带有姿势控制的乘客服务单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种安装在飞机客舱内部的乘客服务单元，其包括乘客服务装置和控制单元，所述控制单元耦合于乘客服务装置，用于传递控制信号。所述控制单元包括：成像装置，其被定向以从预定观察区域中获取图像序列；以及图像分析装置，其耦合于所述成像装置以用于传递信号，并且适于从所述成像装置的单个图像中分析所述观察区域内的静态几何结构。
【专利说明】带有姿势控制的乘客服务单元
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种安装在飞机客舱内部的乘客服务单元，其包括乘客服务装置和控制单元，所述控制单元耦合于乘客服务装置以用于传递控制信号。
【背景技术】
[0002]这种乘客服务单元通常安装在飞机的客舱部中，位于乘客座椅后侧，在乘客座椅上方。这种乘客服务单元需要为乘客提供服务，因此其包括单个或多个乘客服务装置。这种乘客服务装置可以是阅读灯、通风装置、机上乘务员呼叫信号、扩音器、显示器或者例如
应急氧气装置。
[0003]众所周知的是提供诸如开关或转轮等等的用户界面来充当用于激活和控制这种乘客服务装置的控制单元。众所周知的是还要提供用于激活诸如应急氧气装置的特定乘客服务装置的中央控制单元，以在紧急情况下安全地激活应急氧气装置。
[0004]尽管这种用户界面可以提供用户与乘客服务单元的乘客服务装置之间的安全可靠的交互，但是，应注意到，有时候，乘客在处于危险、紧急或恐慌的情况下时并不能控制乘客服务装置。在这样的情况下，乘客无法从乘客服务单元收到其所需的相应服务来为其提供用于生命机能的重要服务和援助。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种改进的乘客服务单元，其能够在危险、紧急和恐慌的情况下安全地提供服务和援助。
[0006]该问题是通过提供前述的乘客服务单元来解决的，所述乘客服务单元进一步包括:
[0007]-成像装置，其被定向以从预定观察区域中获取图像序列；和
[0008]-图像分析装置，其耦合于所述成像装置以用于传递信号；并且适于从所述成像装置的单个图像中分析所述观察区域内的静态几何结构或从所述成像装置的图像序列中分析动态运动；
[0009]-其中，所述图像分析装置包括存储装置，所述存储装置中存储有至少一个预定静态几何结构或预定动态运动和分别与所述预定静态几何结构或预定动态运动相关联的控制信号；和
[0010]-其中，所述图像分析装置包括比较单元，用于将由所述成像装置获取的所述静态几何结构或所述动态运动与所述预定静态几何结构或预定动态运动进行比较；
[0011]-其中，所述图像分析装置耦合于所述控制单元以用于传递信号，并且如果由所述成像装置获取的所述静态几何结构或所述动态运动分别与所述预定静态几何结构或预定动态运动一致，则所述图像分析装置适于向所述服务装置发送与所述预定静态几何结构或预定动态运动相关联的所述控制信号。
[0012]根据本发明，设置成像装置和图像分析装置来获取和分析来自乘客所坐区域的图像或图像序列。该成像装置可以是数码相机。成像装置优选位于飞机客舱内的上部区域中，例如安装在天花板隔室中作为安装在该天花板隔室中的乘客服务单元的一部分。成像装置被定向为对着乘客座椅，优选具有足以获取乘客的面部和手的图像的视角。
[0013]成像装置可适于长期观察乘客，以获取乘客的图像序列形式的任何静态几何结构或动态运动。该图像序列被传输给图像分析装置，所述图像传输装置可以是通过软件被编程以用于分析图像的计算机或电子处理单元。图像分析装置能够识别静态几何结构或这种几何结构的动态运动。例如，图像分析装置能够识别乘客脸部的眼区域或嘴区域以及眼区域或嘴区域的任何运动和几何变化。此外，图像分析装置适于识别乘客的单手或双手、乘客的单臂或双臂以及手、手指或臂的运动。图像分析装置通过识别这种几何结构以及该几何结构的运动来辨别运动的具体方式。然后将这种运动或几何结构与存储在存储装置中的预定几何结构或预定动态运动进行比较。这种存储装置可以是电子存储器，如RAM、ROM或硬盘等等。存储装置中优选存储多个静态几何结构或动态运动，并且其分别与单个或多个特定控制信号相关联。倘若发现静态几何结构或动态运动与预定静态几何结构或动态运动相同或类似，就从存储装置识别、读出与该静态几何结构或动态运动相关联的控制信号，并发送给控制单元，以用于在乘客服务装置处执行动作。
[0014]成像装置可以是用于检测对象的三维几何结构的传感器装置。特别是，成像装置可以是飞行时间照相机。这种飞行时间照相机适于从图像区域中检测限定了姿势的对象的多个表面区段的光强度，此外还适于检测照相机的光脉冲往返于所述区域内部的所述对象的多个表面区段的运行时间，从而分别计算照相机与所述表面区段之间的距离。然后，飞行时间照相机适于由所述光强度和所述距离计算所述对象表面的三维几何结构。
[0015]由此，可以解读乘客所采取的特定动作，例如表示乘客的恐慌状态或者任何其他需求的运动或面部表情，并且可以响应于乘客的该特定动作而起动适当的动作并由乘客服务装置提供服务。由此，乘客服务装置可以立即运作而不需要乘客与用户界面进行具体的、受控的手动交互等等。因此，根据本发明的乘客服务单元提供了乘客与乘客服务装置之间的更安全可靠的交互，为乘客的任何需求提供安全的乘客服务装置响应。
[0016]特别优选的是，所述乘客服务装置包括用于在紧急情况下为乘客提供氧气的应急氧气装置。在诸如飞机上的失压状态的严重紧急情况下，乘客需要应急氧气装置。这种失压状态通常伴随着出现在客舱内的雾或烟，这会导致乘客产生恐慌反应或者至少不利地影响乘客的理智行为。在这样的情形下，立即借助于氧气面罩为乘客提供氧气是非常贴切的。根据本发明的乘客服务单元可以响应于成像装置获取并由图像分析装置辨别的乘客具体行为，安全地激活应急氧气装置从而为乘客提供氧气面罩并开始供氧。
[0017]进一步优选的是，所述预定静态几何结构或预定动态运动为姿势，所述姿势选自面部表情、手势或手势序列。已经证实，尤其是面部表情、手势或手势序列的姿势都可被成像装置获取并由图像分析装置分析，由此推出乘客的具体需求，以向控制单元输出控制信号。应当理解，也可以使用这三种姿势的任意组合来产生与这种控制信号有关的唯一姿势。
[0018]进一步优选的是，所述图像分析装置适于从所述成像装置获取的图像中识别姿势，其中，至少一个预定姿势以及与所述姿势相关联的控制信号被存储在存储装置中，如果由所述成像装置获取的所述姿势与所述预定姿势相同或类似，则所述图像分析装置适于向所述服务装置发送与所述预定姿势相关联的控制信号。通过识别这样的具体姿势，可以安全、快速地控制乘客服务装置。
[0019]根据进一步优选的实施例，所述图像分析装置适于识别和区分左手和右手，并处理左手、右手的姿势和/或包括左手和右手的手势或手势序列的组合的姿势。根据该实施例，左手姿势可以与右手姿势区分开，也可以识别包括左手和右手的静态几何结构或动态运动的组合的其他姿势并将其用于激活具体控制信号。应当理解，左手和右手的各个姿势以及各个这样的组合可以与唯一控制信号相关联。可替换地，左手的姿势和右手的类似姿势可以与一共同的控制信号相关联，以允许乘客选择使用左手或右手来实施这种控制信号。
[0020]根据进一步优选的实施例，根据本发明的乘客服务单元包括用于为第一名乘客提供服务的第一乘客服务装置和用于为第二名乘客提供服务的第二乘客服务装置；其中，所述图像分析装置适于从所述成像装置获取的图像中识别与所述第一名乘客相关联的第一面部和与所述第二名乘客相关联的第二面部；并且所述图像分析装置适于将一姿势与第一面部或第二面部相关联，如果该姿势与第一面部相关联，则向第一乘客服务装置发送与所述姿势相关联的所述控制信号，如果该姿势与第二面部相关联，则向第二乘客服务装置发送与所述姿势相关联的所述控制信号。在该特定实施例中设置了两个乘客服务装置，其被布置成使得各个乘客服务装置为与其相关联的乘客提供服务。因而，两个乘客从乘客服务单元中分别得到服务。
[0021]在这种情况下，成像装置和图像分析装置适于获取两名乘客的图像、识别并追踪乘客的面部，以使图像序列内的任何姿势都与两名乘客中的任一乘客相关联。由此，能够利用统一的成像装置和图像分析装置，从所获取的包含两名乘客的多个图像的序列或一个图像中，为两名乘客中的任一乘客提供服务。
[0022]根据进一步优选的实施例，乘客服务单元还包括第三乘客服务装置以及任选的另一乘客服务装置，其中，所述图像分析装置还适于识别与第三名乘客相关联的第三面部并且任选地还识别与另一乘客相关联的另一面部，并适于将一姿势与所述第三面部或所述另一面部相关联；如果该姿势与第三面部或所述另一面部分别相关联，则适于向第三乘客服务装置或另一乘客服务装置发送与所述姿势相关联的所述控制信号。根据该实施例，在乘客服务单元中至少包括三个乘客服务装置，并向至少三个乘客分别提供服务。在这种情况下，成像装置和图像分析装置适于识别三个乘客的面部，并关联所述面部的任何姿势或与该面部相关联的手的任何姿势，以有选择地向具体乘客服务装置提供控制信号，从而为对应于所述面部的乘客提供服务。
[0023]根据进一步优选的实施例，设置用于容纳所述乘客服务装置、所述控制单元和所述成像装置的外壳。这允许服务、图像获取以及乘客服务装置控制所需的那些部件整体布置在一个单元内，以便于安装在飞机上。
[0024]进一步优选的是，所述成像装置包括彼此间隔一段距离布置的两个分开的图像单元以及用于处理所述两个图像单元的所述图像以从所述图像产生三维信息的图像处理器，其中所述三维信息被提供给所述图像分析装置。该实施例允许对姿势的三维识别，因而能够更精确地识别姿势并将其与存储在存储装置中的预定姿势进行比较。优选的是，在乘客服务单元内包括两个成像装置。然而，在特定应用中，可以优选地在乘客服务单元中提供单个图像分析，并使其与在所述乘客服务单元附近的另一个乘客服务单元中布置的第二成像装置协作运作。
[0025]根据进一步优选的实施例，所述控制信号选自用于激活应急氧气装置的激活信号、用于打开和关闭阅读灯的开/关信号、用于向信号单元提供客舱乘务员呼叫的呼叫信号、用于增大通风装置的通风的增大信号或用于减小通风装置的通风的减小信号。根据该实施例，乘客的姿势用来提供用于常规飞行情况或飞机上紧急情况下的单个或多个相关服务的控制信号。应当理解，通过使不同的预定姿势与控制信号相关联从而使各个控制信号与特定姿势相关联，根据本发明的乘客服务单元尤其适于提供用于实施多个所述功能的两个、三个、四个或五个不同的控制信号。
[0026]根据进一步优选的实施例，乘客服务单元可以进一步改进为使得所述存储装置中存储多个不同的预定静态几何结构或预定动态运动以及相应的多个不同的控制信号，各个控制信号分别与一个预定静态几何结构或预定动态运动相关联。该实施例根据几何结构或动态运动(例如乘客的面部表情、单手或双手的姿势)而方便、安全地向乘客提供不同的服务。
[0027]本发明的另一个方面是一种用于控制飞机客舱内部的乘客服务单元中的乘客服务装置的方法，其包括以下步骤:
[0028]-利用成像装置，从预定观察区域中获取图像序列，并将所述图像序列传递给图像分析装置；
[0029]-利用所述图像分析装置，从所述图像序列中的单个图像分析所述观察区域内的静态几何结构或者从所述图像序列中分析动态运动；其中，所述图像分析装置包括存储装置，所述存储装置中存储有至少一个预定静态几何结构或预定动态运动以及分别与所述预定静态几何结构或预定动态运动相关联的控制信号；以及
[0030]-利用包括在所述图像分析装置中的比较单元，将由所述成像装置获取的所述静态几何结构或所述动态运动与所述预定静态几何结构或预定动态运动进行比较，
[0031]-如果由所述成像装置获取的所述静态几何结构或所述动态运动分别与所述预定静态几何结构或预定动态运动一致，则向所述服务装置发送与所述预定静态几何结构或预定动态运动相关联的所述控制信号。
[0032]该方法可以进一步改进为使得所述乘客服务装置包括用于在紧急情况下为乘客提供氧气的应急氧气装置，所述应急氧气装置由所述控制信号激活。
[0033]该方法可以进一步改进为使得所述预定静态几何结构或预定动态运动为姿势，所述姿势选自面部表情、手势或手势序列。
[0034]该方法还可以更进一步改进为使得所述乘客服务单元包括用于为第一名乘客提供服务的第一乘客服务装置和用于为第二名乘客提供服务的第二乘客服务装置，并且该方法还包括以下步骤:利用所述图像分析装置，从所述成像装置获取的图像中识别与所述第一名乘客相关联的第一面部和与所述第二名乘客相关联的第二面部，并由所述图像分析装置将一姿势与第一面部或第二面部相关联；如果该姿势与第一面部相关联，则向第一乘客服务装置发送与所述姿势相关联的控制信号，如果该姿势与第二面部相关联，则向第二乘客服务装置发送与所述姿势相关联的控制信号。
[0035]最后，该方法还可以进一步改进为使得所述控制信号激活应急氧气装置、打开和关闭阅读灯、向信号单元提供客舱乘务员呼叫、增大通风装置的通风或减小通风装置的通风。
[0036]关于在此公开的方法和该方法的优选实施例，可参照上文中对适于执行相应方法的乘客服务单元、其具体实施例以及与之一起描述的优点的描述。在附图中显示了优选实施例。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]下面参照附图描述本发明的优选实施例。
[0038]图1是根据本发明的优选实施例的示意性透视图，
[0039]图2是图1中细节的示意图。
【具体实施方式】
[0040]从图1可以看到，乘客服务单元(PSU)IO被移动头顶上的供给通道11内。该乘客服务单元可以包括从三个不同的有效区域21、22、23获取图像数据的图像获取装置20。
[0041]这三个有效区域21-23分别与三个乘客座椅31、32、33相关联，并覆盖乘客坐在这些座椅上时通常放置其手的区域。
[0042]图像获取装置20优选为飞行时间照相机，其能够检测所述有效区域21-23中的任
意三维表面和该三维表面的变化。
[0043]图像获取装置20与处理装置40相耦合以向处理装置40传输信号。处理装置40适于处理由图像获取装置20提供的图像数据，以辨别三维表面，并区分这些三维表面的位置处于哪一个有效区域21、22、23中。
[0044]此外，处理装置40适于识别图像获取装置20所获取的图像序列中的这些三维表面的变化，例如包含这些三维表面的对象的运动。该运动可以是图2所示的手100的手指的相对运动或者两只手彼此相对的相对运动、手的转动或者由手指或手作出的表示具体几何结构信号的任何其他姿势或运动。通常，应当理解，本发明不限于单手或双手的姿势、运动和信号，而是其他姿势也可以由图像获取装置20和处理装置40获取和辨别。尤其是，处理装置也可以获取和检测表示乘客感觉不舒服或处于无意识状态的头部或身体的运动。
[0045]处理装置40耦合于控制线41，控制线41处理往返于处理装置40的信号，处理装置40具有控制飞机的通用功能(如客舱乘务员呼叫)的中央处理单元。此外，处理装置40耦合于乘客服务单元10内包含的各个乘客服务部件，如阅读灯51-53，以根据处理单元所确定的具体姿势来激活乘客服务部件。应当理解，仅根据在与该乘客座椅31相关联的有效区域21中检测到的任何姿势来控制与乘客座椅31相关联的阅读灯51。
【权利要求】
1.一种安装在飞机客舱内部的乘客服务单元，其包括: -乘客服务装置； -控制单元，所述控制单元耦合于乘客服务装置，以用于传递控制信号； 其特征在于，控制单元包括: -成像装置，其被定向以从预定观察区域中获取图像序列；和 -图像分析装置，其耦合于所述成像装置以用于传递信号，并且适于从所述成像装置的单个图像中分析所述观察区域内的静态几何结构或从所述成像装置的图像序列中分析动态运动； -其中，所述图像分析装置包括存储装置，所述存储装置中存储有至少一个预定静态几何结构或预定动态运动以及分别与所述预定静态几何结构或预定动态运动相关联的控制信号；并且 -其中，所述图像分析装置包括比较单元，其用于将由所述成像装置获取的所述静态几何结构或所述动态运动与所述预定静态几何结构或预定动态运动进行比较； -其中，所述图像分析 装置耦合于所述控制单元以用于传递信号，并且如果由所述成像装置获取的所述静态几何结构或所述动态运动分别与所述预定静态几何结构或预定动态运动一致，则所述图像分析装置适于向所述乘客服务装置发送与所述预定静态几何结构或预定动态运动相关联的所述控制信号。
2.如权利要求1所述的乘客服务单元， 其中，所述乘客服务装置包括应急氧气装置，用于在紧急情况下为乘客提供氧气。
3.如权利要求1或2所述的乘客服务单元， 其中，所述预定静态几何结构或预定动态运动为姿势，所述姿势选自: -面部表情； -手势； -手势序列。
4.如权利要求3所述的乘客服务单元， 其特征在于，所述图像分析装置适于从所述成像装置所获取的图像中识别姿势；其中，至少一个预定姿势以及与所述姿势相关联的控制信号被存储在所述存储装置中；如果由所述成像装置获取的所述姿势与所述预定姿势相同或相似，则所述图像分析装置适于向所述乘客服务装置发送与所述预定姿势相关联的所述控制信号。
5.如权利要求3或4所述的乘客服务单元， 其特征在于，所述图像分析装置适于识别和区分左手和右手，并处理左手、右手的姿势和/或处理包括左手和右手的手势或手势序列的组合的姿势。
6.如前述权利要求3-5中任一项所述的乘客服务单元，其包括: -用于为第一名乘客提供服务的第一乘客服务装置；和 -用于为第二名乘客提供服务的第二乘客服务装置； -其中，所述图像分析装置适于从所述成像装置所获取的图像中识别与所述第一名乘客相关联的第一面部和与所述第二名乘客相关联的第二面部， -其中，所述图像分析装置适于将一姿势与第一面部或第二面部相关联，并适于 ?如果该姿势与第一面部相关联，则向第一乘客服务装置发送与所述姿势相关联的所述控制信号；和 ?如果该姿势与第二面部相关联，则向第二乘客服务装置发送与所述姿势相关联的所述控制信号。
7.如权利要求6所述的乘客服务单元， 还包括第三乘客服务装置以及任选其他的乘客服务装置；其中，所述图像分析装置适于进一步识别与第三名乘客相关联的第三面部以及任选地识别与另一名乘客相关联的另一面部，并且还适于将一姿势与所述第三面部或所述另一面部相关联，以及适于 ?如果该姿势分别与第三面部或所述另一面部相关联，则向第三乘客服务装置或另一乘客服务装置发送与所述姿势相关联的所述控制信号。
8.如前述权利要求中任一项所述的乘客服务单元， 其包括用于容纳所述乘客服务装置、所述控制单元和所述成像装置的外壳。
9.如前述权利要求中任一项所述的乘客服务单元， 其中，所述成像装置包括:两个分开的图像单元，彼此间隔一段距离布置；以及，图像处理器，用于处理两个图像单元的图像，以从所述图像产生三维信息；其中所述三维信息被提供给所述图像分析装置。
10.如前述权利要求中任一项所述的乘客服务单元， 其中，所述控制信号选自: -用于激活应急氧气装置的激活信号； -用于打开和关闭阅读灯的开/关信号； -用于向信号单元提供客舱乘务员呼叫的呼叫信号； -用于增大通风装置的通风的增大信号； -用于减小通风装置的通风的减小信号。
11.如前述权利要求中任一项所述的乘客服务单元， 其中，所述存储装置中存储有多个不同预定静态几何结构或预定动态运动以及相应的多个不同的控制信号，每个控制信号分别与一个预定静态几何结构或预定动态运动相关联。
12.一种用于控制飞机客舱内部的乘客服务单元中的乘客服务装置的方法，其特征在于， 包括以下步骤: -利用成像装置，从预定观察区域中获取图像序列； -将所述图像序列传递给图像分析装置； -利用所述图像分析装置，从所述图像序列中的单个图像分析所述观察区域内的静态几何结构或者从所述图像序列中分析动态运动； -其中，所述图像分析装置包括存储装置，所述存储装置中存储有至少一个预定静态几何结构或预定动态运动以及分别与所述预定静态几何结构或预定动态运动相关联的控制信号；以及， -利用包括在所述图像分 析装置中的比较单元，将由所述成像装置获取的所述静态几何结构或所述动态运动与所述预定静态几何结构或预定动态运动进行比较； -如果由所述成像装置获取的所述静态几何结构或所述动态运动分别与所述预定静态几何结构或预定动态运动一致，则向所述乘客服务装置发送与所述预定静态几何结构或预定动态运动相关联的所述控制信号。
13.如权利要求12所述的方法， 其中，所述乘客服务装置包括用于在紧急情况下为乘客提供氧气的应急氧气装置，所述应急氧气装置由所述控制信号激活。
14.如权利要求12或13所述的方法， 其中，所述预定静态几何结构或预定动态运动为姿势，所述姿势选自: -面部表情； -手势； -手势序列。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述乘客服务单元包括: -用于为第一名乘客提供服务的第一乘客服务装置；和 -用于为第二名乘客提供服务的第二乘客服务装置； 所述方法还包括以下步骤: -利用所述图像分析装置，从所述成像装置获取的图像中识别与所述第一名乘客相关联的第一面部和与所述第二名`乘客相关联的第二面部； -由所述图像分析装置将一姿势与所述第一面部或第二面部相关联；以及?如果该姿势与第一面部相关联，则向第一乘客服务装置发送与所述姿势相关联的所述控制信号；并且 ?如果该姿势与第二面部相关联，则向第二乘客服务装置发送与所述姿势相关联的所述控制信号。
16.如前述权利要求12-15中任一项所述的方法， 其中，所述控制信号 -激活应急氧气装置； -打开和关闭阅读灯； -向信号单元提供客舱乘务员呼叫； -增大通风装置的通风； -减小通风装置的通风。
【文档编号】B64D11/00GK103795903SQ201310269620
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】弗雷德里克·霍夫曼, 君特尔·波姆咖尔登, 沃尔夫冈·里特纳, 乎迪格·麦克斯, 马克·何姆 申请人:联合技术公司