Устройства для приема и передачи информации на базе транспортного средства
DEVICES FOR RECEIVING AND TRANSMITTING INFORMATION BASED ON THE VEHICLE

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано, в качестве устройство для передачи, приема и воспроизведения информации в виде изображения и звукового сопровождения с использованием нескольких экранов, видеокамер, стереодинамиков и микрофонов, и способ их функционирования.
Известен способ и компактное устройство для отображения изображения на сетчатку глаза человека с использованием дисплея, встроенного в очки (патент US 9846307 В2, 2017). Система основана на технологии VRD (virtual retinal display), где в качестве источника излучения используются небольшие лазеры или светодиоды, от них излучение попадает на динамический элемент MEMS. После динамической системы луч попадает на объемный голографический оптический элемент, расположенный в области очковой линзы, что позволяет свету из окружающей среды проходить беспрепятственно, обеспечивая нормальное зрение для пользователя и перенаправлять отсканированный свет от проектора к глазу пользователя для отображения изображения, проходящего через центр зрачка глаза, и проецироваться на задней сетчатке глаза. Данное решение обладает следующими недостатками. Низкое разрешение генерируемого изображения. Также технология VRD требует обязательной настройки системы под физические особенности пользователя для точного позиционирования зрачка глаза и системы проецирования.
Известно изобретение в виде аппаратного средства персонального компьютера и систем стереотелевидения, предназначенное для воспроизведения объемной видеоинформации посредством двух экранов и очков раздельного поля зрения (патент РФ №2413388, 2009). Устройство работает в двух режимах: в первом воспроизводятся стереопары с видеоадаптера ПК или телевизора системы стереотелевидения, во втором - обычные монокадры с этой же аппаратуры. Правый и левый кадры стереопар воспроизводятся синхронно на двух расположенных рядом правом и левом экранах (два глаза - два экрана), изображения которых воспринимаются пользователем объемными через очки раздельного поля зрения. Недостатком данного устройство заключается в отсутствие прямого подключения в панорамном и объемном виде.
Известен также способ формирования трехмерного цветного виртуального видеоизображения и устройство для создания эффекта виртуальной реальности у пользователя (патент РФ №2375840 С2 HO4N 9/00, 2006). Известное изобретение предполагает использование бинокулярного сканера, закрепляемого на шлеме, надеваемом на голову пользователя, у которого создается иллюзия вхождения в виртуальное пространство путем формирования трехмерного изображения на сетчатке глаза (ближайший аналог).
Недостатком известных изобретений является обязательное использование специальных очков и систем применение которых создает дискомфорт пользователю и не соответствует естественному движению головы и тела человека при наблюдении круговых, панорамных изображений. К недостаткам известных изобретений аналогичных устройств можно отнести также то, что они имеют ограниченную сферу применения, связанную преимущественно только с приемом пользователем готового видеоизображения без возможности управления поиском и передачей изображения.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении арсенала технических средств в данной области для приема, передачи и воспроизведения информации (видео, фото, звуковой информации) в виде панорамного видеоизображения на качественно новом уровне с эффектом присутствия телепортации с использованием нескольких видеокамер, экранов, микрофонов и стереодинамиков и способ его функционирования.
Решаемой задачей является создание виртуальных телепорт устройств в виде транспортных средств как передающее-принимающее устройство и принимающая-передающая комната виртуального транспорта, состоящие из конструкции: транспортного средство, нескольких экранов, видеокамер, микрофонов и стереодинамиков, связанные между собой аппаратным и программным обеспечением, интерфейсом для обеспечения эффекта полного присутствия установленными на внешней, и с внутренней стороны транспортного средство и на внутренней стороне комнаты виртуального транспорта. Виртуальный транспорт предназначен для приема и передачи информации (видео изображение, звуковое сопровождение) с места события с помощью модифицированного транспортного средства для передачи и воспроизведения информации (видеоизображение, звуковое сопровождение) на другое модифицированное транспортное средство, также на место приема в комнате виртуального транспорта, с эффектом реального присутствия, также воспроизведения информации (видеоизображение и звуковое сопровождение), передаваемой от несколько видеокамер или внешних источников, синхронно и одновременно в панорамном обзоре 360 градусов и объемном обзоре в 360 на 180 градусов, в том числе в режиме реального времени через современные средства связи и телекоммуникации также в режиме записи, для осуществления его способа функционировании.
Достигаемый при реализации изобретения технический результат, заключается в создании пользователю комфортных условий для естественных движений его головы и тела при наблюдении круговых, панорамных и объемных изображений, а также расширения сферы применения, обусловленного приемом и передачей пользователем видеоизображения и звукового сопровождения с возможностью управления поиском, приемом, передачей и воспроизведением изображения в прямом эфире и в режиме записи, для создания эффекта телепортации.
Решение указанной технической задачи заключается, в том, что в систему вносятся следующие инновации:
- Виртуальный транспорт: заключается в создании модифицированного транспортного средства, находящегося на месте события с установленными на него несколькими экранами (дисплеями) «вместо окон» и несколькими видеокамерами расположенными со всех сторон снаружи, внутри над всеми экранами «окна» транспортного средства, связанные между собой аппаратным и программным обеспечением, интерфейсом в виде комплекса средств обеспечения взаимодействия систем друг с другом;
- Виртуальный транспорт: заключается в создании комнаты виртуального транспорта, при помощи которой осуществляется получение видеоизображения и звукового сопровождения с места события, оснащенная экранами (дисплеями, проекционными экранами) и несколькими видеокамерами, расположенными внутри со всех сторон, над всеми экранами комнаты, связанные аппаратным и программным обеспечением, интерфейсом в виде комплекса средств обеспечения взаимодействия систем друг с другом;
- Транспортное средство с микрофонами и стереодинамиками, установленными внутри и снаружи;
- Комната виртуального транспорта с микрофонами и стереодинамиками, установленными внутри;
- Способом функционирования является связь посредством системы орбитальных космических спутников, оптико-волоконных кабелей, скоростного интернета, скоростных каналов связи и также через интерфейсов внешней связи;
Существенное отличие заявляемого технического решения от ранее известных заключается в наличии комплекта нескольких видеокамер и экранов с интерактивным управлением их работой, с возможностью приема и передачи изображения с нескольких видеокамер, расположенных снаружи транспортного средства, с разными углами обзора на внутренних экранах другого транспортного средства или на принимающих экранах комнаты виртуального транспорта. Существенным отличием также является отображение информации на нескольких экранах, как с наружи транспортного средство, так и внутри комнаты виртуального транспорта с синхронно и одновременно, с круговым обзором в 360 градусов и объемным обзором в 360 на 180 градусов, путем организации программированной автоматической трансляции изображения от всех видеокамер.
Указанные отличия в совокупности позволяют принципиально улучшить качество изображения до получения эффекта полного присутствия (виртуальной телепортации) пользователя в месте нахождения передаваемого изображения. Таким образом, предложенная виртуальная телепорт технология вместе с новым принципом ее работы приводят к качественно новому техническому результату без использования очков виртуальной реальности, также по сравнению с известными аналогами. При описании изобретения нецелесообразно детально остановиться на известных из опубликованных источников и имеющейся общеизвестной практики выполнения его признаков, в частности беспроводных и проводных каналов связи, транспортных средств, видеокамер, экранов, проекторов, микрофонов и звуковых динамиков. Детально целесообразно описать преимущественно отличительные от известных существенные особенности выполнения признаков предложенного изобретение.
Сущность изобретения целесообразно пояснить с помощью следующих схематически изображенных фигур чертежей.
На фиг. 1 представлена схема виртуального транспорта, где видно транспортное средство 1 в виде легкового автомобиля (вид с боку), с установленными на нем сверх широкоугольными видеокамерами 2, экраны высокого разрешения 3, интерфейсы внешних связей 4, место пассажира 5, микрофон 6, место управляющего транспортным средством 7, стереодинамик 11.
На фиг. 2 представлена схема виртуального транспорта, где видно транспортное средство 1 в виде легкового автомобиля (вид сзади) с установленными на нем сверх широкоугольными видеокамерами 2, экраны высокого разрешения 3, интерфейсы внешних связей 4, место пассажира 5, микрофон 6.
На фиг. 3 представлена схема виртуального транспорта, где видно транспортное средство 1 в виде легкового автомобиля (вид спереди) с установленными на нем сверх широкоугольными видеокамерами 2, экраны высокого разрешения 3, интерфейсы внешних связей 4, место пассажира 5, микрофон 6, место управляющего транспортным средством 7.
На фиг. 4 представлена схема виртуального транспорта, где видно транспортное средство 1 в виде автобуса (вид с боку) с расположенными на нем сверх широкоугольными видеокамерами 2, экраны высокого разрешения 3, интерфейсы внешних связей 4, микрофон 6, место управляющего транспортным средством 7.
На фиг. 5 представлена схема виртуального транспорта, где видно транспортное средство 1 в виде космического шаттла и летательного аппарата (вид с боку) с расположенными на нем сверх широкоугольными видеокамерами 2, интерфейсы внешних связей 4, микрофон 6.
На фиг. 6 представлена схема виртуального транспорта, где видна комната виртуального транспорта 2 с установленными внутри сверх широкоугольными видеокамерами 2, экраны высокого разрешения 3, место пассажиров 5, микрофон 6, стереодинамик 11 и интерфейсы внешних связей 4, место для пассажиров 8.
На фиг. 7 представлено схема приема и передачи информации в виде видеоизображения и звукового сопровождения с транспортного средства 1 на комнату виртуального транспорта 9 через системы орбитальных космических спутников, оптико-волоконных кабелей, скоростного интернета, скоростных каналов связи 10.
На фиг. 8 представлена схема приема и передачи информации в виде видеоизображения и звукового сопровождения с транспортного средства 1 на другое транспортное средство 1 через системы орбитальных космических спутников, оптико-волоконных кабелей, скоростного интернета, скоростных каналов связи 10.
Достигаемый технический результат, обеспечивается с помощью предложенного изобретения «Виртуальный транспорт и способ его функционирования» для передачи, приема и отображения информации на несколько экранов, синхронно и одновременно с круговым обзором в 360 градусов и объемном обзоре в 360 на 180 градусов, включающей в себя использование транспортного средства 1 в виде легкового автомобиля, автобуса либо космического шаттла (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 7) с расположенными экранами 3 за место «окон» со всех сторон (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 7), с установленными на них видеокамерами 2 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 7), микрофонами 6 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 7) и стереодинамиками 11 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 7).
Также с помощью предложенного изобретения «Виртуальный транспорт и способ его функционирования» для передачи, приема и отображения информации на нескольких экранах, синхронно и одновременно с круговым обзором в 360 градусов и объемным обзором в 360 на 180 градусов, включающей использование комнаты виртуального транспорта 9 в виде квадрата или прямоугольника (фиг. 6 и фиг. 7) с расположенными экранами 3 (фиг. 6 и фиг. 7) по всем стенам (поверхностям) внутри комнаты виртуального транспорта и с видеокамерами 2 (фиг. 6 и фиг. 7), микрофонами 6 (фиг. 6 и фиг. 7) и стереодинамиком 11 (фиг. 6 фиг. 7).
Связь между транспортным средством 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 7) и комнатой виртуального транспорта 9 (фиг. 6 и фиг. 7) осуществляется посредством использования интерфейсов внешней связи (скоростных проводных и беспроводных каналов связи, сети интернета) 4 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7),
Виртуальная телепорт комната 9 (фиг. 6) может использоваться для отображения информации в видеоизображения и звукового сопровождения от нескольких видеокамер 2 расположенных на поверхности транспортного средства 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) на экраны 3 (фиг. 6) виртуальной телепорт комнаты 9 (фиг. 6) расположенных внутри для создания кругового обзора в 360 градусов и объемного обзора в 360 на 180 градусов посредством средств внешних связи (Скоростных проводных и беспроводных каналов связи и интернета) 10 (фиг. 7).
Информация с внешних видеокамер 2 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 8) и с внешних микрофонов 6 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 8) транспортного средство 1 может отображаться на внутренние экраны 3 и на внутренние звуковые стереодинамики 11 другого транспортного средство 1 посредством внешних связи 4 и Скоростных проводных и беспроводных каналов связи и интернет 10 (фиг. 8).
Прием, передачу и воспроизведение информации от передающего транспортного средства 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) к другому принимающему транспортному средству 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) и к виртуальной комнате 9 (фиг. 6) осуществляется с помощью мультиплексированных сигналов с возможностью сжатия, синхронизации и сшивки видеоизображения, в итоге создается иллюзия вхождения получателя в виртуальное пространство путем формирования трехмерного изображения на сетчатке его глаза и получателю информации при этом обеспечивается эффект полного присутствия со звуковым полем и видеообзором в 360 градусов.
Достигаемый технический результат обеспечивается также при помощи предложенного изобретения, содержащего взаимосвязанные системами коммуникаций между собой передающие: транспортное средство 1, расположенное на месте исходного события и принимающая комната виртуального транспорта 9, расположенную в месте приема информации об исходном событии. При этом передающее-принимающее транспортное средство 1 выполнено в виде легкого автомобиля, автобуса, космического шаттла, летательного аппарата, также может имеет разный вид и размер транспортных средств с установленными на них видеокамерами 2, экранами 3, звуковыми динамиками 11, микрофонами 6 и интерфейс внешних связи 4, принимающая комната виртуального транспорта 9 платформа выполнена в виде квадратной комнаты, легкого автомобиля, автобуса и космического шаттла также, может имеет разный вид и размер с установленными внутри видеокамерами 2, экранами (дисплее, проекционные) 3, стереодинамиками 11 и микрофонами 6, интерфейсы внешних связей 4 для создания эффекта присутствия в месте события в прямом эфире и в режиме записи.
Достигаемый технический результат изобретения обеспечивается также с помощью модификаций признаков предложенного устройства, в котором передающее-принимающее транспортное средство 1 для передачи и приема информации с принимающей-передающей комнаты виртуального транспорта 9 осуществляемой посредством спутника ретранслятора либо через скоростные беспроводные и проводные каналы связи либо через сети интернета 10.
Комната виртуального транспорта 9 дополнительно может быть оснащена экраном 3, расположенным на внутренней верхней поверхности (потолок), отображающем информацию на верхний экран 3 (потолок), видеоизображение от видеокамеры 2 верхнего обзора над транспортным средством 1 для создания более реалистичного вхождения в объемное пространство.
Комната виртуального транспорта 9 с помощью видеокамер 2 и микрофонов 6 расположенных внутри может отображать информацию на внешние экраны 3 и на стереодинамики 11 транспортного средства 1.
Информация в виде видеоизображения и звукового сопровождения с внешних видеокамер 2 и с внешних микрофонов 6 на транспортном средстве 1 могут отображаться на внутренних экранах 3 и на внутренних стереодинамиках 11 другого транспортного средства 1.
Информация в виде видеоизображения и звукового сопровождения с внутренних видеокамер 2 и с внутренних микрофонов 6 на транспортном средстве 1 могут отображаться на внешних экранах 3 и на внешних стереодинамиках 11 другого транспортного средство 1.
Вышеизложенного достаточно для понимания сущности достижения технического результата с помощью заявленного «Виртуального транспорта». Также, вышеизложенным наглядно показано, что достижение указанного технического результата может быть обеспечено только неразрывно взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле изобретения.
Для практического создания изобретения «Виртуального транспорта» с транспортным средством и комнатой виртуального транспорта с экранами и с камерами, микрофонами, звуковыми динамиками по предлагаемому устройству, предназначенному для записи, сохранения, приема и передачи информации с углом обзора 360 градусов, применяют известные элементы, узлы и программное обеспечение, соответствующие современному уровню науки и техники, в частности, в области трехмерных изображений, и возможные для производства. Известные существующие средства связи, предлагаемые для приема и передачи информации между устройствами, созданы и успешно действуют, охватывая весь мир. Поэтому данное техническое решение является пригодным для промышленного и коммерческого применения. В известных источниках патентной и иной научно-технической информации не выявлено устройства «Виртуальный транспорт», как устройства с видеокамерами и экранами указанного предложенного изобретения всей совокупностью существенных признаков, поэтому данное техническое решение соответствует критерию «новизна».
Сравнительный анализ предложенного технического решения с известными аналогичными изобретениями, показал, что наличие набора экранов (дисплеев) и видеокамер с интерактивным управлением их работой пользователем передаваемой им информации, приводит к появлению новых технических качеств, в частности, таких как:
- усовершенствование конструкции, достигаемое благодаря использованию транспортного средства, как устройство для приема и передачи информации в виде видеоизображения и звукового сопровождения, с использованием экранов высокого разрешение и сверх широкоугольных видеокамер, микрофонов и стереодинамиков для получения более эффективного результата с панорамным и объемным видом;
- создание объемного видеоизображения со стереозвуком, что достигается путем одновременного приема и обработки сигналов от всех видеокамер и означает переход к новому поколению устройств с новым способом передачи и приема видеоизображений.
- создание комнаты виртуального транспорта с несколькими экранами и видеокамерами для получения информации в панорамном и объемном виде с движущегося транспортного средства, что означает появление нового поколения способа приема передачи информации с эффектом полного присутствия;
Вышеуказанные свойства «Виртуального транспорта и способа его функционирования» не очевидны, и не вытекают явным образом из существующего уровня техники, на основании чего необходимо сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «изобретательский уровень».
На основе предлагаемого изобретения «Виртуального транспорта» с несколькими экранами (дисплеями), также несколькими камерами, с микрофоном и стереодинамиками, предназначенными для записи, сохранения, приема и передачи информации с углом обзора 360 градусов возможны многочисленные модификации, в частности, по размерам, форме и виду, количеству, качеству экранов и видеокамер, их пространственной ориентации, видов транспортных средств, их размеров и их предназначений, также по размерам, форме и видам комнат виртуального транспорта. Варианты модификации зависят от особенностей сферы использования предлагаемой технологии: при проведении видеоконференций, в сфере образования, здравоохранения, телевидения, туризма, индустрии развлечений, военном деле и космической отрасли с высоким коммерческим потенциалом, однако все модификации находятся в рамках предложенного технического решения.