5.10 Видеопроцессоры для имитаторов визуальных обстановок тренажеров летательных аппаратов

ОБЛАСТЬ (СФЕРА), К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ РАЗРАБОТКА: Новые аппаратные решения для перспективных средств вычислительной техники, информационные технологии.

ЦЕЛЬ (ПРОБЛЕМА) РАЗРАБОТКИ: Создание экономичных проблемно-ориентированных видеопроцессоров для построения имитаторов визуальных ситуаций в тренажерах летательных аппаратов. Важной задачей является создание на экране монитора тренажера визуальной ситуации идентичной реальной, которую пилот наблюдал бы при управлении элементами управления реального летательного аппарата при реальном полете.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТКИ: Для решения такой задачи необходимы высокие вычислительные мощности, которые при использовании универсальных ЭВМ очень дорогими. Для экономичного решения такой задачи использован подход создания проблемно-ориентированных аппаратно-программных вычислительных средств, обеспечивающих необходимые вычислительные мощности.

Создана простейшая базовая структура элементарного процессора, суперпозиции из которых позволяют выполнять большинство преобразований, выполнение которых необходимо для обеспечения имитации визуальных ситуаций в тренажерах летательных аппаратов.

Например, при имитации визуальных ситуаций тренажеров летательных аппаратов выполняются проективные преобразования пространства изображения на плоскость индикатора.
Такое преобразование описывается выражениями вида:

 

Подобные выражения можно реализовывать при использовании структуры показанной на рис. 1.

Структура видеопроцессоров оптимизирована для ее реализации на стандартных элементах цифровой двоичной логики.

Быстродействие экономичных микросхем высокой степени интеграции составляет единицы наносекунд. Что позволяет за время отображения одного кадра изображения преобразовать массивы изображений, состоящих из нескольких тысяч элементов в строке.

Отличительной особенностью разработанных видеопроцессоров является то, что геометрические преобразования осуществляются в реальном времени без предшествующего просчета. Видеопроцессоры вычисляют значения новых координат элементов дискретизации изображения в масштабе времени их последовательного отображения на экране индикатора

 

Рис. 1 – Структуры, реализующие преобразования изображений

 

ИННОВАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРАБОТКИ: Разработана новая полезная технология, результаты которой защищены более, чем 20 патентами Украины

ПРЕИМУЩЕСТВА РАЗРАБОТКИ: Разработанные видеопроцессоры рассчитаны на достаточно универсальное применение, они могут использоваться не только для решения задач моделирования визуальных ситуаций в авиационных тренажерах, но и космических тренажерах, в устройствах телевизионных видеоэффектов, для нормализации геометрических характеристик изображений в системах технического зрения и распознавания образов. Видеопроцессоры экономичны в изготовлении. Быстродействие определяется быстродействием используемой для их изготовления элементной базой.

АНАЛИЗ РЫНКА: В Украине видеопроцессоры не изготавливаются. Схемотехника видеопроцессоров в зарубежных изделиях, выполняющих обработку изображений, является коммерческой тайной и не раскрывается. Можно предположить, что аналогичные видеопроцессоры используются в таких изделиях как устройства видеоэффектов фирмы Ampex (USA), ADO-500, система видеоэффектов «Prizma» (USA). Изготовление собственных видеопроцессоров позволит Украине выйти на современный уровень высоких информационных технологий, связанных с быстрой обработкой изображений.

ОЦЕНКА ТРАНСФЕРА РАЗРАБОТКИ: Предложенные пути трансфера разработки: обмен опытом и информацией о научно-технологические достижения, проведение консультаций по вопросам применения технологий, поставки технологий в рамках договоров об их трансфер с учетом рыночной потребности.

СТАДИЯ РАЗРАБОТКИ: Варианты видеопроцессоров, использованных в составе системы имитации визуальных ситуаций тренажера подготовки космонавтов для стыковки с орбитальной станцией «МКС», устройств видеоэффектов «МЦВК-1», «МЦВК-2».

ФИНАНСОВЫЕ РАСХОДЫ НА РАЗРАБОТКУ: На разработку и изготовление вариантов видеопроцессоров на современной элементной базе и в промышленном исполнении необходимо финансирование эквивалентное $150 тыс.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ ИЛИ АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ:

Руденко Олег Григорьевич, д. т. н., проф.; Сотников Олег Михайлович, к.т.н., с.н.с.; Елаков Сергей Геннадиевич.

cохранить эту страницу в PDF