阅读说明：本技术 具有虚拟环境系统的安装于拖车的飞机机身 (Trailer-mounted aircraft fuselage with virtual environment system ) 是由 B·托勒 德鲁·霍尔布鲁克 拉里·帕特森 于 2019-06-26 设计创作，主要内容包括：一种用于虚拟体验飞机的系统包括拖车、飞机机身、机舱模块、头戴式显示器和控制器。飞机机身设置在拖车中并且限定具有第一部分和第二部分的内部。第一部分基本上没有装备。机舱模块设置在第二部分中并且包括装备。头戴式显示器被配置用于在所述内部中移动。控制器被配置用于基于头戴式显示器相对于飞机机身的内部的位置和取向生成虚拟飞机内部,并且用于控制头戴式显示器以显示所述虚拟飞机内部。(A system for virtually experiencing an aircraft includes a trailer, an aircraft fuselage, a cabin module, a head mounted display, and a controller. An aircraft fuselage is disposed in the trailer and defines an interior having a first portion and a second portion. The first portion is substantially unarmed. The nacelle module is disposed in the second portion and includes equipment. The head mounted display is configured for movement within the interior. The controller is configured for generating a virtual aircraft interior based on a position and orientation of the head-mounted display relative to an interior of the aircraft fuselage, and for controlling the head-mounted display to display the virtual aircraft interior.)

具有虚拟环境系统的安装于拖车的飞机机身

技术领域

本发明的实施例一般涉及用于飞机内部的虚拟呈现的系统，并且更具体地涉及具有设置在拖车中的机身和用于在机身内呈现虚拟飞机内部的头戴式装置的系统。

背景技术

与飞机相关的销售、营销和培训通常使用完成的飞机或飞机的完成部分的物理“模型”。这些完成的飞机和物理模型通常很昂贵，并且通常仅配置有一种布局或目的。虽然这些完成的飞机和物理模型适用于其预期目的，但总有改进的余地。

因此，期望提供与飞机相关的销售、营销和培训的系统。另外，从随后的

发明内容

和详细说明以及所附权利要求，结合附图和背景技术，其他期望的特征和特点将变得显而易见。

发明内容

本文公开了用于虚拟体验飞机的系统的各种非限制性实施例。

在第一非限制性实施例中，一种用于虚拟体验飞机的系统包括但不限于拖车、飞机机身的一部分、机舱模块、头戴式显示器和控制器。飞机机身的该部分设置在拖车中并且限定具有第一部分和第二部分的内部。第一部分基本上没有装备(unfurnished)。机舱模块设置在第二部分中并且包括装备。头戴式显示器被配置用于在该内部中移动。控制器与头戴式显示器通信地耦合，并且被配置用于基于头戴式显示器相对于飞机机身的内部的位置和取向生成虚拟飞机内部，并且用于控制头戴式显示器，以显示虚拟飞机内部。

在第二非限制性实施例中，一种用于虚拟体验飞机的系统包括但不限于拖车、飞机机身、机舱模块、头戴式显示器、用户交互传感器和控制器。飞机机身设置在拖车中并且限定具有第一部分和第二部分的内部。第一部分基本上没有装备。机舱模块设置在第二部分中，并且包括具有飞机机舱座椅、飞机机舱桌和飞机机舱侧壁架的飞机机舱装备。头戴式显示器被配置用于在所述内部中移动。用户交互传感器被配置为从头戴式显示器的用户接收用户输入。控制器与头戴式显示器和用户交互传感器通信地耦合。控制器被配置用于基于头戴式显示器相对于飞机机身的内部的位置和取向并基于机舱涂装(finishing)选择来生成虚拟飞机内部。

附图说明

本实施例的优点将容易理解，因为当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，实施例变得更好理解，其中：

图1是示出根据本公开的教导的用于虚拟体验飞机的系统的非限制性实施例的简化图；

图2A和2B是示出图1的系统的多个部分的简化图；

图3A和3B是示出图1的系统的内部和虚拟内部的简化俯视图；

图4是图1的系统的虚拟体验系统的简化框图；和

图5是示出根据本公开的教导的用于操作图1的系统的方法的非限制性实施例的流程图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅是示例性的，并不意图限制本发明或本发明的应用和用途。此外，无意受前述背景技术或以下详细描述中提出的任何理论的约束。

本文提供的实施例一般地提供用于飞机的训练、销售和营销的可移动沉浸式体验。在贸易展示会期间，在客户设施处或者在任何其他合适的场所，客户体验虚拟、增强和投影现实。客户可以包括飞行员、潜在的飞机购买者、空乘人员、维修人员或其他感兴趣的人，并且在本文中称为系统的“用户”。在一些实施例中，用户能够通过飞行虚拟飞机、改变机舱布局、执行维修检查、改变涂装材料和颜色、以及执行其他定制和熟悉交互来与虚拟飞机交互。在一些实施例中，通过将计算机生成的图形与诸如物理机舱座位的物理对象混合，使用增强的、虚拟的和投影的现实来利用混合现实应用。

在一些实施例中，用户进入除了驾驶舱和一个生活空间之外空的“机舱”。驾驶舱具有飞行驾驶台(flight deck)，该飞行驾驶台具有油门控制、飞行控制和方向舵踏板。在一些实施例中，具有四个座位的所述一个生活空间是机舱中唯一的物理座位区，并且机舱的其余部分由头戴式显示器上的虚拟环境填充。

图1示出用于虚拟体验飞机的系统100的非限制性实施例。系统100包括牵引车102、拖车104、机身106的一部分(为了简洁起见在下文中称为“机身106”)、窗口显示器107和虚拟体验系统108。牵引车102可以被配置为牵引拖车104的任何车辆。

拖车104可以是适合于拖运机身106的任何拖车。例如，拖车104可以类似于用于赛车拖运或货物拖运的拖车。在所提供的示例中，拖车104在机身106上方和下方提供空腔，用于容纳计算机服务器、冷却设备、硬件存储等。

现在参考图2A和2B，并继续参考图1，拖车104具有图1中所示的行驶位置和图2A和2B中所示的展开位置。在行驶位置中，拖车104具有类似于传统拖车的外部形状的外部形状，具有基本垂直地定向的侧壁110。在展开位置中，侧壁110向下并向外旋转以在拖车104的底部附近水平地定向。如下所述，展开位置允许机身106的扩大。

机身106至少部分地布置在拖车104内。机身106具有左侧120、右侧122、纵向延伸部124，并且限定内部126。机身106被配置为在图2A中所示的收缩配置和图2B中所示的展开配置之间展开和收缩。机身106限定内部126，以具有在第二位置中的第二宽度，该第二宽度大于在第一位置中的内部126的第一宽度。

左侧120和右侧122彼此远离地延伸，以将机身106从第一位置移动到第二位置。在所提供的示例中，左侧120和右侧122沿着路径127彼此远离地横向平移。例如，左侧120和右侧122可设置在轨道上，以沿着侧壁110滑动到第二位置。在一些实施例中，除了或者代替沿着路径127平移，左侧120和右侧122沿着路径128向上旋转并彼此远离。

纵向延伸部124被配置为沿着路径129延伸进出拖车104的后部。例如，纵向延伸部124可以沿着轨道平移，以延伸进出拖车104。纵向延伸部124可被用于例如虚拟体验其机身106比拖车104长的飞机。在一些实施例中，省略了纵向延伸部124。

现在参考图3A和3B，并继续参考图1和2A-B，机身106的内部126以俯视图示出。图3A类似于图3B，但是图3B具有与图3A的机舱布局不同的机舱布局。内部126具有第一部分130、第二部分132、第三部分134、驾驶舱136，并且包围机舱模块138。部分130、132和134中的每一个与成品飞机的一个部段相关联。这些部段描述了位于具有这些部段的成品飞机中的功能和装备。如本文所使用的，术语“布局”指的是内部126内的部分130、132和134的相对位置。这些部段可以是盥洗室、会议室、卧室、厨房、行李舱、剧院区域、机组人员休息室、行座位(row seating)、一般座位或具有确定目的的内部126的任何其他细分。

部分130、132和134可以包括物理装备或者可以没有装备以与具有虚拟装备的虚拟内部相关联，如下面将描述的。在所提供的示例中，第一部分130和第三部分134基本上没有装备，但是被示出为具有虚拟装备作为虚拟内部的一部分。换句话说，在部分130和134中示出的座椅、桌子、沙发和其他家具物品物理上不存在于机身106中。在所提供的示例中，部分130和134处的机身106是裸框架和飞机蒙皮。在一些实施例中，机身106可包括设置在成品飞机的墙壁后面的电力系统、液压系统、加热/冷却系统或其他系统的各种部件。

机舱模块138设置在第二部分132中并且包括飞机机舱装备140。飞机机舱装备140是物理装备，其与要在可操作的飞机中安装和使用的装备基本相同。在所提供的示例中，飞机机舱装备140包括飞机机舱座椅、飞机机舱桌和飞机机舱侧壁架。在一些实施例中，飞机机舱装备140和机舱模块138是内部126的布局的不同部段的物理表示。例如，机舱模块138可以是盥洗室或会议桌部段而不是一般的座位部段。

机舱模块138被配置为在内部126内重新定位。例如，机舱模块138可以从图3A中所示的位置移动到图3B中所示的位置，以展示不同的配置或机舱布局。机舱布局可以由虚拟体验系统108设置，如下所述。在所提供的示例中，机舱模块138通过在位于拖车104或机身106的地板上的轨道或导轨(未示出)上滑动来重新定位。

在所提供的示例中，机身106还包括成品内部封闭件(closeout)142，该成品内部封闭件142被配置为在内部126固定到机身106。成品内部封闭件142是在成品飞机内部中接近成品壁或表面的面板。成品内部封闭件142可以利用卡扣特征、螺钉、钩环紧固件或任何其他合适的特征固定到机身106，以将成品内部封闭件142可移除地装配到机身106。例如，可以使用成品内部封闭件142来展示可以被配置用于飞机购买的不同颜色和/或材料。

驾驶舱136包括中央操纵台(center pedestal)144和侧壁架146。驾驶舱136被配置为接收第一组飞行输入装置148和第二组飞行输入装置149。第一组飞行输入装置148与第一飞机的第一飞行驾驶台相关联，第二组飞行输入装置149与第二飞机的第二飞行驾驶台相关联。例如，第一组飞行输入装置148可包括位于机组人员正前方的摇杆(yoke)，用于接收飞行控制输入，第二组飞行输入装置149可替代地包括位于侧壁架146上的侧杆，用于接收飞行控制输入。通过接收分开的多组飞行输入装置，可以使驾驶舱136模拟具有不同飞行驾驶台控制的不同飞机的飞行驾驶台。

在所提供的示例中，这些组飞行输入装置被卡扣配合或磁性固定在适当位置，以向虚拟体验系统108提供飞行控制输入。飞行输入装置响应于飞行员交互而物理地移动。

窗口显示器107是具有屏幕的产品(production)飞机窗口，该屏幕被配置为模拟来自飞行期间的产品飞机窗口的画面。例如，虚拟体验系统108可以使窗口显示器107呈现预先录制的来自飞机飞行期间的飞机窗口的画面。

虚拟体验系统108包括传感器150、扬声器152、触觉致动器154、重新配置致动器156、头戴式显示器158和控制器160。通常，虚拟体验系统108被配置为展示可商购的飞机的不同特征和配置，用于培训、销售和其他目的。

传感器150包括用户交互传感器，其被配置为从头戴式显示器158的用户接收用户输入。用户交互传感器可以利用任何合适的技术来检测用户的移动和姿态。例如，用户交互传感器可以是与头戴式显示器158相关联的加速度计、陀螺仪或罗盘。在一些实施例中，传感器150包括红外传感器、光学传感器、RADAR传感器、电容传感器等。

扬声器152在机身106内播放，以为机身106的乘员提供音频。在所提供的示例中，扬声器152利用传统的扬声器技术并且均匀地分布在机身106的内部126中。

触觉致动器154是与地板面板、封闭件面板、框架构件、装备和/或机身106内的其他部件耦合的振动致动器。控制器160利用触觉致动器154来模拟在运行的飞机中飞行时所经历的振动。

重新配置致动器156与纵向延伸部124和侧壁110耦合，以帮助降低侧壁110并延伸机身106。重新配置致动器156可包括液压致动器、电动机或用于移动机身106的部件的其他合适技术。在一些实施例中，省略重新配置致动器156并且手动地重新配置拖车104和机身106。

头戴式显示器158被配置为固定到用户的头部以可视地呈现由控制器160生成的图像。头戴式显示器158可以是虚拟现实装置、增强现实装置、混合现实装置或用于呈现控制器160生成的图像的其他合适装置。在所提供的示例中，头戴式显示器158被配置用于在内部126中在部分130、132、134和驾驶舱136之间自由移动。例如，头戴式显示器158可包括处理器、存储器和无线通信接口，以允许与虚拟体验系统108的其他部件进行电子通信。在一些实施例中，头戴式显示器158包括控制器160的硬件和/或软件部件。在一些实施例中，头戴式显示器158通过有线数据总线耦合到控制器160。在一些实施例中，使用多个头戴式显示器158，由多个用户同时使用。

如本领域普通技术人员所熟知的，控制器160是执行计算机程序的指令的硬件设备。控制器160被配置为执行计算机程序以提供本说明书中描述的功能。控制器160包括存储电子数据和计算机程序的一个或多个存储器单元162。例如，存储器单元162可以是闪存、自旋转移扭矩随机存取存储器(STT-RAM)、磁存储器、相变存储器(PCM)、动态随机存取存储器(DRAM)或其他合适的电子存储介质。在所提供的示例中，存储器单元162存储具有指令的控制逻辑，所述指令与处理器164协作以执行下述方法的任务。在一些实施例中，处理器164可以包括一个或多个中央处理单元(“CPU”)、微处理器、专用集成电路(“ASIC”)、微控制器和/或其他合适的装置。此外，控制器160可以利用通过有线或无线数据总线通信的多个分组和/或分开定位的硬件装置。在所提供的示例中，控制器160包括计算机服务器和头戴式显示器158中的处理部件。

现在参考图5，并继续参考图1、2A-B、3A-B和4，示出了使用系统100的方法200的流程图。在所提供的示例中，方法200的任务由控制器160执行。

任务202接收飞机的选择。例如，可以将具有不同尺寸的机身、飞行能力、内部噪声和运行期间的振动的若干个不同飞机模型加载到控制器160中并由系统100的操作者或用户选择。不同飞机模型中的每一个是可以为了销售或培训目的而呈现给用户的飞机。在所提供的示例中，不同飞机模型包括大客舱公务机和小客舱公务机。

任务204接收布局和涂装输入。例如，布局输入可以由用户或操作者输入，以指示内部126是否应该具有图3A中所示的部分130、132、134的布置和相对位置或者图3B中所示的布置和相对位置。类似地，涂装输入可以指示地板、镶边、座椅覆盖物和其他涂装细节的颜色和类型。

任务206基于所选择的飞机和布局输入来配置拖车和机身。例如，控制器160可以命令重新配置致动器156降低侧壁110，延伸纵向延伸部124，在第一位置和第二位置之间移动左侧120和右侧122，以及将机舱模块138移动到期望位置以配置拖车104和机身106。

任务208基于所选择的飞机、布局输入和涂装输入来生成虚拟内部。例如，控制器160可以将虚拟内部生成为虚拟现实内部、增强现实内部或混合现实内部，以在头戴式显示器158上显示。在所提供的示例中，控制器160被配置用于基于头戴式显示器158相对于机身106的内部126的位置和取向生成虚拟飞机内部。例如，当用户在佩戴头戴式显示器158的同时看着内部封闭件142时，控制器160可以生成内部封闭件142所在处的所选镶边和颜色选项的图像。通过基于头戴式显示器158的位置和取向生成虚拟飞机内部，系统100的用户可以物理地触摸内部封闭件142，同时以所选择的颜色和镶边类型在视觉上呈现。

通过基于所选择的飞机加载虚拟内部，可以将系统100拖曳到会议、训练事件或其他事件来用作销售工具、训练工具或营销工具。例如，潜在客户可能坐在产品飞机座椅中并通过虚拟和增强应用与飞机模型特定特征交互。乘务员可以训练并体验各种厨房、厕所和行李舱的设计和互动。

控制器160还被配置用于基于与用户输入指示的虚拟飞机内部中的可移动部件的交互来生成虚拟飞机内部。例如，传感器150可以检测指示用户正试图打开虚拟内部的虚拟门的动作。然后，控制器160可以打开虚拟内部中的门以模拟打开机身106内的物理门。

在所提供的示例中，控制器160还被配置用于基于与第一位置中的内部126的第一宽度相对应的第一运输类机身并且基于与第二位置中的内部126的第二宽度相对应的第二运输类机身来生成虚拟飞机内部。例如，用户可以选择具有第二宽度的大客舱公务机，或者可以选择具有第一宽度的小客舱公务机。

在一些实施例中，控制器160还被配置用于基于用户输入进行维修训练，并且用于基于机身内要维修的系统和部件生成虚拟飞机内部。例如，虚拟飞机内部可以示出机械、电力和/或液压系统，其中它们通常安装在第一或第二运输类机身中。因此，可以通过使用系统100来训练维修技术人员来维修不同的飞机。例如，维修人员可以在贸易展览会上或者在他们自己的设施处通过与飞机部件虚拟地交互来接收虚拟训练，以学习和研究各种设计。

任务210基于所选择的飞机生成声音和振动分布(profile)。例如，控制器160可以为触觉致动器154和扬声器152生成第一声音和振动分布，其中第一声音和振动分布被配置用于模拟运行期间的第一架飞机的声音和振动。在所提供的示例中，第一飞机是小客舱公务机，并且声音和振动分布允许用户体验第一飞机的运行期间遇到的声音和振动。控制器160还可以被配置用于为触觉致动器154和扬声器152生成第二声音和振动分布，其中第二声音和振动分布被配置用于模拟运行期间第二飞机的声音和振动。在所提供的示例中，第二飞机是大客舱公务机。

任务212在头戴式显示器上呈现虚拟内部。例如，控制器160可以将视频信号发送到头戴式显示器158的屏幕。

任务214基于声音和振动分布来命令扬声器和触觉致动器。例如，控制器160可以将音频信号发送到扬声器152并且将振动强度信号发送到触觉致动器154。

任务216基于所选择的飞机生成飞行模拟。例如，控制器160还可以被配置用于基于来自第一组飞行输入装置148的输入生成第一飞行模拟，并且用于基于来自第二组飞行输入装置149的输入生成第二飞行模拟。因此，飞行员可以坐在具有所选择的飞机的飞行控制和油门的所选飞机的座位，同时佩戴虚拟耳机以虚拟飞行他们选择的飞机。该飞行模拟允许体验多种飞机配置、机场和天气条件。

尽管在本发明的以上详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，以上详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以对示例性实施例中描述的元件的功能和布置进行各种改变。