ВК2.008.115.ПЗ

Реферат.

Ямницкий Я.И.

Компьютерный тренажёр для обучения вождению автомобиля: Выпускная квалификационная работа дипломированного специалиста, Тула, 2011. Пояснительная записка – 115 с., приложения – 17 с., электронного приложения (на прилагаемом к диплому диске); графическая часть включает – 3 чертежа и 3 плаката формата А2 и один чертёж формата А1.

В данной работе разрабатывается комплекс компьютерного тренажёра вождения, для чего производится и обосновывается выбор используемых технологий, рассматривается работа входящих в систему элементов, разрабатывается программное обеспечение для демонстрации работы тренажёра.

В пояснительную записку входят разделы: анализ технического задания, обзор существующих вариантов решения задачи детектирования и мониторинга, разработка структуры и принципа действия системы, разработка системы мониторинга, описание работы системы, тестирование, организационно-экономическая часть, раздел по охране труда, приложения.

Аннотация

В данной работе разрабатывается комплекс «Компьютерный тренажёр для обучения вождению автомобиля». Комплекс позволяет симулировать управление реальным транспортным средством. Областью применения компьютерного тренажёра является использование его в автошколах для получения навыков управления автомобилем с соблюдением правил дорожного движения, без риска создания аварийной ситуации и износа автомобиля. Комплекс будет включать в себя:

• 
  периферийную систему управления (руль, педали, коробка передач, ручник);
  
• 
  программную часть (видеоприложение, в режиме реального времени демонстрирующее текущее положение автомобиля и реагирующее на команды пользователя с систем управления тренажёром);
  
• 
  документацию «Руководство пользователя».
  

Использование разрабатываемого комплекса позволит значительно сократить расходы автошкол.

Содержание

Стремительное развитие автомобильной промышленности привело к тому, что уже в среднем каждая четвёртая семья имеет автомобиль. По законодательству РФ, чтобы иметь право на вождение автомобиля необходимо иметь права. Права можно получить, выучившись в автошколе и успешно сдав экзамен по вождению. Учёба в автошколе включает в себя заучивание правил дорожного движения и управление учебным автомобилем в присутствии инструктора. И если совсем недавно все автошколы использовали для обучения навыкам вождения настоящие машины, то сейчас всё больше автошкол переходят на смешанный тип, когда базовые навыки и знания обучаемый получает, используя компьютерный тренажёр вождения, и уже потом закрепляет их на реальном автомобиле. Это позволяет автошколе значительно сократить расходы, а ученикам обучаться в менее стрессовой обстановке чем за рулём автомобиля и полнёостью исключить риск аварийных ситуаций.

Состав тренажёра может быть различен: от отдельной компьютерной программы, распространяемой на дисках или через интернет до полноценного комплекса, включающего в себя все необходимые компоненты, такие как руль, педали, сиденье, коробка передач, ручной тормоз, монитор, системный блок, клавиатура и мышь. Соответственно и цена также различна. За рубежом производство таких тренажёров давно распространено. В России же пока мало фирм занимающихся производством подобных комплексов. Данный дипломный проект как раз и посвящен разработке такого комплекса, причём основное внимание будет акцентировано на его программной части.

1. Анализ технического задания.

1. Общие сведения об компьютерных тренажёрах вождения

Как уже говорилось, основной уклон в данном проекте сделан на программную часть. Итак, что же она из себя представляет?

Программная часть компьютерного тренажёра вождения представляет собой видеоприложение, в котором пользователь должен управлять автомобилем, соблюдая правила дорожного движения. Управление движением автомобиля осуществляется пользователем с помощью различных систем управления от клавиатуры до USB – руля. Приложение каждый игровой цикл обновляет изображение на экране монитора, вследствие чего у пользователя есть возможность непрерывного наблюдения за реакцией виртуального автомобиля на поступающие команды от систем управления. Все перемещения автомобиля происходят в виртуально воссозданном мире, состоящем из 3d моделей. Зачастую попутно происходит анализ действий пользователя и оценивается его вождение на соответствие правилам дорожного движения. В конце сеанса может приводиться статистика о количестве допущенных правонарушений. Видиоприложение так же включает в себя пользовательское меню, в котором можно изменить настройки, запустить сеанс вождения, выйти из программы. В зависимости от замыслов разработчика могут быть добавлены и другие пункты меню.

2. Принцип вывода изображения на экран монитора

Чтобы лучше понять, как строится изображение видеоприложением, рассмотрим общий случай вывода изображения на экран монитора. На рисунке 1.1 показана схема системы вывода изображения на экран. Схема показывает, что монитор (дисплей) и видеоадаптер через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью.



Рис. 1.1. Схема системы вывода изображения на экран
Видеоадаптер – устройство, управляющее работой дисплея. Он состоит из двух частей:

• 
  Видеопамять – предназначена для хранения двоичного кода изображения, выводимого на экран;
  
• 
  Дисплейный процессор – читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ней управляет работой дисплея.
  

Видеокарта (графическая карта, видеоадаптер) располагается в системном блоке и представляет собой маленький графический компьютер со своими процессором и памятью. Она управляет работой монитора, освобождая процессор от построения кадров изображения. От качества видеокарты зависит скорость обработки видеоинформации, чёткость изображения, число цветов на экране и разрешение, в котором будет работать монитор.

В XIX веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и в компьютерах и называется растровым. Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образуют графическую сетку или растр.

Одна точка носит название пиксель (picture element). Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше качество изображения.

Размер графической сетки обычно представляется в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк. Размер графической сетки называется разрешением экрана. Разрешение обычно указывают в виде двух величин через знак умножения. Первая величина задает число столбцов пиксельной матрицы, вторая — число строк. На современных мониторах используются такие размеры графической сетки:

• 
  для 4:3 мониторов это 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024;
  
• 
  для широкоформатных мониторов – 1024х600, 1024х768, 1280х720, 1280х768, 1360х768, 1366х768.