连接飞机的集成成像系统的制作方法

商用飞机的乘客隔舱内的某些座椅可以被指定用于飞行乘务员和机组成员。一旦飞机到达安全的巡航高度或飞行段，机组成员可以在整个机舱内移动时直接监控任何乘客的保安和安全问题。例如，理查德·里德(richardreid)在乘坐美国63号航班时被机舱工作人员检测到隐藏在他鞋子里的爆炸物而遭到阻碍。然而，在滑行、起飞和着陆(ttl)程序期间，机舱工作人员必须在安全就坐并受约束(例如，系安全带)的位置处监控机舱和指定座椅的乘客的安全性。联邦航空指南规定，每个这样的指定座椅提供占用机组成员负责的机舱区域的直接观察。在实践中，这意味着每个机组成员必须(从就坐并系安全带的位置)与机舱区域(以及乘客的最小百分比)和主要过道直接视觉接触，以便工作人员了解与乘客安全相关的任何新出现的需求或问题。

虽然机舱工作人员应该接近紧急出口，但是由机组成员监督的疏散或其他紧急程序是必要的，直接观察可能是这些程序成功或失败的关键因素。例如，1985年英国航空公司在曼彻斯特(manchester)机场发生的事故中(由于飞机起飞时发动机故障导致飞机外部和内部发生灾难性火灾)，前方机组成员的ttl直视位置受到厨房舱壁的阻碍。这使得工作人员监控机舱状况和疏散飞机的能力受挫，导致无法通过有限的出口(其中一些被烟雾和/或火灾阻挡)迅速撤离的乘客吸入烟雾而造成大量人员伤亡。此外，现代和下一代商用机舱内部可以提供额外的座椅类别或设施，并且因此可以提供额外的隔板或舱壁，其中任何一个都可能通过阻碍工作人员的视线而妨碍直接观察要求。例如，经济机舱可以进一步划分为标准经济区和高端经济区。在某些情况下，可以进一步划分或封闭商务舱或头等舱座椅以加强隐私。所述隔板、舱壁和墙壁的高度可直接阻碍机舱工作人员在就坐并系安全带的位置处的视线，即使隔板仅是临时性的，例如，用于分开高级舱座椅和经济舱座椅的窗帘。虽然这些窗帘可以在ttl阶段打开，但是加强隐私区和隔舱可以包括不透明的地板到天花板隔板而不是窗帘，并且因此可能无法提高可视性。如果机舱工作人员座椅位于机舱前部(例如，以最大化沿大致向后方向的机舱和过道的直接观察)，并且这种高级或加强隐私座椅直接位于机舱工作人员座椅的后面(例如，在工作人员座椅和经济机舱座椅之间)，则尤其如此。

技术实现要素：

在一个方面，本文公开的发明构思的实施例涉及一种用于连接飞机的集成成像系统。该系统包括安装在飞机的机舱内部的相机。每个相机可以具有特定的视场(fov)，视场可以包括飞机内的一个或多个限定区。每个相机可以捕获包括相机的fov内的座椅、过道和乘客的图像流。该系统包括用于接收图像流并组装加强图像流的处理器，例如，通过在整个飞机内将来自相同区域内或来自不同区域的图像流拼接在一起或合成该图像流，或者通过将图像流与相关环境数据重叠来组装加强图像流的处理器。加强或合成图像流可以无线传输或者通过电缆或其他物理链路发送到固定安装或移动显示设备(例如，平板电脑、智能电话)以供机舱工作人员观察。

附图说明

当考虑下面的详细描述时，可以更好地理解本文公开的发明构思的实施方式。这样的描述参考所包括的附图，这些附图不一定按比例绘制，并且为了清楚起见，其中一些特征可以被放大并且一些特征可以被省略或者可以被示意性地表示。附图中相同的附图标记可以表示和指代相同或相似的元件、特征或功能。在附图中：

图1示出了根据本文公开的发明构思的系统的示例性实施例；以及

图2a示出了图1的系统；

图2b示出了图2a的系统；

图3a是图2b的系统的示意图；

图3b是图3a的系统的示意图；

图4示出了图3b的系统的移动设备；以及

图5示出了图3b的系统。

具体实施方式

在详细解释本文公开的发明构思的至少一个实施例之前，应该理解本发明构思不限于其应用于在以下描述中阐述的或在附图中示出的部件或步骤或方法的构造和布置的细节。在本发明构思的实施例的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明构思的更透彻的理解。然而，对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文公开的发明构思。在其他情况下，可能未详细描述公知的特征以避免使本公开不必要地复杂化。本文公开的发明构思能够具有其他实施例，或者能够以各种方式实践或实施。而且，应该理解本文采用的措辞和术语是为了描述的目的，不应该被认为是限制性的。

如本文所使用的，附图标记后面的字母旨在参考可以与先前描述的具有相同附图标记的元件或特征相似但不一定相同的特征或元件的实施例(例如，1、1a、1b)。这些简写符号仅为了方便，并且不应被解释为以任何方式限制本文公开的发明构思，除非明确地说明。

此外，除非明确地说明，否则“或”是指包含性的或不是排他性的。例如，以下任何一个条件满足条件a或b：a为真(或存在)且b为假(或不存在)，a为假(或不存在)且b为真(或存在)，a和b都为真(或存在)。

另外，使用“一”或“一个”来描述本发明构思的实施例的元件和部件。这样做仅仅是为了方便并且给出一般意义上的发明构思，并且“一”和“一个”旨在包括一个或至少一个，并且该单数也包括复数，除非其意义是显而易见的。

最后，如本文所使用的，对“一个实施例”或“一些实施例”的任何引用意味着结合该实施例描述的特定元件、特征、结构或特性包括在本文公开的发明构思的至少一个实施例中。在说明书中的各个地方出现的短语“在一些实施例中”不一定都指代相同的实施例，并且所公开的发明构思的实施例可以包括本文明确描述或固有存在的一个或多个特征，或两个或多个这样的特征的子组合的任何组合，以及在本公开中可能未必明确描述或固有存在的任何其他特征。

概括地说，本文公开的发明构思的实施例涉及一种用于加强连接飞机上的直接观察能力的集成成像系统。所公开的系统的目的是最大化机舱工作人员从就坐并系安全带的位置可见的乘客、座椅、过道以及其他相关因素的比例(而不是仅仅满足最小直接观察要求)，而不增加机组成员或移除创收(revenue-generating)座椅。此外，该系统可以通过提供对不在其特定视线内的视图和视角的访问来加强每个单独的机组成员的直接观察能力。此外，该系统可以考虑可能阻碍物理视线的附加隔板和舱壁，并且为飞机的两侧提供相同的直接观察能力。最后，系统可以通过基于地面的控制设施提供集中的远程直接观察辅助。

参见图1，根据本文公开的发明构思的集成成像系统100(iis)的示例性实施例可以包括一个或多个相机102、104、106，该相机安装在飞机114的内部机舱的各个区(例如，头等舱区108、商务舱区110、经济舱区112)内。例如，飞机114可以包括任何尺寸的商用飞机，其受到法规限制要求在滑行、起飞和着陆(ttl)程序期间，机舱工作人员116在从就坐、系安全带的位置(例如，在指定的机舱工作人员座椅中)的直接观察中保持最小比例的乘客118、飞机座椅120和/或过道122。

在ttl程序期间，当机舱工作人员116坐在其指定的机舱工作人员座椅中并系安全带时，相机102、104、106可以通过安装在靠近机舱工作人员座椅的固定方位(例如，前舱壁126)中的监视器124提供机舱工作人员116可见的内部机舱(例如，乘客118、飞机座椅120和过道122)的视图。固定安装监视器124可以安装在任何机舱工作人员座椅附近(机组成员可以在ttl程序期间驻留在机舱工作人员座椅)，或者安装在驾驶舱(未示出)内以显示给指挥人员。例如，相机102、104和106可以捕获分别对应于头等舱区108、商务舱区110和经济舱区112的图像流。机舱工作人员116的每个成员可以看到对应于特定区的图像流，或者可以将图像流集中处理成所有机舱工作人员可访问的加强视频流，而不管它们在飞机114内的位置。iis100可以通过由机舱工作人员116的成员保持的移动设备128(例如，平板电脑、智能电话或其他便携式计算或通信设备)来提供所捕获的图像流的显示。例如，机组成员可以通过他/她的移动设备128经由无线连接访问捕获的图像流或增强图像流，并且能够经由移动设备128操纵所显示的图像(例如，滚动来自多个相机102、104、106的流；选择要观看的特定图像流或相应区；摇摆(pan)或缩放特定的相机；放大显示的图像；通过显示的图像访问乘客细节或附加的环境数据)。机舱工作人员116或指挥人员可以通过固定安装监视器124或移动设备128，或者通过飞机114的任何其他适当的命令和控制接口来激活iis100以进行直接观察，或者启用iis的直接观察模式。

现在参考图2a，系统100a可以与图1的iis100类似地被实现和起作用，除了iis100a可以定向相机102、104、106以便最大化每个相机的相应视场102a、104a、106a(fov)的覆盖范围之外。例如，相机102、104、106中的一个或多个可以被定向在大致横向的方向上(例如，横向、正交，或以其他方式与飞机114的纵向(滚动)轴线成角度)，与每个机组成员从就坐并系安全带的位置(例如，在最低限度的头部运动的情况下大致纵向方向观察)直接可见的并且仅由该特定机组成员可见的相应视场130a-130c相比，大大增加了机舱工作人员116a-116c直接观察的每个区108、110、112(图1)的部分。此外，通过固定安装监视器124和/或连接的移动设备128(图1)，机组成员116a(在头等舱区108中就座并系安全带)除了访问由相机102捕获的头等舱区的图像流之外，还可以对由相机104、106捕获的区110、112的图像流进行直接观察访问。相机102、104、106可以由指挥人员或机舱工作人员116a-116c部分或完全控制(例如，通过摇摆相机以转移其视场，或缩放相机以更仔细地检查在图像流中捕获的乘客118)。每个相机102、104、106可以与在ttl飞行段期间被认证用于直接观察操作的默认配置和取向相关联。例如，当启动直接观察操作时(例如，当iis100a被激活或直接观察模式被启用时)，在整个ttl阶段(或直到停用直接观察模式)，相机102、104、106可以恢复到其认证的配置和取向(例如，方向、焦点、设置)。类似地，iis100a可以连接到飞机114的内部照明系统，例如主机舱照明系统或补充led照明系统。例如，当启动直接观察操作或激活iis100a时，可以优化机舱内部照明(例如，通过调节一个或多个机舱照明元件的亮度和/或取向)以强调图像清晰度。例如，可以优化(手动或自动)机舱照明，以在人眼观察时提供最大清晰度，以便促进机舱机组成员116a-116c的直接观察或防止对相机102、104、106的干扰(例如，通过防止与led机舱照明相关的频率干扰或“掩盖(whitingout)”视频捕获或显示设备)。可替代地，与特定区108、110、112或fov102a、104a、106a相关联的机舱照明或机舱照明元件可以优化亮度或取向，以在由相关联的相机102、104、106观察时提供最大清晰度。

iis100a可以包括安装在飞机的其他内部区域或外部表面内并捕获其他内部区域或外部表面的直接观察的相机。例如，iis100a可以捕获(并通过固定安装监视器124和/或移动设备128向机舱工作人员116a-116c显示)货物隔舱、厨房区域、工作人员休息区域，以及飞机的其他远程区域(例如，主机舱、货物隔舱、休息区域的远程区域，以及飞机内部的机舱工作人员不能直接看到的其他部分)的图像流。类似地，iis100a可以包括安装到飞机的外部表面的相机，以监视例如货舱门或控制表面。内部相机(诸如相机106)可以被定位和定向，以便通过飞机114的一个或多个窗口114a捕获包括飞机的发动机132的图像流。以这种方式，相机106可以帮助在起飞期间快速检测发动机132的故障(例如，与上述曼彻斯特机场事故相关联的发动机故障)。另外，如果由相机106生成的图像流指示fov106a内的大量乘客沿发动机132的方向向窗外看，则这可能表示发动机132存在潜在问题，即使相机106对该潜在问题不直接可见。相机102、104、106中的一个或多个可以包括红外(ir)-光谱(nir、swir、lwir)热成像仪，以用于捕获外部表面、货物隔舱，以及飞机114的其他区域的热特性(除可见光图像外)(例如，包括发动机132的异常热特性可以指示潜在的问题)。

现在参考图2b，iis100b可以与图2a的iis100a类似地被实现和起作用，除了iis100b可以是包括一个或多个可部署相机134的高隐私系统之外。例如，在ttl程序期间，当需要直接观察乘客118和座椅区域120时(例如，当iis100b被激活或直接观察模式被启用时)，可部署相机134可以以明显且显眼的方式部署到活动位置或配置134a(例如，来自乘客服务单元136(psu)或类似的头顶/内部固定装置或结构)，以用于直接观察飞机114的加强隐私部分中的乘客和座椅区域(图2a；例如，头等舱区108(图1))。当ttl程序完成时(例如，iis100b被停用或解除直接观察模式)，可部署相机134可以显著地缩回到非活动位置或配置(例如，进入psu136)以便向占用乘客118强化与头等舱区108相关联的加强的隐私。类似于相机102、104、106(图1)，可部署相机134可以相对于水平方向以大致向下的fov134b定向。这可以增加相机134的直接观察内的乘客118和座椅区域120的比例。相比之下，在头等舱区108的前部的机组成员116a最多可以具有从就坐位置由与加强隐私座椅120相关联的舱壁和隔板126、138阻挡的直接观察130a。

参见图3a，iis100c可以与图2b的iis100b类似地被实现和起作用，除了iis100c可以包括物理地或无线地连接到每个相机102、104、106、134的处理器140之外。处理器140可以从每个相机102、104、106、134接收原始图像流142以用于进一步处理；例如，处理器140可以通过组合由一个或多个相机102、104、106、134捕获的或者对应于飞机114(图1)的一个或多个区(图1；108、110、112)的一个或多个原始图像流142来生成加强图像流144。由处理器140生成的加强图像流144可以生成虚拟现实环境或增强现实环境，其中一个或多个原始图像流142可以组合成对应于整个飞机114(或其一个或多个区108、110、112)的合成呈现，并且可通过固定安装监视器124或移动设备128由机舱工作人员116(图1)导航，例如，机组成员可以滚动多个图像流或从图像流的选择中进行选择。包括虚拟现实环境或增强现实环境的加强图像流144可以与由iis100c存储的环境数据146(例如，乘客数据、座椅数据、行李数据、对应于飞机114的三维图像)集成。除了固定安装显示单元124和移动设备128之外，iis100c还可以包括将iis100c无线连接到基于地面的控制设施150的收发器148，以用于实时或接近实时地远程直接观察乘客机舱，以减少机舱工作人员116的工作量。iis100c可以包括记录设备，以用于记录和存储由每个相机102、104、106捕获的原始图像流，以及由iis从原始图像流生成的任何加强图像流或增强/虚拟现实环境。记录设备可以合并到飞机上的iis100c中，或者图像流可以被转发到基于地面的控制设施150以进行远程记录和存储。基于通过固定安装显示单元124或移动设备128输入的控制输入152，机舱工作人员116可以部分或完全控制iis100c的一个或多个相机102、104、106、134。

现在参考图3b，iis100d可以与图3a的iis100c类似地被实现和起作用，除了iis100d可以组合来自安装在飞机114的区z1108、z2110、z3112内的相机102、104、106a-106b的多个图像流142a-142d之外。机舱工作人员116(图1)可以经由移动设备128a-128b访问包含乘客机舱的多个直接观察的合成加强图像流144a-114b，或者访问包含来自单个区z3112的多个视图(由相机106a-106b捕获)的合成图像流144b，或者访问包含来自不同区z1108和z2110的多个视图(由相机102、104捕获)的合成图像流144a。

参见图4，移动设备128c可以与移动设备128(图1)和128a-128b(图3b)类似地被实现和起作用，除了移动设备128c(或固定安装显示单元124，图1)可以显示包含对应于飞机114(图3b)的增强现实环境的加强图像流144c之外。例如，加强图像流144c可以提供乘客118和乘客座椅120的直接观察，乘客118和乘客座椅120与对应于每个被占用(或未被占用)座椅的标签154重叠。机舱工作人员116(图1)的成员可以通过点击、敲击或以其他方式与标签154交互，以访问关于座椅120和/或其占用乘客118的额外环境数据146a(例如，乘客的姓名、相应的身份证照片、连接信息、托运行李、饮食或其他特殊需要、健康考虑因素)。加强图像流144c可以指示(156)飞机114内的附加相机的方位，使得机组成员可以在加强图像流之间切换，例如通过敲击或点击相机指示器156。此外，加强图像流144c可以链接到机载传感器，该机载传感器被配置为提供额外的乘员数据，例如座椅中的重量传感器以指示座椅或模块是否被占用、线束传感器以指示安全带或安全线束是否被紧固，或热成像仪，热成像仪被配置为确定加强隐私套件、远程区域或隔舱是否被占用(例如，不必提供占用乘客的视觉图像)。例如，基于累积的乘客数据，iis100d(图3b)可以决定对已经紧固其安全带的乘客占用给定的加强隐私隔舱、远程区域或隔舱的足够高的置信度。

参见图5，iis100e可以与图3b的iis100d类似地被实现和起作用，除了iis100e可以包括结合到乘客服务单元136(psu)或其支撑结构或轨道中的一个或多个相机158之外。例如，iis100e可以集成到“智能psu”系统中或与之通信，由此可控制相机158和iis100e的其他相机以捕获飞机114(图3b)上的行李架(overheadbins)160的图像流142(图3a)。例如，相机158可以捕获原始图像流142(图3a)，并且iis100e可以组装与相机158相对的行李架160(包括所述行李架的内容，取决于行李架是打开还是关闭)的合成或加强图像流144(图3a)。

应该理解的是，根据本文公开的发明构思的方法的实施例可以包括本文描述的一个或多个步骤。此外，这些步骤可以以任何期望的顺序进行，并且两个或多个步骤可以彼此同时进行。本文公开的两个或多个步骤可以组合成单个步骤，并且在一些实施例中，一个或多个步骤可以作为两个或更多个子步骤进行。此外，除了本文公开的一个或多个步骤之外或作为其替代，可以进行其他步骤或子步骤。

从以上描述中，显然本文公开的发明构思非常适于实现目标并获得本文提及的优点以及本文公开的发明构思中固有的优点。尽管出于本公开的目的描述了本文公开的发明构思的当前优选实施例，但是应该理解，可以进行许多改变，这些改变对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且这些改变可以在本文公开和要求保护的发明构思的广泛范围和覆盖范围内完成。