CN108780611A - 为重型设备的操作提供模拟和训练的装置、引擎、系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了重型设备座舱训练装置、设备、系统和方法。公开的特征包括：至少一个基本清晰、基本无缝的面板，用于至少部分呈现座舱的物理部分的近似；至少一个投影仪，能够将座舱的模拟背投到至少一个基本无缝的面板；与至少一个无缝面板分离的至少一个触觉方面，被交互地提供与模拟相关联；以及至少一个处理器，与非暂态计算代码通信地相关联，用于至少部分提供模拟和与至少一个触觉方面的交互。

Description

为重型设备的操作提供模拟和训练的装置、引擎、系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求以下申请的优先权：2016年12月19日申请的题为“APPARATUS,ENGINE,SYSTEM AND METHOD OF PROVIDING SIMULATION OF AND TRAINING FOR THE OPERATIONOF HEAVY EQUIPMENT”的美国正式专利申请No.15/383,967；2016年1月12日申请的题为“APPARATUS AND SYSTEMS FOR FLIGHT SIMULATION AND METHODS THEREOF”的美国临时专利申请No.62/277,823；以及2015年12月31日申请的题为“APPARATUS AND SYSTEMS FORFLIGHT SIMULATION AND METHODS THEREOF”的美国临时专利申请No.62/273,909，这些申请的每一者都通过引用合并于此，如同在此完整的陈述一样。

背景技术

技术领域

本发明涉及模拟和训练，更具体地，涉及为诸如飞机的重型设备的操作提供模拟和训练的装置、引擎、系统和方法。

背景说明

目前使用的重型设备(例如飞行设备)的图形模拟的行业标准、系统和装置通常使用端对端安装的多个LCD监视器来显示设备座舱的整个宽度。这种传统方式导致座舱仪表板和设备的分段不连续显示。诚然，事实上，当通过网格状的多个LCD仪表板提供时，座舱显示不会有大的黑色接缝。此外，对于网格状LCD显示器，即使这些显示器是触摸屏，也不能够提供与实际座舱体验非常接近的人机工程学或触觉体验。例如，实际座舱可能提供基于使用离散平板显示器不能提供的各方面的弯曲。

此外，LCD监视器使用寿命短，且当一个故障时，可能无法用匹配的元件来更换它。此外，目前还没有已知的训练方法和系统可以在家用环境中模拟重型设备，或提供给个人电子设备来使用。

简言之，典型的模拟系统在远程、离散、专用的位置。同样，诸如训练手册的训练材料通常是远程持有且由此用户不易于获取例如来进行训练或阅读。这限制了重型设备操作员(例如飞行员)能够参与进修训练的能力，由此这可能导致对这些重型设备的安全操作比原本可能的更低。

因此，需要对诸如飞机的重型设备的操作提供模拟和训练的改进的装置、系统和方法。

发明内容

本公开提供至少对诸如飞机的重型设备的操作提供模拟和训练的改进的装置、系统和方法。这种系统可以考虑不用昂贵且沉重的设备且省去通常与大规模模拟器相关联的必要的维护。本发明还可以用作测试工具，其可以使得用户可以在远离整个系统位置(例如使用手持设备)完成某些服从和许可要求。本发明可以易于部署到第三方位置、可以在现有技术基础结构内工作、可以部署为瘦客户端和/或用户透明客户端、且还可以为在通信上不兼容的系统和设备之间提供跨平台通信。

更具体地，本发明实施方式可以提供允许用户的训练去操作模拟重型设备(例如飞机)的投射式模拟。该投射式模拟可以由一个或多个投影仪在至少一个处理器的控制下被投射到至少一个大的、干净的面上。

投射式模拟可以提供教学方面，例如电子用户手册、工程流程等，这些可以被叠加到重型设备的模拟座舱的投影上。这些教学方面还可以包括模拟控制仓的触觉特征，例如座舱、设备，例如按键、开关、灯等等。

触觉方面可以包括无线触觉方面。这些无线方面可以例如通过运动感测来虚拟提供。这些无线触觉方面还可以被供电，例如在这样的实施方式中，必备电源可以通过光能传输来提供，例如使用从已接收到包括模拟投射显示的投射流明的能量电池收集的能量。

因此，示意性实施方式提供对诸如飞机的重型设备的操作提供模拟和训练的改进的装置、系统和方法。

附图说明

包含附图以提供对公开的实施方式的进一步理解，在附图中：

图1是根据本申请描述的系统和方法使用的示意性计算系统的框图；

图2示出了现有技术中说明性的方面；

图3示出了本发明的示意性实施方式；

图4A-C示出了本发明的示意性实施方式；

图5A-B示出了本发明的示意性实施方式；

图6示出了本发明的示意性实施方式；

图7示出了本发明的示意性实施方式；

图8示出了本发明的示意性实施方式；

图9示出了本发明的示意性实施方式；

图10示出了本发明的示意性实施方式；

图11是根据本申请描述的系统和方法示意性系统功率使用的一系列图表；

图12示出了本发明的示意性实施方式；

图13A-B示出了本发明的示意性实施方式；

图14A-B示出了本发明的示意性实施方式；

图15A-B示出了本发明的示意性实施方式；

图16示出了本发明的示意性实施方式；以及

图17A-B示出了本发明的示意性实施方式。

具体实施方式

可以简化本申请提供的图和描述来说明与对本申请描述的设备、系统和方法的清晰理解有关的方面，并为了清楚，省略了可以在典型的类似设备、系统和方法中找到的其他方面。本领域技术人员因此可以了解其他要素和/或操作对实施本申请描述的设备、系统和方法来说可以是期望和/或必要的。但是由于这些要素和操作是本领域中已知的，且由于它们不会对本公开带来更好的理解，因此对于这些要素和操作的论述在本申请中可以不提供。但是，本公开视为固有包括对本领域技术人员已知的描述的方面的所有这些要素、变形和修改。

全文提供示意性实施方式由此本公开足够全面且完全向本领域技术人员表达公开实施方式的范围。提出一些特定细节，例如特定组件、设备和方法的示例，以提供本公开的实施方式的这种全面理解。但是，本领域技术人员显而易见的是，该特定公开的细节不是必须被使用的，且示意性实施方式可以以不同形式来实施。由此，示意性实施方式不应被理解为限制本公开的范围。在一些示意性实施方式中，没有详细描述公知过程、公知设备结构以及公知技术。

本申请中使用的术语仅用于描述特定示意性实施方式且不旨在是限定性的。本申请使用的单数形式“一”和“该”可以旨在也包括复数形式，除非文中明确另有指明。术语“包括”、“包含”和“具有”是开放式的且因此指明存在描述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或这些的群组。本申请描述的步骤、过程和操作不被理解为必须要求按照描述或示出的特定顺序来执行，除非明确指明优选执行顺序。还理解的是可以使用额外或可替换的步骤。

当元件或层涉及“之上”、“接合到”、“连接到”、“耦合到”或类似术语到另一元件或层，其可以直接位于另一元件或层之上、接合到、连接到或耦合到另一元件或层，或可以存在中间元件或层。相反，当元件涉及“直接位于之上”、“直接接合到”、“直接连接”、“直接耦合到”或类似术语到另一元件或层，则不存在中间元件或层。描述元件之间的关系所用的其他词语应当做类似理解(例如，“之间”与“直接..之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。本申请使用的术语“和/或”包括相关联列出的项的一个或多个中的任意或所有组合。

虽然术语第一、第二、第三等在本申请中可以用来描述不同的元件、组件、区域、层和/或分段，但这些元件、组件、区域、层和/或分段不应当受到这些术语的限制。这些术语可以仅用于区分一个元件、组件、区域、层和/或分段与另一个元件、组件、区域、层和/或分段。诸如“第一”、“第二”的术语以及其他数值术语当在本申请中使用时不是指系列或顺序，除非上下文明确指明。因此，下文描述的第一元件、组件、区、层或分段在不偏离示意性实施方式的教示的情况下可以称作第二元件、组件、区域、层或分段。

此外，公开了电子和计算机实施的平台及其使用方法提供自动且有效过程和方法，以用于提供诸如飞机的重型设备的模拟、训练和测试。描述的计算机实施方面旨在在示出的实施中是示意性的且不旨在是限制性的。由此，可以理解本申请描述的系统和方法可以适用于向多种类型的用户提供多种类型的模拟和教育数据，以及适用于提供对多种类型的模拟和教育数据的访问及传递，且可以扩展到提供对描述的示意性服务的增强和/或添加。现在将详细参照本发明的各种示意性和说明性的实施方式。

图1示出了可以根据本申请描述的系统和方法使用的示意性计算系统100。计算系统100能够执行软件，例如操作系统(OS)和各种计算应用190，且同样可以适用于使用所述应用190操作硬件，例如经由输入/输出(I/O)连接的一个或多个投影仪。

示意性计算系统100的操作主要是通过计算机可读指令来控制的，例如存储在计算机可读存储介质上的指令，计算机可读存储介质例如是硬盘驱动器(HDD)115、诸如CD或DVD的光盘(未示出)、诸如USB“指状存储器”的固态硬盘(未示出)，等等。这些指令可以在中央处理单元(CPU)110内被执行以使得计算系统100执行操作。在许多已知计算机服务器、工作站、个人计算机、移动设备等中，CPU 110以称为处理器的集成电路的方式来实施。

与本申请公开的实施方式相关的各种示例性逻辑、逻辑块、模块和引擎可以用通用CPU、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、分离门或晶体管逻辑、分离硬件组件的任意或其任意组合来实施或执行，分别用作CPU 110来执行本申请描述的功能。通用处理器可以是微处理器，但是在可替换方式中，处理器可以是任意常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实施为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器、或任意其他这样的配置。

可以理解，虽然示意性计算系统100被示出包括单个CPU 110，但这种描述仅是说明性的，因此计算系统100可以包括多个CPU 110。此外，计算系统100可以例如通过通信网络170或一些其他数据通信方式使用远程CPU(未示出)的资源。

在操作中，CPU 110从计算机可读存储介质(例如HDD 115)取得指令、解码指令和执行指令。这些指令可以被包含在软件中，例如操作系统(OS)、可执行程序等。诸如计算机指令和其他计算机可读数据的信息经由系统的主数据传输路径在计算系统100的组件之间被传输。主数据传输路径可以使用系统总线架构105，但是可以使用其他的计算机架构(未示出)，例如使用串行器和解串行器和纵横开关通过串行通信路径在设备之间通信数据的架构。系统总线105可以包括用于发送数据的数据线、用于发送地址的地址线以及用于发送中断和用于操作系统总线的控制线。一些总线提供通过扩展卡、控制器和CPU 110管理对总线访问的总线调解。连接到总线并调解对总线访问的设备称为总线主控器。总线主动器支持还允许通过添加包含处理器和支持芯片的总线主控器适配器创建总线的多处理器配置。

耦合到系统总线105的存储设备可以包括随机存取存储器(RAM)125和只读存储器(ROM)130。这些存储器包括允许信息被存储和获取的电路。ROM 130一般包含不可以被修改的存储数据。存储在RAM 125中的数据可以被CPU 110或其他通信的硬件设备读取或更改。存储控制器120可以控制对RAM 125和/或ROM 130的访问。存储控制器120可以提供地址转译功能，其在指令被执行时将虚拟地址转译成物理地址。存储控制器120还可以提供存储器保护功能，其隔离系统内的进程以及将系统进程与用户进程隔离。因此，在用户模式中运行的程序通常仅可以访问通过其自己的进程虚拟地址空间映射的存储；其不能访问另一进程的虚拟地址空间内的存储，除非设置了这些进程之间的存储共享。

与本申请公开的方面相关的描述的步骤和/或动作可以在硬件、处理器执行的软件模块或这两者的组合中直接实施，与存储控制器120通信以得到必要执行指令。也就是说，描述的用于执行功能和提供本申请描述的指示的软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM或本领域中已知的任意其他形式的存储介质中。这些示意性存储介质的任意一者或多者可以耦合到处理器110，由此处理器可以从该存储介质读取信息并向该存储介质写入信息。在可替换方式中，存储介质可以集成到处理器。此外，在一些方面中，处理器和存储介质可以位于ASIC中。此外，在一些方面，步骤和/或动作可以位于可以通过I/O端口(一个或多个)185(例如“闪存”驱动器)集成的外部机器可读介质和/或计算机可读介质上的指令的一者或任意组合或集合。

此外，计算系统100可以包含外围控制器135，用于使用外围总线从CPU 110向外围设备和其他硬件(例如打印机140、键盘145和鼠标150)通信指令。外围总线的示例是外部组件互连(PCI)总线。

一个或多个硬件输入/输出(I/O)设备185可以与硬件控制器190通信。该硬件通信和控制可以以各种方式实施并可以包括一个或多个计算机总线和/或桥和/或路由器。受控I/O设备可以包括任意类型的基于端口的硬件(并还可以包括软件、固件等)，并可以包括网络适配器和/或大存储设备，计算机系统可以从其发送和接收数据以用于本申请公开的目的。计算机系统可以经由I/O设备185和/或经由通信网络170与因特网通信。

显示控制器155控制的显示器160可以用于显示计算系统100生成的视觉输出。显示控制器155还可以控制本申请中描述的一个或多个投影或类似的模拟显示器或以其他方式与之通信。这种视觉输出可以包括例如文本、图形、动画图形和/或视频。显示器160可以用基于CRT的视频显示器、基于LCD的显示器、基于气体等离子的显示器、触摸板等来实现。显示控制器155包括生成被发送用于显示的视频信号所需的电子组件。

此外，计算系统100可以包含网络适配器165，其可以用于将计算系统100耦合到外部通信网络170，该外部通信网络170可以包括或提供对因特网的访问，并因此可以提供或包括对本申请描述的域数据访问和跟踪。通信网络170可以通过以电子方式通信和传输软件和信息的方式来提供对计算系统100的用户访问，并可以直接耦合到计算系统100，或例如经由PSTN或蜂窝网络180间接耦合到计算系统100。例如，用户可以使用例如电子邮件、直接数据连接、虚拟私人网络(VPN)、网络电话(Skype)或其他在线视频会议服务等的通信方式与计算系统100通信。此外，通信网络170可以提供分布处理，其涉及一些计算机和在执行任务中工作量分担或协作努力。可以理解示出的网络连接是示意性的且可以使用其他方式在计算系统100与远程用户之间建立通信链路。

可以理解示意性计算系统100仅是说明计算环境，本申请描述的系统和方法可以在该计算环境中操作，由此计算系统100不限制本申请描述的系统和方法在具有不同组件和配置的计算环境中的实施。也就是说，本申请描述的发明构思可以在使用不同组件和配置的不同计算环境中实施。

如在本申请描述的示意性实施方式中所示，可以提供用于训练和模拟设备的一个或多个投射图形仪表板。该公开的示意性实施方式与目前行业标准和用于图形化重型设备(例如飞行设备)的模拟的典型设备形成对比。已知的方式使用端对端安装的多个LCD监视器来显示控制舱(例如飞机驾驶舱)的整个宽度。这种传统的方式可能导致舱控制器和仪表板的分段不连续显示。此外，LCD监视器使用寿命短且当一个故障时，不太可能用匹配元件来更换。

公开的示意性实施方式可以提供用于重型设备训练(例如大型交通工具训练，例如飞行训练)的图形仪表板，其可以被背投或以其他方式投射到一个或多个基本无缝和/或基本连续的玻璃、亚克力树脂等的面板上。此外，该显示器可以是投射式触摸屏。通过非限制性示例的方式，图像可以由一个或多个投影仪生成，例如与不同光学设备(例如光束折叠镜、反射或折射元件、镜头、激光器、光纤等)一起来生成。此外，光、红外(IR)和/或近IR监视设备可以与投射设备相关联。

根据本公开的训练设备和系统的尺寸和形状可以在尺寸和/或形状上是可缩放的，例如通过在使用中对一个或多个面板的尺寸和/或形状进行修改，通过增加或移除投影仪等。作为参考，在不同的另外和可替换实施方式中，面板或面板的方面可以对触摸敏感以允许用户与图形板交互，例如通过使用电容性或其他触摸敏感表面、光束、IR或近IR感测、按键等，且其中可以经由有线或无线的方式来提供参考的触摸敏感。因此，本发明可以提供无缝、无中断工作空间，并可以允许并提供例如自定进度的指导和熟悉。

因此，公开的实施方式可以提供无缝控制舱(例如驾驶座舱)体验，包括提供包括与触摸屏相关联的硬件方面的能力。简言之，已知的触摸屏没有提供在不影响允许将屏幕作为触摸屏操作的电容属性的情况下在其中掏孔的能力。相比之下，公开的实施方式的一种可替换实施方式允许掏孔并通过在该孔放入各种硬件以无缝包含触摸屏方面(部分由于示意性IR或近IR“触摸”屏的非电容属性)。此外，触摸屏体验可以允许简化在特定飞机中提供仪器。例如，在典型的已知模拟实施方式中，必须得到与飞机相同的设备，且该设备的连线和致动必须被改变以允许该设备与模拟交互；或者，在其他已知实施方式中，适用于与模拟交互的设备被专门设计包括在模拟中，但是这种设备必须被设计具有与在实际飞机上找到的相同的面向外部的硬件。相反，公开的实施方式可以允许与实际座舱中的在视觉上相同的设备的触摸屏上的表现，这允许设备易于与模拟的软件交互，至少部分是由于设备是作为模拟的相同软件的部分而被提供的。

更具体且以示例的方式，可以使用近IR场感测投射面板上用户已经触摸的位置来提供公开实施方式的触摸屏方面。此外，相对于投射面板(一个或多个)的用户运动可以被跟踪，例如旋钮转动、操纵杆致动等。这可以出现，因为无缝屏幕上的模拟在模拟软件内的记录具有针对屏幕上的模拟的每一个方面的特定x,y坐标。由此，当用户“触摸”投射面板或“致动”投射控制元件时，模拟的方面在面板上的点的x,y坐标可以被估计，且模拟软件因此可以对该触摸或运动相应地做出反应。这可以例如使用本申请中描述的投射方法将模拟投射到面板上，并使用(例如从屏幕的后部)指向屏幕的一个或多个近红外相机而发生。本领域技术人员可以注意到之前的描述可以针对在模拟中提供的任意面板而发生，包括“高于”座舱窗体验的头顶座舱方面和/或中央控制台方面。

由此，公开的实施方式可以提供交互式系统环境，例如用于教学和训练，其还可以包括网络架构。公开的无缝、连续投射的图形显示器允许许多形式的训练材料完全与模拟控制舱(例如座舱)本地或远程整合。示例包括电子飞行手册、交互训练材料、动态流程图和教学视频。材料可以被叠加在图形座舱的上面且在需要时可以随时随地被移动(例如通过触觉“拖拽”)，且可以在需要或期望时本地且方便地获得，而不是像现有技术中用户要远程且不容易得到，例如在复印件训练手册的情况中。

由此，训练可以在迄今未知的环境中发生。例如，学员和教员可以分开，甚至设置在不同的地理位置，且不过教导是基于公开实施方式的通信能力而发生的。由此，教员可以提供课程，例如其中向用户显示如何做，且之后可以要求用户尝试在教员的帮助下去做，且最终用户可以在教员观察的情况下“单独飞”。在这种情形中，教员还可以具有控制能力，其中教员可以远程修改在进行中的任何模拟的环境，且这些修改的环境可以实时呈现给用户。

在这样的实施方式中，模拟系统或其模块可以提供如以上参考图1描述的网络连接。该网络连接可以允许双向数据流传输，例如包括音频和视频，由此可以提供和评估训练。也就是说，在使用环境内的学员的使用数据和操作可以被流传输且被例如远程教员查看。当然，给予这样的能力，组合训练计划是可行的，例如由此用户进行一定数量的远程训练以及一定数量的现场训练，例如以得到必要的认证。

因此，根据实施方式，模拟可以用作真正模拟，或可以用作使用触摸屏的计算显示器，在其上可以另外提供训练方面。也就是说，屏幕可以用作训练帆布(canvas)，例如可以接收用于维护、测试、敞篷重型设备、教学类型等的训练信息。

本发明还可以提供使用姿势识别技术，例如用于召集并解散到和来自飞行员交互训练帆布的训练材料。在这样的实施方式中，用户可以使用简单且常用手势来操作在训练帆布(例如公开的无缝显示板)上显示的材料。

因此，如本申请描述的，在实施方式中还可以相机的使用，(例如包括使用视觉和/或IR或近IR感测)可以被用来评估用户运动和姿势，其包括不触摸触摸屏的姿势。因此，以非限制性示例的方式，体验具有上触摸面板(一个或多个)和主触摸屏控制台的用户可以停止模拟以避免其手将顶部触摸控制台“拉”下到主控制台，以使得用户可以接收与顶部控制台有关的训练，而没有必须持续将手举起来以够到上控制台并往上看以接收所述训练的不便。

此外，上述的特征或其组合可以用于提供游戏和娱乐实施方式，例如包括姿势识别。例如，使用公开的触摸面板模拟可以容易地提供各种电影中的“座舱”，例如星球大战千年隼号、电影中的飞机的座舱等。部分由于公开的模拟包括混合的图像，例如多个投影仪的图像，以及座舱窗和各种飞机控制台类型，在可替换实施方式中还有姿势识别，所有这些在模拟软件中一起搭配，因此通过使用公开的实施方式容易得到改变用户座舱体验的能力，例如用于游戏或娱乐。

此外，在游戏、娱乐或真正模拟实施方式中，公开的实施方式提供的通信能力和模拟变化可以允许公开的实施方式与例如用作例如座舱窗的家庭电视机使用。也就是说，在公开的实施方式中包括无线通信方法可以允许模拟座舱控制台投射与例如用户可得到的任意显示屏之间经由无线或有线方式进行无线或有线通信。此外，在给定模拟中包括的分开硬件的使用进一步减少公开实施方式的能源足迹。通过非限制性示例的方式，包括模拟座舱窗的公开实施方式中的低能源足迹元件的使用可以允许整个公开系统的操作用到的电流低于8安培。

图2示出了特定示意性实施方式。图2中示出了典型的飞行训练系统，其中多个显示板(每个在其之间具有接缝)被提供且其中每个显示板提供一个或多个方面来模拟飞机座舱。参考图2注意到典型的商用座舱在每个显示板之间没有大的黑色接缝，且不必提供图2的训练设备提供的触觉体验。例如，飞机座舱可能提供其方面的弯曲，这基于使用图2示出的分离平板显示器是无法实现的。

图3以以下形式示出了该发明的示意性实施方式：将图形“面板”投射到一个或多个无缝玻璃或亚克力树脂面板的图形座舱模拟/训练设备和系统。虽然图3和本申请中的多幅图可以提出座舱形式的示意性实施方式，但是本领域技术人员根据本申请的描述可以理解，任意封闭舱或部分封闭舱，例如任意重型设备控制中心，可以被提供作为模拟或训练练习。

图3的图示中通过非限制性示例的方式示出了两个投射面板，而不是现有技术中的单独显示屏。在该图示中，由投影仪302投射到面板304和306的设备在模拟/训练进行时基本上是像在实际飞机中座舱显示的。也就是说，面板可以被提供、成形以及间隔由此示意性实施方式提供的触觉和空间体验基本上是飞机的实际座舱可以提供的，实际座舱然后是模拟/训练的主题。如图所示，座舱的方面之间的接缝优选地未提供，在实际座舱中也不会提供有接缝。

虽然在图3的示意性实施方式中示出了两个面板，但是本领域技术人员根据本公开可以理解，可以例如基于每个面板在构图中清晰或基本清晰的事实，可以无缝提供多个面板，以及类似地单个面板可能被提供，其被定尺寸、成形以及间隔以基本精确再现期望的座舱朝向。通过非限制性示例的方式，示意性面板的大致尺寸可以是48英寸宽，18英寸高。

面板可以是清晰、基本清晰或部分清晰，以允许如示意性实施方式所示的背投。由此，面板可以由玻璃或亚力克树脂来形成。更具体地，面板可以由浇筑亚克力板构成，例如以非限制性示例的方式，Arkema制造的PLEXIGLAS品牌的面板。

图4A是根据图3示出的基础示例提供的座舱示意性实施方式的更扩展的图示。在图4A中，示出了投射的座舱的侧视图。在图4A的图示中，投影仪302将一个或多个图像投射到一个或多个光束折叠镜402，其实可以是用于形成和/或修改一个或多个投影仪302提供的投射的示意性光学元件402。之后，投射的座舱被背投到至少面板304，例如以再现飞机的座舱或其他重型机械的仪表板。

图4B是图4A的示意性实施方式的进一步图示。在图4B的图示中，支架408还支撑提供主仪表板304的面板。在一些实施方式中，支架(一个或多个)408可以在光学上与模拟器到面板304的投射无关。但是，在另外实施方式中，支架408可以是有源光学元件，例如光学元件402。也就是说，支架408可以例如重定向光束、聚焦投射的方面、和/或提供触觉接收器。在图4B的图示中，且在本申请描述的另外的示意性实施方式，投影仪302可以是例如LED高清投影仪，并可以是被提供实现公开实施方式的多个投影仪中的一者。当然，任意投影仪可以在公开实施方式中使用。更具体地，示意性实施方式可操作的LED投影仪可以是Vivitek Qumi，但是该公开绝不局限于这种或类似的设备。

此外，如图4B的示例中示出的光学元件402仅是说明性的，且本领域技术人员根据本公开可以理解其他或另外的类似或不类似的光学元件可以被预期和/或需要来实施公开的实施方式。通过非限制性示例的方式，在该公开中使用的光学元件可以包括具有尺寸为10英寸宽乘35英寸宽的第一表面反射镜。

图4C提供公开系统的示意性实施方式的另外的图示。在图4C的图示中，提供多个投影仪302。此外，这些多个投影仪可以被提供调节412，以允许修改从投影仪302的投射的方向和/或焦点，这在下面进一步描述。此外，光学元件402可以与调节420物理相关联，这可以允许将光学元件402沿着2个或更多的转动轴进行调节，以允许改进到面板304的投射或焦点。这种光学元件可以例如是Peerless AV PRGS-UNV Projector Mount。此外如图4C所示，通过非限制性示例的方式，支架408可以允许向面板304或面板306提供电能，以例如允许致动一个或多个电容性触摸元件或类似的触觉元件，或给无线收发器供电。

图4C的多个投影仪的调节412还可以以软件、固件或其组合结合硬件的方式来提供。例如，从光学角度来说，在公开的示意性实施方式使用多个投影仪的程度，提供的投射由此非常不可能完全或甚至基本“排成排(lineup)”，即使使用很好的机械调节。因此，在实施方式中提供的投射可以受制于图像监视，例如在向控制板(一个或多个)提供模拟的控制软件内，以及允许来自多个投影仪的不同投射像素到像素的排成排的反馈。像素到像素排成排可以基于处理需要而改变，例如其中简单化的排成排使得多个投射沿着其外部分交叠和/或混合以允许无缝用户体验，但是如果更多处理能力可接受或可用，像素对像素排成排可以是精确地更优化对齐每个投影仪的投射的边缘。所有这样的调节，包括这些算法软件调节，都落入本申请能预见的调节412的限定内。

图5A是公开的示意性实施方式的另外的图示。在该图示中，投射系统被包围在舱502中。舱502可以允许一个或多个投射路径/图像轨迹从中出现，并可以保护包围的设备不受例如损坏、灰尘、未授权修改、由于上述的任意导致的光学性能降低等。舱502可以由塑料或类似的物质形成，例如通过注塑成型来形成尺寸和形状。例如，示意性的舱502可以具体地由KYDEX热塑性塑料构成。

图5B示出了用于飞机的主仪表和中央控制台面板从舱502内无缝图形投射到多个面板304和306。在图5B的图示中，投射舱502可以具有至少两个出口点，其每一个可以分离地允许模拟的仪表投射到面板304或306中的一个。可替换地，投射舱502可以具有一个出口路径，以及与面板304和306相关联的光学器件或与面板304或306的角度有关的光学器件，可以允许从投射舱502出来的单个图像将仪表投射到面板304和306，例如使用上述的调节412。

图6是用于投射到面板304的光学系统的特定图示。例如，在现有技术中的2和7个LCD监视器之间可以被至少由图6的图示中的投影仪302、光学元件402和面板(一个或多个)304形成的光学系统替换。由此，图6的光学系统可以提供无缝、不中断的工作空间以改进训练或模拟选项。

在图6中还图示了辅助硬件元件可以与本申请公开的模拟/训练设备和系统相关联。更具体地，图6包括座舱驾驶杆/方向杆602与面板304物理上相关联的图示。具体地在该图示中，杆602可以在训练时以再现实际飞机中的驾驶杆的方式运动，且可以在人机工程学上安置以相似地接近投射到面板304的座舱元件并与投射到面板304的座舱元件具有基本相似的空间关系。

此外且特别是与图6的示意性实施方式有关，因此可以结合与本申请描述的模拟提供辅助或实际硬件元件(即，图6中示意性杆602)的各种形式。例如，具有与之相关联的不同的硬件的一个或多个中央控制台可以可互换地更换到中央控制台。也就是说，“飞机类型”可以基于被设置的硬件和投射的触摸屏与中央控制台的物理关联而变化。简言之，中央控制台的任意触摸屏方面的投射以及可选地主控制台的投射物理特点可以由模拟改变以在中央控制台的硬件开关被断开时模拟不同类型的飞机。这种对飞机模拟类型的修改(例如在更换中央控制台时)可以按照用户指示手动或如上所述自动地发生。简言之，公开的软件引擎可以基于检测到的硬件改变任意模拟。

由此，硬件特征，例如杆、按键或硬件开关可以与例如中央控制台相关联。同样地，其他硬件特征可以与无缝主控制台(例如刚好在座舱窗下面)相关联。在这样的实施方式中，硬件可以被切入或切出，例如通过控制台中的孔，和/或可以被互连到主控制台的顶部或底部，例如通过使用简单的夹子或袢扣(tab)，其可以可移除地附着到主面板/控制台或中央控制台。此外，这样的硬件可以使用本申请描述的通信方法中的任意一种或多种来通信，例如在其内物理地包括一个或多个无线通信方法，例如WiFi、蓝牙、RF、IR、近IR或蜂窝通信。

这样，在硬件中包含的通信可以在总系统的连接上“捎带”，例如其中辅助硬件使用红外或近红外通信且相应地与IR或近IR相机通信，相机还评估用户对实施方式中包括的一个或多个触摸屏的触摸。也就是说，公开的实施方式可以包括通过相同IR或近IR信道发送数据，由此评估对触摸屏的触摸。

此外，这样的“夹式”或可移除硬件可以通过任意已知方法来供电，例如一个或多个电池，例如可充电电池。由此，提供给辅助硬件的电源可以是其自身的机载硬件，可以源自简单的墙上插槽，和/或可以通过本申请描述的能量收集方法来提供。在优选实施方式中，夹式硬件消耗的电能可以是极低的，例如由于使用超低功率芯片集来从硬件传达使用数据。

更具体地，在夹式硬件无线“盒”中可以包括IrDA芯片，以将数据流传输到正跟踪用户运动的近IR相机。在这些实施方式中，IR数据被流传输到数据接收器，例如IR相机，方式与从TV遥控器向TV传输IR数据的方式相似，这是本领域技术人员所知的。

各种其他类型的硬件可以与总模拟系统相关联，并向其传送或从其接收“捎带数据”。通过非限制性示例的方式，在公开实施方式中还提供了各种新型的见识和/或反馈系统。例如，可以提供触觉反馈，例如其中压电元件与例如主控制台面板或中央控制台面板相关联和/或在其中实施，且例如其中使用这样的触觉反馈提供正面或负面的增强。类似地，可以使用公开的可交换的物理仪表/辅助硬件、视觉投射和/或触摸仪表板等例如通过触觉或听觉反馈来提供反馈。这种反馈信息可以从系统的通信装置(例如通过非限制性示例的方式经由使用IR、近IR或蓝牙的无线传输)被传送，并因此可以响应于代表接收的用户动作信息的数据。

参考图8的特定实施方式，示出了特定的训练练习。本领域技术人员根据本申请的描述可以理解，图7中提供的示例本质上仅是示意性的，且不局限于使用公开实施方式的可用训练方法的性质。在图示800中，给用户提供用于引擎启动的正常程序的训练。在该图示中，引擎启动程序被叠加在本申请描述的交互面板上。也就是说，在每一个训练步骤的教学详细说明下可见的是与正发生的训练相关的飞机座舱的投射方面。

如图所示，用户不仅可以被训练关于训练将发生所针对的特定操作步骤使用的座舱器件和指示器，而且还给用户提供在用户致动座舱的特定器件时会发生什么的指示(例如从工程观点来看)，例如以增强用户对其所受训练的设备的整体理解。也就是说，如图7所示，可以给用户提供触摸界面，其被显示给用户，就如同在座舱中一样，其中，当用户根据所教的过程致动显示的座舱内的特定设备时，还可以给用户提供当致动座舱设备时飞机的方面会发生什么的工程图示。简言之，之前的所有可以形成控制模拟和通信的软件的部分。

在图7的特定示例中，显示在启动进程期间喷气式飞机引擎的操作，且如图所示，用户可以通过触摸图示的特定方面与图示交互。通过非限制性示例的方式，用户可以例如通过触摸显示训练手册中的菜单选项或显示的步骤手动调出工程图示，或者在用户逐步通过训练和/或致动显示的座舱设备时可以自动被提供工程图示。

此外，在公开的实施方式中可以组合训练/学习和模拟环境。例如，在公开实施方式中，主动模拟中的用户可以停止模拟以查找用于训练的信息，部分是因为提供的投射可实现可以通过软件提供的任何视觉指示。不用说，这在目前的技术中是未知的。简言之，该瞬时模拟不是简单地提供“傻瓜”模拟，而是提供具有更大可变等级的模拟，例如其中使用公开的系统和方法，模拟可以来回切换训练或远程测试。

与图7的方式类似，图8还示出了关于在公开的新型仪表面板(一个或多个)上的显示的座舱发生的训练练习的特定示意性实施方式。如图示900所示，与主题飞机航行有关的训练的方面被提供给用户，且响应于该训练的用户知识的方面被测试，例如按照训练的每个步骤、按照训练的特定步骤，按照训练单元、按照训练的分类区域、按照关于设备特定类型的训练，等等。如图所示，图8中，用户被提供了关于最近发生的航行训练的特定方面的问题。关于图示900还注意，通过在本申请公开的信息板/面板(一个或多个)上显示的座舱航行训练最近已经发生，这从图8的示例中明显能看出。

本发明可以提供用于飞行训练设备和系统的无线触觉面板以与如本申请描述的公开的投射相关联。在现有技术中，包含物理旋钮、按键等的触觉飞机面板通常被加入到图形飞行训练设备和系统。这种之前已知的触觉面板典型地可以被设置在LCD监视器的顶部或旁边，例如且一般需要接线来供电并传送电子数据。将这样的面板添加到公开的无缝投射训练帆布可能需要经过或围绕玻璃或亚克力树脂的难看的走线。因此，在示意性实施方式中，无线触觉板可以与公开的投射训练帆布的实施方式一起使用，例如使用本申请描述改进的IR或基于近IR相机的监视技术来用于数据传输。

当然，在可替换实施方式中可以提供本申请描述的IR或近IR能力以外的各种监视和数据接收技术。例如，视觉识别(例如光学颜色或特征识别)可以用于监视用户行为。例如，延伸经过触摸板中的孔的机械开关或旋钮可以在其背部具有彩色或带字幕的转轮(作为IR或近IR通信单元的附件或替换)，且相应地与实施方式相关联的一个或多个相机除了监视触摸面板(例如IR或近IR监视)，还可以由于物理元件转动而监视转轮。本领域技术人员可以理解这种监视可以由单一类型的一个或多个相机来执行，例如双近IR和视觉谱相机，或可以通过不同类型的相机集合来执行。

此外，为了优化能量效率和/或最小化能耗，无线触觉板实施方式可以使用太阳能电池阵列来虹吸来自投射的能量，和/或可以使用例如本申请描述的IR、蓝牙和/或WiFi技术传送和/或接收电子数据。更具体地，且如下面参考图9-11所述的，本发明可以使用光能传输和光数据传输来实现各种控制面板/板和/或面板/板的方面的无线和/或能量有效率的操作，和/或另外地实现板载能量存储组件的充电。对应地，面板上的处理组件和互连组件可以是超低功率组件以最小化功耗。能量和数据传输可以作为直线光发生或通过各种介质(通过非限制性示例，例如玻璃、堆叠(plex)或聚碳酸酯(lexan))而发生。

更具体地，图9示出了无线触觉面板的示意性实施方式，例如可以与飞行训练设备的重型设备一起使用。在图9的示意性实施方式中，再次提供光学面板304和306，且在由投影仪302向光学元件402投射时光从重定向光学元件402接收。但是，在该附加的示意性实施方式中，从一个或多个投影仪302接收的光能撞击接收能量电池1010，其从投影仪光束接收能量并将接收的能量转换成电能。此外在该图示中，必须要电能才能工作的元件1012可以接收从在太阳能电池1010接收的能量中产生的电能。这样的元件1012可以包括例如触觉元件，例如物理旋钮、按键、灯等，其可以被安装到或经过面板304和306的玻璃或亚克力树脂。类似地，面板304和306的不同集成触摸元件(包括例如电容式感测)可以例如通过面板从电源路径接收能量电池1010产生的电能。在图9的无线实施方式中，面板的触觉元件接收的数据也可以使用从电池1010提供的能量来将数据无线发回到外壳502内集成的计算机或另一局域网位置。该局域发送可以经由蓝牙、WiFi、红外等无线发生。

图10是示意性无线触觉面板的放大截面。在图10的图示中，提供多个触觉元件1012，例如上述的辅助硬件。这些元件例如经由有线、迹线或其他连接器2010被连接到多个信号发生电子设备，例如上述的无线收发器。除了上述的实施方式，电能可以经由在2018的嵌入式太阳能供电电子设备被提供给这些嵌入式电子设备和触觉元件。这种太阳能可以例如从可以包括多个太阳能电池1010的太阳能电池层被提供。该太阳能电池层可以接收投影仪302投射的光能，例如通过提供的一个或多个另外的层或者不需要这种层来接收或传递投射，例如背部投射膜2020、背部触摸屏膜2022和/或柔性安装玻璃层2016。这些另外的层的任意一者或多者也可以基于来自太阳能电池层1010的存储的电能例如经由电源迹线被提供电能。将接收的光能转化成电能的方式是本领域技术人员所知的因此本申请未做详细描述。

图11示出了各种电压/电流/功率生成曲线，其中响应于接收的流明生成电压/电流/功率。如图所示，接收的电压、电流和总功率基于能量传输路径上的电阻负载根据提供给接收太阳能电池的流明而变化。简言之，可以通过提供给定固定光能源并改变负载电阻以实现线性输出电压形式来产生示出的功率线性化。

由于生成的电压/电流/功率响应于接收的流明，可以在投射显示器的中心接收最大的光能，因为最大流明可以从投影仪沿着投射中心轴线被提供给显示面板(一个或多个)。此外，如果生成后续电能，从投影仪提供的光能传输可以实现无线数据传输路径，其中无线传输的电能允许光数据传输回与外壳502相关联的计算机。此外，光能传输可以不仅允许各种控制面板组件的无线操作，还可以允许给面板能量存储组件(例如电池或超级电容)充电，由此通过存储的电能而不是光能传输可以实现供电操作。

由于通过光能传输得到的电能有限，优选的可以是处理器、组件和与无线触觉面板相关联的电路径是超低功率的。本领域技术人员可以理解，能量和数据传输可以基于光视线发生，或可以通过不同的介质或用户光学指示组件来执行。

本领域技术人员根据本申请的教导可以理解，可以在本发明的实施方式中部署不同的太阳能电池和光能传输电池类型，或类似的能量收集设备。例如，单晶体太阳能电池(例如，SLMD481H10L(在全日照(接近100,000流明)下能够有200mA和5伏特)和/或SLMD121H10L(在全日照(接近100,000流明)下能够有50mA和5伏特)可以尤其适用于在公开的实施方式中使用。这种自供电技术的使用即使在200-300流明的典型环境光的室内光也是可行的。

在本公开的实施方式中，可以通过使用投射屏幕中心和白光进行光能传输，这导致在电能收集点最大的频谱含量和最大的电能转换。这另外地是最优电能收集点，因为多个投射可能在屏幕中心交叠。结合一起，这些因素可以在屏幕中心提供范围在0.5-3V和0.5-3mA的场域，例如至少2.44V和2.44mA的场域。

因此，鉴于使用公开的光能传输实施方式可以提供大约2.44V和2.44mA，可以提供绰绰有余的电压来操作与公开的显示面板相关联的触觉设备，而这种组件的最小电压可以大约在1.7伏特。通过非限制性示例的方式，特定组件可以包括例如具有相应的各自大约0V的电能/电压需求的简单开关。

此外，由于触觉设备一般需要100微安或更少，且本发明可以提供2.4毫安或更多，有足够的电流用于操作触觉组件。通过非限制性示例的方式，特定组件可以包括例如具有大约0安培的相应的各自的电流需求的简单开关。

此外，诸如ARM微芯片的处理电路可以接收绰绰有余的电能来提供本申请公开(尤其在光能传输实施方式中)的显示器中的操作性。通过非限制性示例的方式，特定处理器可以包括STM32L476RG，例如具有1.7V和0.000303安培且2MHz的相应的各自电能需求。

图12示出了多投影仪例如三个投影仪的示意性实施方式，其中多个投影仪可以以与图4C中示出的多投影仪实施方式相似的方式操作。在图12的实施方式中，电能可以通过保持面板304和306的结构支架来提供，或可替换地，可以无限提供，例如使用公开的方法，例如包括嵌入式太阳能电池层。光能电池层可以被安置为优选分别从图12中提供的投影仪的每一者接收电能，或组合地从图12中的投影仪接收最佳电能。

图12中明显看出，光束在接收显示器发生交叠，尤其在显示器的中心，在该点从中间的投影仪接收的光束的中心轴线位于与来两个侧边投影仪的每一者的光束交叠。简言之，本领域技术人员根据本申请的描述可以理解，光能接收器层/电池可以最优地设置为从如上所述的示意性实施方式中的一个或多个投影仪接收最大电能。不用说，还可以通过本申请描述的软件(例如结合上述的多个投射的投射混合)来执行电能优化。这种电能优化可以包括例如来自多个可用源的电能混合(例如其中光能接收不足以运行特定辅助硬件且由此提取电池电能或插头电能)。

图13A、13B、14A和14B示出了用于在本公开的示意性训练方法中使用的飞行训练设备的特定示意性实施方式。在示出的实施方式中，可以通过使用物理飞行控制器、触觉面板以及至少一个视觉系统提供模拟和训练任务。这可以允许不仅在训练设施(例如满足FAA条例)而且在其他环境(例如家中、机场、酒店、图书馆、临时训练场地等)中进行训练。提供的训练可以实现重型设备训练的无数的必须和期望方面的任意，例如环境/座舱熟练、维护训练、工程训练、交互课件和材料、以及自学指导、学习和成果测试。

更具体地，例如当与小型投射系统结合使用时，较小规模或家中设施可以被提供简单的玻璃/亚克力树脂桌板/中央踏板，这可以包括本申请提供的功能。这种交互方面(除了本申请描述的其他方面之外的)可以不仅提供与座舱环境的基本的共性，而且还可以提供图表、地图和天气，以及性能计算和/或提供查看材料，可以制作可用手册，可以提供“进修”简介和测试，等等。此外，小型训练和测试系统可以与通用消费电子设备交互，例如其中iPad或类似的平板电脑使用本申请公开的实施方式无线链接，或经由有线链接，以用作训练环境中的座舱设备，例如用作驾驶杆以飞行模拟飞机。

此外，且如图14A和图14B特别示出的，本公开的投射系统可以提供多方向投射，例如其中一些投射的方面可以用于提供模拟的座舱环境，和/或其他投射的方面可以用于提供“座舱挡风玻璃外部”的环境。不用说，在这样的实施方式中，可以例如通过控制投射的软件链接模拟的座舱的操作性，由此窗外的环境对应于在座舱设备上投射的模拟环境。通过非限制性示例的方式，高度计投射的座舱显示器可以被链接以示出通过模拟环境的模拟挡风玻璃看而明显知道的特定高度。

显然，本申请描述的座舱窗体验在存在的情况下可以经由如本申请描述的模拟来提供，或可以是“配对”或如上所述链接，但是在分开屏幕上提供模拟的方面。例如，座舱“窗”可以组成大屏幕，例如具有本申请中的任意实际座舱分配器，这在深度上与模拟座舱控制有偏移。由此，用户可以体验如其在实际座舱中会体验到的深度感知。此外，座舱“窗”可以组成非触摸或任意其他类型的屏幕，例如LCD、LED、CRT或任意其他类似的显示屏。

图15A和15B示出了使用公开的方面的一些的基于教室的训练的实施方式。在图示中，如本申请描述的投射方面和/或光学元件可以例如嵌入在教室设定中的一个或多个桌子中。也就是说，桌子可以提供与外壳502中的相同或相似的功能。在图示中，图15B示出了教室设定，其中没有投射进行到交互显示器，即显示面板是干净的。相反，图15A示出了将训练或模拟方面投射到教室中每个学生前面的小显示器上。本领域技术人员根据本申请的描述以及根据图15可替换的方式可以理解，给定教室中的学生可以或可以不接收相同的投射。此外，可以根据许多因素改变投射，例如，学生通过训练练习的移动步伐的变化。

此外，且如图15A和15B的示意性实施方式中指示的，每个学生的显示面板可以具有触觉方面，且可以或可以不与教师的模拟显示面板和/或在相同本地环境中的一个或多个其他屏幕通信链接。这种其他屏幕可以提供“挡风玻璃”环境景象，等。不用说，一个或多个挡风玻璃景象也可以或可以不链接到一个或多个学生的训练面板，和/或教师的训练面板。几乎不用说，如本申请描述的基于学生的训练面板可以将尺寸和形状设定到模拟实际座舱尺寸和形状，或可以在尺寸和形状上缩小以适应给定环境中某些数量的屏幕。训练系统的缩放因子可以或可以不被预先确定，且相关领域技术人员可以理解缩放要求。

有利地且如图15A和15B中所示，到各个学生屏幕的投射的同步化可以允许例如由教员周期性停用这些屏幕。在这些环境中，通过非限制性示例的方式，基本清晰的实施方式(例如图15B显示的实施方式)的学生屏幕的停用可以允许教员、教员的显示器、室内显示器的更多不阻挡的视图(例如挡风玻璃景象)，以及一般地教室的方面。

图16示出了从教室教员的角度的示意性教室设定，例如在图15A和15B中提供的。如图所示，教员可以被提供有教学材料，和/或改变呈现给一个或多个学生显示器的教学材料，包括改变本申请描述的基于触觉的训练格式。虽然从之前描述的实施方式中教员工作站被示出仅具有面板304，但是本领域技术人员根据本申请的描述可以理解，一个或多个另外的面板(例如基本水平的面板306)以及一个或多个控制面板、面板设备、按键、其他交互方面等也可以在教员工作站被提供。

图15和图16的实施方式可以扩展到基于家庭的训练，例如使用移动设备。在这样的实施方式中，用户可以具有如之前描述的用于投射的亚克力树脂屏幕，或可以使用个人或台式计算机屏幕、笔记本电脑、触摸屏显示器、电视机、移动设备、平板电脑等的一者或多者来接收本申请描述的模拟和训练。由此，本领域技术人员根据本申请的公开可以理解，学生可以在家中、酒店或任意其他位置接受训练。

更具体地，图17A示出了个人计算机显示屏上的座舱的示意性显示。注意的是，屏幕可以是触摸屏，或可以是简单的无源显示器。还注意，示出的座舱设备也可以从显示器通信地链接到另外的计算设备，例如其中鼠标、控制杆、平板电脑、移动设备等可以用作驾驶杆，用户使用该驾驶杆来训练飞行模拟飞机，对此设备被显示在计算屏幕上。图17B示出了特定训练实施方式，其还包括在座舱设备上叠加的训练信息的显示。

因此，且如本申请指示的，公开的实施方式可以允许模拟和训练系统模拟例如重型设备(例如飞机)的操作。更具体地，例如使用本申请描述的大型无缝界面、亚克力投射板的现场训练可以与使用例如大型训练设备的缩小的模拟版本的基于教室的训练结合使用。此外，这些模拟训练方面也可以整合以用于家中，专用训练设备，例如如本申请描述的具有清晰亚克力触摸板系统的家用投射系统。同样地，不是专用的家用投射设备，公开的训练系统可以与典型的家用或移动电子设备(例如笔记本电脑屏幕、台式计算机屏幕、电视机、移动设备、平板电脑等)整合，个人计算设备也可以彼此链接以提供最优模拟实施方式。

在示意性图示中，仪表板被模拟到单片清晰的亚克力树脂，且该模拟包括从外壳502发射的投射。此外，面板306可以简单被提供为投射的基于触摸的控制台。此外，由于外壳502可以包括环绕的外壳延伸臂和上述的显示器304和306，因此可以从外壳502的外壳延伸提供投射的方面。例如，正好在用户的物理区内的通信方面可以在外壳502延伸中被提供。例如，可以在示出的外壳延伸中容易提供Wi-Fi、蓝牙、近场通信以及类似的通信方面。当然，也可以在外壳502的本地环境和/或在外壳502的主要部分内的其他位置也可以提供此功能。

本领域技术人员根据本申请的公开可以理解，可以例如另外的方面，例如物理设备或按键。平板电脑等，例如以模拟座舱设备，例如飞机的驾驶杆。注意到，公开的实施方式可以是模块或可缩放的，也可以以触觉格式提供，可以被提供用于与外部通信设备使用，例如平板电脑，或可以以类似的方式提供。

此外，实施方式的模块性可以允许现有技术更容易使用。例如，本申请公开的元件之间的互相通信不需要电线可以允许最小程度需要“插入”或本发明的其他接线方面。因此，本发明的块/模块可以被设计成简单地使用锁定机构简单地点击并锁在一起，例如使用快速释放锁定把手等，不需要或最小需要走线以提供模拟。此外，通过非限制性示例的方式，一个或多个这样的模块可以具有与之相关联的转轮以允许分离模块容易移动而不用担心拖线。此外，通过示例的方式，机载计算机、相机等可以嵌入到某些模块内并仅在该模块内分离地进行任意必须的相关联的走线。

实际上，模块式锁定和解锁各种面板、座位、硬件以及公开的实施方式的其他方面的能力还是其具有本申请描述缩放性。例如，侧面板可以添加到座舱，例如用于全景效果，例如使用上面刚刚描述的相同的锁定和解锁把手系统。因此根据实施方式提供了模块化和移动重型设备训练系统。

实施方式的可交换和模块化特点可以允许提供机载电池以允许某些模块的操作，而不是必须使得这些模块被插入到例如墙壁插座。不用说，这样的电池可以是可充电和/或可互换的。

因此，该实施方式提供迄今在现有技术中未知的明显可选性。例如，提供的软件可以对已知操作系统来说是不可知或可规范化的，例如以允许上述的模块化性，且由此可以在几乎任何设备上运行，其适用于例如经由触摸、鼠标、红外指针、运动感测等为用户提供交互性。也就是说，通过非限制性示例的方式，实施方式可以在公开的全模拟或娱乐系统、平板电脑、台式计算机、电视屏幕、游戏系统(例如任天堂Wii、Wii U或微软Xbox)等上被使用。此外，软件的不可知属性和在不同设备上使用模拟的能力使得公开的实施方式是可缩放的。也就是说，实施方式可以与公开的单面板投射和触摸屏方法、全软件支持的触觉硬件座舱等使用。因此，用户体验可以是高保真或低保真的，至少是因为模拟可以例如被提供用于较低或基础等级的训练，例如在用户的家中，且例如准备更高级训练或测试(即更高保真训练)。

更进一步的，所公开的实施方式的物理组件及模块性还允许多种用途及可扩展性，这是本领域技术人员鉴于在此的描述可以理解的。例如，在可具有或不具有其内可工作的硬件和/或投影系统的情况下，不同于可被用作例如训练台的中央控制台，组件可被移除或不被包含在模拟系统内。在该实施方式及类似实施方式中，且通过非限制示例的方式，可将电致变色玻璃用于所述台面，诸如其中该玻璃可被暗化或被着色以允许其用作实际的台面，且其中该电致变色玻璃的激活可允许透过其看见投影且可相应的实施触摸屏功能。

鉴于上述论述，相关技术领域的技术人员可以理解可由模块化系统提供(尤其是模块提供的，诸如一系列单面板、触摸系统)的功能的各种附加用途。例如，所述实施例可提供中央控制台，该中央控制台还可用作：设计台，诸如航空电子设计；医学领域训练台，诸如手术训练，包含针对眼睛受伤的训练；等等。这些可变的用途可基于以下事实而被提供：不同于电容式触摸屏，在此公开的IR或近似IR触摸屏可被剪切为各种尺寸或形状，且其内可具有任意数量的剪切孔和/或从其突出的硬件凸起。当然，这些元件不仅仅是无法通过电容式触摸屏得到的，而且这些元件也无法通过使用LCD、LED、CRT或任意其他类似的显示屏得到。

本公开还提供了光学成像(即，诸如姿态识别)，以不同于诸如在此详细描述的IR或近似IR的功能而与飞行训练设备进行飞行员交互。一般而言，对于触摸检测，常规图形飞行训练设备可使用整合至LCD监视器内的电子电阻或电容技术。为了实施该技术，必需应用非常昂贵的触摸箔。可替换的，在本发明的实施例中，可使用光学成像技术来确定飞行训练设备内的飞行员意图。例如，视觉摄像机(或者如上所述的红外视觉摄像机)阵列或者类似的传感器可被嵌入至针对外壳502所示的支架内(或座舱模拟的直接环境内的其他部位)，且可感测并跟踪飞行员的手部及手指，以确定图形座舱仪表盘的哪一部分被触摸以及何时被触摸。

本领域技术人员可以理解的是，在此描述的系统及方法可接受各种修改及可替换构造。本文并非意欲将本发明的范围限制至在此描述的特定构造。相反，在此描述的系统及方法意欲覆盖落入本发明及其等同对象的范围及本质内的所有修改、可替换构造及等同对象。

Claims (21)

1.一种模拟座舱训练系统，包括：

至少一个大的、基本清晰的、基本无缝的面板，该面板的尺寸和形状被设定为至少部分呈现所述座舱的物理部分的近似；

至少一个投影仪，能够经由包括至少一个光学元件的光学路径将所述座舱的模拟背投到所述至少一个基本无缝的面板；

至少一个触觉方面，与所述至少一个基本无缝的面板分离，被交互式提供与所述模拟相关联；

至少一个处理器，与非暂态计算代码通信地相关联，用于至少部分提供所述模拟和与所述至少一个触觉方面的交互，且还用于使得至少一个训练特征至少部分叠加在所述背投的模拟上。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个面板包括至少两个面板。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个面板包括玻璃和亚力克树脂中的一者。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个光学元件包括至少一个光束折叠镜。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述座舱是飞机座舱。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括用于所述至少一个面板的至少一个物理支架。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述至少一个投影仪、所述至少一个光学元件以及所述至少一个触觉元件中的至少一者与所述至少一个物理支架相关联。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个投影仪包括LED高清投影仪。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个触觉方面包括按键、灯、开关、驾驶杆、转轮以及控制杆中的至少一者。

10.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一个电源，与所述至少一个无缝面板通信且物理相关联，且适用于向至少所述至少一个触觉方面提供电能。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述至少一个电源包括至少一个无线电能接收器。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述无线电能接收器包括多个太阳能电池，以及所述接收包括至少来自所述至少一个投影仪提供的流明的接收的电能。

13.根据权利要求11所述的系统，还包括多个低功率互连，与所述无缝面板物理相关联，用于互连元件以从所述至少一个电源接收电能，其中用于接收电能的所述元件中的至少一者包括所述至少一个触觉方面。

14.根据权利要求11所述的系统，其中所述至少一个触觉方面中的至少一者包括低功率元件。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述至少一个低功率触觉方面的至少一者包括选自电容式触摸元件和可压下接触的至少一者。

16.根据权利要求11所述的系统，其中所述至少一个处理器中的至少一者包括与所述至少一个无缝面板物理接触的低功率处理器。

17.根据权利要求11所述的系统，其中所述无缝面板还包括至少一个低功率无线收发器，用于与所述至少一个处理器的远程的至少一者通信。

18.根据权利要求11所述的系统，其中所述至少一个无线电能接收器被设置地与所述无缝面板相关联以优选地在所述背投的所述光学路径中。

19.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个训练特征包括训练手册。

20.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个训练特征包括关于从模拟座舱致动的一个或多个方面的工程细节。

21.一种模拟座舱训练系统，包括：

多个基本无缝的、至少部分清晰的面板；

对应于所述多个面板中的每一个面板的至少一个投影仪，能够经由包括至少一个光学元件的光学路径将所述座舱的模拟背投到所述面板的所述面板的每一者；

至少一个处理器，与非暂态计算代码通信地相关联，用于至少部分分离地向所述多个面板中的至少两个面板提供所述模拟，以及用于使得至少一个训练特征至少部分叠加在所述分离背投的模拟上。