CN110502200A - 视野显示系统和移动体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供视野显示系统和移动体，能够提高视野的可视性。视野显示系统(1)设置于具有驾驶席的飞机等移动体上。该视野显示系统(1)具有：飞行各因素检测部(11)，其检测飞机的各因素；以及拍摄部(12)，其具有视野拍摄装置(15)，该视野拍摄装置(15)在飞行中拍摄至少相当于自驾驶席起的视野的视野图像。此外，具有：信息处理部(14)，其将这些来自飞行各因素检测部(11)的各因素信息和来自拍摄部(12)的图像信息相关联而构成飞行信息；以及存储部(3)，其存储由信息处理部(14)构成的飞行信息。而且，在飞行中，通过控制部(5)的控制，将实时图像、过去的图像和根据这些实时图像和过去的图像而生成的增强现实图像中的至少一个显示于显示部(4)上。
Description
技术领域
本发明涉及将自驾驶席起的视野作为图像显示的视野显示系统和移动体。
背景技术
以往，例如，为了防止自飞机等移动体的驾驶席起的视野的恶化，如专利文献1所示，已知有通过对窗进行加热来进行除霜、除雾从而提高可视性的技术。
专利文献1：日本特开2012-166656号公报
但是，在上述专利文献1的结构中，仅是防止在窗上结雾，因此，在由于大雾、天气不良等而导致视野不良的状况下是无法提高可视性的。
因此，需要即使在由于大雾、天气不良等而导致视野不良的状况下也能够提高视野的可视性的技术。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高视野的可视性的视野显示系统和移动体。
第1方面所述的视野显示系统是一种移动体的视野显示系统，该移动体具有驾驶席，并沿着规定路线移动，其中，该视野显示系统具有：移动各因素检测部，其检测移动体的各因素；拍摄部，其具有视野拍摄装置，该视野拍摄装置在移动中至少拍摄相当于自所述驾驶席起的视野的视野图像；信息处理部，其将由所述移动各因素检测部检测出的各因素信息和由所述拍摄部拍摄到的图像信息相关联而构成移动信息；存储部，其存储所述移动信息；显示部，其能够显示图像；以及控制部，其使显示部显示基于移动过程中的移动信息的实时图像、基于所述存储部所存储的移动信息的过去的图像和根据这些实时的图像和过去的图像而生成的增强现实图像中的至少一个，所述控制部具有人工智能，该人工智能具有学习能力，根据所取得的移动信息来判断要显示于所述显示部上的图像，所述人工智能能够将辅助操纵的辅助信息和表示自动操纵的状态的操纵信息中的至少任意一方显示于所述显示部上。
第2方面所述的视野显示系统在第1方面所述的视野显示系统中，该视野显示系统具有气象信息取得部，该气象信息取得部取得与移动体的位置有关的气象信息和与移动路线有关的气象信息中的至少任意一方，信息处理部还关联来自所述气象信息取得部的所述气象信息来作为移动信息。
第3方面所述的视野显示系统在第1方面或第2方面所述的的视野显示系统中，拍摄部具有机身拍摄装置，该机身拍摄装置拍摄移动体的规定部位。
第4方面所述的视野显示系统在第1方面至第3方面中的任意一项所述的视野显示系统中，拍摄部具有周围拍摄装置，该周围拍摄装置拍摄移动体的周围。
第5方面所述的视野显示系统在第1方面至第4方面中的任意一项所述的视野显示系统中，每次沿着规定路线移动时，将移动信息蓄积到存储部中。
第6方面所述的视野显示系统在第1方面至第5方面中的任意一项所述的视野显示系统中，具有移动信息取得部，该移动信息取得部从外部的信息提供部取得移动信息。
第7方面所述的移动体具有：机身，其具有驾驶席；以及第1方面至第6方面中的任意一项所述的视野显示系统。
第8方面所述的移动体在第7方面所述的移动体中，在驾驶席中没有设置至少用于确保前方视野的窗，利用显示部所显示的图像确保了自驾驶席起的视野。
根据本发明，由于显示了如下图像中的至少一个，因此能够提高视野的可视性，这些图像是，基于移动过程中的移动信息的实时图像、基于存储部所存储的移动信息的过去的图像和根据这些实时图像和过去的图像而生成的增强现实图像。此外，由于人工智能能够将辅助操纵的辅助信息和表示自动操纵的状态的操纵信息中的至少任意一个显示于显示部上，因此能够实现根据该显示进行操纵的半自动的操纵、和无操纵者的完全自动操纵。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的飞机的视野显示系统的结构的框图。
图2是示出本发明的一个实施方式的飞机的视野显示系统的变形例的结构的框图。
标号说明
1：视野显示系统；3：存储部；4：显示部；5：控制部；11：作为移动各因素检测部的飞行各因素检测部；12：拍摄部；13：气象信息取得部；14：信息处理部；15：视野拍摄装置；16：机身拍摄装置；17：周围拍摄装置；18：人工智能；21：信息提供部。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明一个实施方式的结构。
作为本发明的移动体的飞机具有机身，飞机例如以人员和货物的输送等为目的，沿规定路线飞行移动，该机身具有作为驾驶席的座舱。
该飞机具有视野显示系统1，该视野显示系统1将自座舱起的视野以进行了各种数字处理而得到的图像来显示。
视野显示系统1具有：信息结构部2，其构成作为移动信息的飞行信息；存储部3，其存储由该信息结构部2构成的飞行信息；显示部4，其显示能够由操纵者视觉辨认且基于飞行信息的图像；以及控制部5，其在飞行中使显示部4选择性地显示规定的图像。
飞机的座舱未设置窗，而是在通常设置有窗的部位上设置了显示部4。即，操纵者是根据显示部4所显示的图像来操纵飞机的。
信息结构部2具有：作为移动各因素检测部的飞行各因素检测部11，其利用各种传感器取得移动中(飞行中)的飞机的各因素；拍摄部12，其在飞行中拍摄规定的图像；气象信息取得部13，其取得与飞机的位置有关的气象信息、和与移动(飞行)路线有关的气象信息；以及信息处理部14，其将来自这些飞行各因素检测部11、拍摄部12和气象信息取得部13的信息适当地相关联。
飞行各因素检测部11具有检测位置的位置检测部11a、检测机身的速度的空速检测部11b、检测机身的高度的高度检测部11c、检测机身的方位角度的方位角度检测部11d、检测机身的抑制角度的抑制角度检测部11e和检测机身的侧倾角度的侧倾角度检测部11f等。
另外，位置检测部11a具有例如GPS(Global Positioning System：全球定位系统)等定位系统和高度计等，随时检测飞行中的飞机的飞行位置。
拍摄部12具有：视野拍摄装置15，其在飞行中拍摄对应于能够从座舱用肉眼视觉辨认到的视野的视野图像；机身拍摄装置16，其拍摄飞行中的飞机的机身上的规定部位；以及周围拍摄装置17，其在飞行中拍摄除了自座舱起的视野以外的周围。
视野拍摄装置15为例如数字照相机等可见光照相机，该视野拍摄装置15在座舱的前侧部处上下隔开地分别设置有多个(例如2个)，使得能够以机身的前方为中心拍摄对应于自座舱起的视野的视野图像。
另外，不仅是视野拍摄装置15中的可见光照相机，优选结合如LIDAR11g(LightDetection and Ranging：光雷达)、RADAR11h(Radio Detecting and Ranging：雷达)那样利用了电波等不可见光线的检测单元等来使用。
机身拍摄装置16具有朝向各个结构要素设置的数字照相机，使得能够拍摄与例如前脚、主脚、发动机、主翼、辅助翼、垂直尾翼、水平尾翼、乘客室、货物室的外周面等那样机身中的无法由视野拍摄装置15视觉辨认到的规定结构要素有关的机身图像。
周围拍摄装置17具有设置于机身侧部和机身后部的数字照相机，使得能够拍摄到例如机身的侧方图像和后方图像那样与视野图像不同的方向的周围图像。
气象信息取得部13通过例如各种计测器的计测和来自管制塔等地上的管理设施的信息等，针对飞行位置、飞行路线而适当地取得天气、风向、风速、气温、气压和季节变化等飞行时所需要的气象信息。
信息处理部14具有例如电子计算器等计算机，通过将来自飞行各因素检测部11的各因素信息、来自拍摄部12的图像信息和来自气象信息取得部13的气象信息随时相关联，来构成该飞行中的飞行信息。
另外，在信息结构部2中，除了上述各结构要素以外，还设置有各种传感器等检测装置，其适当地取得一般的飞行中所需的信息。
存储部3存储利用信息处理部14而构成的飞行信息，在每次飞行时累积飞行信息，构筑与飞行各因素有关的所谓的大数据。另外，也可以采用将大数据蓄积于外部服务器中的结构。
显示部4由例如4K分辨率、8K分辨率的有机电致发光(有机EL)显示器等显示装置构成，设置于通常的座舱中的对应于窗的部位。然后，通过控制部5的控制在显示部4上显示与飞行中的飞行位置对应的视野图像、机身图像、周围图像和气象信息等。
另外，显示部4不仅设置于座舱，还可以设置于管理设施等，能够在座舱与管理设施中共享相同的视野图像等图像。
控制部5具有物联网(IoT)系统等网络系统和人工智能(AI)18。而且，能够根据来自信息处理部14、存储部3、ATC取得部19的信息(例如，根据飞行中的实时的飞行信息、所累积的过去的飞行信息(大数据))、和来自LIDAR11g和RADAR11h的信息生成机身操作信号，并且能够根据需要借助机身操作系统20来控制在操纵飞机时作为操作对象的各结构要素(例如，机头、各种齿轮、制动器等)，所述ATC取得部19取得来自航空交通管制的信息。
此外，控制部5借助人工智能18的作用来控制显示部4以使得在操纵时显示更加恰当的图像。即，利用控制部5将基于从信息处理部14发送的飞行中的飞行信息的实时图像、和基于存储部3所存储的过去的飞行信息的最佳的过去图像(视野良好时的图像等)中的至少一方显示于显示部4上。
更具体而言，通过控制部5中的人工智能18的判断，在显示部4上适当地显示实时图像、存储部3所存储的最佳的过去图像、实时图像和最佳的过去图像这双方的图像、以及在实时的图像上重叠过去的图像或过去的图像的一部分后的增强现实(AR)图像中的最佳图像。另外，也可以采用将气象信息等辅助信息与这些图像一起显示在显示部4的一部分上的结构。
而且，操纵者能够根据显示部4所显示的图像确认机身周围的状况。此外，通过利用人工智能18和IoT系统，操纵者还能够进行基于语音输入的操纵，并且，在地上的管理设施处也设置有显示部4的情况下在管理设施处也能够观察到相同的图像，因此，能够根据需要进行来自管理设施的操纵、和操纵的辅助。
此外，通过在每次飞行时蓄积飞行信息而构成大数据，人工智能18根据该飞行信息进行学习，从而利用控制部5不仅对显示部4，还对各结构要素更加恰当地进行控制。
接着，说明上述一个实施方式的作用和效果。
在使上述飞机飞行时，首先，在滑行跑道上，将实时图像显示于显示部4上，在脱离滑行跑道之前，操纵者一边视觉辨认该实时图像一边进行机身操作。
在起飞之后，在到达规定的高度、飞行位置之后切换为自动操纵。在自动操纵时，将实时图像、AR图像显示于显示部4上，操纵者能够利用显示部4的视野图像确认实时的外部状况。此外，操纵者除了进行视野的确认以外，还以与通常的确认动作相同的方式进行各种确认作业。
另外，也可以采用如下的结构等：在操纵者处于没有参与操纵的状态的情况下，即使没有处于视野不良，也将来自检测单元的输入灵活地用作人工智能18的判断材料。
在着陆时，在仪表着陆装置(Instrument Landing System：ILS)范围以下，在视野良好的通常时，将实时的图像、AR图像显示于显示部4上，在视野不良的情况下，将过去的图像、AR图像显示于显示部4上。此外，在所谓零视野的情况下，在ILS范围以下，利用人工智能18从大数据中选择最佳图像并显示于显示部4上，能够利用AR图像构建包含滑行跑道、其他机场设施、其他移动体在内的视野并显示出来。具体而言，也可以采用如下的结构等：在显示部4上，基于过去的图像显示建筑物等静止物以作为AR图像，并且，人工智能18通过来自LIDAR11g、RADAR11h的输入来捕捉移动中的其他飞机、地上器材等移动物体并将它们显示出来。
然后，操纵者一边对显示部4的图像进行视觉辨认一边进行机身操作。
这样，在从起飞到着陆的期间内，随时将由拍摄部12所拍摄到的图像信息、由飞行各因素检测部11检测到的各因素信息和由气象信息取得部13所取得的气象信息发送到信息处理部14，将各信息相关联而构成飞行信息，并将该飞行信息存储到存储部3中。
此外，以这样的方式，在每次飞行时将从起飞到着陆的飞行各因素作为该飞行信息存储到存储部3中，并作为大数据累积。
而且，根据上述飞机，具有视野显示系统1，并且在从起飞到着陆的期间内，按照视野各因素等飞行条件恰当地将实时图像、过去图像和AR图像选择显示于显示部4上，因此即使在例如大雾等的视野不良的情况下，也能够提高用于操纵的可视性。因此，能够减少通常由于气象条件等而产生的视野的偏差，并且，能够减少由于天气不良、视野不良引起的飞行限制。
此外，由于能够利用显示部4所显示的图像确保自座舱起的视野，所以能够使座舱无窗化，无需例如现有的飞机中的窗的维护、和设置于窗上的刮板等装置的维护。
由于视野显示系统1在每次飞行时将飞行信息累积到存储部3中，因此能够根据与该累积的飞行信息有关的大数据，将更加恰当的图像显示于显示部4上。
由于控制部5具有人工智能18，因此能够通过人工智能18对所累积的大数据的学习能力，将更加恰当的图像在恰当的时刻显示于显示部4上。
此外，由于能够灵活运用所累积的飞行信息而将人工智能18还用于可进行其他操作的结构要素的控制，因此能够实现更加稳定的航行。
并且，通过使人工智能18学习操纵者的操纵等，人工智能18能够将对操纵进行辅助的辅助信息显示于显示部4上，从而能够实现根据该显示进行操纵的半自动操纵，并且，最终能够利用人工智能18和网络实现无操纵者的完全自动操纵(自动航行)。即，通过利用视野显示系统1，能够阶段性地切换成完全自动操纵，能够有助于解决人员不足(飞行员不足)等问题。
由于在视野显示系统1中，还能够将显示部4设置于管制塔等地上的管理设施，因此能够在管理设施和座舱中实时且准确地共享以视野为中心的飞行信息，能够实现更加恰当的驾驶，还能够在例如紧急时等在管理设施处进行远程操纵。
此外，由于视野显示系统1不仅设置于新的机身，还能够设置于传统的机身，因此应用性良好。
这样，通过导入视野显示系统1，能够在实际中的从机场起到地上行驶、起飞、上升、巡航、着陆和着陆后的地上行驶的全部工序中起到规定的作用。
此外，像上述那样，具有人工智能18的视野显示系统1的无人的全自动航行被当局所认可，即使是全自动航行也可实现，其中，实现了如下功能：基于通过视野显示系统1的显示进行的操纵辅助的半自动操纵、通过基于视野显示系统1的图像而监视操纵过程从而实现的乘员培养功能、使全自动航行获得当局认可的证明功能、在全自动航行的当局认可之后利用视野显示系统1对自动运行进行所谓可视化的监视功能、对地上设施的操作进行监视的监视功能以及ATC通讯的AI化。
另外，在上述一个实施方式中，视野显示系统1构成为应用于驾驶席无窗化的移动体，但不限定于这样的结构，也可以采用在设置有窗的驾驶席中相对于窗而另外设置有显示部4的结构、和窗作为显示部4发挥作用并在窗上显示视野图像的结构等。此外，在能够利用管制塔等管理设施驾驶移动体的情况下，可以在该管理设施设置显示部4。
控制部5构成为由人工智能18来判断将要显示在显示部4上的图像，但不限定于这样的结构，也可以采用如下结构：不显示人工智能18的判断，而是由操纵者任意选择显示所需要的图像。
此外，控制部5不限定于具有人工智能18的结构，也可以采用未设置有人工智能18的结构。
虽然控制部5采用了从信息处理部14发送基于飞行中的飞行信息的实时图像，并从存储部3发送过去的图像的结构，但不限定于这样的结构，只要是能够将实时图像、过去的图像和根据这些实时的图像和过去的图像而生成的AR图像中的至少一个显示于显示部4上的结构即可，例如也可以采用实时图像还借助存储部3来提供的结构。
此外，虽然采用了将来自移动各因素检测部11、拍摄部12和气象信息取得部13的信息提供给信息处理部14，将来自ATC取得部19、LIDAR11g和RADAR11h的信息提供给控制部5(人工智能18)的结构，但不限定于这样的结构，只要是利用信息处理部14将在移动各因素检测部11中检测出的各因素信息中的由位置检测部11a检测到的位置信息、和拍摄部12所拍摄到的图像信息中的由视野拍摄装置15所拍摄到的视野图像信息相关联而构成飞行信息的结构即可，可以分别适当地变更被信息处理部14作为飞行信息所关联的信息和直接输入到控制部5(人工智能18)中的信息。即，只要是利用信息处理部14将视野图像信息与位置信息相关联的结构即可，来自移动各因素检测部11、拍摄部12、气象信息取得部13、ATC取得部19、LIDAR11g和RADAR11h的各信息至少输入到信息处理部14和控制部5中的任意一个，并且最终被控制部5用于显示部4中的显示和各种操作。
人工智能18采用了根据来自信息处理部14、存储部3的信息进行控制的结构，但不限定于这样的结构。即，也可以如图2所示的变形例那样，采用人工智能18具有作为移动信息取得部的功能的结构，该移动信息取得部从外部的信息提供部21取得飞行信息。
信息提供部21具有能够经由网络而汇集地存储、且提供信息等服务的云、以及经由网络与云连接的EDGE服务器。
而且，人工智能18能够经由设置于例如各机场、管制塔等各地上设施的EDGE服务器而从云取得各种信息。
像这样，通过采用能够从外部的信息提供部21取得飞行信息的结构，即使存储部3自身预先没有存储规定的移动信息，也能够在出发时通过通信从信息提供部21取得移动信息。此外，不仅是该飞机自身，还能够利用从其他飞机汇集来的飞行信息，因此能够利用人工智能18进行更加恰当的控制。另外，在像这样采用从外部的信息提供部21取得移动信息的结构的情况下，考虑到通信障碍等，可以采用能够经由USB等存储装置而取得规定的移动信息的结构等。
虽然在上述一个实施方式中作为移动体对飞机进行了说明，但移动体只要是沿规定路线移动的移动体即可，除了客机、货机等飞机以外，还可以应用于例如电车、新干线、直线电动机车(LMC)等的铁道、路线客车和船舶等。
另外，在直线电动机车的情况下，为时速大约500km(秒速大约140m)的行驶。即，制动需要大约150秒，到操作执行为止已经行驶了2.5km，从而仅通过安装在车辆上的视野拍摄装置15的图像，有可能无法恰当地进行制动。因此，优选构成为在线路上按照每个规定间隔、例如按照每1km设置数字照相机、夜视照相机，从而在显示部4上始终显示前方5km左右的图像。
此外，在将视野显示系统1应用于铁路、路线客车的情况下，由信息处理部14构成作为移动信息的行驶信息，在将视野显示系统1应用于船舶的情况下，由信息处理部14构成作为移动信息的航行信息。
并且，本发明中的机身表示移动体的主体部分，在铁路、路线客车等中，机身表示车辆，在船舶中，机身表示船体。
此外，本发明中的驾驶表示对移动体的移动进行操作，还包含操纵。
Claims (8)
1.一种视野显示系统，该视野显示系统是移动体的视野显示系统，该移动体具有驾驶席，并沿着规定路线移动，其特征在于，该视野显示系统具有：
移动各因素检测部，其检测移动体的各因素；
拍摄部，其具有视野拍摄装置，该视野拍摄装置在移动中至少拍摄相当于自所述驾驶席起的视野的视野图像；
信息处理部，其将由所述移动各因素检测部检测出的各因素信息和由所述拍摄部拍摄到的图像信息相关联而构成移动信息；
存储部，其存储所述移动信息；
显示部，其能够显示图像；以及
控制部，其使显示部显示基于移动过程中的移动信息的实时图像、基于所述存储部所存储的移动信息的过去的图像、和根据这些实时图像和过去的图像而生成的增强现实图像中的至少一个，
所述控制部具有人工智能，该人工智能具有学习能力，根据所取得的移动信息来判断要显示于所述显示部的图像，
所述人工智能能够将辅助操纵的辅助信息和表示自动操纵的状态的操纵信息中的至少任意一方显示于所述显示部。
2.根据权利要求1所述的视野显示系统，其特征在于，
该视野显示系统具有气象信息取得部，该气象信息取得部取得与移动体的位置有关的气象信息和与移动路线有关的气象信息中的至少任意一方，
信息处理部还关联来自所述气象信息取得部的所述气象信息而作为移动信息。
3.根据权利要求1或2所述的视野显示系统，其特征在于，
拍摄部具有机身拍摄装置，该机身拍摄装置拍摄移动体的规定部位。
4.根据权利要求1或2所述的视野显示系统，其特征在于，
拍摄部具有周围拍摄装置，该周围拍摄装置拍摄移动体的周围。
5.根据权利要求1或2所述的视野显示系统，其特征在于，
每次沿着规定路线移动时，将移动信息积蓄到存储部中。
6.根据权利要求1或2所述的视野显示系统，其特征在于，
具有移动信息取得部，该移动信息取得部从外部的信息提供部取得移动信息。
7.一种移动体，其特征在于，具有：
机身，其具有驾驶席；以及
权利要求1～6中的任意一项所述的视野显示系统。
8.根据权利要求7所述的移动体，其特征在于，
在驾驶席中没有设置至少用于确保前方视野的窗，
利用显示部所显示的图像而确保了自驾驶席起的视野。
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