RU2493606C2

RU2493606C2 - Способ обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле

Info

Publication number: RU2493606C2
Application number: RU2011104173/11A
Authority: RU
Inventors: Андрей Леонидович Горбунов; Борис Петрович Елисеев; Евгений Евгеньевич Нечаев
Original assignee: Московский государственный технический университет гражданской авиации
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2013-09-20
Also published as: RU2011104173A

Abstract

Изобретение относится к способам обучения с использованием тренажеров. Способ обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле включает формирование стереоизображений трехмерных виртуальных объектов и наложение их на видеоизображение реального летного поля с использованием тренажера на базе технологии комбинированной реальности. Указанный тренажер содержит шлем виртуальной реальности, снабженный двумя микродисплеями и двумя видеокамерами, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения шлема виртуальной реальности в пространстве, и компьютер, генерирующий пару стереоизображений для микродисплеев шлема виртуальной реальности. Измерительный преобразователь системы позиционирования размещен на шлеме виртуальной реальности. В результате обеспечивается возможность обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле.

Description

Изобретение относится к способам обучения с использованием тренажеров.

По типу выполняемых технологических задач авиационные диспетчерские пункты делятся на диспетчерские пункты руления, диспетчерские пункты старта и посадки, диспетчерские пункты круга, диспетчерские пункты подхода, диспетчерские пункты районного центра, диспетчерские пункты местных воздушных линий, аэродромные диспетчерские пункты. Авиадиспетчеры диспетчерских пунктов руления контролируют движение воздушных судов по территории аэродрома, выдают разрешения на буксировку, запуск двигателей, руление. Авиадиспетчеры диспетчерских пунктов старта и посадки контролируют движение на взлетно-посадочной полосе и предпосадочной прямой, руководят взлетающими и заходящими на посадку воздушными судами, выдают разрешения на взлет, посадку. Таким образом, в зону ответственности авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки входит конкретный аэродром со всеми его отличительными особенностями, со всеми мелкими визуальными факторами, которые учитываются авиадиспетчером при оценке ситуации. Указанное обстоятельство определяет необходимость проводить обучение авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном рабочем месте, обеспечивающем обзор реального аэродрома. Однако по соображениям безопасности создание на реальном летном поле учебных нештатных, в том числе аварийных, ситуаций полностью исключается.

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в создании впервые способа обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле на базе технологии комбинированной реальности.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в реализации его назначения - обучение авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле.

Указанный технический результат достигается тем, что способ обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле, включает формирование стереоизображений трехмерных виртуальных объектов и наложение их на видеоизображение реального летного поля с использованием тренажера на базе технологии комбинированной реальности, содержащего шлем виртуальной реальности, снабженный двумя микродисплеями и двумя видеокамерами, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения шлема виртуальной реальности в пространстве, и компьютер, генерирующий пару стереоизображений для микродисплеев шлема виртуальной реальности, причем измерительный преобразователь системы позиционирования размещен на шлеме виртуальной реальности.

Для осуществления предлагаемого способа может быть использован любой известный шлем виртуальной реальности, снабженный двумя микродисплеями и двумя видеокамерами (см., например, http://www.nvisinc.com/product2009.php?id=57, http://www.vuzix.com/ar/products wrap920ar.html).

Для осуществления предлагаемого способа могут быть использованы такие системы позиционирования с комплектами программных приложений, как DASH (Display and Sight Helmet), IHADSS (Integrated Helmet and Display Sighting System), Knighthelm, JHMCS (Joint Helmet-Mounted Cueing System) и др. (см., например, Филатов О.Г. и Солдатенков В.А. «Электромагнитная система позиционирования для нашлемной системы целеуказания и индикации» в ж. «ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес», 2003, вып.5 - http://www.electronics.ru/issue/2003/5/16), удовлетворяющие следующим требованиям:

минимальные масса и габаритные размеры составных частей системы, размещенных на шлеме виртуальной реальности;

определение шести координат положения шлема в пространстве: трех линейных и трех угловых;

определение угловых координат в горизонтальной плоскости в диапазоне до ±180°, в вертикальной плоскости - до ±60°;

максимальная погрешность определения угловых координат в конусе с осью, совпадающей с продольной осью объекта, не должна превышать нескольких десятков угловых минут;

максимальная погрешность определения линейных координат не должна превышать 2-3 мм;

частота выдачи информации об угловых координатах должна быть не менее 60 Гц;

постоянство характеристик устройств системы в диапазоне рабочих температур от 15 до 30°С;

отсутствие вредных воздействий работы системы на здоровье пользователя, а также на оборудование и системы, находящиеся поблизости.

Осуществление предлагаемого способа состоит в следующем.

Обучаемый авиадиспетчер в шлеме виртуальной реальности, снабженном двумя микродисплеями и двумя видеокамерами, находится в помещении, из которого имеется обзор реального летного поля (например, командный пункт диспетчерской вышки). На шлеме виртуальной реальности размещен измерительный преобразователь системы позиционирования, передающий сигнал о положении шлема виртуальной реальности (головы авиадиспетчера) в систему позиционирования. Компьютер, получая данные от системы позиционирования о трех линейных и трех угловых координатах положения головы авиадиспетчера в пространстве, генерирует пару стереоизображений для микродисплеев шлема виртуальной реальности. Компьютер выводит на микродисплеи шлема виртуальной реальности генерируемое видеокамерами шлема изображение реального летного поля с наложением на него стереоизображений виртуальных трехмерных объектов (самолеты, автотранспорт, персонал, птицы на взлетной полосе и др.), управляемых программно или операторами (инструкторами).

С помощью виртуальных воздушных судов и иных виртуальных трехмерных объектов на реальном летном поле моделируют учебные нештатные, в том числе аварийные, ситуации, при этом виртуальный характер объектов обеспечивает полную безопасность процесса обучения.

При осуществлении изобретения могут быть использованы следующие примеры сценариев учебных ситуаций.

Пример 1 (для авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления)

Моделируется ситуация террористической атаки с захватом террористами аэродромного автотранспорта. Создается виртуальный автомобиль, который «террористы» (оператор-инструктор) пытаются направить на самолет, выполняющий маневры на рулежных дорожках, с целью осуществления столкновения автомобиля с самолетом.

Пример 2 (для авиадиспетчеров диспетчерских пунктов посадки)

Моделируется ситуация опасного сближения самолетов. Авиадиспетчер участвует в посадке серии виртуальных самолетов, управляемых летчиками-операторами (инструкторами). При посадке одного из виртуальных самолетов неожиданно на взлетно-посадочной полосе возникает виртуальный объект-препятствие (другое воздушное судно, автотранспорт и т.п.).

Пример 3 (для авиадиспетчеров диспетчерских пунктов старта)

Моделируется ситуация отказа двигателей при взлете самолета вследствие попадания птиц. При взлете виртуального воздушного судна на взлетно-посадочной полосе появляется стая виртуальных птиц.

В процессе обучения авиадиспетчеры коммуницируют с пилотами-операторами виртуальных самолетов (инструкторами) посредством стандартных способов связи. Инструкторы контролируют действия авиадиспетчеров и оценивают следующее:

время реакции на возникновение чрезвычайной ситуации;

точность оценки таких параметров аварийной ситуации, как: расстояние до объектов, высота и скорость объектов, направление их движения, время до столкновения объектов и пр.;

адекватность оценки возникшей угрозы безопасности полетов;

точность следования инструкциям соответствующих нормативных документов.

Таким образом, при осуществлении изобретения реализуется его назначение - обучение авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле. При этом безусловно обеспечивается: безопасность моделирования учебных ситуаций, возможность оперативного (не более 0,5 часа) развертывания технических средств для осуществления обучения на рабочем месте авиадиспетчеров, а также организация обучения без отрыва от производства.

Claims

Способ обучения авиадиспетчеров диспетчерских пунктов руления, старта и посадки на реальном летном поле, включающий формирование стереоизображений трехмерных виртуальных объектов и наложение их на видеоизображение реального летного поля с использованием тренажера на базе технологии комбинированной реальности, содержащего шлем виртуальной реальности, снабженный двумя микродисплеями и двумя видеокамерами, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения шлема виртуальной реальности в пространстве, и компьютер, генерирующий пару стереоизображений для микродисплеев шлема виртуальной реальности, причем измерительный преобразователь системы позиционирования размещен на шлеме виртуальной реальности.