CN106932902A - 在交通工具模拟器中提供虚拟平视显示器的***和方法 - Google Patents

在交通工具模拟器中提供虚拟平视显示器的***和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在交通工具模拟器中提供虚拟平视显示器的***和方法，该***和方法包括交通工具模拟器。交通工具模拟器包括：视觉投影仪，该投影仪包括视觉***光学件；虚拟平视显示器(VHUD)投影仪，被安装在视觉投影仪的视觉***光学件内；以及投影屏幕，配置为投射由视觉投影仪和VHUD投影仪生成的图像。所述交通工具模拟器还包括安装在交通工具模拟器内的VHUD眼基准框架，该VHUD眼基准框架被配置为允许通过其观察被投射的图像。

Description

在交通工具模拟器中提供虚拟平视显示器的***和方法
技术领域
本公开内容总体上涉及虚拟平视显示器(virtual heads up display)(VHUD)，并且更具体地，涉及用于交通工具模拟器(尤其是飞行模拟器)的VHUD。
背景技术
为了操作飞机可进行培训练习。这些培训练习用来教导飞行员怎样操作飞机，包括针对有关操作飞机的不同的战略和策略来培训飞行员。例如，可在飞机中培训飞行员，以提高技能以及对不同的事件和情况的反应。
可在地面上使用培训设备(诸如使用飞行模拟器)进行大量的培训。典型的飞行模拟器是用于复制或模拟驾驶飞机的经历并且旨在模仿真实的飞行经历的***。飞行模拟器的范围可从室内的控制并显示到安装在致动器上的座舱完全等大的复制的范围变动，所述致动器响应于由飞行员采取的行动移动所述座舱。这些模拟器提供教授飞行员和/或其他机组人员操作各种飞机***并应对不同事件的能力。
一些包括飞行模拟器的交通工具模拟器配备有广角校准窗外视觉***。在这些传统的交通工具模拟器中，为了提供平视显示器(HUD)操作或能力，真实的HUD***被安装在所述模拟器中，以便调整广角校准视觉***。将真实的HUD集成进交通工具模拟器要求HUD投影仪安装硬件，该硬件被设计为专用于以偏摆、滚动和俯仰旋转将HUD视轴与视觉***对准，以便在飞行员的眼基准点容纳路径视觉***光学坐标。必须在HUD电子中调整额外的失真校正，以便迫使HUD图像与视觉图像一致。这个传统的布置增加了整个***的复杂性和成本，而且在两个视觉***之间产生了不同视差。
因此，在传统的模拟器视觉***中，诸如宽视场模拟器视觉***，当提供HUD时，要求复杂的安装组件和真实的HUD设备。另外，当真实的HUD被集成进模拟器中时，不能提供几何一致性和相关联的视差。
发明内容
在一个实施方式中，提供一种交通工具模拟器，该模拟器包括视觉投影仪，该投影仪包括视觉***光学件；虚拟平视显示器(VHUD)投影仪，安装在视觉投影仪的视觉***光学件内；以及投影屏幕，被配置为投射由视觉投影仪和VHUD投影仪生成的图像。所述交通工具模拟器还包括VHUD眼基准框架(VHUD eye reference frame)，其被安装在所述交通工具模拟器内，所述VHUD眼基准框架被配置为允许通过其观察被投射的图像。
在另一个实施方式中，提供了包括机舱的交通工具模拟器***该机舱被配置为在其内容纳人，所述机舱包括至少一个窗户和视觉光学器件***，视觉光学器件***被配置为投射视觉图像和由模拟器生成的虚拟平视显示器(VHUD)，该显示器可由所述人通过所述机舱的至少一个窗户进行观察。
在另一个实施方式中，提供了用于生成模拟器的模拟图像的方法。该方法包括在视觉投影仪的视觉***光学件中安装VHUD投影仪，在模拟器中安装一个或多个VHUD眼基准框架，以及使用VHUD投影仪和视觉投影仪生成图像。该方法还包括显示所述图像，以便通过所述一个或多个VHUD眼基准框架进行观察。
附图说明
图1是示出根据实施方式的交通工具模拟器***的视图。
图2是根据实施方式的图像生成***的方框图。
图3是根据实施方式的虚拟平视显示器眼基准***的示图。
图4是示出根据实施方式的投影***的示图。
图5是示出根据实施方式的类飞行***的示图。
图6是示出根据实施方式的模拟器的舱壳的一部分的示图。
图7是用于生成根据实施方式的模拟器的模拟图像的方法的方框图。
图8是飞机生产和维护的方法的框图。
图9是飞机的示意性的透视图。
具体实施方式
当结合附图阅读时，将更好地理解下面某些实施方式的具体描述。达到附图示出各种实施方式的功能方框的视图的程度，所述功能方框不一定表明硬件电路之间、软件元件之间或硬件与软件实施方式之间的分割。因此，例如，一个或多个功能方框可在单个硬件或多个硬件中实施。同样地，软件程序可以是单机软件，可在操作***中体现为子程序等。应该理解的是，各种实施方式不限制在附图中示出的布置和工具。
如在本文中使用的，术语“***(system)”、“子***(subsystem)”、“单元(unit)”或“模块(module)”可包括执行一个或多个功能的硬件和/或软件的任意组合。例如，***、单元或模块可包括计算机处理器、控制器或其他基于逻辑的设备，这些设备基于指令执行操作，这些指令储存在于有形的非瞬时计算机可读存储介质中，诸如计算机存储器。可替代地，***、子***、单元或模块可包括硬接线设备，基于所述设备的硬接线逻辑执行操作。在附图中示出的***、子***、模块或单元可代表基于软件或硬接线指令操作的硬件，指示硬件执行操作或其组合的软件。
如在本文中所使用的，以单数引用的并且以“一(a)”或“一个(an)”表示的元件或步骤应理解为不排除所述元件或步骤的复数情况，除了明确陈述了这样的排除。此外，提到的“一个实施方式(one embodiment)”不旨在理解为排除也包括引用的特征的另外实施方式的存在。此外，除非明确陈述与之相反，实施方式“包括(comprising)”或“具有(having)”具有具体性质的一个元件或多数个元件可包括另外的不具有所述性质的这样的元件。
各种实施方式提供了在交通工具模拟器中提供虚拟HUD的***和方法，所述交通工具模拟器诸如飞行模拟器。在一些实施方式中，虚拟HUD可被集成进交通工具模拟器中，所述模拟器配备有广角校准窗外视觉***，具有足够的保真度，以便忠实地复制真实HUD的属性和光学限制。例如，在各种实施方式中，组合器(最接近眼睛的HUD元件)组件提供视差和单眼边界提示给操作者。另外，由制图计算机驱动的小的高分辨率投影仪投射图像到视觉***，形成表面，从而提供校准图像给操作者。在一些实施方式中使用软件失真校正应用使图像与视觉***一致。
如在图1中所示，交通工具模拟器***100(也称为交通工具模拟器100)可被配置为飞机模拟器。交通工具模拟器100包括设置在投影仪中心线104上的视觉***光学件102，其将模拟器图像(例如，窗外情景图像)投射到投影屏幕106上。在各种实施方式中，所述投影屏幕为后投影屏幕。设置了舱壳(cabin shell)108，舱壳108可以为飞机真实的一部分或复制品。正如在图1中示出的，飞行员视点110涉及其中模拟器图像通过视觉***光学件102被投射其上的投影屏幕106。如在本文中详细讨论的，包括HUD图像和视觉图像的图像可被投射到球形后投影屏幕，并且之后投射到球形校准镜，使舱壳108中的人可看见该图像。
在所示的实施方式中，虚拟平视显示器(VHUD)投影仪112被安装在视觉***光学件102的内部。例如，在一些实施方式中，VHUD投影仪112是结合视觉***光学件102安装的LED高分辨率消费投影仪视觉***光学件。另外，如本文详细描述的，预失真校正子***114与VHUD投影仪112耦接，以便提供失真校正。
在一个实施方式中，交通工具模拟器100包括基于使用预失真校正子***114的预失真校正以及基于作为VHUD投影仪112的LED高分辨率消费投影的PC，该PC提供VHUD投影进横穿座舱的校准视觉***的集成件。通过实施一个或多个实施方式，现有的视觉***校准光学器件(在图1中示为视觉***光学件102)被用来将由VHUD投影仪112生成的VHUD图像与由视觉投影仪116生成的视觉图像融合，从而允许视差关联性(例如发散度、聚合度或垂直发散度的视差的关联性)。另外，例如，PC图像生成器(预失真校正子***114的)的预失真允许HUD图像与视觉***参考测试图***几何对准，这使VHUD图像与视觉图像对准一致。因此，在各种实施方式中，VHUD投影仪112被安装在视觉***光学件102内，并且使用对准方法与视觉***基准对准，以便提供在典型的飞机设备中可允许的偏差范围内的HUD图像几何准确性。这样，在各种实施方式中，模拟HUD性能被集成进交通工具模拟器100中，更具体而言，被集成进飞行模拟器校准视觉显示***中。
在各种实施方式中，正如在本文中详细描述的，VHUD眼基准系118设置于舱壳108内。VHUD眼基准系118提供近/远视差和双眼到单眼的提示转换(transition cues)，这将实际HUD组合器的模拟呈现给操作者(例如飞行员)。应该理解的是，虽然在飞行模拟器应用中描述了各种实施方式，但是可在其他期望或所需的交通工具模拟器中实施一个或多个实施方式。因此，在各种实施方式中，HUD模拟器替代交通工具模拟器的HUD，其可使用低成本的投影仪而不是真实的HUD***来提供。HUD模拟器复制模拟器中的HUD。
例如，可结合飞行模拟***使用交通工具模拟器100，所述飞行模拟***用于培训机组人员驾驶并操作飞机。飞行模拟***通常包括面对投影屏幕106的模拟飞行员，该模拟飞行员可在模拟***期间在视体(viewing volume)或视线内移动头部。因此，例如，飞行员能够观察到“窗外”场景，该场景模拟通常可由驾驶真实飞机的飞行员可能看到的室外环境。这个由计算机生成的场景可包括地势、地形、文化特征，诸如建筑、交通工具，以及在飞行员的模拟位置附近飞行的其他模拟飞机，作为由视觉投影仪116生成的视觉图像和由VHUD投影仪112生成的HUD视觉信息的一部分。
在舱壳108中，飞行员还可被配备有传统的或模拟的座舱，包括一排座舱组件，诸如风门、控制杆以及相关的控制和指示器，显示各种导航，模拟信息的多个下视座舱显示器。但是，正如应该理解的，在各种实施方式中，舱壳108不包括真实的HUD。反而，在传统的模拟器环境中由HUD显示的信息是由VHUD投影仪112生成的。正如在本文中详细讨论的，飞行员可被置于面对投影屏幕106的预定的视体中，可通过VHUD眼基准系观察该投影屏幕106。
现将结合图2描述飞行模拟器100的图像生成***200(另外参照图1)。应该注意的是，在各种示图中的相同的参考标号代表相同的组件。图像生成***200包括情景图像生成器202、VHUD图像生成器204、数据库206、示为模拟控制器208的显示***控制器以及视觉显示***210。应该注意的是，视觉显示***210包括视觉***光学件102(在图1中示出)，其具有校准仪212，用于校准情景图像和VHUD图像，以便在投影屏幕106上进行显示。
视觉显示***210被耦接至从数据库206接收数据的情景图像生成器202和VHUD图像生成器204。可基于操作者的飞机的模拟位置处理所述数据，并且可以从(如图1所示的)舱壳108的图像生成代表显示图像的一部分的视频图像并呈现给飞行员。正如应该理解的，情景图像生成器202和VHUD图像生成器204分别生成情景图像和VHUD图像，以便在投影屏幕106上进行显示。
在各种实施方式中，数据库206包括多维度结构数据库，其可被情景图像生成器202和VHUD图像生成器204使用，以生成将在投影屏幕106上显示的图像。在一个实施方式中，数据库206的内容可在模拟会话开始期间通过通信链接下载到存储器214中(其可形成图2中所示的一个或多个组件的一部分)。在另一个实施方式中，可提供数据库206的复制数据并保持在中央计算机***(未示出)中，该***可被情景图像生成器202和VHUD图像生成器204访问。在又一个实施方式中，数据库206中的数据(或其一部分)可在模拟会话期间通过中央计算机***进行更新。
图像生成***200包括提供飞行模拟的整体控制的模拟控制器208。例如，模拟控制器208分配情景图像和VHUD图像将在哪里显示，诸如通过提供将地址定义到数据库206的观察位置，所述数据库206储存图像生成器202和VHUD图像生成器204生成图像以及在投影屏幕106上显示图像所需的数据和信息。可经由宽带通信链接(诸如例如以太网类型通信总线)提供或者在一些实施方式中经由无线通信链接提供在图2中所示的各种组件之间的通信。
在一个实施方式中，校准仪212包括校准镜(collimating mirror)，诸如球形第一表面校准镜。当投影屏幕将图像投射到校准仪212上时，校准仪212可生成虚拟图像。投射屏幕106可被置于校准仪212的有效焦距的四倍距离上，这样来自这种布置的虚拟图像看起来来自实际上无限远的距离，从而精确地模拟窗外情景(out-the-window scene)。
情景图像生成器202和VHUD图像生成器204可放大视频图像，从而允许操作者按照头部运动的角度观察图像。在一些实施方式中，可使图像源大于所要求用于在光轴上进行观察的图像源，以便当通过或绕过校准仪212观察时，在看不见图像表面边缘的情况下允许一些侧向(右/左或上/下)移动。
在一些实施方式中，校准仪212与指向模拟飞行员的光轴平行安装在投影屏幕106的表面。因此，可在由飞行员通过校准仪212观察的有效显示区域的一部分之外显示一些所生成的并且所显示的图像，以便在飞行员12移动或旋转他的或她的头部时时连续调整图像。应该注意的是，校准仪212的焦距可根据模拟器的具体尺寸、投影屏幕106的尺寸而被优化，以便调整操作者预期的头部运动并且/或者在或靠近无限距离的地方提供明显的虚拟图像位置。
如在本文中详细描述的，可由飞行员经通过校准仪212观察到显示在投影屏幕106上的图像，其在一些实施方式中为球形第一表面校准镜。在一些实施方式中，以距离校准仪212一定的距离布置并放置投影屏幕106，这样如由飞行员通过校准仪212观察到的所显示的图像要求眼睛稍微集中于一点(或平行)，使飞行员察觉到远焦的或经校准的虚拟图像。因此，可在距离飞行员一定的距离观察到该图像，所述距离比飞行员与投影屏幕106之间的距离大。
在一些实施方式中，由校准仪212校准的显示的图像可由传统的物理镜(诸如球形第一表面校准镜)和分光校准仪产生。在反射镜和分光校准光学器件中，投影屏幕106置于球形校准镜的曲径的一半处。在这个实施方式中，通过使用半反射半透射镜(通常称为分光器)将显示器的位置光折叠到飞行员视线外。在一个实施方式中，投影屏幕106为球形，这随飞行员的位置从中央光轴移开得到减小的或最小量的图像失真。因此，舱壳108内的飞行员可从舱壳108外壳的内部在校准镜(可体现为校准仪212)上观察图像。
现参照图3，可在(如图1所示的)舱壳中提供VHUD眼基准框架***300的一个实施方式，并且包括一对VHUD眼基准框架302(每个或两个都体现为在图1中所示的VHUD眼基准框架118)。如本文所描述的，VHUD眼基准框架302提供近/远视差和双眼到单眼提示转换提示，以便飞行员观察显示在投影屏幕106(如图1所示)上的情景图像和VHUD图像。在所示实施方式中，VHUD眼基准框架302对应于左侧座位和右侧座位VHUD眼基准框架302，以供分别位于舱壳108的左侧座位和右侧座位的飞行员使用。例如，VHUD眼基准框架302能够可移动地安装(例如旋转地安装至延伸臂)在舱壳108内并且以大约与将坐在舱壳108的相应的左侧和右侧座位的飞行员的眼睛高度对准。例如，在一个实施方式中，VHUD眼基准框架302以相互距离42英寸并距离舱壳108的地面46英寸安装在舱壳108内。但是，应该理解的是，VHUD眼基准框架302可安装在不同的位置，诸如基于舱壳108的配置。
布置并形成VHUD眼基准框架302以安置在飞行员定义的视点的前方。例如，在一个实施方式中，VHUD眼基准框架302被配置为置于飞行员视点的前方八到九英寸。但是，VHUD眼基准框架302可以距离视点不同的距离(例如基于不同的显示要求)放置。另外，VHUD眼基准框架302可以可调节并且可移动地安置在飞行员前方一定的距离范围内。
VHUD眼基准框架302包括框架主体304，该框架主体具有穿过其中的开口306。框架主体304可由任何合适的材料形成，诸如塑料或金属/合金材料(例如配线框架)，其允许VHUD眼基准框架302的移动和装载。另外，框架主体304的尺寸和形状可变化，这样(定义空白空间)开口306的尺寸和形状可如期望或需要而变化。在所示的实施方式中，开口306一般是长方形，具有约十到十二英寸的长轴和约五英寸的短轴。
在所示的实施方式中的框架主体304被耦接至支撑臂308，支撑臂308被连接至控制单元310并从控制单元310延伸。正如应该理解的，控制单元310(例如经由可移动组件)直接或间接地安装至舱壳108，诸如连接至飞机框架。控制单元310提供控制以允许调节不同的显示设置，诸如显示在投影屏幕106上的图像的设置。在所示的实施方式中，亮度控制312提供(面向飞行员的)控制单元310前表面的把手，以便允许显示的图像的亮度控制。例如，亮度控制312可以是电位器或编码器，其将控制信号提供给图像生成***200(在图2中示出)，以便调节所显示的图像的亮度。亮度控制312可操作为在模拟控制器208(在图2中所述)中控制软件亮度倍增器。亮度控制312可直接或间接与VHUD投影112和视觉投影仪116通信(都在图1中示出)。
VHUD眼基准框架302还包括锁销314，以允许在装载位置的移动(例如从飞行员的视线之外向上或侧向移动)。当VHUD眼基准框架302处于装载位置时，装载开关316被激活。因此，在所示的实施方式中，当VHUD眼基准框架302处于装载(存储)位置时，装载开关316处于锁定位置，这样需要牢固的制动器以便将装载的VHUD眼基准框架302释放到展开位置。
正如应该理解的，VHUD眼基准框架302操作为组合器，并且框架主体304只是定义开口306的框架，其为模拟玻璃。然后，在开口306内没有物体。因此，VHUD眼基准框架302定义全息(holographical)光学元件，其是用于光学件(例如，在图1中所示的视觉光学***102)的最后的校准元件。正如应该理解的，VHUD眼基准框架302允许在舱壳108内不需要光学元件的***。
VHUD眼基准框架302结合图像生成***200进行操作，以允许用交通工具模拟器100观察实际的模拟图像。在图4中示出了允许显示情景图像和VHUD图像的投影***400的一个实施方式。如可见的，在这个实施方式中，VHUD投影仪112被安装在视觉投影仪116之上并邻近视觉投影仪116。例如，投影仪底座402可从转动壁404延伸，因此当VHUD投影仪112被安装在投影仪底座402时，VHUD投影仪112被置于视觉投影仪116的透镜406之上。应该注意的是，VHUD投影仪112相对于视觉投影仪116的配置可变化，例如，位于视觉投影仪116的透镜之下。在各种实施方式中，这样安装VHUD投影仪112使得VHUD投影仪112略微处于视觉投影仪116的平截头体(frustum)410之上。
应该注意的是投影仪底座402是可调节的。例如，在一些实施方式中，投影仪底座402提供如下的旋转：峰值-15度(正常)，具有+/-10度的调节范围，偏航(pitch)0度，具有+/-5度的调节范围，以及滚转(yaw)0度，具有+/-5度的调节范围。
在操作中，视觉投影仪116是生成情景图像以定义“窗外(out world)”视线的主要机舱视觉投影仪。例如，视觉投影仪116可以是是任何合适的模拟投影仪，诸如具有融合形成横穿座舱情景(cross-cockpit scene)的三个到五个通道的投影仪，在一些实施方式中其定义(向上/向下)垂直二十度的情景图像以及(向左/向右)垂直180度到220度的情景图像。
例如，VHUD投影仪112可以是LED类型的投影仪，可从LG电子获得的LGP PF-1500投影仪。但是，应该理解的是，可使用不同类型的投影仪，诸如不同尺寸和配置的LED投影仪。
在操作中，视觉投影仪116和VHUD投影仪112生成在后投影屏幕408(例如球形后投影屏幕)上显示的图像。在一个实施方式中，视觉投影仪116具有平截头体(frustum)410，其显示向竖直+/-20度延伸的图像，VHUD投影仪112的平截头体412具有较小的范围，例如+12度和-19度。例如，在各种实施方式中，(图1中示出的预失真校正子***114的)PC图像生成器允许HUD图像和视觉***基准测试图***几何对准，其使VHUD图像与视觉图像一致。例如，视觉投影仪116可显示可与VHUD投影仪112的测试图案对准的五度的交叉影线(cross-hatch)图案基准幻灯片。因此，各种测试图案可与相同的基准对准。
因此，可提供在图5中所示的飞行模拟器***500，用于显示视觉(情景/窗外)图像和HUD图像两者，而不需要使用真正的HUD设备。如在图5中所示，在所示的实施方式中，图像从后投影屏幕408投射到球形第一表面校准镜502，以便从飞行员视点504提供实际的模拟图像。例如，正如在图6中所示，在舱壳108内的是包括多个窗户(例如飞机座舱窗户602)的窗户结构600。VHUD眼基准框架302被置于飞行员视点504的前方，这样当从VHUD眼基准框架302的开口306看时，定义活跃HUD区域604。在所示的实施方式中，VHUD眼基准框架302通过安装结构安装在舱壳108上，所述安装结构示出为允许VHUD眼基准框架302相对于窗户结构602移动的铰链或枢转的结构606，以允许VHUD眼基准框架302相对于飞行员视点504的准确定位。
因此，各种实施方式提供了交通工具模拟器***，其中，HUD投影仪(其在各种实施方式中为VHUD投影仪112)被安装在视觉投影仪116的投影仪中线上的视觉***光学件102内。VHUD投影仪112在视觉***光学件102内的定位提供视觉图像和HUD图像的几何一致性，并且允许VHUD布置与视觉***配置对准。另外，可使用非线性对准***提供预失真校正，所述非线性对准***可体现为预失真校正子***114。因此，视觉与HUD图像是经校准且一致的，其中所述图像向视觉投影仪的中线下投射。应该注意的是，如本文描述的，可提供左/右校正。
VHUD眼基准框架302定义校准光学件的最后级(final stage)，这样不需要传统的组合器。VHUD眼基准框架302允许使观察视觉图像和HUD图像的飞行员(或其他个人)准确聚焦。例如，VHUD眼基准框架302可提供超过两米的聚焦提示和超过30英尺的发散提示(divergence cue)。
通过实践各种实施方式，校准窗外(窗外)视觉***用来在同一时间校准HUD图像和视觉图像。通过对图像进行预失真处理使图像一致。另外，例如，VHUD眼基准框架302提供有利的提示，以将飞行员的视线保持在移动框内，这样可生成实际且“实时”的飞行员和副飞行员的培训场景。
还可在图7中提供生成交通工具模拟器的模拟图像的方法700。方法700包括在702中，在视觉***光学件中安装VHUD投影仪。例如，正如本文描述的，VHUD投影仪可被安装在视觉投影仪的平截头体之上。方法700还包括在704中，在模拟器中安装一个或多个VHUD眼基准框架。例如，VHUD眼基准框架302可设置在飞机舱壳内，以便置于飞行员视点的前方。
方法700进一步包括对由VHUD投影仪生成的VHUD图像进行预失真处理。例如，对VHUD图像进行预失真处理，以便与视觉图像(例如窗外图像)一致。之后，在708中生成VHUD图像和视觉图像并且在710中进行显示，以便通过VHUD眼基准框架302进行观察。也就是，VHUD眼基准框架302提供视觉提示，以便将飞行员的视线保持在移动框内用以观察图像。
可结合不同的计算***实施各种实施方式。因此，尽管在本文中可描述具体的计算或操作环境，所述计算或操作环境旨在示出这样的操作或处理，这些操作或处理可在各种不同的计算或操作环境上实施、执行和/或应用。
描述在本文陈述的方法的操作的本公开内容和附图不应该理解为一定确定操作执行的次序。反而，虽然表明了一个示例性的顺序，要理解的是，在合适的时候，可修改操作次序。因此，某些操作可以不同的顺序执行或同时执行。另外，在本公开内容的一些方面，不是在本文描述的所有操作都需要执行。
本公开内容的实例可在图8示出的飞机制造和服务方法800和图9中示出的飞机900的环境下描述。在预生产前的过程中，示例性方法800可包括飞机900的规范和设计(802)以及材料采购(804)。在生产过程中，可能进行飞机900的组件和子组件制造(806)以及***集成(808)。此后，在飞机900可投入使用(812)前，可以进行认证和交付(810)。。在由客户使用期间，飞机900被安排进行日常维护和保养(814)(也可包括修理、更换、翻新等)。
示例性方法800的每个过程可由***集成商、第三方和/或操作者(例如客户)执行或进行。出于所述描述的目的，***集成者可包括但不限于，任何数目的飞机制造商和主要***分包商；第三方可包括，但不限于，任何数量的销售商、分包商以及供应商；并且操作者可包括航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如在图9中所示，通过示例性方法800生产的飞机900可包括具有多个高级***904和机舱906的机身902。高级***904的实例包括推进***908、电气***910、液压***912和环境***914中的一个或多个。可包括任何数目的其他***。虽然示出了航天航空实例，但是所述原理可应用于其他工业，诸如汽车产业。
可在制造和服务方法800的任何一个或多个阶段中使用本文示出或描述的装置和方法。例如，对应组件和部件制造806的组件或部件可以与在飞机900运行期间生产组件或部件相似的方式制造或生产。而且，可在生产阶段806和808的过程中使用所述装置、方法或其组合的一个或多个方面，例如，通过加快飞机900的组装或减少飞机900的成本。同样地，例如，但不限于在飞机900投入使用时，例如在维护和保养阶段(814)，利用装置或方法实现或其组合的一个或多个方面，。
在本文中公开所述装置和方法的不同的实例和方面，包括各种组件、特征和功能。应该理解的是，在本文中公开的装置和方法的各种实例和方面可包括在本文中以任何组合公开的装置和方法的任何其他实例和方面的任何组件、特征和功能，并且所有这种可能性都旨在包含在本公开内容的精神和范围内。
应该注意的是，各种实施方式可在硬件、软件或其组合中实施。各种实施方式和/或组件，例如模块，或组件和其中的控制器也可实施为一个或多个计算机或处理器或场编程门阵列(FPGA)的一部分。计算机或处理器或FPGA可包括计算设备、输入设备、显示单元和接口，例如用于访问互联网。计算机或处理器可包括微处理器。所述微处理器可连接至通信总线。计算机或处理器或FPGA还可包括存储器。所述存储器可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机或处理器或FPGA进一步可包括存储设备，其可以是硬盘驱动器或可移除存储设备，诸如光盘驱动器等。所述存储设备也可是其他相似的用于将计算机程序或其他指令加载到计算机或处理器的工具。
正如在本文中使用的，术语“***(system)”、“子***(subsystem)”、“电路(circuit)”、“组件(component)”或“模块(module)”可包括硬件和/或软件***，操作为执行一个或多个功能。例如，模块、电路、组件或***可包括计算机处理器、控制器或其他基于逻辑的设备，这些设备基于指令执行操作，所述指令储存在有形或非瞬时计算机可读存储介质中，诸如计算机存储器。可替代地，模块、电路、组件或***可包括硬接线的设备，基于所述设备的硬接线逻辑执行操作。在附图中示出的模块或电路或组件可代表基于软件或硬件指令操作的硬件，指示硬件执行操作或其组合的软件。
本文中的实施方式的方框图示出了以“电路(circuit)”或“模块(module)”标记的各种方框。要理解的是，电路或模块可以关联的指令(例如储存在有形或非瞬时计算机可读存储介质中的，诸如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM等)实施为硬件，所述指令执行在本文中描述的操作。硬件可包括状态机电路硬接线，以执行在本文中描述的功能。可选择地，硬件可包括电子电路，该电路包括和/或连接至一个或多个基于逻辑的设备，诸如微处理器、处理器、控制器等。可选择地，所述模块可代表处理的电路，诸如一个或多个FPGA、特定用途集成电路(ASIC)或微处理器。所述电路模块在各种实施方式可被配置为执行一个或多个算法，以执行在本文中描述的功能。一个或多个算法可包括在本文公开的实施方式的方面，不管有没有在流程图或方法中明确识别。
如在本文中使用的，术语“软件(software)”和“固件(firmware)”可互相替换，并包括任何储存在存储器中以便由计算机执行的计算机程序，包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。上面的存储器类型仅仅是示例性的，因此不作为对用于储存计算机程序的存储器类型的限制。
正如在本文中使用的，以单数引用并且以“一个(a)”或者“一个(an)”表示的元件或步骤应理解为不排除所述元件或步骤的复数情况，除了明确陈述了这样的排除。此外，提到的“一个实施方式(one embodiment)”不旨在理解为排除也包括引用的特征的另外实施方式的存在。此外，除了明确陈述与之相反，实施方式“包括(comprising)”或“具有(having)”具有具体性质的一个元件或多数个元件可包括另外的不具有所述性质的这样的元件。
要理解的是，上文的描述旨在示例而不是限制。例如，上文描述的实施方式(和/或其方面)可互相结合使用。此外，可在不脱离其范围的情况下做出许多修改，以便使具体的情况或材料适应于各种实施方式的教义。虽然在本文中描述的材料的尺寸和类型旨在定义各种实施方式的参数，所述实施方式绝不是限制性的而是示例性的实施方式。在看完上述描述之后，许多其他的实施方式对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此，各种实施方式的范围应该参照所附权利要求以及这样的权利要求所赋予的等同形式的范围确定。在所附权利要求中，术语“包含(including)”和“在其中(in which)”分别用作“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗英语等同形式。此外，在下面的权利要求书中，术语“第一(first)”、“第二(second)”和“第三(third)”等仅用作分类，不旨在对它们的对象施加数值要求。进一步地，所附的权利要求不以方法加功能的格式书写，并且不旨在基于35U.S.C第112章(f)段解释，除非和直到这样的权利要求限制在陈述进一步结构的功能无效之后明确使用措辞“用于…的方式(means for)”。
此书面说明使用实例公开了各种实施方式，包括最优模式，也使得本领域的技术人员能够实践各种实施方式，包括制造并使用任何设备或***并执行任何所包含的方法。各种实施方式的专利的范围由权利要求书界定，并且可包括本领域的技术人员想到的其他实例。这种其他实例旨在包含在所述权利要求书的范围内，如果所述实例具有不与所述权利要求书的字面语言不同的结构元件，或者如果所述实例包括的等同结构元件与所述权利要求书的字面语言没有很大不同。

Claims (17)

1.一种交通工具模拟器***，包括：
视觉投影仪，包括视觉***光学件；
虚拟平视显示器投影仪，被安装在所述视觉投影仪的所述视觉***光学件内；
投影屏幕，被配置为投射由所述视觉投影仪以及所述虚拟平视显示器投影仪所生成的图像；以及
虚拟平视显示器眼基准框架，被安装在交通工具模拟器内，所述虚拟平视显示器眼基准框架被配置为允许通过所述虚拟平视显示器眼基准框架观察所投射的图像。
2.根据权利要求1所述的交通工具模拟器***，其中，所述虚拟平视显示器投影仪被安装在所述视觉投影仪的平截头体之上并且进一步包括用于安装所述虚拟平视显示器投影仪的虚拟平视显示器投影仪底座，所述虚拟平视显示器投影仪底座被配置为允许安装的所述虚拟平视显示器投影仪能够被移动调节。
3.根据权利要求1所述的交通工具模拟器***，其中，所述虚拟平视显示器眼基准框架包括具有开口的框架主体，所述开口穿过所述框架主体被用于观察所投射的图像，所述开口使所述框架主体内的空白空间。
4.根据权利要求1所述的交通工具模拟器***，其中，所述虚拟平视显示器眼基准框架包括配线框架，在所述配线框架中具有用于观察所投射的图像的空白空间。
5.根据权利要求1所述的交通工具模拟器***，进一步包括舱壳，并且其中，所述虚拟平视显示器眼基准框架能够移动安装至所述舱壳。
6.根据权利要求1所述的交通工具模拟器***，进一步包括预失真校正子***，所述预失真校正子***被配置为使由所述虚拟平视显示器投影仪生成的图像预失真。
7.根据权利要求1所述的交通工具模拟器***，其中，对准所述虚拟平视显示器投影仪以生成平视显示器图像，所述平视显示器图像至少部分投射在所述视觉投影仪的平截头体内。
8.根据权利要求1所述的交通工具模拟器***，其中，所述视觉投影仪被配置为生成横穿座舱的窗外图像，并且所述虚拟平视显示器投影仪被配置为生成平视显示器图像。
9.一种交通工具模拟器***，包括：
机舱，被配置为容纳在所述机舱内的人，所述机舱包括至少一个窗户；以及
视觉光学***，被配置为投射由模拟器生成的、能够由所述人通过所述机舱的所述至少一个窗户观察的虚拟平视显示器和视觉图像。
10.根据权利要求9所述的交通工具模拟器***，进一步包括安装在所述机舱内的虚拟平视显示器眼基准框架，所述虚拟平视显示器眼基准框架被配置为允许通过在所述虚拟平视显示器眼基准框架中的空白空间观察所投射的图像和虚拟平视显示器。
11.根据权利要求10所述的交通工具模拟器***，其中，所述虚拟平视显示器眼基准框架能够被移动安装至所述机舱，使得所述虚拟平视显示器眼基准框架能够在装载位置与展开位置之间移动。
12.根据权利要求9所述的交通工具模拟器***，进一步包括被配置为生成所述视觉图像的视觉投影仪并且具有所述视觉光学***，所述视觉图像为窗外图像；以及虚拟平视显示器投影仪，被安装在所述视觉投影仪的所述视觉***光学件内并且被配置为生成虚拟平视显示器图像。
13.根据权利要求12所述的交通工具模拟器***，进一步包括：用于投射所述窗外图像以及所述虚拟平视显示器图像的球形后投影屏幕以及显示所投射的图像以从所述机舱进行观察的球形第一表面校准镜。
14.一种用于生成模拟器的模拟图像的方法，所述方法包括：
在视觉投影仪的视觉***光学件中安装虚拟平视显示器投影仪；
在模拟器中安装一个或多个虚拟平视显示器眼基准框架；
使用所述虚拟平视显示器投影仪和所述视觉投影仪生成图像；
并且
显示所述图像，以通过所述一个或多个虚拟平视显示器眼基准框架进行观察。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括将所述虚拟平视显示器投影仪安装在所述视觉投影仪的平截头体的上方。
16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括使由所述虚拟平视显示器投影仪生成的图像预失真。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述模拟器包括飞机舱壳，并且其中，安装所述一个或多个虚拟平视显示器眼基准框架包括在所述飞机舱壳中移动地安装所述一个或多个虚拟平视显示器眼基准框架。
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