздействии обучаемого на пульты управления наводкой меняются сигналы с датчиков поворота установок пуска или стрельбы по горизонтали или вертикали, которые поступают через устройства согласования с ЭВМ в ЭВМ, которая вырабатывает сигналы на видимое перемещение изображения местности и целей относительно прицельных меток имитаторов оптических приборов наведения, что позволяет осуществлять наведение установок пуска ракет или стрельбы на цели.

Недостатками этих тренажеров является отсутствие этапа тренировки, когда обучаемый наблюдает местность и цели без оптического прибора наведения, а также значительное отличие восприятия изображения местности, целей и прицельных меток в этих тренажерах от восприятия через реальный прибор наведения реальной местности, целей и прицельных меток.

Известен аналог предлагаемого изобретения - тренажер [Патент США 5641288, Р41С 3/26 от 24 июня 1997 г.], предназначенный для обучения стрельбе из спортивного оружия или винтовки.

В состав тренажера входит штатное оружие со спусковым устройством и датчиком сигнала выстрела; телевизионный индикатор обучаемого, содержащий для каждого глаза свой жидкокристаллический монитор, крепящийся на шлеме, датчик направления дула оружия в виде светового проектора луча, жестко закрепленного на дуле оружия и направленного назад на установленный на голове приемник луча для фиксации точки прицеливания, включаясь в момент выхода пули из дула оружия, ЭВМ (микропроцессор) и устройства связи с ЭВМ.

Для каждого глаза формируется свое изображение, соответствующее ракурсам видимости объектов каждым глазом. На основании двух плоских изображений (являющихся проекцией на плоскость одной модели трехмерного изображения), используемых в данном тренажере, псевдообъемный индикатор на базе диспаратной системы моделирует объемное (трехмерное) пространство, позволяющее обучать оператора навыкам поиска цели и прицеливания в условиях, приближенных к реальным.

При наводке оружия на цель и выстреле соответствующие датчики передают сигналы в ЭВМ, которая вычисляет ошибки прицеливания.

В данном тренажере используется псевдообъемный индикатор формирования трехмерного изображения местности и целей за счет использования диспарантности человеческого зрения, обеспечивая правильный учет его бинокулярных факторов.

Однако предложенный в этом патенте принцип построения трехмерного изображения нецелесообразно использовать в тренажерах операторов вооружения, рассчитанного на стрельбу на большие расстояния (ракетами, из орудий и т.д.). Это связано с тем, что формирование трехмерного изображения в этом случае является сложным, а также с тем обстоятельством, что в рассматриваемых нами случаях использования ПТРК и ряда других типов вооружения оператор производит поиск цели невооруженным глазом, а прицеливание ведется через оптический прицел (использование которого в данном аналоге проблематично).

Недостатком тренажера также является необходимость надевать обучаемому специальный шлем с 2-мя мониторами и приемником луча фиксации точки прицеливания и его приспособленность для обучения стрельбе из спортивного оружия и винтовки без применения штатного оптического прицела.

Известны аналоги предлагаемого изобретения - тренажеры [Патент Англии 1386830, Р41С 3/26 от 12 марта 1975 г., Патент Англии 1372783, F41G 3/26 от 6 ноября 1974 г.4 и 5], с которыми тренировки проводятся на реальной местности с использованием штатных оптических приборов наведения и органов управления наводкой, а также реальных целей (автомашины, танки и т.д.).

В тренажере по патенту 1386830 для оценки точности прицеливания к стволу оружия прикрепляется излучатель с узким пучком излучения, направленным к цели в соответствии с направлением прицела, а на цели установлен отражатель этого луча в сторону оружия и имеется устройство приема отраженного луча. Наличие отраженного луча говорит о нахождении прицельных меток оптического прибора наведения на цели.

В тренажере по патенту 1372783 точность прицеливания определяется визуально, путем наблюдения изображения с камеры, которая изображает местность, цели и положение прицельных меток.

Для запоминания используются записи этого изображения на видеомагнитофон.

Основным недостатками этих тренажеров являются:

- необходимость вести учебный бой с реальным использованием всех типов вооружения, что требует больших затрат по планированию учебного занятия;

- невозможность повторить учебный бой после анализа действий обучаемого и введя корректировку устранять ошибки, обеспечивая повтор учебной ситуации;

- невозможность тренировки в закрытых помещениях.

Известен аналог предлагаемого изобретения - тренажер типа 9Ф660 [Тренажер 9Ф660-4. Руководство по эксплуатации и обслуживанию, часть 1, ГИЕФ. 161.464.020 РЭ и часть 2 (Альбом рисунков) ГИЕФ. 161.464.020 РЭ1], в состав которого входит ЭВМ с подключенными к ее входу органами управления, устройством сопряжения с ЭВМ, а к выходу - телевизионный индикатор обучаемого, а также устройство для имитации пуска ракеты или стрельбы, включающее оптический прибор наведения, органы управления наводкой, механизм пуска ракеты или выстрела с датчиком срабатывания, подключенным к устройству сопряжения с ЭВМ, и датчик координат оптической оси прибора наведения, также подключенный к устройству сопряжения с ЭВМ.

Через имитатор оптического прицела обучаемый наблюдает изображения имитируемой местности и целей на неподвижном телевизионном индикаторе обучаемого, центр изображения на котором совпадает с положением оптической оси прицела.

При повороте рукояток управления имитатором ПТРК меняются сигналы сдатчиков координат оптической оси прицела. Эти изменения поступают в ЭВМ, которая обеспечивает соответствующее перемещение изображения по горизонтали и вертикали на телевизионном индикаторе. Совмещая координаты видимой цели с центром изображения, где расположен центр прицельных меток имитатора оптического прицела, обучаемый осуществляет наводку прицельных меток на цель.

ЭВМ по известным координатам цели относительно центра изображения определяет погрешности прицеливания и определяет попадание или промах в момент достижения ракетой цели или других объектов.

Основными недостатками данного тренажера являются:

- тренажер предусматривает наблюдение местности и целей только через имитатор оптического прицела, причем центр изображения всегда совпадает с центром оптических меток прицела наведения (такое ограничение исключает этап обучения, когда оператор видит местность и цели без оптического прицела, а затем должен навести оптику на увиденную цель или подозрительное место);

- трудно добиться зрительного восприятия видимой местности, целей и прицельных меток через имитатор оптического прицела так же, как через штатный оптический прибор наведения, и это восприятие всегда отличается от реального, что обусловлено принятым конструктивным решением в прототипе и приводящим к отличиям условий тренировки на тренажере от условий реальных пусков и стрельбы, а это снижает эффективность тренировок;

- с помощью имитаторов органов управления наводкой практически трудно добиться соответствия статических и динамических характеристик системы при воздействии обучаемого оператора на органы ручного управления наводкой (такие отличия также снижают эффективность тренировок).

Известен прототип предлагаемого изобретения - наиболее близкий к предлагаемому изобретению (патент РФ №2179698 Пустыльников В.С, Годунов А.И., Бычков И.Ю. Тренажер наводчиков-операторов установок пуска ракет или стрельбы из орудий и пулеметов), позволяющий обеспечить получение следующих технических результатов:

- повышение эффективности тренировок за счет приближения условий обучения на тренажерах к условиям реальных пусков ракет и стрельб;

- расширение функциональных возможностей тренажеров.

Указанный технический результат достигается тем, что полунатурный тренажер наводчика-оператора (в состав тренажера введены все узлы реального ПТРК, кроме ракеты) содержит ЭВМ генерирующее неподвижное изображение местности, на которое накладывается изображение подвижных целей и следа от снаряда (в виде отметки от взрыва и (или) отметки от трассера управляемой ракеты). Сигнал от имитатора пуска от ракеты включает систему отслеживания перемещения ракеты в модели местности и при появлении условия встречи с подстилающей поверхностью или с целью в нужном месте имитируется отметка от взрыва. Наблюдатель рассматривает модель местности через псевдообъемный индикатор, использующий коллиматор (зеркальный, или линзу Френеля), поиск цели проводится через реальное прицельное приспособление, направленное в этот же псевдообъемный индикатор. В состав тренажера введено также штатное устройство пуска ракеты или стрельбы, к которому снаружи прикреплены датчики. Датчик координат связан с устройством сопряжения с ЭВМ через дистанционный приемник сигналов.

Блок-схема прототипа представлена на фигуре 1.

К устройству 1 пуска ракеты или стрельбы, например переносному устройству ПТРК, содержащему оптический прибор 2 наведения, органы 3 управления наводкой и механизм 4 пуска ракеты или выстрела, прикреплены датчики 5 срабатывания механизма пуска ракеты или выстрела и датчик 6 координат оптической оси оптического прибора наведения с дистанционным приемником сигналов. Выходы датчиков 5 и 6 подключены к входу устройства сопряжения 7 с ЭВМ, выходы которого подключены к ЭВМ 8. К входу ЭВМ 8 подключены также органы 9 управления ЭВМ, а к выходу ЭВМ 8 подключены монитор 10 инструктора тренажера и телевизионный индикатор 11 обучаемого. Между телевизионным индикатором 11 обучаемого и установкой 1 пуска ракеты или стрельбы установлено общее для прямого наблюдения местности и целей обучаемым и через оптический прибор 2 наведения оптическое коллимационное устройство 12.

Прототип работает следующим образом.

Исходные данные для тренировки задаются инструктором тренажера с помощью органов 9 управления ЭВМ, например район местности, типы и количество целей, погодные условия и другие. Эти данные поступают в ЭВМ 8, которая осуществляет их обработку, генерацию изображения, включая район местности, цели, взрывы ракет или снарядов, горение целей при попадании, решение траекторных задач, задач контроля попадания, оценки действий обучаемого, имитации звуковых эффектов и других, необходимых для работы тренажера.

Обучаемый воздействует на органы 3 управления наводкой, наблюдая непосредственно глазами и через оптический прибор 2 наведения изображение, поступающее с оптического псевдообъемного устройства 12 (с использованием коллиматора), на вход которого поступает изображение с телевизионного индикатора 11 обучаемого. При перемещении органов 3 управления наводкой меняются координаты оптической оси оптического прибора 2 наведения относительно неподвижного оптического псевдообъемного устройства 12. Эти изменения поступают на вход датчика 6 координат оптической оси прибора наведения с дистанционным приемником сигналов, а с его выхода поступают на устройство 7 сопряжения с ЭВМ.

При пуске ракеты или при выстреле срабатывает механизм 4 пуска ракеты или выстрела, сигнал с которого поступает на вход датчика 5 срабатывания механизма пуска ракеты или выстрела, а с его выхода сигнал поступает на устройства 7 сопряжения с ЭВМ. С устройства 7 сопряжения с ЭВМ сигналы изменения координат оптической оси прибора 2 наведения и сигнал с датчика 5 поступают в ЭВМ 8, которая производит необходимые вычисления, обеспечивающие изменение изображения, оценку действий обучаемого и решение других задач тренировки. Изображение с выхода оптического псевдообъемного устройства 12 обучаемый наблюдает непосредственно глазами и через оптический прибор 2 наведения.

Точность прицеливания в предлагаемом тренажере определяется путем сравнения имеющихся в ЭВМ 8 координат цели с координатами положения оптической оси прибора наведения, получаемого в ЭВМ 8 за счет сигнала с датчика 6 координат оптической оси прибора наведения.

В качестве датчика 6 координат оптической оси прибора наведения с дистанционным приемником сигналов может использоваться, например, светодиод, а в качестве дистанционного приемника сигналов - камера, в качестве датчика срабатывания механизма пуска или выстрела - механический или акустический датчик, индикатор 11 обучаемого может быть выполнен как монитор или видеопроектор с экраном.

Состав устройства пуска ракеты или стрельбы зависит от типа вооружения, для обучения оператора которого создается тренажер.

Например, для тренажера оператора переносного противотанкового комплекса 9К111 это устройство содержит:

устройство 1 - пусковая установка 9П135;

оптический прибор 2 наведения - прибор 9Ш119 наведения;

органы 3 - рукоятка поворота направляющей с прибором 9Ш119;

механизм 4 - механизм пуска ракеты.

Общий для обучаемого и оптического прибора наведения псевдообъемный индикатор может быть построен, например, с применением крупногабаритных оптических линз, линзы Френеля или сферического зеркала.

Считается, что условия тренировки приближаются к реальным условиям пуска ракет и стрельб из орудий или пулеметов за счет формирования в тренажере глубокой (сотни метров) пространственной визуальной среды, что обеспечивается за счет моделирования трехмерного изображения и возможность использования штатного оптического прибора наведения. На практике это не совсем так из-за следующих недостатков:

1) Невозможность использования меток оптического прибора наведения для определения дальности до наблюдаемой цели, так как наблюдаемый через индикатор с коллиматором участок местности настроен для наблюдения невооруженным глазом. При попытке рассматривать эту модель через оптический прибор наблюдения, имеющий кратность увеличения (в одной из выпускаемых образцов ПТРК он равен восьми), имеем следующие недостатки: а) рассматриваемая модель вырождается в нагромождение пикселей, что объясняется недостаточным разрешением телевизионного экрана или экрана телепроектора, используемого в индикаторе с коллиматором для получения первоначальной проекции трехмерной сцены визуализации на экранную плоскость; б) дальность наблюдения полученной модели цели при рассмотрении через оптический прибор наблюдения не соответствует ее реальному нахождению, так как она моделируется для наблюдения невооруженном глазом и возможности определения расстояния до нее невооруженным глазом; в) наблюдается эффект «мультипликации» при появлении модели подвижной цели, выражающийся в ее нереальном перемещении по модели местности (нереальность заключается в невозможности перемещения ее, также как в реальной действительности, с использованием складок рельефа и инженерных сооружений, а также в нереальности траектории перемещения подвижной цели по скорости, особенно во время поворотов);

2) Недостаточно разработанная система подготовки визуальной базы, сводящаяся к наложению на изображение, полученное с фотографии местности, модели цели, а в итоге приводящей к перемещению этой модели по нереальным траекториям (модель движется не так как в реальных условиях движется цель, маскирующаяся в складках местности и растительности, что в реальных условиях сильно усложняет ее поиск и уничтожение), а, как правило, по прямой, что в рассматриваемом прототипе облегчает поиск и поражение цели за счет «выпячивания» модели цели.

Для устранения указанных недостатков предлагается использовать следующий комплекс технических средств (фигура 2), позволяющий наблюдателю 23 поочередно следить за трехмерной моделью местности невооруженным глазом с помощью псевдообъемного индикатора 12, позволяющего визуально оценивать расстояние до наблюдаемых объектов невооруженным глазом и через индикатор 18, позволяющий визуально оценивать расстояние до наблюдаемых стандартных объектов (например, танк) с помощью отметок на оптическом приборе наблюдения.

Рассматриваемый тренажер наводчиков-операторов установок пуска ракет включает:

1) комплекс подготовки исходной информации 1, содержащий:

- блок 2 синхронизации работы камер для получения от времени t₀ начала тренировки до конца тренировки t_N, в каждый из моментов t _i последовательности синхронно снимаемых кадров о сцене визуализации от всех камер комплекса подготовки исходной информации 1;

- камеры первого канала 3 с объективом, имеющим угловые характеристики по горизонтали и вертикали, равные угловым характеристикам псевдообъемного индикатора 12 (обычно это телесный угол 40°×30°), используемой с целью подготовки исходной информации для блока хранения визуальных баз данных первого канала 5, позволяющей в итоге получить последовательность из кадров n от времени t ₀ начала тренировки до конца тренировки t _N, n=(t_N-t₀ )/ t, где t - частота, на которой работает камера (обычно 50 Гц);

- блок обработки исходной информации первого канала 4, производящий перекодировку полученных видеофильмов для первого канала 10 в требуемый стандарт (например., avi) и выделяющий акустические шумы, полученные во время съемок, для дальнейшей их передачи в блок, воспроизводящий сторонние шумы 33;

- блок 5 хранения визуальных баз данных первого канала в виде оцифрованных видеофильмов с целью дальнейшего воспроизведения с помощью генератора первого канала 11 на экране первого канала 13 двухмерной проекции трехмерного изображения выбранного участка местности для наблюдения за ним невооруженным глазом через коллимирующее устройство 14;

- системы камер второго канала 6, число которых принимается равным j, объективы которых настроены на снятие изображения с коэффициентом увеличения, равным коэффициенту увеличения k используемого оптического прибора наблюдения 20, эти объективы располагаются рядом с объективом камеры первого канала 3 таким образом, чтобы вся система камер второго канала 6 могла без пропуска захватить часть пространства не менее части пространства в телесном угле N×M захваченным объективом камеры первого канала 3, при этом камеры второго канала располагаются в один или более рядов из линий, по нескольку камер в одной линии, угловые характеристики объектива каждой камеры второго канала определяются как l×d, число рядов берется не более чем целая часть от M/d+1, а число камер в линии не более чем целая часть от N/l+1, каждая j-я камера системы камер второго канала 6 снимает последовательность кадров n_j от времени t₀ начала тренировки до конца тренировки t_N, (n_j =(t_N-t₀)/ t, где t - частота, на которой работает камера (обычно 50 Гц); j - число камер, которые располагаются обычно более чем в один ряд (например, для захвата пространства 40°×30°, при коэффициенте увеличения 8, можно располагать камеры в три линии (по четыре в каждом ряду), используя в каждой камере объектив с угловыми характеристиками 10°×10°);

- блок обработки исходной информации второго канала 7 производит перекодировку информации, получаемой в виде последовательности кадров от всех камер системы камер второго канала 6, в требуемый стандарт (например., avi) и объединяет все кадры от всех камер системы камер второго канала 6, создавая последовательность кадров нового формата, при этом размер каждого нового кадра отличается по размерам в пикселях по горизонтали и по вертикали в k раз от размеров кадра в пикселях по горизонтали и по вертикали снятого камерой первого канала 3 (где k - коэффициент увеличения оптического прибора наблюдения), полученная последовательность новых кадров в требуемом стандарте записывается в блок хранения визуальных баз данных второго канала 8 с целью использования генератором изображения второго канала 17, при получении нового формата очередного кадра, полученного за счет слияния кадров от всех камер системы камер второго канала 6, снятых в фиксированный момент времени t_i, решается вопрос о единстве цветовых характеристик обрабатываемого изображения за счет приведения цветовых характеристик очередного присоединяемого кадра к цветовым характеристикам уже обработанного кадра, начиная с обработки кадра от первой из камер системы камер второго канала 6 до кадра от последней j-й камеры, при этом цветовые характеристики кадра от первой камеры в первом ряду берутся за общую основу, цветовые характеристики кадра от первой камеры второго ряда корректируются по цветовым характеристикам кадра от первой камеры первого ряда, цветовые характеристики кадра от первой камеры третьего ряда корректируются по цветовым характеристикам кадра от первой камеры второго ряда и так далее;

- блок хранения визуальных баз второго канала 8 используется для хранения данных в виде оцифрованных видеофильмов второго канала 16 с целью воспроизведения увеличенных изображений выбранного участка местности (что является особенностью в реальных условиях при просмотре за местностью через оптический прибор наблюдения), который следует наблюдать на экране второго канала 19 через оптический прибор наблюдения 20 и корректирующую линзу 21;

2) блок синхронизации 9 начала работы двух каналов воспроизведения изображения 10 и 16 и блока воспроизведения сторонних шумов 33;

3) первый канал 10 воспроизведения псевдообъемного, трехмерного изображения для наблюдения за выбранным участком местности невооруженным глазом, состоящий из:

- генератора изображения 11;

- псевдообъемного индикатора 12 моделирования трехмерного видеоизображения, состоящего из экрана первого канала 13, на котором проецируется двухмерное изображение покадрово изменяющейся трехмерной модели, и коллимирующего устройства 14 (примером которого может быть оптическая зеркальная система, или линза Френеля, или другое аналогичное устройство), объединенных таким образом, чтобы обучаемый 23 мог видеть изображение на экране первого канала 13 только через коллимирующее устройство 14, при этом покадровое изменение наблюдаемой трехмерной модели, являющейся условием наблюдения человеком трехмерного пространства при использовании псевдообъемного индикатора с коллимирующим устройством [2], достигается за счет моделирования перемещения в наблюдаемом пространстве подвижных целей и других подвижных объектов, как например движение ветвей деревьев и травы от ветра;

- блока 15 записи видеоинформации во время сеанса обучения, определенного интервалом обучения, не большего периода Т, заданного во время подготовки исходной информации от времени t₀ начала тренировки до конца тренировки t_N;

4) второй канал 16 воспроизведения изображения для наблюдения за выбранным участком местности через оптический прибор наблюдения 20 и корректирующую линзу 21, состоящий из:

- генератора изображения 17;

- индикаторной системы 18, позволяющей наблюдать за известными целями с возможностью определения дальности до них по меткам на оптике, состоящей из экрана второго канала (обычного телевизионного индикатора или монитора компьютера) 19, оптического прибора наблюдения (одного из узлов реального ПТРК) 20 и корректирующей линзы 21 с кратностью уменьшения k, равной кратности увеличения k оптического устройства наблюдения 20, объединенных таким образом, чтобы оптическая ось оптического устройства наблюдения 20 совпадала с оптической осью корректирующей линзы 21, была направлена в центр плоскости телевизионного индикатора 19 и рассматриваемая оптическая ось была перпендикулярна плоскости телевизионного индикатора 19;

- блока 22 записи видеоинформации второго канала для записи видеоинформации во время сеанса обучения не большего периода Т, заданного во время подготовки исходной информации от времени t₀ начала тренировки до конца тренировки t_N;

5) блок 32 моделирования акустических шумов, включающий блок 33, воспроизводящий сторонние шумы и включающийся через блок синхронизации 9 с началом просмотра изображений одновременно с началом работы первого канала 10 и второго канала 16 и блок 34 моделирования шума пуска ракеты, включающийся после нажатия обучаемым 23 спускового механизма 25 (все блоки моделирования акустических шумов могут быть реализованы на персональном компьютере);

6) блок задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси X до пуска ракеты и после пуска ракеты 26, обеспечивающий слежение по оси X за перемещением оптической оси оптического прибора наблюдения 19 и изменение нагрузки на орган управления по оси X оптической осью оптического прибора наблюдения при наведении ПТРК с ракетой (когда оператор должен вращать ствол ПТРК с ракетой) и после пуска ракеты (когда оператор вращает ствол ПТРК без ракеты), что воспринимается обучаемым 23 по разному, изменение нагрузки происходит по команде от спускового механизма с датчиком срабатывания 25;

7) блок задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси Y до пуска ракеты и после пуска ракеты 29, обеспечивающий слежение по оси Y за перемещением оптической оси оптического прибора наблюдения 19 и изменение нагрузки на орган управления по оси Y оптической осью оптического прибора наблюдения при наведении ПТРК с ракетой (когда оператор должен вращать ствол ПТРК с ракетой) и после пуска ракеты (когда оператор вращает ствол ПТРК без ракеты), что воспринимается обучаемым 23 по разному, изменение нагрузки происходит по команде от спускового механизма с датчиком срабатывания 25;

8) блок моделирования шума пуска ракеты 34, включающий звук шума выстрела ракетой по команде от спускового механизма с датчиком срабатывания 25;

9) блок расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для первого канала 27 производит пересчет угловой скорости перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения 20 по оси X за очередной кадр в число пикселей по оси X, на которое необходимо переместить оптическую ось на новом кадре экрана первого канала, по сравнению с предыдущим кадром, что позволяет перемещать на очередном кадре по оси X, относительно предыдущего кадра, след от ракеты, или возможное место взрыва ракеты, целая часть от полученного значения передается в генератор изображения первого канала 11;

10) блок расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для первого канала 30 производит пересчет угловой скорости перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения 20 по оси Y за очередной кадр в число пикселей по оси Y, на которое необходимо переместить оптическую ось на новом кадре экрана первого канала, по сравнению с предыдущим кадром, что позволяет перемещать на очередном кадре по оси F, относительно предыдущего кадра, след от ракеты, или возможное место взрыва ракеты, целая часть от полученного значения передается в генератор изображения первого канала 11;

11) Блок расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для второго канала 28 производит деление на коэффициент увеличения k оптического прибора наблюдения числа пикселей, на которое по оси X перемещается на очередном кадре экрана первого канала, относительно предыдущего кадра, след от ракеты, или возможное место взрыва ракеты, рассчитанное для первого канала, целая часть от полученного значения передается в генератор изображения второго канала;

12) Блок расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для второго канала 31 производит деление на коэффициент увеличения k оптического прибора наблюдения числа пикселей, на которое по оси Y перемещается на очередном кадре экрана первого канала, относительно предыдущего кадра, след от ракеты, или возможное место взрыва ракеты, рассчитанное для первого канала, целая часть от полученного значения передается в генератор изображения второго канала.

13) блок 24 задания начальных условий, обеспечивающий:

- изменение условий наблюдения (ввод тумана, или дымки);

- настройку компьютерных генераторов изображений 11 и 17 на работу с визуальными базами данных, определенных условиями тренировки во время сеанса тренировки, или на работу в режиме воспроизведения визуального изображения сцены и действий обучаемого во время предыдущей тренировки во время сеанса просмотра действий оператора во время предыдущего сеанса тренировки;

- синхронный пуск компьютерных генераторов изображений 11 и 17 для обеспечения синхронной работы первого 10 и второго 16 каналов воспроизведения изображения.

Все блоки предлагаемого устройства соединены следующим образом: выход блока синхронизации работы камер 2 соединен с входом камеры первого канала 3 и с входом системы из камер второго канала 6, выход камеры первого канала 3 соединен с входом блока обработки исходной информации первого канала 4, первый выход блока обработки исходной информации первого канала 4 соединен с входом блока хранения визуальных баз данных первого канала 5, второй выход блока обработки исходной информации первого канала 4 соединен со вторым входом блока, воспроизводящего сторонние шумы 33, выход блока хранения визуальных баз данных первого канала 5 соединен с первым входом генератора изображения первого канала 11, первый выход генератора изображения первого канала 11 соединен с входом экрана первого канала 13, второй выход генератора изображения первого канала 11 соединен с входом блока записи видеоинформации первого канала 15, выход блока записи видеоинформации первого канала 15 соединен с седьмым входом генератора изображения первого канала 11, выход экрана первого канала 13 соединен с входом коллимирующего устройства 14, выход коллимирующего устройства 14 обеспечивает обучаемому 23 возможность визуального наблюдения за объемной моделью местности, выход системы из камер второго канала 6 соединен с входом блока обработки исходной информации второго канала 7, выход блока обработки исходной информации второго канала 7 соединен с входом блока хранения визуальных баз второго канала 8, выход блока хранения визуальных баз второго канала 8 соединен с первым входом генератора изображения второго канала 17, первый выход генератора изображения второго канала 17 соединен с экраном второго канала 19, второй выход генератора изображения второго канала 17 соединен с входом блока записи видеоинформации второго канала 22, выход блока записи видеоинформации второго канала 22 соединен с седьмым входом генератора изображения второго канала 17, выход экрана второго канала 19 соединен с входом оптического устройства наблюдения 20, выход оптического устройства наблюдения 20 соединен с входом корректирующей линзы 21, выход корректирующей линзы 21 предоставляет обучаемому 23 возможность наблюдать за увеличенной моделью местности с возможностью определения дальности до моделируемых объектов используя метки на оптике оптического прибора наблюдения 20, первый выход блока задания начальных условий 24 соединен с входом блока синхронизации 9, выход блока синхронизации 9 соединен со вторым входом генератора изображения первого канала 11, а также со вторым входом генератора изображения второго канала 17, а также с первым входом блока, воспроизводящего сторонние шумы 33, выход блока, воспроизводящего сторонние шумы 33, предоставляет обучаемому возможность слышать звуковой фон, записанный во время подготовки модели сцены визуализации, второй выход блока задания начальных условий 24 соединен с третьим входом генератора изображения первого канала 11 и с третьим входом генератора изображения второго канала 17, вход спускового механизма с датчиком срабатывания 25 позволяет обучаемому 23, нажав на спусковой механизм, выпустить модель ракеты, выход спускового механизма с датчиком срабатывания 25 соединен с четвертым входом генератора изображения первого канала 11, а также с четвертым входом генератора изображения второго канала 17, а также с первым входом блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси X до пуска ракеты и после пуска ракеты 26, а также с первым входом блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси Y до пуска ракеты и после пуска ракеты 29, а также с входом блока моделирования шума пуска ракеты 34, выход блока моделирования шума пуска ракеты 34 позволяет обучаемому 23 слышать звук выстрела ракетой, второй вход блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси X до пуска ракеты и после пуска ракеты 26 соединен с обучаемым 23 и позволяет ему управлять перемещением оси оптического прибора наблюдения по оси X, второй вход блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси Y до пуска ракеты и после пуска ракеты 29 соединен с обучаемым 23 и позволяет ему управлять перемещением оси оптического прибора наблюдения по оси Y, выход блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси X до пуска ракеты и после пуска ракеты 26 соединен с входом блока расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для первого канала 27 и с входом блока расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для второго канала 28, выход блока задания перемещения оптической оси оптического прибора наблюдения и изменения нагрузки по оси Y до пуска ракеты и после пуска ракеты 29 соединен с входом блока расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для первого канала 30 и с входом блока расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для второго канала 31, выход блока расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для первого канала 27 соединен с пятым входом генератора изображения первого канала 11, выход блока расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для второго канала 28 соединен с пятым входом генератора изображения второго канала 17, выход блока расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для первого канала 30 соединен с шестым входом генератора изображения первого канала 11, выход блока расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для второго канала 31 соединен с шестым входом генератора изображения второго канала 17.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. Имеется четыре режима: режим записи исходной информации; режим подготовки визуальных баз данных; режим обучения; режим воспроизведения визуального изображения сцены и действий обучаемого.

В режиме записи исходной информации предлагаемое устройство работает следующим образом. Камеру первого канала 3 и систему из камер второго канала 6 устанавливают на местности в точке, где должен бы стоять реальный противотанковый ракетный комплекс. Объективы всех камер направлены на реальную местность таким образом, чтобы система из камер 6 полностью захватывала пространство, видимое через камеру 3. На выбранной местности, в наблюдаемом пространстве, перед ними проводится учебная атака реальных боевых машин, которые служат учебными целями (например, проводится атака танкового взвода). По команде от блока 2 включаются камера 3 и камеры системы 6. Камеры работают все время, достаточное для подготовки обучающего сеанса (все время атаки). Так готовится исходная информация для будущей сцены визуализации. При таком подходе автоматически решаются задачи движения подвижных целей по участку местности, которые в будущем будут воспроизводиться. (Под задачами движения подвижных целей понимаются их перемещение по допустимым траекториями с учетом скоростей движения по прямой, на поворотах, при огибании рельефа местности, а также движения с учетом маскировки с использованием растительности, рельефа местности и инженерных сооружений). Камера 3 снимает изображение для первого канала 10, моделирующего трехмерное изображение в натуральную величину с возможностью визуально определять расстояние до наблюдаемых объектов и расстояние между нами. Для того чтобы изображение воспроизводилось в естественную величину, необходимо, чтобы угловые характеристики объектива камеры 3 соответствовали характеристикам псевдообъемного индикатора 12, построенного с использованием коллиматора (примером таких индикаторов может быть РЭЛЛИ, ЭЛЬВИРА, СВЕТЛАНА, разработки Студенческого проектно-конструкторского технологического бюро моделирования Пензенского государственного университета [1], отмеченные золотой, серебряной и бронзовыми медалями ВВЦ, а их автор медалью Лауреата ВВЦ в 1999 году на выставке «Тренажерные технологии»).

В режиме подготовки баз данных предлагаемое устройство работает следующим образом. Изображения, полученные с помощью камеры 3, при подготовке визуальных баз данных для генератора изображения 11, перерабатываются специальным устройством оцифровки видеоизображения 4 в необходимый формат (например., avi) и записываются в этом формате на запоминающее устройство 5 (при использовании некоторых цифровых камер переработка в необходимый формат может производиться блоком, включенным в состав этой камеры). В этом же блоке 4 готовится информация об акустических шумах, слышимых наблюдателем, находящимся на месте расположения камеры 3 во время записи исходной информации при атаке учебных целей, которая затем передается в блок 33 воспроизводящего сторонние шумы. Изображения от каждой камер системы 6 оцифровываются в блоке 7, так же как и в блоке 4, однако с учетом того, что эта система готовит исходную информацию для второго канала 16 воспроизведения изображения с использованием оптического канала наблюдения 29, при этом отличительной особенностью второго канала является требование предоставить возможность обучаемому 23 рассматривать сцену визуализации с коэффициентом увеличения, определенным используемым оптическим прибором наблюдения 20. Поэтому камеры системы 6 снимают исходную информацию с коэффициентом увеличения, равным коэффициенту увеличения используемого оптического прибора наблюдения (например, с восьмикратным увеличением). В итоге, в каждый i-й момент времени имеем ряд отдельных изображений от каждой из камер, которые необходимо слить в один большой кадр (размер которого (при учете в пикселях) при восьмикратном увеличении в восемь раз больше размера кадра (в пикселях), полученного камерой 3, например вместо размера 800×600 в пикселях, что может быть принято для кадров, полученных от камеры 3 для использования в компьютерном генераторе изображения 11 первого канала, должны получить кадр размером 6400×4800 пикселей для использования в компьютерном генераторе изображения 17 второго канала). Слияние кадров от отдельных камер системы 6 в единый кадр происходит в блоке 7. Предлагается осуществлять слияние за счет пристраивания к кадру от первой камеры первого ряда системы 6 справа кадра от второй камеры этого же ряда. К полученному кадру справа достраивается очередной кадр от очередной камеры этого же ряда и так далее. При этом должна решаться задача совмещения цветовых характеристик новых кадров для маскировки линии слияния. Также решается задача объединения кадров второго и последующего рядов. Цветовые характеристики новых кадров меняются для маскировки получаемых линий слияния. Полученные таким образом кадры поочередно записываются на запоминающее устройство 8. (Если бы мы использовали для просмотра с увеличением кадры, снятые камерой 3, а затем увеличенные за счет использования оптики оптического прибора наблюдения, то мы бы имели следующие ошибки - вместо слитного изображения мы бы увидели мозаику из цветных пикселей, а если бы все-таки нашли метод устранения этого неприятного явления, то было бы невозможно по меткам в оптическом приборе наблюдения правильно определять расстояние до узнаваемых целей). При подготовке визуальной базы данных блоком 4 готовится также запись акустических шумов, слышимых наблюдателем. Полученная запись передается в блок 33, воспроизводящий сторонние шумы. После подготовки визуальных баз данных о сцене визуализации (готовить визуальные базы данных, перерабатывая видеофильмы, снятые камерой 3 и системой камер 6 целесообразно в нереальном масштабе времени) и записи их в блоки 5 и 8, а также после занесения информации об акустических шумах в блок 33, воспроизводящий сторонние шумы, можно приступать к тренировке обучаемого. В блок 34 отдельно заносится запись шума выстрела ракетой после нажатия спускового механизма. В блок 24 заносятся данные, необходимые для изменения условий видимости. По требованию инструктора полученную видеозапись сцены визуализации можно изменить, ухудшив условия наблюдения, за счет введения тумана по методике, изложенной в кандидатской диссертации Куприяновой М.Е. «Принципы построения тренажера оператора противотанкового управляемого вооружения» (защищенной в Пензенском государственном университете в 2000 году) [1]. Изменение условий видимости, в зависимости от исходных данных, проводится за счет изменения алгоритма синтеза видеоряда в компьютерных генераторах изображения 11 и 17.

В режиме обучения предлагаемое устройство работает следующим образом. После задания начальных условий с блока 24 синхронно через блок 9, запускаются первый канал 10 воспроизведения псевдообъемного, трехмерного изображения для наблюдения за выбранным участком местности невооруженным глазом и второй канал 16 воспроизведения изображения для наблюдения за выбранным участком местности через оптический прибор наблюдения 20 и корректирующую линзу 21. Обучаемый невооруженным глазом рассматривает трехмерную модель местности, получаемую за счет просмотра на экране 13 видеофильма с подвижными объектами через коллиматор 14, при этом автоматически формируются условия, необходимые для получения эффекта наблюдения объемного изображения, изложенные в книге Роганова В.Р. «Методы формирования виртуальной реальности», изданной в Пензе, в издательстве Пензенского государственного университета [2]. При появлении цели обучаемый переходит ко второму каналу и через оптику оптического прибора наблюдения ищет выбранную цель, перемещая оптическую ось (с которой в реальной действительности совмещена траектория полета ракеты) на выбранную цель, используя органы управления блоков 26 и 29, управляющие перемещением оптической оси оптического прибора наблюдения по оси X и по оси Y. При этом блок 27 расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для первого канала 10 и блок 30 расчета скорости перемещения по оси Y видимого следа ракеты для первого канала 10 передают в компьютерный генератор изображения данные о перемещении оптической оси оптического канала наблюдения, необходимые для возможного появления в указанном месте следа летящей ракеты, или отметке о взрыве, видимые обучаемым при просмотре модели местности невооруженным глазом. А блок 28 расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для второго канала 16 воспроизведения изображения для наблюдения за выбранным участком местности через оптический прибор наблюдения 20 и корректирующую линзу 21 и блок 31 расчета скорости перемещения по оси X видимого следа ракеты для второго канала 16 воспроизведения изображения для наблюдения за выбранным участком местности через оптический прибор наблюдения 20 и корректирующую линзу 21 передают в компьютерный генератор изображения 17 данные о перемещении оптической оси оптического канала наблюдения, необходимые для возможного появления в указанном месте следа летящей ракеты, или отметке о взрыве, видимые обучаемым при просмотре модели местности через оптический прибор наблюдения 20 и корректирующую линзу 21. При этом запись о наблюдаемом изображении с начала тренировки и до ее завершения записывается для первого канала в блоке 15, а для второго канала в блоке 22. Блоком 33 с начала процесса тренировки моделируются сторонние акустические шумы, характерные для выбранной учебной ситуации. При синтезе изображения в отличие от первого канала 10, когда обучаемый в процессе обучения видит весь кадр, снятый камерой 3 и подготовленный для моделирования сцены визуализации блоком 4 и воспроизведенный на псевдообъемном индикаторе 12 с помощью генератора изображения 11, компьютерный генератор изображения 17 воспроизводит на экране 19 только часть кадра, полученного от блока 7. Конкретно, какая часть будет воспроизводиться, определяется направлением оптической оси оптического прибора наблюдения 19, которое определяется положением органов ее перемещения 26 по оси X или 29 по оси Y. Компьютерные генераторы изображения 11 и 17 на сегодняшний день могут быть реализованы на персональных компьютерах начиная от Пентиум 166 ММХ или более поздней версии. После нажатия на спусковой механизм 25, который является датчиком, сигнал от которого поступает и в компьютерные генераторы изображения 11 и 17, в блок 34 моделирования шума пуска ракеты, и в блоки 26 и 29, являющиеся органами управления, на экранах 13 и 19 появляется видимый след от ракеты (который генерируется компьютерными генераторами изображения 11 и 17 методом наложения на первоначальную сцену визуализации следа от ракеты, или от места ее взрыва), удаляющийся от наблюдателя и направление движения которого меняется в зависимости от движения органов управления 26 и 27, при условии, что предполагается стрельба ракетами, позволяющими наблюдателю видеть их полет (как правило за счет специальной лампы в корпусе ракеты), при стрельбе бесследными ракетами наблюдатель видит только взрыв, удаленный от него в направлении, заданном оптической осью оптического прибора. При пересечении моделью ракеты подстилающей поверхности «натянутой» на модель рельефа местности, или заданной поверхности цели в этом месте имитируется вспышка. При положительном решении задачи попадания в цель она загорается. При промахе и не пересечении с подстилающей поверхностью модель ракеты летит заданное время и моделируется ее самоуничтожение. Учитывая, что в реальных условиях имеются различия в нагрузках на органы управления 26 и 29, обеспечивающие перемещение ствола с ракетой и без нее, после прохождении команды «ПУСК» от блока 25 нагрузка на органы управления 26 и 29 падает.

В режиме просмотра действий обучаемого, по команде, посланной в компьютерные генераторы изображения 11 и 17 от блока задания начальных условий, начинает воспроизводиться видеозапись рассматриваемой сцены с появлением вспышки от пуска ракеты и ее полета до уничтожения. При этом ни инструктор, ни обучаемый не могут изменять положение оптической оси, а только, рассматривая изображение, оценивать действия обучаемого.

Литература.

Куприянова М.Е. Принципы построения тренажера оператора противотанкового управляемого вооружения. Диссертация на звание кандидата технических наук. Пенза, Пензенский государственный университет 2000 г. - 155 с.

Роганов В.Р. Методы формирования виртуальной реальности. Пенза, ПТУ, 2002. - 144 с.