Тренажер для обучения водителей транспортных средств

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ВОДИТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Высоцкий Михаил Степанович Харитончик Сергей Васильевич Баулин Сергей Сергеевич Ярусов Анатолий Григорьевич Колесникович Андрей Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) Тренажер для обучения водителей транспортных средств, содержащий рабочее место водителя с органами управления движением и их датчиками, компьютер, экран и подключенные к компьютеру контроллеры, первый из которых входами подключен к выходам упомянутых датчиков, а второй выходами связан с экраном, отличающийся тем, что тренажер снабжен вторым экраном, связанным со вторыми выходами второго контроллера.(56) 1. Высоцкий М.С. и др. Грузовые автомобили Проектирование и основы конструирования. - М. Машиностроение, 1995. - С. 56-60, рис. 5.3-5.7. 2. Тренажеры и симуляторы. Интернет-сайт //.-./77 3. Заявка РФ на изобретение 2002102320, МПК 09 9/02, 2003 (прототип). 42632008.02.28 Предлагаемая полезная модель относится к области средств обучения управлению транспортными средствами, преимущественно к устройствам для обучения вождению автопоездов большой грузоподъемности. Автопоезда большой грузоподъемности характеризуются разнообразными компоновочными схемами. Существуют седельные, прицепные и седельно-прицепные автопоезда с различным количеством звеньев. Модульные автопоезда могут иметь звенья с собственными двигателями и трансмиссии с различными колесными формулами 1. Вождение таких автопоездов требует специальных навыков и умений, обеспечивающих безопасность движения автопоезда и сохранность груза. При этом большое значение имеют также конкретные дорожные условия, по которым предстоит проезд ширина проезжей части, тип дорожного покрытия, углы подъемов и спусков, радиусы поворотов и т.п. Общая квалификация водителя, показателями которой являются его категория и классность, еще недостаточна для его допуска к управлению большегрузным автопоездом. Специальные навыки и умения вождения автопоезда водитель может получить в процессе тренировок на тренажере, воспроизводящем с помощью компьютера характеристики различных автопоездов и дорог. Известны тренажеры, предназначенные для обучения человека и создания у него определенных навыков управления различными транспортными средствами самолетами,железнодорожными локомотивами и т.п. 2. Ближайшим аналогом предлагаемой полезной модели является Тренажер для обучения водителя транспортного средства 3. Этот тренажер содержит имитатор рабочего места водителя с органами управления, датчиками органов управления и имитатором приборной доски, блок моделирования, связанный с датчиками органов управления на входе и с имитатором приборной доски на выходе, блок звуковой информации, устройство согласования с органами управления, систему визуализации и пульт инструктора, имеющий обратную связь с блоком моделирования, а также компьютер, который содержит блок управления с монитором, связанный с пультом управления инструктора, блок связи с системой визуализации и блок согласования, связанный с блоком звуковой информации, при этом система визуализации содержит телевизор и проекционный экран. Недостаток данного тренажера состоит в его ограниченных функциональных возможностях он не отображает текущее положение транспортного средства на дороге, что необходимо для обучения вождению крупногабаритных и многозвенных автопоездов. Задачей настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей тренажера путем отображения текущего положения транспортного средства на дороге. Для решения поставленной задачи тренажер для обучения водителей транспортных средств, содержащий рабочее место водителя с органами управления движением и их датчиками, компьютер, экран и подключенные к компьютеру контроллеры, первый из которых входами подключен к выходам упомянутых датчиков, а второй выходами связан с экраном, согласно техническому решению, тренажер снабжен вторым экраном, связанным со вторыми выходами второго контроллера. Предлагаемый тренажер, кроме воспроизведения с помощью компьютера на первом экране виртуальной дороги, отображает на втором экране текущее положение транспортного средства на дороге с высоты птичьего полета, что необходимо для обучения вождению крупногабаритных и многозвенных автопоездов. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого тренажера. На фиг. 2 показан вид виртуальной приборной доски и участка дороги, наблюдаемые на первом экране, а на фиг. 3 - вид на автопоезд и дорогу сверху, наблюдаемые на втором экране. Тренажер (фиг. 1) содержит рабочее место 1 водителя, органы управления - руль 2,педаль 3 топливоподачи (газа) и педаль 4 тормоза. Указанные органы управления снабжены датчиками положения 5, 6 и 7 соответственно. Тренажер содержит компьютер 8, к которому подключены контроллеры 9 и 10, а также экраны 11 и 12. Контроллер 9 своими 2 42632008.02.28 входами подключен к выходам датчиков 5, 6 и 7 соответственно, контроллер 10 первыми выходами связан с экраном 11, а вторыми выходами - с экраном 12. При этом компьютер 8 содержит следующее программное обеспечение драйверы контроллеров 9 и 10,блок отображения на экране 11 виртуальной приборной доски,блок отображения на экране 11 виртуальной дороги,блок моделирования движения автопоезда с отображением его положения на экране 12 относительно виртуальной дороги,блок обнаружения и сигнализации ошибок вождения. Предлагаемый тренажер для обучения водителей-стажеров работает следующим образом. Инструктор задает в компьютер 8 один из вариантов компоновки автопоезда, в котором предусмотрены число звеньев автопоезда, их массы, габариты, колесные формулы. Затем инструктор задает в компьютер 8 один из вариантов дороги, в котором предусмотрены ширина проезжей части, тип дорожного покрытия, углы подъемов и спусков, радиусы поворотов. По заданным инструктором вариантам автопоезда и дороги компьютер 8 отображает на экране 11 ближайший участок виртуальной дороги, а также в нижней части этого экрана виртуальную приборную панель тягача автопоезда (фиг. 2). На экране 12 компьютер 8 отображает положение заданного автопоезда на участке заданной виртуальной дороги вид на автопоезд и дорогу сверху (фиг. 3). Водитель-стажер, размещаясь на рабочем месте тренажера, наблюдает изображения на экранах 11 и 12, нажимает на педаль 4 тормоза, после чего инструктор запускает программное обеспечение компьютера 8 на выполнение. Водитель-стажер отпускает педаль 4 тормоза, одновременно нажимает на педаль 3 топливоподачи и начинает движение автопоезда. Компьютер 8 в нижней части экрана 11 на виртуальной приборной панели показывает текущую скорость движения, на основной части экрана 11 - перемещение виртуальной дороги навстречу автопоезду, а на экране 12 перемещение автопоезда по движущейся дороге (вид сверху). Любые воздействия водителя на органы управления 2, 3 и 4 изменяют выходные сигналы датчиков 5, 6 и 7. Эти сигналы поступают через контроллер 9 в компьютер 8. Компьютер 8 с помощью программного обеспечения формирует управляющие команды в контроллер 10, который соответствующим образом изменяет картины на экранах 11 и 12. Таким образом, обеспечивается движение автопоезда с различными скоростями, его маневрирование на дороге в соответствии с дорожными условиями, знаками и наличием на дороге движущихся попутно и по встречной полосе других транспортных средств. При вождении реального автопоезда водитель наблюдает впереди дорожные условия,но не имеет возможности видеть положения звеньев своего автопоезда на дорожной полосе. Эту картину, особенно важную при поворотах автопоезда, он должен представлять только в своем воображении. Такая ситуация на ранних этапах обучения приводит к ошибкам, может вызвать аварийную ситуацию. При обучении на предлагаемом тренажере компьютер 8 с помощью программного блока моделирования движения автопоезда отображает на экране 12 текущее положение всех звеньев автопоезда относительно виртуальной дороги. Это позволяет правильно оценивать действия водителя при поворотах автопоезда(фиг. 3) и повышает эффективность процесса обучения. Если водитель допускает ошибки (превышение допустимой скорости, наезд звеньями автопоезда на бордюр или другие препятствия, выезд на встречную полосу и т.п. ), то компьютер 8 с помощью программного блока обнаружения и сигнализации ошибок вождения выдает водителю на экран 11 соответствующие сообщения. Эти сообщения с помощью имеющейся в компьютере 8 акустической системы сопровождаются звуковыми сигналами. 3 42632008.02.28 Применение предлагаемого тренажера обеспечивает возможность приобретения водителем специальных навыков и умений вождения большегрузных автопоездов в различных дорожных условиях. При этом исключаются расход горюче-смазочных материалов, износ техники и реальные аварийные ситуации. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4