DE4126495A1

DE4126495A1 - Image generation and display system for road vehicle drive simulator - has coordinate memory and image memory accessed interactively with input to vehicle drive command unit

Info

Publication number: DE4126495A1
Application number: DE19914126495
Authority: DE
Inventors: Dietrich Steemann; Manfred Kohlmann
Original assignee: DEUTSCHE SYSTEM TECHNIK
Current assignee: SIMTEC GESELLSCHAFT FUER SIMULATIONSTECHNIK MBH, 2
Priority date: 1991-08-10
Filing date: 1991-08-10
Publication date: 1993-02-11

Abstract

The image generation and display (6) system has a controller (1) and command unit (5). Associated with the system is a coordinate memory (2), image memory (3) and image processor (4). The command unit includes standard vehicle controls, such as steering wheel, brake, accelerator and gear change. The coordinate memory stores multiple road sections and the data is accessed and is influenced by the driving action input via the command unit. ADVANTAGE - Stored images are accessed at high speed related to vehicle speed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bilderzeugung für Fahrzeug-Simulatoren, die mindestens ein Befehlselement zur Steuerung des Fahrzeuges, einen Bildspeicher und mindestens eine Bildwiedergabeeinrich tung zur Wiedergabe der im Bildspeicher gespeicherten Bilder mindestens eines Fahrweges aufweist. Eine derar tige Vorrichtung ist beispielsweise aus der FR-A 26 07 613 bekannt.The invention relates to a device for Imaging for vehicle simulators, at least a command element for controlling the vehicle, one Image memory and at least one image display device to play back the data stored in the image memory Has images of at least one route. A derar term device is for example from FR-A 26 07 613 known.

Bei der bekannten Vorrichtung sind auf einer Bildplatte Bilder mindestens eines Fahrweges gespeichert, die wäh rend des Abfahrens des Fahrweges mit einer bestimmten Geschwindigkeit aufgenommen und gespeichert wurden. Im Fahrzeug-Simulator müssen diese Bilder mit einer anderen Geschwindigkeit wiedergegeben werden können, um den Ein druck des Langsam- oder Schnellfahrens zu simulieren. Dies wird dadurch erreicht, daß die Wiedergabe der Bil der mit einem Vielfachen oder Subvielfachen der Aufnah megeschwindigkeit erfolgt, oder daß man bei der Wieder gabe zwischen zwei Grundwiedergabegeschwindigkeiten umschaltet. Eine derartige Vorrichtung hat den Nachteil, daß eine begrenzte Anzahl von Wiedergabegeschwindigkei ten realisierbar ist und bei der Steuerung der Wiederga begeschwindigkeit ein hoher Aufwand getrieben werden muß.In the known device are on an optical disc Images of at least one route are saved that weh rend the route with a certain Speed recorded and saved. in the Vehicle simulator need these pictures with another one Speed can be played back to the on to simulate the pressure of slow or fast driving. This is achieved in that the reproduction of the Bil the one with a multiple or sub-multiple of the recording mega speed takes place, or that one at the re between two basic playback speeds toggles. Such a device has the disadvantage that a limited number of playback speeds ten is feasible and in the control of the replay speed a lot of effort got to.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich tung zur Bilderzeugung für Fahrzeug-Simulatoren zu schaffen, die für jede beliebige Fahrzeuggeschwindigkeit eine Wiedergabe von gespeicherten Bildern in entspre chend schneller Folge ermöglicht.It is an object of the present invention, a Vorrich image generation for vehicle simulators create that for any vehicle speed a playback of stored images in correspond accordingly quick sequence.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung zur Bilderzeugung für Fahrzeug-Simulatoren, die zusätz lich zu mindestens einem Befehlselement zur Steuerung des Fahrzeuges, einem Bildspeicher und mindestens einer Bildwiedergabeeinrichtung zur Wiedergabe der im Bild speicher gespeicherten Bilder mindestens eines Fahrweges auch noch einen Koordinatenspeicher enthält, in dem die Koordinaten jedes gespeicherten Bildes gespeichert sind, sowie eine Steuereinrichtung, die aus den im Bildspei cher gespeicherten Bildern jeweils in Abhängigkeit vom simulierten jeweiligen Ort des Fahrzeuges und den Ko ordinaten der gespeicherten Bilder das zum jeweiligen Ort des Fahrzeuges nächstliegende Bild auswählt, das dann durch die Bildwiedergabeeinrichtung wiedergegeben wird.This problem is solved by a device for image generation for vehicle simulators, the additional Lich to at least one command element for control the vehicle, an image memory and at least one Image display device for displaying the image stored images of at least one route also contains a coordinate memory in which the Coordinates of each saved image are stored, as well as a control device, which from the in the picture stored images depending on the simulated respective location of the vehicle and the Ko ordinates the stored images to the respective Select location of vehicle closest image that then reproduced by the image display device becomes.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der aus der Positionsdifferenz zwischen dem jewei ligen Ort des simulierten Fahrzeuges und den Koordinaten des entsprechend ausgewählten Bildes herrührende falsche Sichteindruck durch eine Bildverarbeitungseinrichtung korrigiert, die das ausgewählte Bild entsprechend mani puliert.According to an advantageous development of the invention is calculated from the position difference between the respective location of the simulated vehicle and the coordinates of the wrong picture due to the selected picture Visual impression through an image processing device corrects the selected image accordingly mani powdered.

Längs jedes Fahrweges wird eine Serie von in Fahrtrich tung aufeinanderfolgenden Bildern des Fahrweges vorzugs weise in einem Breitbandformat gewonnen, komprimiert und in komprimierter Form im Bildspeicher 3 gespeichert. Bei der Wiedergabe werden die komprimierten Bilder derart dekomprimiert, daß die ursprünglichen Proportionen wie derhergestellt sind. Auf der Bildwiedergabeeinrichtung wird zumindest ein bestimmter Ausschnitt aus den gespei cherten Bildern sichtbar gemacht. Es ist vorteilhaft, die Komprimierung und Dekomprimierung nur in einer Bild achse, vorzugsweise in Richtung der Bildbreite, auszu führen.Along each route, a series of sequential images of the route in the direction of travel are preferably obtained in a broadband format, compressed and stored in compressed form in the image memory 3 . During playback, the compressed images are decompressed so that the original proportions are restored. At least a certain section of the stored images is made visible on the image display device. It is advantageous to carry out the compression and decompression only in one image axis, preferably in the direction of the image width.

Unter der Annahme, daß die Bildwiedergabeeinrichtung das übliche Höhen-/Seitenverhältnis von 3 : 4 aufweist, die Bilder des Fahrweges jedoch in einem Breitbandformat aufgenommen sind, wird im allgemeinen nur ein bestimmter Ausschnitt aus den gespeicherten Bildern auf der Bild wiedergabeeinrichtung dargestellt, d. h. die rechts und links neben dem wiedergegebenen Bildausschnitt liegenden Bildteile des gespeicherten Bildes werden abgeschnitten. Ist jedoch der Ort des Fahrzeuges gegenüber den Koordi naten der gespeicherten Bilder senkrecht zur Fahrtrich tung verschoben, wird aus dem gespeicherten Bild ein entsprechend seitlich gegenüber der Bildmitte verschobe ner Ausschnitt durch die Steuereinrichtung ausgewählt. Die Steuereinrichtung wählt den richtigen Ausschnitt in Abhängigkeit vom simulierten Fahrzeugort aus, der natur lich aus der Stellung der Bedienungselemente in der Vergangenheit resultiert, und gibt ein entsprechendes Signal an die Bildverarbeitungseinrichtung, die den ent sprechenden Bildausschnitt erzeugt und der Bildwiederga beeinrichtung zuführt.Assuming that the image display device is the usual height / aspect ratio of 3: 4, which Images of the route, however, in a broadband format only a certain one is included Excerpt from the saved images on the image playback device shown, d. H. the right and to the left of the displayed image section Parts of the saved image are cut off. However, the location of the vehicle is opposite the Koordi naten of the stored images perpendicular to the driving line device is moved from the saved image accordingly shifted laterally opposite the center of the picture ner section selected by the control device. The control device selects the correct section in Dependence on the simulated vehicle location, nature Lich from the position of the controls in the The past results and gives a corresponding one Signal to the image processing device, the ent speaking image section generated and the image rendition device feeds.

Sind mehrere Bildserien im Bildspeicher und die zugehö rigen Koordinaten im Koordinatenspeicher gespeichert, die zu entsprechend vielen verschiedenen Fahrwegen gehö ren, wählt die Steuereinrichtung Bilder aus dem Fahrweg aus, der den kleinsten seitlichen Abstand zum jeweiligen Ort des Fahrzeuges aufweist. Je nach Ort und Bewegungs richtung des simulierten Fahrzeuges kann die Steuerein richtung auch bei der Auswahl der Bilder von der Bildse rie eines ersten Fahrweges zur Bildserie eines anderen Fahrweges wechseln. Dies ist insbesondere dann vorteil haft, wenn beispielsweise beim Abbiegen die Fahr zeuglängsachse mit dem weiteren Verlauf des ersten Fahr weges einen größeren Winkel bildet als mit dem Verlauf des anderen Fahrweges. Der Verlauf der Fahrwege wird in der Steuereinrichtung dadurch festgestellt, daß die in der Nähe des jeweiligen Ortes des Fahrzeugs liegenden aufeinanderfolgenden Bildpunkte der Bildserien mit einer gedachten Geraden verbunden werden und der Winkel zwi schen den Geraden und der Fahrzeuglängsachse bestimmt wird.Are several image series in the image memory and the associated some coordinates stored in the coordinate memory, that belong to a corresponding number of different routes ren, the control device selects images from the route from the smallest lateral distance to the respective Has location of the vehicle. Depending on the location and movement The direction of the simulated vehicle can be controlled Direction also when selecting the pictures from the picture of a first route to a series of pictures of another Change route. This is particularly advantageous if, for example, the driver turns longitudinal axis with the further course of the first drive path forms a larger angle than with the course of the other route. The course of the routes is shown in the control device determined that the in close to the respective location of the vehicle successive pixels of the image series with one imaginary straight lines are connected and the angle between between the straight line and the vehicle's longitudinal axis becomes.

Um unterschiedliche Witterungsverhältnisse zu simulie ren, kann die Bildverarbeitungseinrichtung die bei kla rer Sicht aufgenommenen Bilder der Fahrwege derart bear beiten, daß entsprechende Nacht-, Nebel- oder Regendar stellungen der Fahrwege entstehen. Zusätzlich können diese Darstellungen wahlweise so bearbeitet werden, daß auf der Bildwiedergabeeinrichtung vom Eindruck her der Fahrweg mit mindestens einem Scheinwerfer des jeweiligen Fahrzeugs beleuchtet erscheint.To simulate different weather conditions ren, the image processing device at kla In this way, images of the travel routes taken in view that appropriate night, fog or rain positions of the routes arise. In addition, you can these representations can be edited so that on the image display device from the impression of the Travel path with at least one headlight of the respective Vehicle illuminated appears.

Statt Aufnahmen realer Fahrwege können im Bildspeicher auch synthetisch erzeugte Bilder gespeichert sein, die mindestens einen Fahrweg darstellen. Außerdem kann durch die Bildverarbeitungseinrichtung die Darstellung eines Fahrweges zusätzlich mit synthetischen Bildelementen, beispielsweise Verkehrszeichen, passend zum jeweiligen Fahrzeug oder Fahrweg ergänzt sein.Instead of taking pictures of real routes, the image memory can be used synthetically generated images can also be stored represent at least one route. In addition, by the image processing device the representation of a Additional synthetic image elements, for example traffic signs to match the respective Vehicle or route can be supplemented.

Falls die Bilder mit einer Fernsehkamera aufgenommen wurden und mit einer Fernsehröhre wiedergegeben werden, besteht im allgemeinen ein Bild aus zwei verschiedenen Halbbildern. Dies führt dazu, daß bei der Simulation eines stehenden oder langsam bewegten Fahrzeuges Bild flimmern auftritt. Deshalb wird von der Bildverarbei tungseinrichtung in diesen Fällen der Bildwiedergabe einrichtung ein Bild zugeführt, das aus zwei gleichen Halbbildern besteht, oder es wird anstelle eines Voll bildes nur ein passendes Halbbild wiedergegeben.If the pictures were taken with a TV camera and are played on a television tube, a picture generally consists of two different ones Fields. This leads to simulation of a stationary or slowly moving vehicle image flicker occurs. That is why the image processing device in these cases of image reproduction device supplied an image that consists of two identical Fields exists, or it becomes instead of a full only a suitable field is shown.

Vorzugsweise werden die Bilder so aufgenommen, d. h. die Abstände der Aufnahmeorte und somit die Koordinaten differenzen der gespeicherten Bilder einer einen Fahrweg darstellenden Bildserie sind so bemessen, daß keine dazwischenliegenden Bilder zu berechnen sind oder daß gegebenenfalls zusätzliche zwischenliegende Bilder durch die Bildverarbeitungseinrichtung mit ausreichender Genauigkeit berechenbar sind. Auch können die Abstände der Aufnahmeorte unterschiedlich dicht gewählt sein. Preferably, the images are taken so that H. the Distances of the recording locations and thus the coordinates differences of the stored images of a route Illustrative series are dimensioned so that none intermediate images are to be calculated or that possibly additional intermediate images the image processing device with sufficient Accuracy can be calculated. The distances can also of the recording locations can be chosen to be different densities.

Dies ist insbesondere an Abzweigungen oder Langsamfahr stellen vorteilhaft, und eine weitere Möglichkeit sich ruckweise ändernde Darstellungen des Fahrweges zu ver meiden.This is particularly the case on junctions or slow driving represent advantageous, and another possibility yourself jerky representations of the route to ver avoid.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispiels und der Figuren erläutert. Es zeigt:The invention is based on an embodiment example and the figures explained. It shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Bilderzeugung; Fig. 1 is a block diagram of the image forming apparatus;

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Darstellung der Bild erzeugung; Fig. 2 is a flowchart showing the image generation;

Fig. 3 schematisch einen Abschnitt eines ersten Fahrweges; Fig. 3 shows schematically a portion of a first travel path;

Fig. 4 schematisch Abschnitte zweier Fahrwege; Fig. 4 schematically sections of two routes;

Fig. 5 schematisch Bildformate bei der Aufnahme, Speicherung und Wiedergabe. Fig. 5 schematically image formats in the recording, storage and playback.

Die Vorrichtung zur Bilderzeugung gemäß Fig. 1 enthält eine Steuereinrichtung 1, an die Befehlselemente 5 ange schlossen sind. Außerdem ist die Steuereinrichtung 1 mit einem Koordinatenspeicher 2 und einem Bildspeicher 3 sowie einer Bildverarbeitungseinrichtung 4 verbunden. Der Bildspeicher 3 ist auch mit der Bildverarbeitungs einrichtung 4 verbunden. An diese ist ferner eine Bild wiedergabeeinrichtung 6 angeschlossen.The device for image generation according to FIG. 1 contains a control device 1 , to which command elements 5 are connected. In addition, the control device 1 is connected to a coordinate memory 2 and an image memory 3 and an image processing device 4 . The image memory 3 is also connected to the image processing device 4 . An image display device 6 is also connected to this.

Bei den Befehlselementen 5 handelt es sich um an sich aus Fahrzeugen bekannte Steuer- und Bedienungselemente, wie sie üblicherweise in Simulatoren für diese Fahrzeuge anzutreffen sind, im Fall eines Automobils also bei spielsweise Lenkrad, Gaspedal etc. Insbesondere fallen darunter die Steuer- und Bedienungselemente, durch die die Geschwindigkeit und der jeweilige Ort des simulier ten Fahrzeugs bestimmt werden. The command elements 5 are control and operating elements known per se from vehicles, as are usually found in simulators for these vehicles, in the case of an automobile, for example, the steering wheel, accelerator pedal, etc. In particular, the control and operating elements include by which the speed and the respective location of the simulated vehicle are determined.

Im Bildspeicher 3 sind Bilder eines oder mehrerer Fahr wege und im Koordinatenspeicher 2 die zu den einzelnen Bildern gehörenden Koordinaten gespeichert. Als Beispiel für einen Fahrweg ist in Fig. 3 schematisch ein Ab schnitt einer Straße 30 dargestellt. Im Bild- und Koor dinatenspeicher sind von diesem Straßenabschnitt an den drei Orten 34, 35 und 36 je ein Bild bzw. die zu diesen gehörenden Koordinaten gespeichert. Die drei Orte liegen ungefähr mittig zwischen den Straßenrändern 31 auf einer gedachten Linie 32, die den Weg des Fahrzeugs wieder gibt, mit dem zwecks Aufnahme der Bilder der Fahrweg abgefahren wurde. Die Geschwindigkeit, mit der das Auf nahmefahrzeug gefahren ist, hat keinen Einfluß auf die Wirkungsweise und Funktion der erfindungsgemäßen Vor richtung zur Bilderzeugung.Images of one or more routes are stored in the image memory 3 and the coordinates belonging to the individual images are stored in the coordinate memory 2 . As an example of a route, a section of a road 30 is shown schematically in FIG. 3. In the image and coordinate memory, an image of this section of the road at three locations 34 , 35 and 36 and the coordinates belonging to them are stored. The three locations are located approximately in the middle between the road edges 31 on an imaginary line 32, which shows the path of the vehicle with which the route was traveled in order to take the pictures. The speed at which the vehicle was driven has no influence on the operation and function of the device according to the invention for image generation.

Die Steuereinrichtung 1 ermittelt aus dem von den Be fehlselementen 5 gelieferten Signalen, dem früheren Ort und ggf. dem dynamischen Modell des Fahrzeugs den je weils aktuellen Ort 39 des simulierten Fahrzeugs, ver gleicht ihn mit den Koordinaten der gespeicherten Bil der, und wählt das gespeicherte Bild aus, das die zu dem augenblicklichen Ort des Fahrzeugs am besten passende Ansicht des Fahrweges liefert. Ferner erzeugt sie Kor rektursignale, die von der Positionsdifferenz Δx (senk recht zur Fahrtrichtung) und Δy (parallel zur Fahrt richtung) zwischen dem aktuellen Ort des Fahrzeugs und den Koordinaten des ausgewählten Bildes abhängen. Diese Korrektursignale werden der Bildverarbeitungseinrichtung 4 zugeführt. Dieser Verfahrensablauf ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. The control device 1 determines the current location 39 of the simulated vehicle from the signals supplied by the command elements 5 , the previous location and possibly the dynamic model of the vehicle, compares it with the coordinates of the stored images, and selects the stored one Image that provides the best view of the route to the current location of the vehicle. It also generates correction signals that depend on the position difference Δx (perpendicular to the direction of travel) and Δy (parallel to the direction of travel) between the current location of the vehicle and the coordinates of the selected image. These correction signals are fed to the image processing device 4 . This process sequence is shown schematically in FIG. 2.

Die Bildverarbeitungseinrichtung 4 verarbeitet das aus gewählte, im dargestellten Fall am Ort 33 aufgenommene Bild anhand der Korrektursignale derart, daß es am au genblicklichen Ort 31 des Fahrzeugs aufgenommen er scheint, d. h. der aus der besagten Positionsdifferenz herrührende falsche Sichteindruck wird korrigiert und das korrigierte Bild der Bildwiedergabeeinrichtung 6 zugeführt.The image processing device 4 processes the selected image, taken in the illustrated case at location 33 , on the basis of the correction signals in such a way that it appears at the instantaneous location 31 of the vehicle, ie the incorrect visual impression resulting from said position difference is corrected and the corrected image is corrected Image display device 6 supplied.

Handelt es sich bei dem zu simulierenden Fahrzeug bei spielsweise um ein Schienenfahrzeug, wird naturgemäß nur eine Positionsdifferenz in Fahrtrichtung (y-Richtung), jedoch keine in x-Richtung auftreten. Ist eine genügend dichte Folge von Bildern längs des Fahrweges gespei chert, bedarf es keiner Bildverarbeitung, da die inte grierenden Eigenschaften des menschlichen Auges den Eindruck eines kontinuierlichen Bildes vermitteln, das in Wirklichkeit aus einer Serie von Einzelbildern ent steht, die mit einer von den Befehlselementen 5 steuer baren Geschwindigkeit aus dem Bildspeicher 3 abgerufen und auf der Bildwiedergabeeinrichtung 6 dargestellt wird.If the vehicle to be simulated is, for example, a rail vehicle, naturally only a position difference in the direction of travel (y direction), but not in the x direction, will occur. If a sufficiently dense sequence of images is stored along the route, no image processing is required, since the integrating properties of the human eye give the impression of a continuous image, which in reality arises from a series of individual images that contain one of the command elements 5 controllable speed retrieved from the image memory 3 and displayed on the image display device 6 .

In dem in Fig. 3 dargestellten Fall eines zweidimensio nal bewegbaren Fahrzeugs, das sich längs einer Spur 38 bewegt, ist zumindest die aktuelle Positionsdifferenz in x-Richtung zu korrigieren, um auch beispielsweise einen Spurwechsel innerhalb des Fahrweges realistisch darstel len zu können. Dies wird dadurch erreicht, daß bei der Aufnahme die Bilder des Fahrweges in einem breiteren Bildformat aufgenommen und gespeichert werden als auf der Bildwiedergabeeinrichtung 6 darstellbar. Anhand des von der Steuereinrichtung 1 gelieferten Korrektursignals ist der Bildausschnitt innerhalb des überbreiten Bildes festgelegt, der von der Bildmitte um einen der Posi tionsdifferenz in x-Richtung entsprechenden Betrag ver schoben ist. Zwar sind dabei Veränderungen der Bildper spektive nicht berücksichtigt, jedoch entsteht dadurch dennoch ein hinreichend wirklichkeitsnaher Sichtein druck.In the case of a two-dimensionally movable vehicle shown in FIG. 3, which is moving along a track 38 , at least the current position difference in the x-direction has to be corrected in order to also be able to realistically represent a change of lane within the travel path, for example. This is achieved in that the images of the route are recorded and stored in a wider image format than can be displayed on the image display device 6 during the recording. On the basis of the correction signal supplied by the control device 1 , the image section is defined within the extra-wide image, which is shifted from the center of the image by an amount corresponding to the position difference in the x direction. Although changes in the image perspective are not taken into account, this nevertheless creates a sufficiently realistic visual impression.

Sind mehrere Bildserien für einen Fahrweg gespeichert, wählt die Steuereinrichtung 1 Bilder aus der dem Ort des Fahrzeugs nächstliegenden Bildserie aus. Dabei werden die Positionen aufeinanderfolgender Bilder der Bildseri en durch gedachte Geraden verbunden, und der seitliche Abstand des Fahrzeugortes zu den Geraden bestimmt. Zu sätzlich kann auch noch der Winkel, den die simulierte Fahrzeuglängsachse mit den Geraden bildet, berücksich tigt sein. Dies ist besonders an Abzweigungen oder Kreu zungen vorteilhaft, wenn von der Bildserie eines ersten Fahrweges zur Bildserie eines zweiten Fahrweges gewech selt werden kann.If several image series are stored for a route, the control device 1 selects images from the image series closest to the location of the vehicle. The positions of successive images of the image series are connected by imaginary straight lines, and the lateral distance of the vehicle location from the straight lines is determined. In addition, the angle that the simulated vehicle longitudinal axis forms with the straight lines can also be taken into account. This is particularly advantageous at junctions or crossings when it is possible to change from the image series of a first route to the image series of a second route.

Fig. 4 zeigt schematisch einen ersten Fahrweg 21, von dem ein zweiter Fahrweg 22 abzweigt. Analog zu Fig. 3 sind die Orte, an denen die Bilder des jeweiligen Fahr weges aufgenommen wurden, durch Punkte markiert. An der Abzweigung befindet sich, schraffiert dargestellt, eine Übergangszone. Befindet sich das simulierte Fahrzeug in der Übergangszone, bestimmt die Steuereinrichtung l, wie oben beschrieben, aus der alten Position des Fahrzeugs, der Stellung der Befehlselemente, insbesondere des Lenk rades, ob die zu dem einen oder dem anderen Fahrweg gehörenden Bilder für die weitere Simulation der Fahrt zu verwenden sind. Fig. 4 schematically shows a first track 21, of which a second path 22 branches off. Analogously to FIG. 3, the locations at which the images of the respective route were taken are marked with dots. At the junction there is a transition zone, hatched. If the simulated vehicle is in the transition zone, the control device 1 determines, as described above, from the old position of the vehicle, the position of the command elements, in particular the steering wheel, whether the images belonging to one or the other route for further simulation are to be used while driving.

Wie bereits eingangs angeführt, wird vorzugsweise bei der Aufnahme der Bilder ein Breitbandformat gewählt, die Bilder in komprimierter Form gespeichert und bei der Wiedergabe dekomprimiert, und i.a. ausschnittsweise wiedergegeben. Dieses Verfahren ist schematisch in Fig. 5 dargestellt.As already mentioned at the outset, a broadband format is preferably selected when the images are recorded, the images are stored in compressed form and decompressed during playback, and are generally reproduced in sections. This process is shown schematically in FIG. 5.

Der Fahrweg wird beispielsweise in einem Breitbandformat mit einem Bildseitenverhältnis von 8 : 4 aufgenommen. Beispielsweise mit Hilfe einer anamorphotischen Abbil dungseinrichtung wird dieses Bild in der Horizontalen um einen Faktor k komprimiert und somit auf ein Bildseiten verhältnis von 8/k : 4 gebracht. In dieser komprimierten Form wird das Bild gespeichert. Bei der Wiedergabe eines gespeicherten Bildes erfolgt zunächst eine Dekomprimie rung mit dem Faktor k. Danach wird von der Steuerein richtung 1 der gewünschte Bildausschnitt festgelegt, der daßelbe Bildseitenverhältnis besitzt wie die Bildwie dergabeeinrichtung 6, beispielsweise 3 : 4. Dies bedeu tet, daß von dem dekomprimierten Bild mit dem Bildsei tenverhältnis 8:4 weniger als die Hälfte auf der Bild wiedergabeeinrichtung 6 wiedergegeben wird. Befindet sich das Fahrzeug gerade an der linken Grenze des Fahr weges, wird entsprechend nur der linke Teil des dekom primierten Bildes wiedergegeben, befindet es sich am rechten Rand des Fahrweges, wird der rechte Teil des dekomprimierten Bildes wiedergegeben. Befindet sich das Fahrzeug gerade irgendwo zwischen dem rechten und dem linken Rand des Fahrweges, wird ein entsprechend gewähl ter Ausschnitt aus dem dekomprimierten Bild ausgewählt und wiedergegeben. Optische Verfahren zur Komprimierung und Dekomprimierung von Bildern sind beispielsweise im Handbuch der Film- und Videotechnik, Franzis Verlag 1983, beschrieben. The route is recorded, for example, in a broadband format with an aspect ratio of 8: 4. For example, with the help of an anamorphic imaging device, this image is compressed horizontally by a factor k and thus brought to an aspect ratio of 8 / k: 4. The image is saved in this compressed form. When a stored image is played back, decompression takes place with the factor k. Thereafter, the desired image detail is determined by the Steuerein device 1 , which has the same aspect ratio as the image playback device 6 , for example 3: 4. This means that less than half of the image from the decompressed image with the aspect ratio 8 : 4 playback device 6 is played. If the vehicle is currently on the left border of the route, only the left part of the decompressed image is displayed accordingly; if it is on the right edge of the route, the right part of the decompressed image is displayed. If the vehicle is located somewhere between the right and the left edge of the route, an appropriately selected section of the decompressed image is selected and reproduced. Optical methods for compressing and decompressing images are described, for example, in the manual of film and video technology, Franzis Verlag 1983.

Werden die Bilder des Fahrweges mit einer Videokamera aufgenommen, kann die Komprimierung und Dekomprimierung natürlich auch auf elektronischem Wege erfolgen. Geeig nete Signalprocessing-Methoden sind beispielsweise im Buch von Rabiner, Gold; Theory and application of digi tal signal processing; Prentice Hall oder Peled, Liu; Digital Signal Processing; John Wiley & Sons beschrie ben. Das analoge Videosignal einer Fernsehkamera wird digitalisiert und in einem digitalen Bildspeicher abge legt. Das Raster der Bilddigitalisierung ist dabei ab hängig von der gewählten Samplerfrequenz. Das ursprüng liche digitale Raster kann in ein neues, engeres oder gröberes Raster umgerechnet werden. Hat das neue Raster beispielsweise doppelt so viele Samples pro Bildzeile, so kann hieraus ein Ausschnitt mit der Länge der halben ursprünglichen Zeile mit der ursprünglichen Samplerfrequenz rekonstruiert werden. Allerdings benötigt dieser Ausschnitt jetzt die ganze Zeitdauer, die für eine Zeile des Analogvideosignals verfügbar ist, erscheint also auf einem Monitor um den Faktor 2 in horizontaler Richtung gedehnt. Entsprechende Methoden existieren für Speicher von Analogsignalen, wie beispielsweise CCD′s (Eimerket tenspeicher), bei denen Einlesetakt und Auslesetakt unterschiedliche Frequenz haben können. Natürlich können auch optische und elektronische Verfahren miteinander kombiniert sein; beispielsweise kann bei der Aufnahme die horizontale Kompression der Bilder mit einem ana morphotischen Objektiv erhalten werden, und die Dekom primierung bei der Wiedergabe zumindest für einen Bild ausschnitt elektronisch rückgängig gemacht werden.Are the images of the route with a video camera added compression and decompression naturally also take place electronically. Appropriate Nete signal processing methods are for example in Rabiner's Book, Gold; Theory and application of digi tal signal processing; Prentice Hall or Peled, Liu; Digital signal processing; John Wiley & Sons described ben. The analog video signal from a television camera is digitized and stored in a digital image memory sets. The grid of image digitization is off dependent on the selected sampler frequency. The original Liche digital grid can be in a new, narrower or coarser grid can be converted. Has the new grid for example twice as many samples per image line, so you can cut out a section with the length of half original line with the original sampler frequency be reconstructed. However, this requires Now clipping the entire length of time for a line of the analog video signal is available, appears on a monitor by a factor of 2 in the horizontal direction stretched. Appropriate methods exist for storage of analog signals, such as CCD's (bucket kit memory), in which the reading cycle and reading cycle can have different frequencies. Of course you can also optical and electronic processes with each other be combined; for example, when shooting the horizontal compression of the images with an ana morphotic lens can be obtained, and the decom priming when playing back at least one image sections can be electronically reversed.

Außer der Erzeugung der durch den simulierten Fahrzeugort aufgrund der Stellung der Befehlselemente 5 bestimmten Bildausschnitte bearbeitet die Bildverarbeitungseinrich tung 4 die i.a. bei gutem Wetter aufgenommenen Bilder derart, daß Nacht-, Nebel-, Regen- oder Winterdarstellun gen der Fahrwege entstehen. Mit der Wahl derartiger Dar stellungen kann auch gleichzeitig eine entsprechende Änderung des in der Steuereinrichtung 1 enthaltenen dyna mischen Modells des Fahrzeugs verbunden sein, so daß sich insbesondere das Brems- und Lenkverhalten des simulierten Fahrzeugs entsprechend ändert. Bei Betätigung des Befehls elementes für das Ein- und Ausschalten der Scheinwerfer des Fahrzeugs erzeugt die Bildverarbeitungseinrichtung 4 eine entsprechend modifizierte Darstellung des durch die Scheinwerfer beleuchteten Fahrweges.In addition to the generation of the image sections determined by the simulated vehicle location on the basis of the position of the command elements 5 , the image processing device 4 processes the images generally recorded in good weather in such a way that night, fog, rain or winter representations of the travel routes arise. With the choice of such Dar positions can also be associated with a corresponding change in the control device 1 contained in the dynamic model of the vehicle, so that in particular the braking and steering behavior of the simulated vehicle changes accordingly. When the command element for switching the headlights of the vehicle on and off is activated, the image processing device 4 generates a correspondingly modified representation of the travel path illuminated by the headlights.

Im Bildspeicher 3 können außer den aufgenommenen Bildern eines oder mehrerer Fahrwege auch synthetische Bildele mente gespeichert sein, beispielsweise zum jeweiligen Fahrweg passende Verkehrszeichen, Hindernisse oder andere Fahrzeuge. Mit Hilfe dieser Bildelemente können die aufge nommenen Bilder der Fahrwege ergänzt werden und damit der Schwierigkeitsgrad des Fahrwegs dem Können des Fahrzeug führers angepaßt werden.In addition to the recorded images of one or more routes, synthetic image elements can also be stored in the image memory 3 , for example traffic signs, obstacles or other vehicles that match the respective route. With the help of these picture elements, the pictures taken of the routes can be supplemented and thus the degree of difficulty of the route can be adapted to the skill of the vehicle driver.

Bei anderen Ausführungen der Vorrichtung zur Bilderzeu gung sind die gespeicherten Bilder der Fahrwege voll ständig synthetisch erzeugt. Zwecks Einsparung von Spei cherplatz können auch nur Bilder gespeichert sein, die zu relativ weit auseinanderliegenden Orten gehören, und passende dazwischenliegende Bilder im jeweils richtigen Moment synthetisch erzeugt und auf der Bildwiedergabe einrichtung 6 dargestellt werden.In other implementations of the device for image generation, the stored images of the travel routes are completely synthetically generated. In order to save space, only images that belong to relatively far apart locations can also be stored, and matching intermediate images can be synthetically generated at the right moment and displayed on the image display device 6 .

Bei weiteren Ausführungen sind zusätzlich weitere Bilder der Fahrwege gespeichert, die den Fahrweg aus der Sicht eines nach hinten aus dem simulierten Fahrzeug schauenden Betrachters zeigen. Alternativ können derartige "Rückan sichten" auch synthetisch aus den bereits vorhandenen Bildern erzeugt werden. Diese "Rückansichten" werden entweder in die von der Bildwiedergabeeinrichtung 6 darge stellten Bilder in der von einem Rückspiegel gewohnten Weise eingeblendet oder auf einer weiteren Bildwiedergabe einrichtung dargestellt, die nach Art eines Rückfensters hinter dem Fahrzeugführer angebracht ist. Dadurch läßt sich auch Rückwärtsfahren simulieren.In further versions, further images of the travel routes are additionally stored, which show the travel route from the perspective of a viewer looking backwards from the simulated vehicle. Alternatively, such "rear views" can also be generated synthetically from the already existing images. These "rear views" are either displayed in the images from the image display device 6 Darge in the usual manner from a rear view mirror or displayed on another image display device, which is attached in the manner of a rear window behind the vehicle driver. This can also be used to simulate reversing.

Claims

1. Device for image generation for vehicle simulators with at least one command element ( 5 ) for controlling the vehicle, an image memory ( 3 ) and at least one image display device ( 6 ) for reproducing the images stored in the image memory ( 3 ) of at least one route, thereby characterized in that the device further includes a coordinate memory ( 2 ), in which the coordinates of each stored image are stored, and a control device ( 1 ), each of the images stored in the image memory ( 3 ) depending on the simulated respective location of the Vehicle and the coordinates of the stored images selects the most suitable image for the respective vehicle location, and that the image display device ( 6 ) reproduces the respectively selected image.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it further includes a processing device ( 4 ) which, depending on the position difference between the respective location of the simulated vehicle and the coordinates of the correspondingly selected image, manipulates the selected image in such a way that the image is manipulated incorrect position impression resulting from said position difference is corrected.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a series of successive images of the route in the direction of travel are recorded in compressed form and stored in a correspondingly compressed form in the image memory ( 3 ) along each travel path, and that the image processing device ( 4 ) during playback, the compressed images are decompressed in such a way that at least a certain section of the stored images is visible on the image playback device ( 6 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the compression and decom Priming only in the direction of an image axis is.

5. Apparatus according to claim 2, 3 or 4, characterized in that when the location of the driving tool is shifted perpendicular to the direction of travel compared to the coordinates of the stored image, the control device ( 1 ) a correspondingly laterally shifted against the center of the image selects from the selected image, and the image processing device ( 4 ) generates the corresponding image section from the selected image and supplies the image playback device ( 6 ).

6. The device according to claim 2, 3, 4 or 5, characterized in that the control device ( 1 ) selects images from the image series of one or more routes, which has the smallest lateral distance to the respective location of the vehicle.

7. The device according to claim 6, characterized in that when selecting the images a change from the picture series of a route to the picture series of another route in addition of the angle is dependent on the longitudinal vehicle with the roof ten straight lines that are close to the respective Or tes of the vehicle by successive pixels of the series of pictures go.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the image processing device ( 4 ) processes the images to be reproduced in such a way that images of the travel routes recorded and stored with clear visibility are presented from the impression of the travel routes under different weather conditions arise, and that these representations on the image display device ( 6 ) appear from the impression selectively illuminated with at least one headlight of the respective vehicle.

9. Device according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that in the image memory ( 3 ) syntheically generated images are stored, which represent at least one route.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the image processing device ( 4 ) supplements the representation of a route with synthetic image elements suitable for the respective vehicle or route.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the image processing device ( 4 ) for the reproduction of slowly moving images or still images only images of the image reproduction device ( 6 ) which consist of fields with the same image content or that instead of one Full frame only a suitable field is reproduced.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the coordinate differences of the stored images represent a travel path, the image series are dimensioned such that additional intermediate images can be processed by the image processing device ( 4 ) with sufficient accuracy.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a view of the route in the manner of a rear-view mirror display is shown on the image reproduction device ( 6 ).