Тренажер водія

Тренажер водія, що містить імітатор кабіни водія транспортного засобу, штатні органи керу вання, відеомонітор водія і штатні пульти, причому датчики положення органів керування і пульти через пристрій сполучення з'єднані з пультом інструктора, що включає системний блок керування та відеомонітор, який відрізняється тим, що у тренажер введені системний блок "Модель дорожньої обстановки", додатковий відеомонітор інструктора, сітьовий концентратор і відеорозгалужувач, пристрій сполучення виконаний на базі процесора, при цьому системний блок "Модель дорожньої обстановки" через сітьовий концентратор підключений до системного блока керування і до пристрою сполучення, а через відеорозгалужувач з'єднаний з відеомоніторами інструктора та водія О Винахід стосується засобів навчання і може бути використаний для тренування і контролю ДІЯЛЬНОСТІ ВОДІЯ Відомий тренажер для навчання водив транспортного засобу, що містить пульт інструктора, імітатор кабіни водія з органами керування і пристроєм навчання, що складається з відеомонітора і пульта того, кого навчають (ж "Jane's Defence Weekly", 1987, V 8, № 3, р 143) Тренажер відтворює умови руху по шосе і пересіченій місцевості з імітацією таких перешкод, як крутий косогір, вертикальні стінки та рови, а також виїзд на причіп транспортера Пульт інструктора має ряд ВІДМІТНИХ ознак, включаючи телевізійні монітори з сенсорним керуванням, що забезпечує швидке і просте керування тренажером Недоліком даного тренажера є невисока ефективність навчання, обумовлена тим, що деякі умови роботи водія (наприклад, їзда в тунелі, подолання багатьох перешкод та ін) в даному тренажері не можуть бути відтворені Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, по технічній суті є тренажер для навчання водив, що містить імітатор кабіни водія з органами керування, датчиками положення органів керуван ня і пристроєм навчання, що складається з відеомонітора і пульта того, кого навчають Датчики положення органів керування і пульт того, кого навчають, через пристрій сполучення з'єднані з пультом інструктора, що включає системний блок з набором периферійних пристроїв Пристрій сполучення виконаний у вигляді пристрою збирання й обробки сигналів (п РФ № 2063651 кл G09B9/00) У складі тренажера є відеомагнітофон, підключений до відеомонітора водія У режимі навчання тренажер працює таким чином Інструктор з пульта інструктора встановлює потрібний режим функціонування тренажера і ставить тому, кого навчають, навчальну задачу Сигнали з пульта інструктора надходять до пристрою керування відеомагнітофоном Пристрій керування відеомагнітофоном відшукує і демонструє тому, кого навчають, фрагмент відеофільму, який відповідає поставленій перед тим, кого навчають, задачі Переглянувши фільм, той, кого навчають, може запросити в інструктора повторний показ фрагмента відеофільму із зображенням правильного виконання поставленої перед ним навчальної задачі Якщо після повторного перегляду фільму ю СО 00 48325 тому, кого навчають, стає зрозуміло, як виконувати навчальну задачу, він починає и виконання При цьому сигнали від датчиків органів керування надходять до пристрою збирання й обробки сигналів, де порівнюються з еталонними сигналами, записаними в пам'яті пристрою Якщо задача виконана тим, кого навчають, правильно, інструктор пропонує йому наступну навчальну задачу У випадку, коли той, кого навчають, неправильно виконав операцію, то пристрій збирання й обробки сигналів після порівняння одержаних від датчиків органів керування сигналів із закладеними в його пам'яті еталонними значеннями виробляє сигнал помилки, і в шоломофон того, кого навчають, надходить звуковий сигнал помилки, а на його моніторі висвічується вказівка про те, яка зроблена помилка й указується як правильно виконувати операцію Якщо той, кого навчають, зрозумів, в чому полягала його помилка, то він повторює операцію правильно Якщо він не зрозумів, як правильно виконувати операцію, то він з пульта того, кого навчають, може запросити повторення показу потрібного фрагмента відеофільму і після цього виконати задачу Інструктор за своїм бажанням у будь-який момент часу, переключаючи входи на монітор інструктора, може дізнатися, що і як робить той, кого навчають Результати виконання операцій тим, кого навчають, можуть бути виведені на монітор інструктора, закладені на зберігання в пам'ять пульта інструктора і виведені на принтер для одержання документального підтвердження результатів навчання Недоліком описаного тренажера є невисока ефективність навчання водив Це обумовлено тим, що метою навчання механіка-водія на даному тренажері є навчити його правильно виконувати те, що записане на відеоплівці З одного боку, запис носить характер постійний, з визначеним, обмеженим набором параметрів і умов виконуваних на тренажері задач З іншого боку, практично весь процес навчання водія замкнений на маніпуляціях з відеомагнітофоном, на якому записаний порядок правильного виконання навчальної задачі Повторні перегляди відеофільму під час вивчання водієм поставленої йому задачі, пошук потрібного фрагмента і перегляд відеофільму у випадку уточнення допущеної помилки при виконанні задачі збивають темп у роботі того, кого навчають В результаті, навчившись виконувати навчальні вправи по водінню транспортного засобу, водій не набуває впевненості в своїх силах та автоматизму в своїх діях В основу винаходу поставлено задачу створення тренажера, в якому шляхом використання багатопроцесорної схеми реалізована комплексна математична модель роботи систем, вузлів та агрегатів транспортного засобу і тим самим забезпечена висока ефективність навчання водив Суть винаходу полягає в тому, що у тренажер водія, що містить імітатор кабіни водія, штатні органи керування, датчики положення органів керування, відеомонітор водія і штатні пульти, причому датчики положення органів керування і пульти через пристрій сполучення з'єднані з пультом інструктора, що включає системний блок керування та відеомонітор, згідно з винаходом, введені системний блок "Модель дорожньої обстановки", додатковий відеомонітор інструктора, сітьовий концентратор і відеорозгалужувач Пристрій сполучення виконаний на базі процесора Системний блок "Модель дорожньої обстановки" через сітьовий концентратор підключений до системного блока керування і до пристрою сполучення, а через відеорозгалужувач з'єднаний з моніторами інструктора та водія З'єднання через сітьовий концентратор пристрою сполучення з системним блоком керування дозволяє реалізувати математичну модель руху транспортного засобу по трасі Підключення через сітьовий концентратор до пристрою сполучення і до системного блока керування системного блока "Модель дорожньої обстановки" з відеомоніторами інструктора та водія дозволяє реалізувати комплексну математичну модель роботи систем, вузлів та агрегатів і забезпечує навчання водія в автоматизованому режимі, що суттєво підвищує ефективність Й Г ПІДГОТОВКИ ОО Тренажер водія складається з - імітатора кабіни водія транспортного засобу, - робочого місця інструктора (пульта інструктора), - комунікаційної шафи з апаратурою системи керування тренажером На кресленні приведена блок-схема тренажера Тренажер містить в імітаторі кабіни виконавчі пристрої 1 штатні приводи керування, імітатори паливної системи, імітатор системи пдропневмоочистки, прибори електроустаткування, механізм зупинки двигуна та ш , датчики 2 положення штатних органів керування, штатні пульти 3, пристрій 4 сполучення, сітьовий концентратор 5, системний блок 6 керування, відеомонітор 7 інструктора, маніпулятор 8, принтер 9, підсилювач 10, блок 11 акустичної системи, системний блок 12 "Модель дорожньої обстановки", відеорозгалужувач 13, відеомонітор 14 інструктора, відеомонітор 15 водія Імітатор кабіни водія імітує об'єм передньої частини транспортного засобу (зокрема танка) відділення керування Усі перелічені вище виконавчі пристрої 1 підключені до портів вводу процесора пристрою 4 сполучення Штатні органи керування забезпечують імітацію відключення силової передачі від двигуна, перемикання передач у коробці передач, поворотів транспортного засобу під час руху, зміни подачі палива у циліндри і т д Штатні органи керування тренажера з'єднані за допомогою датчиків 2 положення з портами вводу процесора пристрою 4 сполучення До пультів 3 віднесені штатні пульти, імітатори контрольно-вимірювальних приладів, автомати захисту, вимикачі, перемикачі, кнопки, сигнальні лампи, установлені на щиті і в кабіні водія Перелічені елементи устаткування підключені до портів вводу процесора пристрою 4 сполучення Імітатори контрольно-вимірювальних приладів склада 48325 ються тільки з покажчиків і одержують сигнали від пристрою 4 сполучення Пристрій 4 сполучення виконаний, наприклад, на базі процесора АМ5х86 і призначений для сполучення сигналів від датчиків 2 положення органів керування, пультів 3 та ш з системним блоком 6 керування, моделювання підсистем об'єкта керування, підсилення та відтворення звуку Пристрій 4 сполучення виконаний в уніфікованому корпусі 610 LS для промислових комп'ютерів й установлений над передньою частиною імітатора кабіни водія З'єднаний пристрій 4 сполучення з системним блоком 6 керування через сітьовий концентратор 5 Концентратор 5 сітьовий, наприклад, Ethernet 8 UTP служить для електричної комутації сигналів локальної мережі У тренажері концентратор 5 призначений для підключення пристрою 4 сполучення до системного блока 6 керування і до системного блока 12 "Модель дорожньої обстановки" Розміщений концентратор 5 у комутаційній шафі, розташованій поряд з пультом інструктора Системний блок 6 являє собою комп'ютер, наприклад, на базі Pentium-200 з відеомонітором 7 і маніпулятором 8 "Трекбол" і призначений для виконання функцій керування і відображення До системного блока 6 підключений принтер 9 для роздруковування результатів виконання вправ водієм У тренажері використаний, наприклад, лазерний принтер Xerox DocuPrmt 4508 Системний блок 6 разом з принтером 9 розміщений у комутаційній шафі Відеомонітор 7 установлений на пульті інструктора Підсилювач 10 призначений для підсилення імітованих сигналів звуку роботи реального об'єкта Підсилювач 10 включений між системним блоком 6 керування і пристроєм 4 сполучення Підсилювач 10 розміщений в одному контейнері з пристроєм 4 сполучення Блок 11 акустичної системи з'єднаний з підсилювачем 10 і призначений для відтворення шумів і звуків , що імітують роботу реального транспортного засобу Розміщений блок 11 у кабіні водія У тренажері використані стандартні підсилювач 10 і блок 11 Системний блок 12 "Модель дорожньої обстановки" являє собою комп'ютер на базі, наприклад, Pentium Pro-200 і призначений для моделювання дорожньої обстановки Розміщений системний блок 12 у комунікаційній шафі, через сітьовий концентратор 5 з'єднаний з системним блоком б і пристроєм 4 сполучення Відеорозгалужувач 13, наприклад моделі Splitter 1125, призначений для передачі сигналів від системного блока 12 "Модель дорожньої обстановки" на відеомонітор 14 інструктора і відеомонітор 15 водія під час виконання водієм навчальної задачі по водінню транспортного засобу Розміщений відеорозгалужувач 13 у комунікаційній шафі Відеомонітор 14 інструктора установлений на пульті інструктора Відеомонітор 15 водія установлений перед центральним оглядовим приладом У режимі навчання тренажер водія працює таким чином Інструктор вмикає тренажер шляхом подачі напруги на живильне коло комунікаційної шафи Після увімкнення відбувається автоматичне завантаження програмного забезпечення системних блоків тренажера На екрані відеомонітора 7 інструктора з'являється заставка з вікном "Тест "Тест підсистем"", а на відеомоніторі 14 інструктора і на відеомоніторі 15 водія - оточуюча обстановка траси або вигляд неба Для підготовки тренажера до роботи з водієм інструктор вводить у системний блок 6 програму на виконання водієм навчальної задачі Оперуючи трекболом 8, інструктор, по черзі вибираючи різні пункти меню і виводячи на екран відеомонітора 7 (далі-монітора) ВІДПОВІДНІ вікна, задає умови і параметри виконання вправ - вид контролю (наприклад, тренування, екзамен), - код водія, якого навчають, - вид уроку (уроки статичні, уроки в русі, розгін, гальмування, рух по трасі з перешкодами і т д ), - потрібні вправи (пуск двигуна, зрушування з місця і т д ), - параметри вправи, що виконується (наприклад, температура повітря, температура масла двигуна, забрудненість атмосфери і т д ) Крім того, інструктор вводить у системний блок 6 перелік аварійних ситуацій для майбутнього уроку Активізуючи трекболом 8 пункт меню "Аварії", інструктор викликає на екран монітора 7 вікно "Вибір аварійних ситуацій" і ВІДМІТКОЮ покажчиком вносить до списку відібрані за його розсудом аварійні ситуації, наприклад пожежа у передньому відділенні, пожежа у задньому відділенні, радіаційна небезпека, немає тиску масла, немає палива, аварійне підвищення температури двигуна і тд Усі вибрані інструктором умови виконання задачі і параметри вправ від системного блока 6 через сітьовий концентратор 5 надходять до процесора пристрою 4 сполучення, у пам'яті якого закладені моделі підсистем реального об'єктатранспортного засобу 3 виходу портів виводу процесора пристрою 4 інформація надходить до одиничних і стрілкових індикаторів пультів 3 і на виконавчі пристрої 1 Після ЦЬОГО інструктор викликає водія, код якого введений у програму уроку, контролює його посадку в кабіну тренажера і через переговорний пристрій дає йому команду на виконання вправ Після вивчення обстановки у кабіні й установлених на імітаторах контрольно-вимірювальних приладів параметрів, водій починає виконувати штатні дії по керуванню транспортним засобом, згідно із заданою інструктором програмою При цьому сигнали від датчиків 2 положення органів керування надходять до портів вводу процесора пристрою 4 сполучення Залежно від інформації, що надходить від системних блоків б, 12, процесор пристрою 4 сполучення моделює підсистеми транспортного засобу Результати моделювання записуються у порти виводу процесора пристрою 4 і передаються через сітьовий концентратор 5 у системні блоки 6,12 Сигнали, що надходять до процесора пристрою 4 під час роботи водія, порівнюються із сигналами, закладеними у моделі виконання ВІДПОВІДНОГО фрагмента вправи При виконанні вправ у кабіні водія з'являється 48325 звук роботи реальних виконавчих механізмів транспортного засобу, синтезований процесором пристрою 4 сполучення, підсилений підсилювачем 10 і відтворений блоком 11 акустичної системи Уроки, пов'язані з пуском двигуна, зрушуванням, гальмуванням, поворотами, передбачають для водія можливість вибору, тобто вид конкретніх дій по виконанню вправ водій вибирає самостійно Інструктор, під час виконання водієм заданої йому вправи, слідкує за його діями за допомогою пункту меню "Сервіс" і додаткового меню з інформацією, що виводиться на екран монітора 7 - "Щит водія" На екрані монітора появляється зображення щита водія з контрольновимірювальними приладами, що відображають поточні показники параметрів силової установки, - "Органи керування" На екрані монітора появляється зображення органів керування зі шкалами, що відображають положення важелів і педалей Під час спостереження за діями водія інструктор через переговорний пристрій може коментувати його дії У будь-який момент інструктор за допомогою трекбола 8 може ввести у систему керування команду на створення аварійної ситуації, наприклад, "аварійне підвищення температури двигуна" із списку аварійних ситуацій, введеного у програму перед початком занять При цьому у кабіні водія аварійна ситуація буде відображена сигналом на світловому табло і показниками ВІДПОВІДНОГО контрольно-вимірювального приладу Інструктор по вікнах на моніторі 7 "Щит водія" і "Органи керування" спостерігає за правильністю дій водія щодо усунення аварійної ситуації" Виконання вправи "Рух по трасі" супроводжується трансляцією від системного блока 12 "Модель дорожньої обстановки" через відеорозгалужувач 13 на монітори 14, 15 інструктора і водія тривимірного графічного зображення навколишнього ландшафту за маршрутом руху транспортного засобу Системний блок 12 працює асинхрон 8 но і постійно знаходиться у чеканні чергового блока даних від системного блока 6 Системний блок 12 бере з чергового блока даних необхідну інформацію про місцезнаходження й орієнтацію на місцевості транспортного засобу, що рухається, і виводить нове зображення на екрани 14, 15 Зображення на екрани моніторів 14, 15 подається динамічним При цьому у водія створюється ІЛЮЗІЯ руху по пересіченій місцевості за рахунок "кочення" зображення на екранах моніторів у точній ВІДПОВІДНОСТІ до нерівностей профілю місцевості за маршрутом руху транспортного засобу Для контролю за "рухом" транспортного засобу інструктор трекболом 8 може викликати на екран монітора 7 зображення карти місцевості з трасою і місцеположенням транспортного засобу При цьому можливі масштаби карт 2000 х 2000м, 1000 х 1000м, 500 х 500м,250 х 250м Якщо при виконанні уроку, водій допустив помилку, інструктор може вернути його на початок уроку або на початок тієї ділянки, на якій виникла помилка Після з'ясування водієм допущенної помилки урок може бути продовжений Весь урок по виконанню водієм навчальної задачі може бути записаний системним блоком 6 У КІНЦІ занять запис уроку може бути відтворений інструктором для аналізу виконання вправи Результати виконання уроку автоматично оцінюються системним блоком 6 по 5-ти бальній системі і при необхідності можуть бути виведені на екран монітора 7 інструктора або роздруковані за допомогою принтера 9 у вигляді екзаменаційного листа, де указані код групи, код курсанта та оцінка за виконання вправи Після закінчення заняття тренажер вимикається інструктором Таким чином, у тренажері, що пропонується, за рахунок використання багатопроцесорної системи забезпечується висока ефективність навчання водив 10 48325 Кабіна водія Комунікаційна шафа ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71