飞行器的虚拟窗户制造技术

技术编号:15062597 阅读:79 留言:0更新日期:2017-04-06 11:44
本发明专利技术涉及一种用于飞行器的虚拟窗户组件,其包括:至少一台摄像机,其构造为从飞行器外部视野捕捉全景和时间分辨图像数据流;至少一个图像数据处理器,其被连接到至少一台摄像机,并且构造为接收捕捉的图像数据流,且将图像数据流分成对应于全景图像数据流的不同视角的多个部分图像数据流;以及多个安装在飞行器的机体内的电子显示器,其被连接到图像数据处理器且构造为接收多个部分图像数据流。多个电子显示器中的每一个都构造为显示多个部分图像数据流中的一个,以便飞行器内电子显示器的物理安装位置与多个部分图像数据流的所显示的一个的相关的摄像机视角一致。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器的窗户的虚拟化,特别是通过采集飞行器周围的图像和/或视频数据,并且在飞行器内的电子显示器上显示采集的图像和/或视频数据。
技术介绍
小的飞机窗户的设计受限于工程考虑,其只给予飞机乘客对于外部世界的有限视野。然而,在飞机上安装窗户增加了飞机的重量、阻力、制造成本和维护工作。因此,在工程限制条件和乘客的更高舒适度期望之间存在矛盾。为了改善这种情况已经做出了多次尝试。例如,文件US2013/0169807A1公开了一种虚拟窗户,其包括真实窗户的内部和外部方面,其内部具有折叠的或柔性的高分辨率彩色显示器,其符合飞机机身的内轮廓,仿佛其是真实的窗户。文件US2004/0217976A1公开了用于处理对应于飞行器外部视野的图像的方法和系统,其中第一和第二信号接收部分构造为接收对应于飞行器外部视野的图像的信号,并且信号处理部分指向第一显示部分对应于图像的第一信号,并且指向第二显示部分对应于图像的第二信号。
技术实现思路
然而,有必要改良解决方案,以使飞行器的乘客享受飞行器、例如飞机座舱外的实际全景。这种需求通过具有权利要求1的特征的虚拟窗户组件、具有权利要求9的特征的飞机、和具有权利要求13的特征的向飞机内乘客展示飞机外视野的方法得以满足。本专利技术的第一个方面关于飞行器的虚拟窗户组件,其包括:至少一台摄像机,该摄像机构造为从飞行器外部视野捕捉全景和时间分辨图像数据流;至少一个图像数据处理器,其连接到至少一台摄像机并且构造为接收捕捉的图像数据流,且将图像数据流分成对应于全景图像数据流的不同视角的多个部分图像数据流;以及安装在飞行器机体内的多个电子显示器,其连接到图像数据流处理器且构造为接收多个部分图像数据流。多个电子显示器中的每一个都构造为显示多个部分图像数据流中的一个,以便飞行器内电子显示器的物理安装位置与多个部分图像数据流中的所显示的一个的相关的摄像机视角一致。根据本专利技术的第二个方面,飞机包括如本专利技术第一个方面的虚拟窗户组件。根据本专利技术的第三个方面,用于向飞机内乘客显示飞机外部视野的方法,其包括:使用至少一台摄像机,从飞行器外部视野捕捉全景和时间分辨图像数据流;传输捕捉的图像数据流到至少一个图像数据处理器;通过至少一个图像数据处理器,将图像数据流分成对应于全景图像数据流的不同视角的多个部分图像数据流;以及在多个安装于飞行器机体内的电子显示器上显示多个部分图像数据流,以便飞行器内电子显示器的物理安装位置与多个部分图像数据流中的所显示的一个的相关的摄像机视角一致。本专利技术所基于的构思是利用一台或多台摄像机,采集对应于飞行器一侧的全景外部视野的全景和时间分辨图像数据,并且将采集的图像数据分成部分数据流,其中每一部分数据流被传送至多个安装在飞行器内部的虚拟窗户显示器中的一个。部分数据流可被处理以关于各自虚拟窗户显示器的实际视角来调整摄像机的视角。一个重要的方面是可以采用具有多个角度分解的视野区域的摄像机。那些视野区域分别形成了不同虚拟窗户显示的来源。通过适当地将摄像机捕捉的图像数据分成视野区域,并且基于分开的图像数据计算相邻虚拟窗户显示器的实时拼接,飞行器内部的多个虚拟窗户显示器可以共同显示全景视野,仿佛飞行器的机体在虚拟窗户显示器区域成为完全透明的。这样的虚拟窗户组件具有几个优势:通常的小的飞机窗户可以在尺寸上虚拟放大,以便乘客拥有放大的外部视野的感觉。因此,乘客的舒适度可被提升。与物理飞机窗户的设计有关的重量、飞机阻力、制造成本和/或维护工作可被减少,这是由于飞机窗户可保持较小或者甚至完全被免除。增加的乘客座位也可以被放置在像圆锥或主体部分的机身部分,这里通常不易安装物理窗户。在这些部分,通过提供与具有实际物理窗户的其他机身部分相同的外部虚拟全景视野,乘客的舒适度可被维持。根据虚拟窗户组件的实施方式,至少一个摄像机可包括超广角镜头摄像机。在一个实施方式中,至少一个摄像机可具有大约180°的视角。使用至少两个这样的超广角镜头摄像机是可能的,飞机一边一个。根据虚拟窗户组件的另一个实施方式,多个电子显示器可包括沿着机体侧壁安装的第一显示器。可选的,多个电子显示器可包括第二显示器,其沿着与飞行器的飞行方向相反的视野方向安装。第一显示器作为虚拟侧窗,其提供飞行器一侧的视野,同时第二显示器作为虚拟前窗,其提供飞行方向的视野,仿佛飞行器的前部是透明的一样。根据虚拟窗户组件的另一个实施方式,多个电子显示器可各自构造为以超高清4K或超高清8K的方式显示图像数据。如此高分辨率有利的提供了捕捉的图像数据的实际呈现,以便改善真实的透明机身的效果。这提高了飞行器乘客对于虚拟窗户组件的接受程度。根据虚拟窗户组件的另一个实施方式,图像数据处理器可构造为产生多个部分图像数据流,其在全景图像数据流的视角中具有重叠。在这种情况下,多个电子显示器可选择构造为显示拼接的部分图像数据流。并排的显示器上的图像的拼接增强了电子显示器能够传送给观看者的全景效果。特别地,拼接包含配准要被拼接的图像,根据其中重叠的共同特征进行校准,以及融合重叠的图像以在其接合处重制部分图像数据流,来产生输出投影。那么,来自全景数据流的不同视角的图像可与视野的重叠区域结合,以获得分开的全景图像来在一系列并排的电子显示器上延伸。根据虚拟窗户组件的另一个实施方式,图像数据处理器可被整合到多个电子显示器中的一个的显示模块中。分散图像处理具有的优势是给与飞机数据网络更小的来自被传输和处理的大量图像数据的繁重的网络流量的负荷。根据飞机的实施方式,图像数据处理器可被整合到飞机的飞行服务控制面板中。在飞行服务控制面板中存在的计算能力可方便地应用于处理图像数据。此外,与飞行服务控制面板的整合允许飞机中虚拟窗户组件的模块化和更灵活的实施。根据飞机的实施方式,多个电子显示器可以连接到菊链网络拓扑结构中的图像数据处理器。菊链布线具有的优势是需要更小的电缆束和更小的线路长度,由此降低了整个系统的重量,同时提供显示器之间的更好的同步性及减小延迟(latency)问题。根据飞机的进一步的实施方式,飞机可进一步包括至少一个形成于飞机机身的窗户、以及安装在窗户中的不透明的窗罩,至少一台摄像机布置于窗罩的通孔中。那么,为了其中安装有摄像机的窗户的相关的显示,由于从摄像机捕捉的图像数据已经对应于通过那个窗户的视野,节约了需要处理和重新计算该特定窗户的图像数据的计算工作。特别是对于超高清分辨率的图像数据,这在所需计算能力上大幅降低了工作量。附图说明参考附图中描述的示范性实施方式,本专利技术将被更详细地解释。附图用以提供对本专利技术进一步的理解,其被包含并且组成了说明书的一部分。附图说明了本专利技术的实施方式,并且和说明书一起用来解释本专利技术的原理。通过参考下述的详细描述,本专利技术的其他实施方式和本专利技术的许多预期优势变得更加明白,从而容易理解。附图中的要素相对于彼此是没有必要按比例绘制的。相同的附图标记对应相似的部分。图1示意性地说明飞机的机身的典型部分。图2示意地说明根据本专利技术的实施方式的虚拟窗户组件。图3示意地说明根据本专利技术的另一实施方式的具有虚拟窗户组件的飞机。图4示意地说明根据本专利技术另一实施方式的用于虚拟窗户组件的摄像机的图像捕捉区域。图5示意地说明根据本专利技术另一具体实施方式,用于具有虚拟窗户组件的本文档来自技高网...
飞行器的虚拟窗户

【技术保护点】
一种用于飞行器的虚拟窗户组件,其包括:至少一台摄像机(C),其构造为从飞行器外部视野捕捉全景和时间分辨图像数据流;至少一个图像数据处理器(P),其连接到至少一台摄像机(C)并且构造为接收捕捉的图像数据流,并且将图像数据流分成对应于全景图像数据流的不同视角的多个部分图像数据流;以及安装在飞行器的机体(H)内的多个电子显示器(S),其连接到图像数据处理器(P)且构造为接收多个部分图像数据流,其中,多个电子显示器(S)中的每一个都构造为显示多个部分图像数据流中的一个,以便飞行器内的电子显示器的物理安装位置与多个部分图像数据流中的所显示的一个的相关的摄像机视角一致。

【技术特征摘要】
2015.09.24 EP 15186718.11.一种用于飞行器的虚拟窗户组件,其包括:至少一台摄像机(C),其构造为从飞行器外部视野捕捉全景和时间分辨图像数据流;至少一个图像数据处理器(P),其连接到至少一台摄像机(C)并且构造为接收捕捉的图像数据流,并且将图像数据流分成对应于全景图像数据流的不同视角的多个部分图像数据流;以及安装在飞行器的机体(H)内的多个电子显示器(S),其连接到图像数据处理器(P)且构造为接收多个部分图像数据流,其中,多个电子显示器(S)中的每一个都构造为显示多个部分图像数据流中的一个,以便飞行器内的电子显示器的物理安装位置与多个部分图像数据流中的所显示的一个的相关的摄像机视角一致。2.根据权利要求1所述的虚拟窗户组件,其中,所述至少一台摄像机(C)包括具有大约180°视角的超广角镜头摄像机。3.根据权利要求1和2中的一项所述的虚拟窗户组件,其中,多个电子显示器(S)包括第一显示器(S1;S2;S3;S4;S5;S6),其沿着机体(H)的侧壁安装。4.根据权利要求3所述的虚拟窗户组件,其中,所述多个电子显示器(S)包括第二显示器(F1;F2),其沿着与飞行器的飞行方向相反的视野方向安装。5.根据权利要求1至4中任一所述的虚拟窗户组件,其中,多个电子显示器(S)各自构造为以超高清4K或超高清8K的方式显示图像数据。6.根据权利要求1至5中任一项所述的虚拟窗户组件,其中,图像数据处理器(P)构造为产生多个部分图像数据流,其在全景图像数据流的视角中具有重叠。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:克里斯蒂安·里德尔
申请(专利权)人:空中客车运营有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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