DE3147448A1 - Device for simulating an environment - Google Patents

Device for simulating an environment

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Helmut Dr.rer.nat. 2800 Bremen Dux
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Abstract

A device for simulating an environment with essentially static background and quasi-resting and moving objects as represented to a stationary observer is specified in which the background image is generated separately from the image of objects moving in front of it for the purpose of representing a synthetically generated background image with unrestricted variety of detail when the data transmission capacity is limited. The digital images of background and moving objects are in each case stored separately and correctly positionally allocated to one another in separate image repetition stores, the static image store and the dynamic image store, which are synchronously read out. A video switching device connects a video display device to the static image store and switches the former to the dynamic image store as soon as a digital image signal is read out there so that the moving object always appears to be covering the background for the observer in the visual image generated by the video display device.

Description

Vorrichtung zum Simulieren einer Umwelt Device for simulating an environment

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Simulieren einer Umwelt mit im wesentlichen statischem Hintergrund und quasi ruhenden und sich bewegenden Objekten, wie sie sich für einen standortfesten Beobachter, z. B. für einen Eluglotsen in einem Flughafen-Kontrollturs, darstellt, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung.The invention relates to a device for simulating an environment with an essentially static background and quasi stationary and moving Objects as they are for a stationary observer, e.g. B. for an Elu pilot in an airport control door, which is mentioned in the preamble of claim 1 Genus.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-PS 26 58 501), welche zur Ausbildung von Richtschützen an Maschinenkanonen bei Luftzielbekämpfung dient, besteht der erste Bildgenerator aus einer Fernsehkamera mit angeschlossenem Monitor, auf welchem ein mit der Kamera aufgenommener Ausschnitt einer perspektivisch nachgebauten Modellandschaft dargestellt wird. Die Fernsehkamera kann um eine vertikale Achse um 360° gedreht werden und wird der Maschinenkanone nachgeführt, so daß je nch Drehstellung der Maschinenkanone dLe Fernsehkamera ausschnittweise ein statisches, d.h. unveränderliches, oder mit Schwenken der Maschinenkanone ein sich nur sehr langsam veränderndes Hintergrundbild eines sich für den Richtschützen ergebenden sollen Panoramas auf dem Bildschirm ausgibt. Der zweite Bildgenerator weist einen Digitalspeicher auf, in welchem auf einen bestimmten Abstand normierte Silhouetten von Luftzielen, wie Flugzeugen, abgespeichert sind, und einen Prozeßrechner, der die Größe der normierten Silhouetten auf den jeweiligen Abstand des Luftzieles von Richtschützen umrechnet. Der zweite Bildgenerator erzeugt ein sichtbares Bild eines sich schnell bewegenden Flugzieles. In einem Bildmischsystem, bestehend aus einem halbdurchlässigen Umlenkspiegel, werden die beiden Bilder optisch überlagert und auf dem Monitor dem Richtschützen als Ausschnitt aus einer Umwelt sichtbar gemacht.In a known device of this type (DE-PS 26 58 501), which serves to train gunner on automatic cannons for air target combat, the first image generator consists of a television camera with a connected monitor, on which a section taken with the camera of a reconstructed perspective Model landscape is represented. The television camera can rotate around a vertical axis be rotated by 360 ° and the machine gun is tracked so that each nch rotary position the machine gun of the television camera excerpts a static, i.e. unchangeable, or a background image that changes very slowly when the machine gun is panned a panorama resulting for the gunner should be on the screen issues. The second image generator has a digital memory in which silhouettes of aerial targets, such as airplanes, standardized at a certain distance are, and a process computer that the size of the normalized silhouettes on the respective distance of the air target of Gunner converts. Of the second image generator generates a visible image of a fast moving target. In an image mixing system consisting of a semi-transparent deflecting mirror, the two images are optically superimposed and on the monitor the gunner as a section made visible from an environment.

Diese Vorrichtung erfordert einerseits eine topographisch exakte Miniatur-Nachbildung eines Panoramas und andererseits eine aufwendige Nachführeinrichtung für die Fernsehkamera.On the one hand, this device requires a topographically exact miniature replica a panorama and on the other hand a complex tracking device for the television camera.

Es ist weiter bekannt, bei der Simulation einer Uaweltsituation auf den ersten Bildgenerator ganz zu verzichten und die gesamte Umwelt mit statischer Hintergrund und ruhenden und sich bewegenden Objekten digital mit dem zweiten Bildgenerator zu generieren, in einem Bildspeicher abzulegen und durch wiederholtes Auslesen des Bildspeichers auf einen Bildschirm sichtbar zu machen. Da bei jedem momentanen Bewegungszustand eines sich bewegenden Objektes der gesamte Hintergrund ebenso wie die ruhenden Objekte für jeden Momentanzustand mit generiert werden müssen, stößt dieses Verfahren sehr schnell an durch die beschränkte Übertragungskapazität der Datenleitungen gegebenen Grenzen. Mit einer solchen Simulationsvorrichtung lassen sich daher nur optisch einfache Hintergrundbilder ohne besondere Objektdetails erzeugen.It is also known when simulating a Uaworld situation To completely dispense with the first image generator and the entire environment with static Background and stationary and moving objects digitally with the second image generator to be generated, to be stored in an image memory and by repeated reading of the To make the image memory visible on a screen. Because with every momentary state of motion of a moving object, the entire background as well as the stationary objects Having to be generated for each instantaneous state, this method is very annoying quickly given by the limited transmission capacity of the data lines Limits. Such a simulation device can therefore only be used optically create simple background images without special object details.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher im wesentlichen statische Hintergrundbilder mit quasi ruhenden Objekten davor in wirklichkeitsgetreuer Detailvielfalt erstellt und zasam en mit davor sich bewegenden Objekten in perspektivisch richtiger Relation optisch dargestellt werden können.The invention is based on the object of providing a device of the initially described called type, with which essentially static background images created with quasi stationary objects in front of it in a realistic variety of details and zasam en with objects moving in front of it in perspective more correct Relation can be represented optically.

Unter im wesentlichen statischen Hintergrundbildern werden solche verstanden, die sich nicht oder in Relation zu den sich bewegenden Objekten nur sehr langsam verändern. Quasi ruhende Objekte sind eben solche, die ihre räumliche Lage nicht oder in Relation zu den sich bewegenden Objekten nur mit sehr geringer Geschwindigkeit ändern.Background images that are essentially static are those understood that are not or in relation to the moving objects only change very slowly. Quasi-stationary objects are those that have their spatial Not in position or in relation to the moving objects only with very little Change speed.

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum Simulieren einer Umwelt der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.This task is in an apparatus for simulating an environment of the type mentioned in the preamble of claim 1 by the features in the characterizing part of claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß der statische Hintergrund in einem getrennten Bildgenerator mit unbeschränkter Detailvielfalt generiert und in einem separaten Bildspeicher abgelegt wird, und somit den Bilddatenübertragungskanal für ein oder mehrere darzustellende sich bewegende Objekte nicht zusätzlich belastet. Erst durch synchrones Auslesen der beiden Bildspeicher werden die getrennt generierten Bilder zusammengefaßt, wobei durch das Primat des Bildspeichers für das oder die sich bewegenden Objekte beim Auslesen nur derjenige Teil des Hintergrunds dargestellt wird, in dessen Bereich kein sich bewegendes Objekt auftritt. Dadurch erscheint für den Betrachter des Sichtschirms optisch richtig der Hintergrund von dem sich bewegenden Objekt überdeckt.The device according to the invention has the advantage that the static Background in a separate image generator with unlimited variety of details is generated and stored in a separate image memory, and thus the image data transmission channel not additionally burdened for one or more moving objects to be represented. Only when the two image memories are read out synchronously are the separately generated Images summarized, with the primacy of the image memory for the one or the other moving objects when reading out only that part of the background is shown in the area of which no moving object occurs. This appears for the viewer of the screen, the background is optically correct moving object covered.

Bei dieser Vorrichtung können nur solche quasi ruhenden Objekte zusammen mit dem im wesentlichen statischen Hintergrund in dem ersten Bildgenerator erzeugt werden, die einerseits - vorn Betrachter aus gesehen - hinter der Momentanposition eines sich bewegenden Objektes, vom Betrachter also weiter entfernt als das sich bewegende Objekt, liegen oder andererseits in keiner Momentanposition des sich bewegenden Objektes von diesem überdeckt werden. Sollen hingegen ruhende Objekte dargestellt werden, die selbst zu irgendeinem Zeitpunkt das sich bewegende Objekt teilweise oder ganz überdecken, für den Betrachter also in einer Momentanphase zwischen ihm und dem sich bewegenden Objekt liegen, so müssen diese Objekte wenigstens für die überdeckungsphase in bekannter Weise zusammen mit dem sich bewegenden Objekt im zweiten Bildgenerator erzeugt werden.With this device, only such quasi-stationary objects can come together generated with the essentially static background in the first image generator be that on the one hand - front viewer from seen - behind the Current position of a moving object, i.e. further away from the viewer than the moving object, or on the other hand, do not lie in any instantaneous position of the moving object are covered by it. Should, however, be dormant Objects are represented that are moving by themselves at some point in time Covering the object partially or completely, i.e. in a momentary phase for the viewer lie between it and the moving object, these objects must at least for the overlap phase in a known manner together with the moving object can be generated in the second image generator.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich einzeln oder in Kombination aus den weiteren Ansprüchen 2 bis 6, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.Advantageous embodiments of the invention arise individually or in combination of the further claims 2 to 6, to which express reference is made here is taken.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Blockschaltbildes einer Vorrichtung zum Simulieren einer Ustelt, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Umschaltvorrichtung in Fig. 1.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail below. The figures show: FIG. 1 a schematic representation of a Block diagram of a device for simulating a Ustelt, FIG. 2 a schematic Representation of a switching device in FIG. 1.

Die in Fig. 1 im Blockschaltbild schematisch dargestellte Vorrichtung zum Simulieren einer Umwelt für einen standortfesten Beobachter dient insbesondere zur Ausbildung von Fluglotsen und simuliert eine Umweltsituation mit statischem Hintergrund und mit ruhenden und vor dem Hintergrund sich schnell bewe- genden Objekten, wie Flugzeugen, so wie sie sich vom Tower eines Flughafens für einen Beobachter darstellt.The device shown schematically in the block diagram in FIG is used in particular to simulate an environment for a stationary observer for the training of air traffic controllers and simulates an environmental situation with static Background and with dormant and fast moving against the background ends Objects, such as airplanes, as seen from an airport tower to an observer represents.

Ein erster Bildgenerator 10 dient zur Erzeugung des Hintergrundbildes mit darin enthaltenen Details von ruhenden Objekten, wie Gebäuden, Schornsteinen etc., in der Umgebung des Towers. Der Bildgenerator 10 weist eine Datenbasis 11 auf, in welcher digitale Bildsignale eines - oder mehrerer - aus Flächensegmenten zusammengesetzten Hintergrundbildes mit ruhenden Objekten für wahlfreien Zugriff abgespeichert sind. Mittels einer Eingabekonsole 12 können entsprechende Hintergrundbilder und diesen vorgelagerte gewünschte ruhende Objekte zur Darstellung ausgewählt werden. Entsprechend der Eingabe leist ein Steuerwerk 13 des Bildgenerators 10, das über einen Datenbus 14 Zugriff zu der Datenbasis 11 hat und mit einem Statikbild-Speicher 15 verbunden ist, die den Flächensegmenten zugehörigen Bildsignale aus und schreibt diese in den Statikbild-Speicher 15 ein.A first image generator 10 is used to generate the background image with details of stationary objects contained therein, such as buildings, chimneys etc., in the vicinity of the tower. The image generator 10 has a database 11 on, in which digital image signals one - or more - from surface segments composite background image with stationary objects for random access are stored. Corresponding background images can be entered using an input console 12 and desired stationary objects upstream of these are selected for display. According to the input, a control unit 13 of the image generator 10, which has a data bus 14 has access to the database 11 and with a static image memory 15 is connected, the image signals associated with the surface segments and writes this into the static image memory 15.

Das Einschreiben erfolgt dabei nach vorheriger Sortierung der Bildsignale derart, daß in dem Statikbild-Speicher 35 die Bildignale nebeneinanderliegender Flächensegmente in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen abgelegt werden, so daß der gesamte Speicherinhalt ein komplettes Hintergrundbild mit zugehörigen ruhenden Objekten umfaßt. Der Statikbild-Speicher 15 ist zugleich Bildrepetierspeicher, aus welchem der Speicherinhalt durch wiederholtes zeilenweises Auslesen auf einem Video-Sichtgerät, hier als Video-Projektor 16 ausgebildet, flimmerfrei dargestellt wird. Dabei ist Jeder Speicherplatz des Statikbild-Speichers 15 einem bestimmten Bildpunkt im Bildpunkt- und Zeilenraster des Video-Projektors 16 zugeordnete Der Auslesevorgang wird von einer Auslesevorrichtung 17 gesteuert, die in üblicher Weise - und hier nicht besonders dargestellt - einen Taktgenerator, einen Bildpunktzähler, einen Zeilenzähler und eine Bild- und Zeilenrücklauf-Verzögerungsschaltung aufweist und mit dem Statikbild-Speicher 15 und dem Video-Projektor 16 verbunden ist. Die mit einer von dem Video-Projektor 16 vorgegebene Frequenz aus dem Statikbild-Speicher 15 ausgelesenen Bildsignale werden in einem Digital-Analog-Wandler 18 in Video-Signale umgewandelt und über eine später noch zu beschreibende Unschaltvorrichtung 19 dem Video-Projektor 16 in üblicher Weise zugeführt.The writing takes place after previous sorting of the image signals such that in the static image memory 35 the image signals are adjacent Area segments are stored in successive memory locations, so that the entire memory contents a complete background image with associated dormant Objects included. The static image memory 15 is also an image repeater memory from which the memory contents by repeated line-by-line reading on a video display device, designed here as a video projector 16, is displayed flicker-free. It is Each memory location of the static image memory 15 has a specific pixel in the pixel and the line grid of the video projector 16 assigned one Readout device 17 controlled in the usual way - and not specifically shown here - a clock generator, a pixel counter, a Line counter and a frame and line return delay circuit and is connected to the static image memory 15 and the video projector 16. With a frequency specified by the video projector 16 from the static image memory Image signals read out from 15 are converted into video signals in a digital-to-analog converter 18 converted and a later to be described switching device 19 dem Video projector 16 supplied in the usual way.

Ein zweiter Bildgenerator 20 erzeugt ein digitales Bild mindestens eines sich bewegenden Objektes, z. B.A second image generator 20 generates at least one digital image a moving object, e.g. B.

eines Flugzeugs, und legt dieses in 512x512 Bildpunkten gerastert in einen mit dem Bildgenerator 20 verbundenen Dynamikbild-Speicher 21 ab. In den Dynamikbild-Speicher 21 ist damit kurzzeitig für jede momentane Bewegungsphase des Objektes ein komplettes Bild abgelegt. Der Dynamikbild-Speicher 21 weist die gleiche Speicherkapazität wie der Statikbild-Spei cher 15 auf. Ebenso wie bei letzterem ist bei dem Dynamikbild-Speicher 21 jeder Speicherplatz einen bestimmten Bildpunkt in dem Bildpunkt- und Zeilrnraster des Video-Projektors 16 zugeordnet. In den Bildpunktbereichen des Rasters, in denen kein bewegtes Objekt auftritt, ist der Dynamikbild-Speicher 21 mit Nullinformationen gefüllt.of an airplane, and rasterized it in 512x512 pixels into a dynamic image memory 21 connected to the image generator 20. In the Dynamic image memory 21 is thus briefly for each momentary movement phase of the A complete picture is saved. The dynamic image memory 21 has the same Storage capacity like the static image storage 15. As with the latter In the dynamic image memory 21, each memory location is a specific pixel assigned in the pixel and line raster of the video projector 16. In the pixel areas of the grid in which no moving object occurs is the dynamic image memory 21 filled with zero information.

Der zweite Bildgenerator 20 weist einen Steuerrechner 22, eine Datenbasis 23, einen Modelldaten-Speicher 24, einen Koordinatenumsetzer 25 und einen Bildaufbereiter 26 auf. In der Datenbasis 23 sind digitalisierte Modelldaten von sich bewegenden Objekten, wie Flugzeugen, abgespeicherte Diese werden nach Maßgabe des darzustellenden Objektes nach Typ und Detailstufe von dem Steuerrechner 22 per Programm oder durch entsprechende Eingabe über eine Dialogkonsole 27 in den Modelldaten-Speicher 24 transferiert. Bei Positionsänderungen der Objekte wird der Inhalt des Modelldaten-Speichers 24 verändert und der neuen Lage angepaßte Aus dem Modelldaten-Speicher 24 erfolgt eine schnelle Umwandlung der Modelle in die perspektivisch richtige Bildinformation in zwei Schritten: in dem Koordinatenumsetzer 25 werden alle Flächen der darzustellenden sich bewegenden Modelle gemeinsam lagewinkelrichtig gedreht und in die darzustellende Entfernung umgesetzt, und in dem Bildaufbereiter 26 erfolgt entfernungs- und lageabhängig die Sichtbarkeitsunterscheidung der Flächen eines Modells untereinander und der einzelnen Modelle zueinander. Das so generierte Bild wird - wie bereits erwähnt - in 512x512 Bildpunkten gerastert und in den Dynamikbild-Speicher 21 eingeschrieben. Die Bildgenerierung ist in ca. 40 mm abgeschlossen. Die durch Positionsänderungen des darzustellenden sich bewegenden Objektes erforderliche laufende Bildgenerierung kann somit alle 4o mm ein neues Momentanbild des sich bewegenden Objektes liefern. Wegen der schnell len Änderung des Speicherinhalts des Dynatikbild-Speichers 21 ist dieser als Wechselspeicher ausgebildet. Bei einem solchen Wechselspeicher wird gleichzeitig in einem Teil des Speichers eine neue Bildinformation eingeschrieben und aus denn anderen Teil des Speichers eine bereits vorhandene Bildinformation ausgelesen. Die Umschaltung des Wechselspeichers ermöglicht die Umkehr der Funktionen, so daß in jedem Teil des Wechselspeichers abwechselnd einge- schrieben und ausgelesen wird.The second image generator 20 has a control computer 22, a database 23, a model data memory 24, a coordinate converter 25 and an image processor 26 on. In the database 23 are digitized model data from moving objects, such as airplanes, these are stored according to the stipulation of the object to be displayed according to type and level of detail from the control computer 22 by Program or by appropriate input via a dialog console 27 in the model data memory 24 transferred. If the position of the objects is changed, the content of the model data memory 24 is changed and adapted to the new position from the model data memory 24 takes place a quick conversion of the models into the correct perspective image information in two steps: in the coordinate converter 25, all surfaces are to be displayed moving models rotated together at the correct angle and into the one to be displayed Distance implemented, and in the image processor 26 takes place depending on the distance and position the difference in visibility between the surfaces of a model and the individual models to each other. The image generated in this way is - as already mentioned - Scanned in 512x512 pixels and written into the dynamic image memory 21. The image generation is completed in approx. 40 mm. The changes in position ongoing image generation required for the moving object to be displayed can thus deliver a new instantaneous image of the moving object every 40 mm. Because of the rapid change in the memory content of the dynamic image memory 21 this is designed as a removable storage device. With such a removable storage at the same time new image information is written into a part of the memory and an already existing image information from the other part of the memory read out. Switching over the removable storage enables the functions to be reversed, so that in each part of the removable storage wrote and is read out.

Ebenso wie der Statikbild-Speicher 15 ist der Dynamikbild-Speicher 21 ein Bildrepetierspeicher, aus welchem der Speicherinhalt mit einer dem Video-Projektor 16 angepaßten Auslesefrequenz zeilenweise ausgelesen wird. Die digitalen Bildsignale werden über einen Digital-Analog-Wandler 28 und die bereits erwähnte Umschaltvorrichtung 19 dem Video-Projektor 16 zugeführt. Hierzu ist die Auslesevorrichtung 17 ebenfalls mit dem Dynamikbild-Speicher 21 verbunden. Der Auslesevorgang von Statikbild-Speicher 15 und Dynamikbild-Speicher 21 erfolgt zeitsynchron. Da jeder Speicherplatz des Statikbild-Speichers 15 ebenso wie jeder Speicherplatz des Dynamikbild-Speichers 21 einen bestimmten Bildpunkt auf den Sichtschirm des Video-Projektors 16 zugeordnet ist, werden die jeweils digital generierten Bilder von Hintergrund mit ruhendem Objekt einerseits und sich bevegendem Objekt andererseits lagerichtig zueinander abgespeichert, so daß die beiden getrennt gen.-rierten Bilder durch einfaches Überlagern beim Auslesen mit dem Video-Projektor 16 dargestellt werden können.The dynamic image memory is just like the static image memory 15 21 an image repeater memory, from which the memory contents with a video projector 16 adapted readout frequency is read line by line. The digital image signals are via a digital-to-analog converter 28 and the switching device already mentioned 19 supplied to the video projector 16. The read-out device 17 is also used for this purpose connected to the dynamic image memory 21. The readout process from static image memory 15 and dynamic image memory 21 takes place synchronously. Since every space in the Static image memory 15 as well as each memory location of the dynamic image memory 21 assigned to a specific pixel on the viewing screen of the video projector 16 is, the digitally generated images of the background are at rest Object on the one hand and moving object on the other hand in the correct position to each other saved so that the two separately generated images can be simply overlaid can be displayed when reading with the video projector 16.

Hierzu ist die zwischen Video-Projektor 16 und Statikbild-Speicher 15 einerseits und Video-ProJestor 16 und Dynamikbild-Speicher 21 andererseits eingeschaltete Umschaltvorrichtung 19 derart ausgebildet, daß der Video-Projektor 16 und der Ststikbild Speicher 15 immer dann miteinander verbunden sind, wenn am Dynamikbild-Speicher 21 kein Ausgangs signal vorhanden ist und umgekehrt, so daß die Uischaltvorrichtung 19 immer dann den Dynamikbild-Speicher 21 an den Video-Projektor 16 anschließt, sobald am Ausgang des Dynamikbild-Speichers 21 ein Bildsignal ausgelesen wird. Die Uinschaltvorrichtung 19 weist einen elektronischen Umschalter 29 und einen diesen steuernden Signaldetektor 3Q auf. Der elektronische Umschalter 29 weist zwei Eingänge und einen Ausgang auf, wobei der Ausgang an dem Video-Projektor 16 angeschlossen und der eine Eingang über den Digital-Analog-Wandler 18 mit dem Statikbild-Speicher 15 und der andere Eingang über den Digital-Analog-Wandler 28 mit dem Dynamikbild-Speicher 21 verbunden ist.This is done between the video projector 16 and the static image memory 15 on the one hand and video ProJestor 16 and dynamic image memory 21 on the other hand switched on Switching device 19 designed such that the video projector 16 and the Ststikbild Memory 15 are always connected to each other when the dynamic image memory 21 no output signal is present and vice versa, so that the Uischaltvorrichtung 19 then always connects the dynamic image memory 21 to the video projector 16, as soon as an image signal is read out at the output of the dynamic image memory 21. the Uinschaltvorrichtung 19 has a electronic switch 29 and a signal detector 3Q controlling this. The electronic switch 29 has two inputs and one output, the output being on the video projector 16 connected and one input via the digital-to-analog converter 18 with the Static image memory 15 and the other input via the digital-to-analog converter 28 is connected to the dynamic image memory 21.

In der Ruhestellung verbindet der elektronische Umschalter den Video-Projektor 16 mit dem Statikbild-Speicher 15. Durch den Signaldetektor 30 wird der elektronische Umschalter 29 in seine Arbeitsstellung überführt und verbindet in dieser den Video-Projektor 16 mit dem Dynamikbild-Speicher 21. Der Signaldetektor 30 weist drei Schwellwertschalter 31 in Form von Komparatoren auf, deren einer Eingang au eine Referenzspannung Uref und deren anderer Eingang jeweils an einem der Farbkanäle Rot, Grain, Blau am Ausgang des Digital-Analog-Vandlers 28 angeschlossen sind. Die Ausgänge der Schwellwertschalter 31 sind über ein ODER-Glied 32 mit dem Steuereingang des elektronischen Umschalters 29 verbunden, der in Fig. 2 lediglich symbolisch als mechanischer Usgchalter dargestellt ist. Mittels der Referenzspannung Uref ist die Ansprechschwelle der Schwellwertschalter 31 so eingestellt, daß sie gerade über dem Rauschpegel der Videosignale liegt.In the rest position, the electronic switch connects the video projector 16 with the static image memory 15. The signal detector 30 is the electronic Changeover switch 29 transferred to its working position and connects the video projector in this 16 with the dynamic image memory 21. The signal detector 30 has three threshold switches 31 in the form of comparators, one input of which is a reference voltage Uref and the other input to one of the color channels red, grain, blue at the output of the digital-to-analog converter 28 are connected. The outputs of the threshold switches 31 are connected to the control input of the electronic switch via an OR gate 32 29 connected, which is shown in Fig. 2 only symbolically as a mechanical Usgchalter is. The threshold value switch is the response threshold by means of the reference voltage Uref 31 is set so that it is just above the noise level of the video signals.

In Ruhestellung des elektronischen Umschalters 29 sind - wie in Fig. 2 dargestellt ist - alle Ausgangs-Farbkanäle des Statikbild-Speichers 15 über den Digital-Analog-Wandler 18 mit den entsprechenden Farbkanälen des Video-Projektors 16 verbunden. Mit jedem Takt des Taktgenerator8 der Auslesevorrichtung 17 werden su@sessive jeweils die gleichen Speicherplätze im Statikbild-Speicher 15 und im Dynamik- bild-Speicher 21 ausgelesen. Solange aus den einzelnen Speicherplätzen des Dynamikbild-Speichers 21 lediglich Nullinformationen, also keine Bildinformationen, ausgelesen werden, bleibt der elektronische Umschalter 29 in der gezeigten Ruhestellung, und das im Statikbild-Speicher 15 abgelegte Hintergrundbild mit ruhenden Objekten wird über den Video-Projektor 16 sichtbar gemacht. Sobald jedoch ein oder mehrere Speicherplätze des Dynamikbild-Speichers 21 mit einem Bildsignal belegt sind, tritt mindestens in einem der Farbkanäle am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 28 eine Spannung auf, die größer ist als die Referenzspannung der Schwellvertschalter 31. Damit erhält der Steuereingang des elektronischen Umschalters 29 ein Steuersignal. Der elektronische Umschalter 29 schaltet in seine Arbeitstellung um und verbindet den Video-Projektor 16 mit dem Dynamikbild-Speicher 21. Über den Video-ProJektor 16 wird nunmehr das sich bewegende Objekt dargestellt und die aus dem Statikbild-Speicher 15 ausgelesenen Bildsignale unterdrückt. Für den Betrachter des vom Video-Projektors 16 ausgegebenen Bildes erscheint nunmehr der Hintergrund mit ruhenden Objekten von dem sich bewegenden Objekt überdeckt.In the rest position of the electronic switch 29 are - as in Fig. 2 is shown - all output color channels of the static image memory 15 via the Digital-to-analog converter 18 with the corresponding color channels of the video projector 16 connected. With each cycle of the clock generator 8 of the read-out device 17 su @ sessive each have the same storage locations in static image memory 15 and in Dynamics- image memory 21 read out. As long as from the individual Storage locations of the dynamic image memory 21 only have zero information, that is to say none Image information to be read remains the electronic switch 29 in the rest position shown, and the background image stored in the static image memory 15 with stationary objects is made visible via the video projector 16. As soon however, one or more storage locations of the dynamic image memory 21 with an image signal are occupied occurs in at least one of the color channels at the output of the digital-to-analog converter 28 has a voltage which is greater than the reference voltage of the threshold switch 31. The control input of the electronic switch 29 thus receives a control signal. The electronic switch 29 switches to its working position and connects the video projector 16 with the dynamic image memory 21. Via the video projector 16 the moving object is now shown and that from the static image memory 15 read out image signals suppressed. For the viewer of the video projector 16 now appears the background with stationary objects from the moving object.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel einer Simulationsvorrichtung beschränkt. So ist es ohne weiteres möglich, den Signaldetektor 30 nicht an den Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 28 anzuschließen, sondern unmittelbar an den Ausgang des Dynamikbild-Speichers 21.The invention is not limited to the embodiment described above limited to a simulation device. So it is easily possible to use the signal detector 30 not to be connected to the output of the digital-to-analog converter 28, but directly to the output of the dynamic image memory 21.

Auch kann die Umschaltvorrichtung 29 mit ihren Eingängen unmittelbar an den Statikbild-Speicher 15 bzw.The switching device 29 can also be directly connected to its inputs to static image memory 15 or

den Dynamikbild-Speicher 21 angeschlossen und die Analogumwandlung der digitalen Bildsignale erst hinter dem Ausgang der Umschaltvorrichtung 19 vorgenom- men werden. Auch kann mit dem ersten Bildgenerator 10 nicht nur ein während der Bewegungsphasen des sich bewegenden Objektes unveränderlicherHintergrund generiert werden, sondern in gleicher Weise ein Hintergrund der sich langsam, gemessen an der Bildänderungsgeschwindigkeit des sich bewegenden Objektes, verändert. Die Generierung eines kompletten Hintergrundbildes im ersten Bildgenerator 10 dauert ungefähr 10 s. Damit ist es möglich, alle 10 s das Hintergrundbild entweder vollkommen auszutauschen oder in Details zu modifizieren.the dynamic image memory 21 connected and the analog conversion the digital image signals are only made after the output of the switching device 19 men will. The first image generator 10 can also not only be used during the movement phases of the moving object can be generated, but rather in the same way a background that moves slowly, measured by the speed of the image changing of the moving object. The generation of a complete background image in the first image generator 10 takes about 10 s. This makes it possible every 10 s to replace the background image either completely or to modify the details.

Claims (6)

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Vorrichtung zum Smiulieren einer Umwelt mit im wesentlichen statischem Hintergrund und quasi ruhenden und sich bewegenden Objekten, wie sie sich fiSr einen standortfestem Beobachter, z. B. für einen Fluglotsen in eines Flughafen-Kontrollturm darstellt, mit einem ersten Bildgenerator zur Erzeugung eines Bildes von einem statischen Hintergrund mit quasi ruhenden Objekten, , mit einem zweiten Bildgenerator zur Erzeugung von digitalen Bildern mindestens eines sich bewegenden Objektes und mit einem Video-Sichtgerät zum Darstellen eines eindimensionalen Sichtbildes aus der Überlagerung der generierten Bilder, gekennzeichnet durch einen als Bildrepetischerspeicher verwendeten digitalen Statikbild-Speicher (15), der mit dem Ausgang des ersten Bildgenerators (10) zum Ablegen eines von diesem erzeugten digitalen Bildes verbunden ist, durch einen als Bildrepetierspeicher verwendeten digitalen Dynamikbild-Speicher (22), der die gleiche Speicherkapazität, wie der Statikbild-Speicher (15) aufweist und mit dem Ausgang des zweiten Bildgenerators (20) zum suksessiven Kurzzeitablegen eines der von diesem erzeugten digitalen Bilder verbunden ist, wobei die digitalen Binder in den Speichern (15; 21) zueinander lagerichtig abgespeichert sind, durch eine die Speicher (15, 21) wiederholt synchron auslesende Auslesevorrichtung (17) und durch eine das Video-Sichtgerät (16) wechselweise mit einem der Speicher (15, 21) verbindende Umschaltvorrichtung (19), die derart ausgebildet ist, daß das Video-Sichtgerät (16) und der Statikbild-Speicher (15) immer dann miteinander verbunden sind, wenn am Dynamikbild-Speicher (21) kein Ausgangssignal vorhanden ist. P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Device for emulating a Environment with an essentially static background and quasi stationary and moving Objects as they are for a stationary observer, e.g. B. for an air traffic controller in an airport control tower, with a first image generator for generating an image of a static background with quasi stationary objects,, with a second image generator for generating digital images of at least one moving object and with a video viewer for displaying a one-dimensional Visual image from the superimposition of the generated images, identified by a digital static image memory (15) used as image repeater memory, the with the output of the first image generator (10) for storing one generated by this digital image is connected by a used as an image repeater digital dynamic image memory (22) with the same storage capacity as the Has static image memory (15) and to the output of the second image generator (20) for successive short-term storage of one of the digital images generated by this is connected, the digital binders in the memories (15; 21) in the correct position to one another are stored by a memory (15, 21) which reads out repeatedly and synchronously Readout device (17) and by means of a video viewing device (16) alternately with one of the memories (15, 21) connecting switching device (19) which is designed in this way is that the video viewer (16) and the static image memory (15) then always with each other are connected when there is no output signal at the dynamic image memory (21) is. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (19) einen elektronischen Umschalter (29), der das Video-Sichtgerät (16) in seiner Ruhestellung mit dem Statikbild-Speicher (15) und in seiner Arbeitsstellung mit dem Dynamikbild-Speicher (21) verbindet, und einen den elektronischen Umschalter (29) steuernden Signaldetektor (30) aufweist, der mit dem Ausgang des Dynamikbild-Speichers (21) in Verbindung steht.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the switching device (19) an electronic switch (29), the video viewer (16) in his Rest position with the static image memory (15) and in its working position with the dynamic image memory (21) connects, and the electronic switch (29) controlling signal detector (30) which is connected to the output of the dynamic image memory (21) is in connection. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Speichern (15, 21) und der Unschaltvorrichtung (19) jeweils ein Digital-Analog-Wandler (18 bzw. 28) angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a digital-to-analog converter in each case between the memories (15, 21) and the switching device (19) (18 or 28) is arranged. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaldetektor (30) unmittelbar an dea Ausgang des zwischen Umschaltvorrichtung (19) und Dynamikbild-Speicher (21) liegenden Digital-Analog-Wandlers(28) angeschlossen ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the signal detector (30) directly at the output of the between switching device (19) and dynamic image memory (21) lying digital-to-analog converter (28) is connected. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaldetektor (30) mindestens einen SchwelLwertschalter (31) aufweist, dessen Ansprechschwelle über dem Rauschpegel der Videosignale liegt.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the signal detector (30) has at least one threshold value switch (31) whose response threshold is above the noise level of the video signals. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikbild-Speicher (21) als Wechselspeicher ausgebildet ist.6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that that the dynamic image memory (21) is designed as a removable memory.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3242779A1 (en) * 1982-11-19 1984-06-07 Rudolf Dr. 6601 Klarenthal Seebald Self-optimising system simulator with freely combinable hybrid circuit
DE3632098A1 (en) * 1986-09-20 1988-04-07 Messerschmitt Boelkow Blohm VIEWING SYSTEM FOR TRAINING EQUIPMENT
CN102053563A (en) * 2010-12-27 2011-05-11 刘宇 Flight training data acquisition and quality evaluation system of analog machine

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