Тренажерный комплекс для обучения сотрудников службы авиационной безопасности с применением системы дополненной реальности

Полезная модель относится к средствам обучения, а именно: к учебно-тренировочным устройствам для сотрудников службы авиационной безопасности. Технический результат полезной модели состоит в реализации ее назначения - обучение сотрудников службы авиационной безопасности в реальной зоне предполетного досмотра пассажиров, салоне самолета и в других зонах контроля безопасности на воздушном транспорте. Указанный технический результат достигается тем, что тренажерный комплекс включает систему трехмерной дополненной реальности, состоящую из очков с двумя прозрачными микродисплеями, аудиосистемой и системой позиционирования, обеспечивающей определение трех линейных координат положения точки наблюдения и трех угловых координат положения линии наблюдения в пространстве, и компьютера, в реальном времени генерирующего и передающего стерео видеоизображение на микродисплеи очков дополненной реальности.

Видеоизображение включает управляемые программно или операторами (инструкторами) стереоизображения запрещенных к провозу предметов и виртуальных пассажиров (высококачественные трехмерные модели с управлением жестами и мимикой), находящихся среди реальных пассажиров и пытающихся пронести запрещенные к провозу предметы, и воспроизведение их в реальной зоне предполетного досмотра пассажиров, салоне самолета и в других зонах контроля безопасности на воздушном транспорте.

Полезная модель относится к средствам обучения, а именно: к учебно-тренировочным устройствам для сотрудников службы авиационной безопасности.

Возросшая степень угрозы террористических актов на воздушном транспорте обусловливает более высокие требования к качеству подготовки специалистов служб безопасности аэропортов. В настоящее время обучение и проверка знаний, умений и навыков сотрудников службы авиационной безопасности проводится в учебных классах с использованием традиционных средств (литература, плакаты, экзаменационные билеты, макеты, фотографии, компьютерные обучающие программы), без связи с реальной средой выполнения ими своих функций, что снижает эффективность учебных процедур. Такая ситуация обусловлена объективными причинами, поскольку нельзя осуществлять обучение сотрудников службы авиационной безопасности в зонах предполетного досмотра пассажиров и в других зонах аэропорта без ущерба их прямым функциям.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату является известный способ обучения сотрудников службы авиационной безопасности с помощью компьютерного тренажера «Курсант» (http://www.abintech.ru/SAIT/Kursant.html), разработанного в НОУ НУЦ «АБИНТЕХ», г.Москва, включающего три модуля:

- Ввода и редакции данных, предназначен для формирования базы данных схем и фотографий мест досмотра воздушного судна;

- Обучения, с функциями просмотра фотографий мест досмотра воздушного судна, в том числе фотографий с опасными предметами;

- Тестирования, предназначен для оценки степени подготовки специалистов путем показа тестируемому изображений мест досмотра воздушного судна с опасными предметами с учетом попыток выделить на серии изображений опасный предмет.

Известный способ не обеспечивает возможности обучения в реальной зоне досмотра, не обеспечивает стереоскопичности изображений опасных предметов, не обеспечивает трехмерных стереоскопических изображений потенциальных нарушителей, что снижает эффективность обучения сотрудников службы авиационной безопасности.

Техническая задача предлагаемой полезной модели состоит в создании впервые тренажерного комплекса для обучения сотрудников службы авиационной безопасности в реальной зоне предполетного досмотра пассажиров, салоне самолета и в других зонах контроля безопасности на воздушном транспорте на базе технологии дополненной реальности.

Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в реализации ее назначения - обучение сотрудников службы авиационной безопасности в реальной зоне предполетного досмотра пассажиров, салоне самолета и в других зонах контроля безопасности на воздушном транспорте.

Указанный технический результат достигается тем, что тренажерный комплекс для обучения сотрудников службы авиационной безопасности в реальной зоне предполетного досмотра пассажиров, салоне самолета и в других зонах контроля безопасности на воздушном транспорте, содержащий аппаратно-программные средства визуализации, включает очки дополненной реальности, снабженные двумя прозрачными микродисплеями, аудиосистемой и системой позиционирования, обеспечивающей определение трех линейных координат положения точки наблюдения и трех угловых координат положения линии наблюдения в пространстве, и компьютер, в реальном времени генерирующий и передающий стерео видеоизображение на микродисплеи очков дополненной реальности.

Для осуществления предлагаемой полезной модели может быть использован любой известный комплекс трехмерной дополненной реальности, обеспечивающий сквозное видение через прозрачные микродисплеи, и снабженный аудиосистемой и системой позиционирования (см., например, стереоочки дополненной реальности VUZIX STAR 1200, http://www.vuzix.com/augmented-reality/products_star1200.html).

Система позиционирования должна удовлетворять следующим требованиям:

минимальные масса и габаритные размеры составных частей системы, размещенных на очках дополненной 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. Примером применимой системы позиционирования может служить FASTRAK http://www.polhemus.com/?page=motion_fastrak

Обучаемый сотрудник службы авиационной безопасности в очках дополненной реальности с двумя прозрачными микродисплеями, аудиосистемой и системой позиционирования, находится в реальной зоне предполетного досмотра пассажиров, салоне самолета или в других зонах контроля безопасности на воздушном транспорте. Аппаратно-программные средства (компьютер) получают от системы позиционирования данные о трех линейных координатах положения точки наблюдения и трех угловых координатах положения линии наблюдения в пространстве, генерируют, с учетом этих данных, стерео видеоизображение запрещенных к провозу предметов и виртуальных пассажиров (высококачественные трехмерные модели с управлением жестами и мимикой), находящихся среди реальных пассажиров и пытающихся пронести запрещенные к провозу предметы, и выводят их на микродисплеи очков. Виртуальные объекты управляются программно или операторами (инструкторами). Задача обучаемого заключается в выявлении потенциальных нарушителей и/или обнаружении опасных предметов.

В случае, если виртуальные объекты управляются операторами, тренажерный комплекс также включает рабочие места операторов.

На базе предлагаемой полезной модели с помощью виртуальных объектов (нарушителей или террористов, опасных предметов) в любой зоне аэропорта, салоне самолета и в других зонах контроля безопасности на воздушном транспорте моделируют любые учебные ситуации (например, террористическая атака, проникновение в охраняемую зону), при этом виртуальный характер объектов обеспечивает полную безопасность процесса обучения. При этом контролируются:

- время и характер реакции на возникновение чрезвычайной ситуации;

- точность оценки параметров чрезвычайной ситуации;

- адекватность оценки возникшей угрозы безопасности;

- точность следования инструкциям соответствующих нормативных документов.

Таким образом, при осуществлении полезной модели реализуется назначение предлагаемого тренажерного комплекса - обучение сотрудников службы авиационной безопасности в реальной среде выполнения ими своих функций. При этом безусловно обеспечивается: безопасность моделирования учебных ситуаций, возможность оперативного (не более 0,5 часа) развертывания технических средств для осуществления обучения.

Тренажерный комплекс с применением системы дополненной реальности, отличающийся тем, что для формирования в реальном пространстве трехмерного стереоизображения запрещенных к провозу предметов и виртуальных пассажиров применяется система дополненной реальности, включающая прозрачные очки с двумя прозрачными микродисплеями, аудиосистемой и системой позиционирования, обеспечивающей определение трех линейных координат положения точки наблюдения и трех угловых координат положения линии наблюдения в пространстве, и компьютер, в реальном времени генерирующий и передающий на микродисплеи очков стереоизображения запрещенных к провозу предметов и виртуальных пассажиров, представленных реалистичными трехмерными моделями с управляемыми жестами и мимикой, пытающихся пронести запрещенные к провозу предметы.