DE2829613A1

DE2829613A1 - SIMULATOR OF WATER SURFACES IN A LANDSCAPE

Info

Publication number: DE2829613A1
Application number: DE19782829613
Authority: DE
Inventors: Charles Michel Brunier-Coulin; Alain Couturier
Original assignee: Le Materiel Telephonique Thomson CSF
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1978-07-05
Publication date: 1979-02-22
Also published as: FR2397028B1; IT1158876B; BE868833A; IT7825322A0; FR2397028A1

Description

PatentanwältePatent attorneys

Dipl.-lng. Dipl.-Chem. Dipl.-lng.Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. LeiserE. Prince - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19Ernsbergerstrasse 19

8 München 608 Munich 60

LE MATERIEL TELEPHONIQUE 5. Juli 1978LE MATERIEL TELEPHONIQUE July 5, 1978

46-47f Quai Alphonse-Le-Gallo 46-47 f Quai Alphonse-Le-Gallo

92100 Boulogne-Billancourt/Frankreich92100 Boulogne-Billancourt / France

Unser Zeichen; L 1070Our sign; L 1070

Simulator von Wasserflächen in einer LandschaftSimulator of water surfaces in a landscape

Die Erfindung bezieht sich auf Schulungssysteme für das Führen von Schiffen oder Amphibienfahrzeugen und betrifft insbesondere die Erzeugung eines Bildes, welches die Rundumansicht aus dem Führerstand dieser Schiffe oder Fahrzeuge simuliert.The invention relates to training systems for the Driving ships or amphibious vehicles and concerns in particular the generation of an image that shows the all-round view from the driver's cab of these ships or vehicles simulated.

Die Erfindung betrifft außerdem die vom Fernsehen her bekannte Technik der Bildeinblendungen, gemäß der ein Bild in ein anderes durch eine geeignete Umschaltung der beiden Videofrequenzsignale, die diese Bilder übertragen, eingeblendet, d.h. eingespielt werden kann.The invention also relates to the technology known from television, of picture overlays, according to which a picture faded into another by appropriately switching the two video frequency signals that transmit these images, i.e. can be imported.

Ein bekanntes Verfahren zur Erzeugung eines Bildes, das die Ansicht simuliert, die sich dem Führer eines terrestrischen Fahrzeuges -bietet, macht von einer Aufnahraeeinrichtung Gebrauch, die sich gegenüber einem Geländemodell bewegt, wobei diese Bewegung der des simulierten Fahrzeuges ähnlich ist.A well known method of generating an image that simulates the view presented to the guide of a terrestrial Vehicle - offers, makes use of a Aufnahraeeinrichtung, which moves in relation to a terrain model, this movement being similar to that of the simulated vehicle is.

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Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht dieser bekannten Aufnahraeeinrichtung. Fig. 1 shows an overall view of this known Aufnahraeeinrichtung.

Die Einrichtung enthält ein Geländemodell 1, oberhalb ' welchem sich eine Laufbrücke 2 bewegt, die eine Fernsehkamera 3, eine optische Anordnung 4- und eine Erfassungsanordnung 5 trägt. The facility contains a terrain model 1, above ' which a gangway 2 moves which carries a television camera 3, an optical assembly 4 and a detection assembly 5.

Fig. 2 zeigt die Erfassungsanordnung 5 cLer Aufnahmeeinrichtung. Fig. 2 shows the detection arrangement 5 cLer receiving device.

Die Erfassungsanordnung enthält:The registration order contains:

eine gelenkige Kufe 9, die ständig mit dem Modell in Berührung ist und deren Position sowie deren Einstellung auf dem Modell denen des simulierten Fahrzeuges in dem Gelände entsprechen; einen Spiegel 10, der die Lichtstrahlen die sich im Innern eines optischen Feldes befinden, welches gleich dem des Fahrzeugführers ist, auf die Kamera 3 wirft; Aufnehmer 8, die das Profil des Geländes zu einem Rechner übertragen, der die Höhe des Spiegels über dem Modell und seine Ausrichtung entsprechend der Fortbewegung des simulierten Fahrzeuges und der Kufe auf dem Modell einstellt. Das von der Kamera gelieferte Bild wird in Form eines Videofrequenzsignals zu Fernsehmonitoren übertragen, die vor dem Fahrschüler und vor dem Lehrer angeordnet sind.an articulated runner 9 that is constantly in contact with the model and their position and their setting on the model are those of the simulated vehicle in the area correspond; a mirror 10, the light rays that are inside an optical field, which is the same as that of the driver, throws at camera 3; Sensor 8, the profile of the terrain to a computer the height of the mirror above the model and its orientation according to the movement of the simulated Vehicle and the runner on the model. The image delivered by the camera is in the form of a video frequency signal transmitted to television monitors placed in front of the learner driver and in front of the instructor.

Die Simulation einer terrestrischen Umgebung, die hauptsächlich aus Bauten, Straßen oder Vegetation besteht, kann so mit Hilfe eines Geländemodells und mit Hilfe einer solchen Aufnahmeeinrichtung realistisch erzielt werden. Wenn es sich um Schulungssysteme für das Führen von Amphibienfahrzeugen handelt, ist es unerläßlich, daß das Aussehen der Wasserflächen 6 (Fig. 1), bei welchen es sich um Seen oder Flüsse handeln kann, die sich in der Nähe befinden oder in denen sich diese Fahrzeuge notwendigerweise fortbewegen müssen, sich deutlich von dem des übrigen Teils der LandschaftThe simulation of a terrestrial environment, which mainly consists of buildings, roads or vegetation, can do so can be achieved realistically with the help of a terrain model and with the help of such a recording device. If it When it comes to training systems for driving amphibious vehicles, it is essential that the appearance of the Water areas 6 (Fig. 1), which can be lakes or rivers that are in the vicinity or in which these vehicles must necessarily move, is clearly distinct from that of the rest of the landscape

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unterscheidet. Die Oberfläche des Wassers weist nämlich unter der Einwirkung von Wind oder Strömungen Ungleichmäßigkeiten (Wellen, Geplätscher, Wirbel) auf, die in ständiger Bewegung sind. Die Simulation der Wasserflächen, ausgenommen dann, wenn sie in großer Entfernung gesehen werden, kann auf einem Modell durch herkömmliche Kolorierungsund Miniaturisierungsverfahren nicht ohne weiteres erreicht werden.differs. The surface of the water shows irregularities under the action of wind or currents (Waves, splashing, eddies) that are in constant motion. The simulation of the water surface, except when they can be seen at a great distance, can be done on a model by conventional coloring Miniaturization process is not easily achieved will.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bilderzeugungssystem für ein Schulungssystem für das Führen von Schiffen oder Amphibienfahrzeugen zu schaffen, das in der Lage ist, eine Wasserflächenansicht in einer Landschaft zu simulieren.The object of the invention is therefore to provide an image generation system for a training system for navigating ships or To create amphibious vehicles capable of carrying a Simulate water surface view in a landscape.

Das vorstehend beschriebene Aufnahmesystem eignet sich insbesondere für Schulungssysteme für das Führen von Amphibienfahrzeugen. Bei der Verwendung in Schulungssystemen für das Führen von Schiffen muß die Profilerfassungskufe jedoch weggelassen werden. Ein einfacher Umlenkspiegel kann ausreichend sein. Für Schulungssysteme mit Panoramäansicht kann ein Drehspiegelabtastsystem vorgesehen werden.The recording system described above is particularly suitable for training systems for driving amphibious vehicles. However, when used in training systems for navigating ships, the profile detection skid must be omitted will. A simple deflecting mirror can be sufficient be. For training systems with a panoramic view, a rotating mirror scanning system are provided.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, insbesondere die Fig. 3 "bis 5, näher beschrieben. Es zeigen:Several embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, in particular 3 "to 5, described in more detail. They show:

die Fig. Λ und 2 einen bekannten Simulator,Figs. Λ and 2 a known simulator,

Fig. 3 das Prinzipschaltbild des Simulators3 shows the basic circuit diagram of the simulator

nach der Erfindung,according to the invention,

Fig. 4- das Blockschaltbild eines SignalFig. 4- the block diagram of a signal

modulators für den Simulator nach der Erfindung, undmodulator for the simulator according to the invention, and

Fig. 5 Signale, die sich im Betrieb desFig. 5 signals that occur during the operation of the

Signalmodulators ergeben.Signal modulator result.

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Der Simulator enthält verschiedene Funkti ons systeme (Pig. 3), nämlich einen Landschaftsbildgenerator E1, einen Wasseroberflächenbildgenerator E2, eine Bildeinblendeinrichtung E3 und ein Sichtanzeigesystem E4-.The simulator contains various function systems (Pig. 3), namely, a landscape image generator E1, a water surface image generator E2, a picture fading in device E3 and a visual display system E4-.

Der Landschaftsbildgenerator E1 enthält vor allem ein Landschaftsmodell MA und eine Farbfernsehkamera 0A1. Die Wasserflächen sind auf dem Modell durch Zonen Z dargestellt, die mit einer charakteristischen Farbe bedeckt sind, die sich von den Farben der Landschaft unterscheidet, wie beispielsweise eine orangerote Farbe. Die Kamera CA1 ist Teil einer Aufnahmeeinrichtung des bereits beschriebenen Typs. Sie liefert ein Signal S1 (erstes Videofrequenzsignal), das einem Landschaftsbild entspricht. Dieses sich bewegende Bild stellt denjenigen Teil des Modells MA dar, der in jedem Augenblick durch das Gesamtsichtfeld festgelegt ist, das der Führer des Fahrzeuges bei der Bewegung in der wirklichen Landschaft hätte. Die drei Komponenten rot, grün und blau des Signals S1 werden auf drei Kanälen zu der Einblendeinrichtung E3 übertragen.The landscape image generator E1 primarily contains a landscape model MA and a color television camera 0A1. The bodies of water are represented on the model by zones Z, which are covered with a characteristic color that extends differs from the colors of the landscape, such as an orange-red color. The camera CA1 is part of a Recording device of the type already described. She delivers a signal S1 (first video frequency signal) corresponding to a landscape image. This moving picture represents that part of the model MA which is determined at each moment by the total field of vision that the leader of the Vehicle when moving in the real landscape. The three components red, green and blue of the signal S1 are transmitted on three channels to the overlay device E3.

In der.beschriebenen -^usführungsform besitzt die Kamera CA1, die von herkömmlicher Bauart ist, einen eingebauten Impulsgeber. Dieser eingebaute Impulsgeber liefert eine Gruppe von herkömmlichen Betriebssignalen, die einerseits Signale (nicht dargestellt) enthält, die in der Lage sind, in der eigentlichen Kamera die Horizontal- und Vertikal ab tastungen des Bildes Ii auszulösen, und andererseits Signale, die in der Lage sind, äußere Geräte zu synchronisieren.In the described embodiment, the camera CA1, which is of conventional design, a built-in pulse generator. This built-in pulse generator supplies a group of conventional operating signals, on the one hand signals (not shown) that are capable of being in the actual Camera to trigger the horizontal and vertical scans of the image Ii, and on the other hand signals that are able to synchronize external devices.

In einem allgemeineren Ausführungsbeispiel des Systems nach der Erfindung könnte die Gruppe der Betriebssignale durch einen Impulsgeber geliefert werden, der sich außerhalb der Kamera und des Landschaftsbildgenerators befindet. Standardimpulsgeber können nämlich herkömmliche Betriebssignale liefern, die als Horizontalaustastsignale, Vertikalaustast-In a more general embodiment of the system according to the invention, the group of operating signals could through a pulse generator can be supplied, which is located outside the Camera and the landscape image generator is located. Standard pulse generator can namely conventional operating signals supply, which are used as horizontal blanking signals, vertical blanking

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signale, Mischaustastsignale, Horizontalsynchronsignale, Vertikalsynchronsignale und Mischsynchronsignale bezeichnet werden. Die Signale, die zu den benutzten Gerätetypen passen, werden an die Systeme E1, E2 und E4- angelegt, um die Synchronisierung nach einem herkömmlichen Verfahren vorzunehmen, Anpassungsschaltungen sind gegebenenfalls in diesen Anordnungen in Abhängigkeit von der Amplitude, der Polarität und dem Tastverhältnis dieser Signale vorgesehen.signals, mixed blanking signals, horizontal sync signals, vertical sync signals and mixed sync signals will. The signals that match the device types used are applied to systems E1, E2 and E4-, to synchronize according to a conventional method to be carried out, adaptation circuits are possibly in these arrangements are provided depending on the amplitude, polarity and duty cycle of these signals.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel liefert der in die Kamera CA1 eingebaute Impulsgeber: ein Horizontalaustastsignal SL und ein Vertikalaustastsignal ST, die beide an den Wasseroberflächengenerator E2 angelegt werden, sowie ein Mischsynchronsignal SLT, das an das Sichtanzeigesystem E4- angelegt wird.In the embodiment described, the delivers in the Camera CA1 built-in pulse generator: a horizontal blanking signal SL and a vertical blanking signal ST, both on the water surface generator E2 are applied, as well as a mixed sync signal SLT which is sent to the visual display system E4- is created.

Der Wasseroberflächenbildgenerator E2 besteht aus einem Speichersystem ME und einem Signalmodulator MP. Das Speichersystem ME speichert die optischen Daten sowie die Leuchtdichte- und Farbartdaten sämtlicher Punkte eines unbewegten Bildes einer bewegten Wasseroberfläche. Es gibt diese Daten in Form eines Videofrequenzsignals mit Hilfe eines Lesesystems wieder, das nichtlöschend sowie mit einer Vertikalablenkung und einer Horizontalablenkung arbeitet, die mit den Fernsehablenkungen vergleichbar sind: die letztgenannte Ablenkung wird jedoch gemäß der Erfindung in besonderer Weise gesteuert. Der Signalmodulator MP ist ein System von elektronischen Schaltungen, das den Impulsen eines Betriebssignals eine niederfrequente Phasenmodulation gibt. Er liefert ein moduliertes Signal, das die Horizontalablenkung des Speichersystems auslöst.The water surface image generator E2 consists of one Storage system ME and a signal modulator MP. The ME storage system stores the optical data as well as the luminance and chrominance data of all points of a still image of a moving water surface. There is this data in the form of a video frequency signal with the help of a reading system, the non-erasing and with a vertical deflection and a horizontal deflection that works with the television deflections are comparable: the last-mentioned deflection is, however, controlled in a special way according to the invention. The signal modulator MP is a system of electronic circuits that the pulses of an operating signal there is low frequency phase modulation. It delivers a modulated signal that controls the horizontal deflection of the storage system triggers.

Die Betriebssignale, die an den Wasseroberflächenbildgenerator E2 angelegt werden, sind herkömmliche Signale. Ein Betriebssignal, das sich auf die Horizontalablenkung bezieht, wird an den Signalmodulator MP angelegt, während ein Betriebs-The operating signals applied to the water surface image generator E2 are conventional signals. A Operating signal, which relates to the horizontal deflection, is applied to the signal modulator MP, while an operating

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signal, das sich auf die Vertikalablenkung bezieht, die Vertikalablenkung des Speichersystems ME auslöst. Das letztgenannte Signal kann an den Signalmodulator angelegt werden, wenn die Modulation des Signals SLM u.a. auch eine Funktion der Vertikalablenkfrequenz sein soll. Es ist klar, daß, wenn die Horizontalinformationen und die Vertikalinformationen dem System E2 mit Hilfe eines einzigen Betriebssignals zugeführt werden, eine herkömmliche Trennschaltung gestattet, die vorherigen notwendigen Signale in getrennter Form zu erhalten.signal, which refers to the vertical deflection, which triggers the vertical deflection of the storage system ME. That The latter signal can be applied to the signal modulator if the modulation of the signal SLM, among others should be a function of the vertical deflection frequency. It is clear that when the horizontal information and the vertical information are fed to the system E2 with the aid of a single operating signal, a conventional isolating circuit allows the previous necessary signals to be obtained in a separate form.

Eine erste Variante der Speichereinrichtung ME (Fig. 3) besteht aus einer Fernsehkamera CA2, die auf eine unbe- . wegte Darstellung R einer bewegten Wasserfläche eingestellt ist. Diese Darstellung R kann beispielsweise eine Fotografie oder aber eine geeignete bildliche oder geometrische Zeichnung sein. Die Kamera CA2 ist so angeordnet, daß die Horizontalablenkung parallel zu der Oberfläche des Wassers erfolgt. Sie wird durch das Vertikalaustastsignal ST, das direkt aus der Kamera 0A1 kommt, und durch ein moduliertes Horizontalaustastsignal SLM synchronisiert. Dieses Signal SLM wird von dem Signalmodulator MP geliefert und resultiert aus einer zeitlichen Phasenmodulation der Impulse des Horizontalaustastsignals SL. Die Kamera CA2 gibt ein Signal S2 (zweites Videofrequenzsignal) an die Bildeinblendeinrichtung E3 ab. Dieses Signal entspricht einem bewegten Bild 12 der Darstellung R wegen der geeigneten Modulation, die durch das Signal SLM dargestellt wird.A first variant of the memory device ME (Fig. 3) consists of a television camera CA2, which is on an unconstrained. wegte representation R of a moving water surface is set. This representation R can, for example, be a photograph or a suitable pictorial or geometrical drawing. The camera CA2 is arranged so that the Horizontal deflection takes place parallel to the surface of the water. It is through the vertical blanking signal ST, the comes directly from the camera 0A1, and through a modulated Horizontal blanking signal SLM synchronized. This signal SLM is supplied by the signal modulator MP and results from a temporal phase modulation of the pulses of the horizontal blanking signal SL. The camera CA2 inputs Signal S2 (second video frequency signal) to the image fading device E3. This signal corresponds to a moving one Figure 12 of representation R because of the appropriate modulation represented by the signal SLM.

Die Kamera CA2 sowie die Darstellung R können vom Farbtyp oder vom Schwarzweißtyp sein. In letzterem Fall muß das einzige Videofrequenzsignal S2, das von dieser Kamera geliefert wird, in ein Signal mit den drei Komponenten rot, blau und grün durch eine herkömmliche Schaltung (nicht dargestellt) umgewandelt werden, die gestattet, diese dreiThe camera CA2 and the representation R can be of the color type or be of the black and white type. In the latter case, the only video frequency signal must be S2, which is supplied by this camera is converted into a signal with the three components red, blue and green by a conventional circuit (not shown) be converted that allowed these three

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- ίο -- ίο -

Komponenten so zu dosieren, daß die für die Wasserfläche gewählte besondere Farbe wiedergegeben wird.To dose components so that those for the water surface selected special color is reproduced.

Das Speichersystem ME kann aus analogen oder digitalen elektronischen Speiehereinrichtungen aufgebaut sein. So besteht eine zweite Variante des Speichersystems (nicht dargestellt) hauptsächlich aus einem digitalen Speicher, beispielsweise einem Halbleiterspeicher, in dem die optischen Daten des unbewegten Bildes der bewegten Wasseroberfläche gespeichert sind. Schaltungen, die dem Speicher zugeordnet sind und durch die Signale SLM und ST gesteuert werden, bewirken das Auslesen des Speichers nach einem Prinzip, das dem der Horizontal- und Vertikalabtastungen einer Fernsehkamera analog ist. Das Digitalsignal, das sich aus dem Lesen ergibt, wird durch eine herkömmliche Schaltung in ein Analogsignal mit gleicher Videofrequenz wie das Signal S2 umgewandelt. Das unbewegte Bild der Wasseroberfläche kann ausreichend realistisch durch eine Gruppe von sich wiederholenden Motiven gebildet werden. In diesem Fall wird das gesamte Bild in dem Speicher durGh ein einziges dieser Motive ersetzt: das Lesesystem ist dann so ausgelegt, daß es mit passender Taktfrequenz arbeitet.The storage system ME can be constructed from analog or digital electronic storage devices. So a second variant of the storage system (not shown) consists mainly of a digital memory, for example a semiconductor memory in which the optical data of the still image of the moving water surface are stored. Circuits associated with the memory and controlled by the signals SLM and ST cause the memory to be read out according to a principle similar to that of horizontal and vertical scans a television camera is analog. The digital signal resulting from reading is transmitted by a conventional Circuit converted into an analog signal with the same video frequency as the signal S2. The still image of the water surface can be formed sufficiently realistically by a group of repetitive motifs. In this In this case, the entire image in the memory is replaced by a single one of these motifs: the reading system is then designed in such a way that that it works with a suitable clock frequency.

Die Einblendeinrichtung E3 besteht aus einem Farbdetektor DG und einem Signalselektor SE. Sie empfängt die beiden Signale S1 und S2. Der Farbdetektor DO ist eine herkömmliche elektronische Schaltung, die im Verlauf der Abtastung des Bildes 11 durch die Abtastung der Kamera 0A1 den Übergang des elektronischen Flecks in eine Zone mit charakteristischer Farbe feststellt. Sie vergleicht die Amplituden der drei Komponenten des Signals S1 mit drei Referenzspannungen (nicht dargestellt), die ihrerseits zu den Amplituden der drei Primärfarben rot, grün und blau der.charakteristischen Farbe proportional sind. Wenn die Amplituden der Komponenten gleich den betreffenden Referenzspannungen sind und wennThe fade-in device E3 consists of a color detector DG and a signal selector SE. It receives the two signals S1 and S2. The color detector DO is a conventional one electronic circuit that makes the transition in the course of the scanning of the image 11 by the scanning of the camera 0A1 of the electronic spot into a zone with a characteristic color. It compares the amplitudes of the three Components of the signal S1 with three reference voltages (not shown), which in turn contribute to the amplitudes of the three primary colors red, green and blue the characteristic Color are proportional. If the amplitudes of the components are equal to the relevant reference voltages and if

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infolgedessen der elektronische Fleck eine Zone von charakteristischer Farbe durchlauft, gibt der Farbdetektor DG ein Steuersignal S4- an den Signal selektor SE ab. Der Signalselektor SE wählt eines der Signale S1 und S2 in Abhängigkeit von dem Steuersignal S4 aus. Er kann aus einer Halbleiterumschalteinrichtung bestehen. Er liefert ein Videofrequenzsignal S3 (drittes Videofrequenzsignal), das durch das Signal S2 gebildet wird, wenn das Signal S1 einer Zone von charakteristischer Farbe entspricht, und das durch das Signal S1 gebildet wird, wenn es nicht einer solchen Zone entspricht.consequently the electronic spot becomes a zone of characteristic Color passes through, the color detector DG gives a control signal S4- to the signal selector SE. The signal selector SE selects one of the signals S1 and S2 depending on the control signal S4. It can consist of a semiconductor switching device exist. It supplies a video frequency signal S3 (third video frequency signal), which is formed by the signal S2 is formed when the signal S1 corresponds to a zone of characteristic color, and that is formed by the signal S1 if it does not correspond to such a zone.

Das Sicht anzeige syst em ΈΜ- besteht hauptsächlich aus einem oder mehreren Fernsehmonitoren MO, die dem Fahrschüler und dem Lehrer auf ihren Bildschirmen ein endgültiges Landschaftsbild 13 liefern, auf dem die Wasserflächen bewegt erscheinen, wodurch der Eindruck von wirklichen Wasserflächen entsteht. Diese Bewegungen werden nur realistisch erzielt, wenn die Monitoren MO gegenüber der Kamera 0A1 .'richtig synchronisiert sind. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Signale SI, S2 und S3 keine Signalgemische. Das Mi sch Synchronsignal SLT wird mit Hilfe einer Schaltung A zu dem Signal S3 addiert. Dieses Signal SLT konnte ebenfalls direkt, bis auf eine Anpassung, an die Synchronisierschaltungen der Monitore angelegt werden.The visual display system ΈΜ- consists mainly of one or more television monitors MO, which provide the learner driver and the teacher with a final landscape image 13 on their screens, on which the water surfaces appear to be moved, creating the impression of real water surfaces. These movements are only achieved realistically if the monitors MO are correctly synchronized with respect to the camera 0A1. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the signals SI, S2 and S3 are not mixed signals. The Mi sch synchronizing signal SLT is added to the signal S3 with the aid of a circuit A. This signal SLT could also be applied directly to the synchronization circuits of the monitors, with the exception of an adaptation.

In einem anderen Ausführungsbeispiel könnten die Signale S1 und S3 Signalgemische sein, die sowohl Videoinformationen als auch Synchronisierinformationen übertragen.In another embodiment, signals S1 and S3 could be composite signals that both contain video information as well as synchronization information.

Fig. 4- zeigt "das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Signalmodulators MP, während Fig. 5 die sich auf den Betrieb dieses Modulators beziehenden Signale zeigt.Fig. 4- shows "the block diagram of an embodiment of the signal modulator MP, while FIG. 5 relates to the Operation of this modulator shows related signals.

Das Horizontalaustastsignal SL (Fig. 5) ist ein Rechtecksignal, das durch genormte Impulse (der Dauer t = 12 jis und der PeriodeThe horizontal blanking signal SL (FIG. 5) is a square wave signal which is generated by standardized pulses (of duration t = 12 jis and the period

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T = 64- ps in der Fernsehnorm mit 50 Hz und 625 Zeilen) gekennzeichnet ist. Das Signal SL wird an eine monostabile Schaltung MI (Pig. 4-) angelegt, die ein Signal 1 der Periode T und der Dauer t¹, die gleich T-2t ist, liefert. Das Signal 1 wird durch eine Integrierschaltung I in ein Sägezahnsignal 2 umgewandelt. Ein Generator G liefert ein Signal 3, dessen Amplitude sich ändert, beispielsweise sinusförmig.T = 64-ps in the television standard with 50 Hz and 625 lines). The signal SL is applied to a monostable circuit MI (Pig. 4-), which ^{supplies a signal 1 of period T and duration t 1} , which is equal to T-2t. The signal 1 is converted into a sawtooth signal 2 by an integrating circuit I. A generator G supplies a signal 3, the amplitude of which changes, for example sinusoidally.

Die Frequenz dieses Signals soll von jeder der Frequenzen, die Vielfache der Vertikalfrequenz sind, verschieden sein, aber trotzdem ausreichend nahe' bei einer von ihnen bleiben, damit die erhaltene Bewegung realistisch ist. Da die Vertikalfrequenz in dem beschriebenen Beispiel 50 Hz beträgt, erscheint eine Frequenz, die von der Vielfachfrequenz 2250 Hz sich lediglich um einige Hertz unterscheidet, zufriedenstellend. Eine Amplitudenvergleichsschaltung G erfaßt die Zeitpunkte, in denen die Signale 2 und 3 dieselbe Amplitude haben, und liefert ein Rechtecksignal 4- mit veränderlichem Formfaktor, dessen Impulse eine Dauer t" haben, die gleich der Zeit ist, während der die Amplitude des Signals 2 größer als die des Signals 3 ist. Das Signal 4- wird an eine monostabile Schaltung M2 angelegt, die das Rechtecksignal SLM liefert. Dieses Signal SLM wird daher aus dem Signal SL durch eine Impulsphasenmodulation der Impulse dieses letztgenannten Signals erhalten. Das Signal 3 kann seinerseits durch ein Sägezahnsignal mit der Taktfrequenz der Vertikalablenkung so amplitudenmoduliert werden, daß sich eine zunehmend regelmäßige Impulsphasenmodulatibn vom Anfang zum Ende jedes Halbbildes ergibt. Diese zusätzliche Amplitudenmodulation gestattet, mit größerem Realismus einen Wasserbewegungseffekt zu erzielen, dessen Amplitude in dem endgültigen Bild 13 von oben nach unten in Abhängigkeit von dem Abstand zunimmt, der in Wirklichkeit zwischen der Wasserfläche und dem Führer des Fahrzeuges vorhanden ist.The frequency of this signal should be different from each of the frequencies that are multiples of the vertical frequency, but still remain sufficiently close to one of them that the movement obtained is realistic. Since the vertical frequency in the example described is 50 Hz, a frequency appears which differs from the multiple frequency 2250 Hz differs only by a few Hertz, satisfactory. An amplitude comparison circuit G detects the times in which the signals 2 and 3 have the same amplitude, and provides a square wave signal 4- with variable Form factor whose pulses have a duration t "which is equal to the time during which the amplitude of the signal 2 is greater than that of signal 3. The signal 4- is applied to a monostable circuit M2, which the square wave signal SLM supplies. This signal SLM is therefore derived from the signal SL by a pulse phase modulation of the pulses of the latter Signal received. The signal 3 can in turn by a sawtooth signal with the clock frequency of the vertical deflection be amplitude modulated so that an increasingly regular pulse phase modulation from the beginning to the End of each field results. This additional amplitude modulation allows a water movement effect with greater realism to achieve its amplitude in the final image 13 from top to bottom as a function of the distance that actually exists between the surface of the water and the driver of the vehicle increases.

Der Wasserbewegungseffekt wird mit einer Phasenmodulations-The water movement effect is achieved with a phase modulation

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amplitude erzielt, die unter 3% der Zeilennutzdauer T-t liegt. Diese Zeitverschiebungen zwischen den Zeilen des Bildes 12 führen zu Wellungen der vertikalen Ränder dieses Bildes, die so gering sind, daß eine einfache Einstellung der Horizontalablenkung ihr Erscheinen in dem endgültigen Bild verhindert. Die Abmessungen des Landschaftsbildes 11 werden daher so gewählt, daß dieses Bild etwas größer ist als das Gesamtsichtfeld des Fahrzeugführers.amplitude achieved, which is less than 3% of the line life Tt. These time shifts between the lines of image 12 result in undulations in the vertical edges of that image which are so slight that a simple adjustment of the horizontal deflection prevents them from appearing in the final image. The dimensions of the landscape image 11 are therefore chosen so that this image is somewhat larger than the overall field of view of the vehicle driver.

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e e r s e i t ee e r e i t e

Claims

PatentanwältePatent attorneys Dipl.-lng.
G. LeiserDipl.-Ing.
G. Quieter Dipl.-lng.
E. PrinzDipl.-Ing.
E. Prince Dipl.-Chem.
Dr. G. HauserDipl.-Chem.
Dr. G. Hauser Ernsbergerstrasse 19Ernsbergerstrasse 19 8 München 608 Munich 60 5. Juli 19785th July 1978 LE MiITERIELLE MiITERIEL TELEPHONIQUETELEPHONIQUE -- 46-47f Quai Alphonse-Le-Gallo
92100 BoulOÄne-Billancourt/Frankrelch46-47f Quai Alphonse-Le-Gallo
92100 BoulOÄne-Billancourt / Frankrelch

Unser Zeichen: L 1070Our reference: L 1070

Patentansprüche :Patent claims:

Simulator von Wasserflächen in einer Landschaft, mit einem Landschaftsbildgenerator, der unter anderem eine Farbfernsehkamera, ein Landschaftsmodell und Einrichtungen enthält, die in der Lage sind, in einer dem Gesamtsichtfeld eines sich in einer wirklichen Landschaft bewegenden Fahrzeugführers ähnlichen Weise die Kamera gegenüber dem Modell zu verschieben und ihr optisches Feld auszurichten;Simulator of water surfaces in a landscape, with a landscape image generator, which among other things includes a color television camera, landscape model and facilities capable of viewing in one of the Overall field of view of a vehicle driver moving in a real landscape similar to the camera to move in relation to the model and to align its optical field;

mit einer Sichtanzeigeeinrichtung, die auf einem oder mehreren Monitoren dem Fahrschüler und dem Lehrer ein endgültiges Bild liefert, das die Ansicht von bewegten Wasserflächen in einer Landschaft simuliert; und mit einem Impulsgeber, der in der Lage ist, herkömmliche Betriebssignäle an den Landschaftsbildgenerator und an die Sichtanzeigeeinrichtung abzugeben, gekennzeichnet durch einen Wasseroberflächenbildgenerator, der aus einem Speichersystem und aus einem Signalmodulator besteht, wobei das Speichersystem die optischen Daten speichert, die in einem unbewegten Bild der bewegten Wasseroberfläche enthalten sind, und durch eine Bildeinblendein-with a visual indicator pointing to an or multiple monitors provides the learner driver and the teacher with a final image that the view of moving Simulated water surfaces in a landscape; and with a pulse generator that is capable of conventional To transmit operating signals to the landscape image generator and to the visual display device, characterized by a water surface image generator consisting of a memory system and a signal modulator consists, wherein the storage system stores the optical data contained in a still image of the moving water surface are included, and by a picture overlay

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richtung, die aus einem Farbdetektor und einem Signalselektor besteht.direction, which consists of a color detector and a signal selector.

2. Simulator nach Anspruch 1, in welchem die optischen Daten mit Hilfe eines Lesesystems wiedergegeben werden, das mit einer Horizontalablenkung und einer Vertikalablenkung arbeitet, die den Fernsehablenkungen vergleichbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalmodulator des Wasseroberflächenbildgenerators das Betriebssignal, das sich auf die Horizontalablenkung des Speichersystems bezieht, niederfrequent phasenmoduliert.2. Simulator according to claim 1, in which the optical data are reproduced with the aid of a reading system, that works with a horizontal deflection and a vertical deflection, which are comparable to television deflections are, characterized in that the signal modulator of the water surface image generator the operating signal, the relates to the horizontal deflection of the storage system, low frequency phase modulated.

3. Simulator nach Anspruch 1 und 2, bei welchem die Fernsehkamera ein erstes Videofrequenzsignal liefert, das einem Landschaftsbild entspricht, und bei welchem das Speichersystem die optischen Daten in Form eines zweiten Videofrequenzsignals wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalselektor direkt mit dem Ausgang der Farbfernsehkamera und mit dem Ausgang des Speiehersystems verbunden ist und ein drittes Videosignal liefert, das durch Umschaltung des ersten und des zweiten Videofrequenzsignals erhalten wird.3. Simulator according to claim 1 and 2, wherein the television camera provides a first video frequency signal that a Landscape corresponds, and in which the storage system the optical data in the form of a second video frequency signal reproduces, characterized in that the signal selector is connected directly to the output of the color television camera and is connected to the output of the storage system and provides a third video signal obtained by switching the first and second video frequency signals.

4-, Simulator nach Anspruch 3, bei welchem die Wasserflächen, die in der Landschaft vorhanden sind, auf dem Modell durch Zonen mit einer charakteristischen Farbe dargestellt sind, die von den Farben des übrigen Teils der Landschaft völlig verschieden ist, und bei welchem der Farbdetektor das erste Videofrequenzsignal empfängt und ein Steuersignal an den Signalselektor abgibt, wenn dieser Detektor im Verlauf der Abtastung des Bildes des Modells den übergang des elektronischen Flecks auf eine Zone mit der unterschiedlichen charakteristischen Farbe feststellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Videofrequenzsignal durch das Steuersignal ausgelöst wird und daß das dritte Signal durch das zweite Signal gebildet wird, wenn das erste Signal einer Zone entspricht, die die4-, simulator according to claim 3, wherein the water surfaces, that are present in the landscape are represented on the model by zones with a characteristic color, which is completely different from the colors of the rest of the landscape, and at which the color detector the first Receives video frequency signal and outputs a control signal to the signal selector when this detector in the course of Scanning the image of the model, the transition of the electronic spot to a zone with the different characteristic color, characterized by that the switching between the first and the second video frequency signal is triggered by the control signal and that the third signal is formed by the second signal when the first signal corresponds to a zone which the

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unterschiedliche charakteristische Farbe trägt, und durch das erste Signal, wenn dieses einer Zone entspricht, die diese Farbe nicht hat.different characteristic color, and by the first signal, if this corresponds to a zone that does not have this color.

5. Simulator nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das endgültige Bild mit Hilfe des dritten Videofrequenzsignals und der Betriebssignale erhalten wird, die in der Lage sind, die Horizontal- und Vertikalablenkungen der Monitoren in Synchronismus mit denen der Kamera des Landschaftsbildgenerators zu bewirken.5. Simulator according to Claims 1 and 4, characterized in that that the final picture is obtained with the aid of the third video frequency signal and the operating signals, which are able to control the horizontal and vertical deflections the monitors in synchronism with those of the camera of the landscape image generator to effect.

6. Simulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichersystem hauptsächlich aus einem digitalen Speicher besteht, in dem die optischen Daten eines unbewegten Bildes der bewegten Wasseroberfläche gespeichert sind. . "6. Simulator according to claim 1, characterized in that the storage system mainly consists of a digital memory consists in which the optical data of a still image the moving water surface are stored. . "

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