[发明专利]飞机的虚拟相机系统

说明书

虚拟相机系统通过采用布置在飞机上的虚拟现实图像生成器向飞机的乘员提供地形视图，该虚拟现实图像生成器基于所提供的位置数据生成与视角相对应的地形显示图像。布置在飞机上的至少一个飞机位置传感器将实际飞机位置作为位置数据提供给虚拟现实图像生成器。一种显示设备，其布置在飞机上并耦合到虚拟现实图像生成器以再现地形显示图像，以供飞机内的乘客观看。图像生成器包括处理器，该处理器被编程为使用相对于地球的实际飞机纬度和经度并且还使用与实际飞机海拔不同的合成海拔，来生成地形显示图像。在高于预定阈值的实际飞机海拔时，使用合成海拔；否则，使用实际飞机海拔。

技术领域

本公开总体上涉及飞机相机系统和观看系统，以允许飞机内的乘客欣赏下方地面的视图以及飞机在其环境中的视图。

背景技术

飞机乘客喜欢向机舱窗口外面看，并且也喜欢在显示监视器上观看飞机在途中的飞行进度。这些是标准的飞机功能。一些飞机另外配备有外部的前后摄像机，以向乘客提供在起飞和着陆期间的跑道视图、以及飞机在飞行时的俯视视图。通常，这些摄像机捕获图像，这些图像在机舱内的显示监视器上显示，这些显示监视器通常与用于显示途中飞行进度的显示器相同。

遗憾地，机舱窗口和外部视频监视器二者的观看视角有限；并且当飞机在夜间飞行时或者当飞机穿过气象(over weather)时，可能几乎看不到任何感兴趣的东西。此外，当飞机处于巡航海拔时，地面距离太远，极少细节能被看到。

增加机舱内显示监视器的分辨率不是实际的解决方案，这是因为相机分辨率是限制性因素。不断升级相机分辨率以匹配显示分辨率在商业上不可行，这是因为每次相机升级通常将需要广泛的调整过程。

监视器分辨率实际上也提出了另一个问题。乘客已经期望越来越高的显示分辨率，以匹配由最新的移动电话和高清家庭娱乐系统产生的分辨率。随着消费类电子显示器中的每次迭代分辨率提高，相比较而言，来自飞机上安装的传统摄像机的图像就似乎变得越来越差。

发明内容

在此公开了一种新方法，该方法为飞机乘客给出了高得多的分辨率，以及下方地面和飞机在其环境中的更灵活的视图。代替使用飞机上安装的摄像机，所公开的系统使用虚拟现实图像合成系统，该系统耦合到机载数据库，该机载数据库包含先前捕获的、飞机当前位置下方地面的照片级真实图像。

虚拟现实系统为乘客提供了从各种不同视角观看地面和飞机环境的能力，包括合成的复合视图，其示出了从外向内看时实际飞机的合成渲染(就像飞机对于在其旁边、上方或下方飞行的另一架飞机会出现的样子)。

虚拟现实系统的一个优点源于以下事实：提供给乘客的视场与飞机飞行的实际海拔在物理上是解耦的。例如，当在40,000英尺的巡航海拔处飞行时，可以对虚拟现实系统进行编程以提供地面图像，就像它会出现在5000英尺的海拔处。在呈现这种视角时，虚拟现实系统考虑飞机的实际位置和地面速度，使得物理飞机正下方的物体将始终呈现在虚拟现实空间中渲染的飞机正下方。

这种将巡航海拔与渲染的虚拟图像解耦的能力对于飞机上安装的摄像机系统来说是很陌生的，因为相机及其镜头系统物理地附接到飞机底面，所以摄像机的视角总是与飞机的实际海拔相关联。

在所公开的系统中，如果需要，乘客可以控制虚拟现实系统以请求示出飞机先前位于的位置或飞机未来将要(或可能)位于的位置的视图。

在一方面，所公开的虚拟相机系统使用布置在飞机上的虚拟现实图像生成器向飞机的乘员提供地形视图。图像生成器基于所提供的位置数据生成与视角相对应的地形显示图像。虚拟相机系统还包括飞机位置传感器，其布置在飞机上并被耦合以将位置数据提供给虚拟现实图像生成器。布置在飞机上的显示设备被耦合到虚拟现实图像生成器以再现地形显示图像，以供飞机内的乘客观看。