CN110515207A - 一种ar智能眼镜及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种AR智能眼镜及其***。其中所述AR智能眼镜包括：镜主体和镜腿；镜主体包括控制部、镜架、图像采集装置、图像信息显示镜片和鼻托；控制部设于所述镜架的上端，镜架前端设有图像采集装置；图像信息显示镜片设于控制部的下端；镜架的中部设有鼻托；控制部内包括处理器、传感器组件和通信连接装置；图像采集装置和图像信息显示镜片均与处理器连接。本申请实现了通过眼镜中处理器处理对图像采集装置、图像信息显示镜片和传感器中的数据，并且通过通信组件与主机进行数据交互，从而大大提高了AR智能眼镜集成性能，减少了AR智能眼镜的体积，使AR智能眼镜相比于现有产品更加轻便，为用户在工业领域的应用带来了方便。
Description
技术领域
本发明属于AR智能设备技术领域，尤其涉及一种AR智能眼镜及其***。
背景技术
在工业技术领域，在操作工业机器设备时需要依赖双手，双手在操作机器设备时往往无法阅读说明书，必须停止当前双手操作机器来翻看说明书，这样传统的操作效率太低，太浪费时间，太浪费人力。
现有的AR智能***，体积庞大，眼镜厚重，其主要数据处理功能均处在所连接的终端中，眼镜主要负责图像采集，尤其是在工业技术领域，生产车间等区域中进行实际操作时，极为笨重不便，为用户在工业领域的应用带来了困难。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种AR智能眼镜，包括
镜主体，以及与所述镜主体连接的一对镜腿；
所述镜主体包括控制部、镜架、图像采集装置、图像信息显示镜片和鼻托；
其中，所述控制部设于所述镜架的上端，所述镜架前端设有图像采集装置；所述图像信息显示镜片设于所述控制部的下端；所述镜架的中部设有鼻托；
所述控制部内包括处理器，以及通过总线与所述处理器连接的传感器组件和通信连接装置；所述图像采集装置和所述图像信息显示镜片均与所述处理器连接。
优选地，所述传感器组件包括大气压强与温度传感器1112a、三轴陀螺仪和九轴加速度计。
优选地，所述三轴陀螺仪采用MPU6000传感器芯片；
所述九轴加速度计采用HMC5983传感器芯片；
所述大气压强与温度传感器1112a采用BMP280传感器芯片；
所述通信连接装置包括USB连接模块、无线网络模块和蓝牙模块。
优选地，所述控制部内还包括音频装置；
所述音频装置包括扬声器以及与所述扬声器连接的ASC0208音频芯片；其中，所述ASC0208音频芯片和所述扬声器均与所述处理器连接；
所述扬声器设于所述控制部的内侧。
优选地，所述镜架外侧，于所述图像信息显示镜片之间的位置设有与所述处理器电性连接的用于显示工作状态的状态显示灯。
优选地，所述镜腿包括与由所述镜架向两端延伸的夹合部，以及与所述夹合部连接，并向远离所述镜主体方向延伸的挂耳部；
所述挂耳部为与耳部位置相适应的弧形结构。
优选地，所述挂耳部为具有弹性的挂耳部。
优选地，还包括半导体制冷装置；
所述半导体制冷装置包括设于所述控制部中的与所述处理器连接的制冷控制电路，以及设于所述夹合部内侧的与所述制冷控制电路连接的头部制冷片；
所述头部制冷片为长条形结构，且与所述夹合部长度方向相平行。
优选地，所述鼻托包括两片，每片鼻托区别于所述图像采集装置一端的位置，对称设有鼻部制冷片；
所述鼻部制冷片与所述制冷控制电路连接。
此外，为解决上述问题，本申请还提供一种AR智能眼镜***，包括终端主机，以及通过USB线缆与所述终端主机连接的如上述所述的AR智能眼镜；
其中，所述终端主机中设有用于给所述AR智能眼镜供电的供电单元
本发明提供一种AR智能眼镜及其***，其中所述AR智能眼镜包括镜主体，以及与镜主体连接的一对镜腿；镜主体包括控制部、镜架、图像采集装置、图像信息显示镜片和鼻托；其中，控制部设于镜架的上端，镜架前端设有图像采集装置；图像信息显示镜片设于控制部的下端；镜架的中部设有鼻托；控制部内包括处理器，以及通过总线与处理器连接的传感器组件和通信连接装置；图像采集装置和图像信息显示镜片均与处理器连接。本申请所提供的AR智能眼镜通过将控制部内集成处理器和传感器，并且将处理器与对应的图像采集装置和图像信息显示镜片电连接，从而实现了通过眼镜中处理器处理对图像采集装置、图像信息显示镜片和传感器中的数据，并且通过通信组件与主机进行数据交互，从而大大提高了AR智能眼镜集成性能，减少了AR智能眼镜的体积，使AR智能眼镜相比于现有产品更加轻便，为用户在工业领域的应用带来了方便。
附图说明
图1为本申请实施例中AR智能眼镜的外侧的结构示意图；
图2为本申请实施例中AR智能眼镜的内侧的结构示意图；
图3为本申请实施例中AR智能眼镜的侧方位的结构示意图；
图4为本申请实施例中AR智能眼镜***的线路连接的示意图；
图5为本申请实施例中AR智能眼镜的包括头部制冷片的局部放大示意图；
图6为本申请实施例中AR智能眼镜的包括鼻部制冷片的局部放大示意图；
图7为本申请实施例中AR智能眼镜***的数据交互的基本工作流程示意图；
图8为本申请实施例中AR智能眼镜***的功能模块连接示意图。
附图标记：
| 名称 | 编号 | 名称 | 编号 | 名称 | 编号 |
| AR智能眼镜 | 1 | 无线网络模块 | 1113b | 状态显示灯 | 1121 |
| 镜主体 | 11 | 蓝牙模块 | 1113c | 图像采集装置 | 113 |
| 控制部 | 111 | 音频装置 | 1114 | 图像信息显示镜片 | 114 |
| 处理器 | 1111 | 扬声器 | 1114a | 鼻托 | 115 |
| 传感器组件 | 1112 | ASC0208音频芯片 | 1114b | 镜腿 | 12 |
| 大气压强与温度传感器1112a | 1112a | 半导体制冷装置 | 1115 | 夹合部 | 121 |
| 三轴陀螺仪 | 1112b | 制冷控制电路 | 1115a | 挂耳部 | 122 |
| 九轴加速度计 | 1112c | 头部制冷片 | 1115b | 终端主机 | 2 |
| 通信连接装置 | 1113 | 鼻部制冷片 | 1115c | 供电单元 | 21 |
| USB连接模块 | 1113a | 镜架 | 112 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：
参考图1-8，本实施例提供一种AR智能眼镜1，包括
镜主体11，以及与所述镜主体11连接的一对镜腿12；
所述镜主体11包括控制部111、镜架112、图像采集装置113、图像信息显示镜片114和鼻托115；
其中，所述控制部111设于所述镜架112的上端，所述镜架112前端设有图像采集装置113；所述图像信息显示镜片114设于所述控制部111的下端；所述镜架112的中部设有鼻托115；
所述控制部111内包括处理器1111，以及通过总线与所述处理器1111连接的传感器组件1112和通信连接装置1113；所述图像采集装置113和所述图像信息显示镜片114均与所述处理器1111连接。
上述，眼镜的整体结构，其外壳结构(包括镜架112和控制部111的外壳)，可以采用铝合金金属加塑胶材质制作，从而一方面可以使整体结构空间比较小巧，另一方面确保整体的强度。具体的，其结构尺寸可以为长153mm，宽45mm的结构设计，采用铝合金材质比较轻薄使用起来手感舒适。
上述，图像采集装置113，用于采集图像，可以为摄像头，可以根据需求自定义摄像头，如工业场景则可以采用工业级超高清摄像头，该模块可以根据需求具体部署，如工业头盔上方的高清摄像头，传输速度快。例如，可以使用高清摄像头800W像素，分辨率高达3264*2448自动对焦。
图像信息显示镜片114，为具有一定透过率的镜片，其表面可以根据处理器1111的数据交互，显示由终端传输的信息，例如图像、文字、动画、视频等等信息。具体的，显示屏可以采用高清OLED显示屏，分辨率可以为1920x1080,使显示画面更加清晰。此外，可配合采用高清晰LT7911D显示芯片，让画面看起来完美动态，结合高清摄像头，显示画面更优美。
上述，处理器1111，可以为采用STM32F103C8T6 32位高性能MCU处理设备，功能性强大。
此外，还可以在控制部111中设置一与处理器1111连接的电源管理芯片，可采用TI品牌方案TPS65132W，该器件使用单电感器***配置，以便为用户提供尽可能小的解决方案尺寸以及高效率，性能稳定，不管是任何抖动，电源都是比较稳定，为整体产品性能提高了稳定***。
本实施例中所提供的AR智能眼镜1通过将控制部111内集成处理器1111和传感器，并且将处理器1111与对应的图像采集装置113和图像信息显示镜片114电连接，从而实现了通过眼镜中处理器1111处理对图像采集装置113、图像信息显示镜片114和传感器中的数据，并且通过通信组件与主机进行数据交互，从而大大提高了AR智能眼镜1集成性能，减少了AR智能眼镜1的体积，使AR智能眼镜1相比于现有产品更加轻便，为用户在工业领域的应用带来了方便。
优选地，所述传感器组件1112包括大气压强与温度传感器1112a、三轴陀螺仪1112b和九轴加速度计1112c。
优选地，所述三轴陀螺仪1112b采用MPU6000传感器芯片；
所述九轴加速度计1112c采用HMC5983传感器芯片；
所述大气压强与温度传感器1112a采用BMP280传感器芯片。
上述，传感器模块可以使用传感器芯片MPU6000和HMC5983传感器芯片，用于获取头戴设备的加速度、角速度、速度、方位等传感器数据，获取到数据后将数据通过usb type-c模块传输至数据处理主机或者手机端，主机或手机接收到传感器模块(头戴设备)后实时解析处理传感器数据，根据传感器数据变化规律解析成为头戴设备即人头部的运动行为，如抬头、低头、摇头、点头。不同的头部运动行为对应不同的操作指令，不同的操作指令可以控制图像采集设备和***的业务逻辑，如低头可以控制图像采集设备采集视角向下，抬头控制图像采集设备采集视角向上从而达到控制图像采集设备的采集视角；向左扭头可以控制***执行下一步流程等。整个过程中显示模块可以实时显示图像采集的图像数据和处理模块处理后的数据，如叠加的三维模型，显示的操作指导等数据，数据统一由数据处理模块提供。
优选地，所述通信连接装置1113包括USB连接模块1113A、无线网络模块1113b和蓝牙模块1113c。
上述，本实施例中，USB连接模块1113A，可以采用高速USB扩展芯片CYUSB2304-68LTXC，USB传输速度更为稳定，数据速度更快，这种比普通USB速度快，达到人体交互的感觉。无线网络模块1113b和蓝牙模块1113c也用于与终端主机2或云端进行无线的数据交互。
优选地，所述控制部111内还包括音频装置1114；
所述音频装置1114包括扬声器1114a以及与所述扬声器1114a连接的ASC0208音频芯片1114B；其中，所述ASC0208音频芯片1114B和所述扬声器1114a均与所述处理器1111连接；
所述扬声器1114a设于所述控制部111的内侧。
上述，本实施例中采用的USB的音频装置1114，可以采用ASC0208芯片高性能稳定，通过USB传输声音，SUB出来的声音都是数字信号，无损音频方案，高清晰的音频音质效果，使用起来不管是听歌还是在线对话都比较清晰流畅无任何杂音。
优选地，所述镜架112外侧，于所述图像信息显示镜片114之间的位置设有与所述处理器1111电性连接的用于显示工作状态的状态显示灯1121。
上述，状态显示灯1121，用于显示眼镜的工作状态，例如连接的通断、供电的状态等等。
优选地，所述镜腿12包括与由所述镜架112向两端延伸的夹合部121，以及与所述夹合部121连接，并向远离所述镜主体11方向延伸的挂耳部122；
所述挂耳部122为与耳部位置相适应的弧形结构。
上述，夹合部121，在穿戴时用于对用户的头部进行夹合固定，从而提高眼镜穿戴的稳定性。挂耳部122的弧形结构，能贴合用户的后耳部位，从而进一步提高稳定性。
优选地，所述挂耳部122为具有弹性的挂耳部122。
上述，挂耳部122设置为弹性结构，其可以为硅胶、橡胶等材质，用于提高穿戴的舒适度。
优选地，所述控制部111内，还包括与所述处理器1111连接的半导体制冷装置1115；
所述夹合部121内侧设有与所述半导体制冷装置1115连接的头部制冷片1115b；其中所述头部制冷片1115b为长条形结构，且与所述夹合部121长度方向相平行。
上述，在工业应用时，特殊场合中，应用AR智能眼镜1时，由于长时间使用，以及场地中温度较高，导致用户由于气温原因引起穿戴的舒适度下降。
本实施例中，在控制部111内设置一与处理器1111连接的半导体制冷装置1115，其原理为：利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。
本实施例中，半导体制冷装置1115，包括一半导体制冷电路，并且通过电路与镜腿12内侧的头部制冷片1115b连接，从而可实现迅速的对制冷片的降温，迅速达到4摄氏度左右的温度，从而一方面可实现迅速降温，使用户穿戴该眼镜进行长时间使用后不会感觉到温度过高的感觉，时刻保持凉爽的感觉；并且，在高温环境中的降温，具有一定的对头部的保护效果。
此外，该功能还可以应用于非工业环境中，与相应的程序进行协同制冷，例如在游戏中，进入不同的场景，需要进行达到相应的制冷效果，从而使用户身临其境，在相应的场景体验到更丰富的体感，提高用户体验，提高娱乐性。
优选地，所述鼻托115包括两片，每片鼻托115区别于所述图像采集装置113一端的位置，对称设有鼻部制冷片1115c；
所述鼻部制冷片1115c与所述制冷控制电路1115a连接。
上述，鼻部的鼻夹上，设置两个对称的鼻部制冷片1115c。每个人的体质不同，出汗的汗腺集中位置不同，部分人群具有鼻部出汗的特性，为解决该问题，本实施例中，在鼻托115位置设置两个对称单侧鼻部制冷片1115c，用于对与用户的鼻部进行降温，从而进一步提高用户体验，使特殊用户根据需要进行调节，进行降温。
此外，为解决上述问题，本申请还提供一种AR智能眼镜1***，包括终端主机2，以及通过USB线缆与所述终端主机2连接的如上述所述的AR智能眼镜1；
其中，所述终端主机2中设有用于给所述AR智能眼镜1供电的供电单元21。
上述，终端主机2，可以为手机、平板电脑、便携式笔记本电脑等等便携式的智能设备。通过与AR智能眼镜1的基于线缆的连接，组成***。
供电单元21，可以为锂电池，例如锂离子电池，18650电池等，也可以为通过插接交流电。
上述，线缆，可以为支持USB2.0或者USB3.0的线缆。
终端主机2一方面为智能眼镜提供一定的供电，另一方面对于智能眼镜的数据进行获取和交互，使用户时刻更清楚的掌握当前和过往数据，并且可以通过通信手段与云端连接，实现同步数据交互。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (10)
1.一种AR智能眼镜，其特征在于，包括
镜主体，以及与所述镜主体连接的一对镜腿；
所述镜主体包括控制部、镜架、图像采集装置、图像信息显示镜片和鼻托；
其中，所述控制部设于所述镜架的上端，所述镜架前端设有图像采集装置；所述图像信息显示镜片设于所述控制部的下端；所述镜架的中部设有鼻托；
所述控制部内包括处理器，以及通过总线与所述处理器连接的传感器组件和通信连接装置；所述图像采集装置和所述图像信息显示镜片均与所述处理器连接。
2.如权利要求1所述AR智能眼镜，其特征在于，所述传感器组件包括大气压强与温度传感器1112a、三轴陀螺仪和九轴加速度计。
3.如权利要求2所述AR智能眼镜，其特征在于，所述三轴陀螺仪采用MPU6000传感器芯片；
所述九轴加速度计采用HMC5983传感器芯片；
所述大气压强与温度传感器1112a采用BMP280传感器芯片；
所述通信连接装置包括USB连接模块、无线网络模块和蓝牙模块。
4.如权利要求1所述AR智能眼镜，其特征在于，
所述控制部内还包括音频装置；
所述音频装置包括扬声器以及与所述扬声器连接的ASC0208音频芯片；其中，所述ASC0208音频芯片和所述扬声器均与所述处理器连接；
所述扬声器设于所述控制部的内侧。
5.如权利要求1所述AR智能眼镜，其特征在于，所述镜架外侧，于所述图像信息显示镜片之间的位置设有与所述处理器电性连接的用于显示工作状态的状态显示灯。
6.如权利要求1所述AR智能眼镜，其特征在于，所述镜腿包括与由所述镜架向两端延伸的夹合部，以及与所述夹合部连接，并向远离所述镜主体方向延伸的挂耳部；
所述挂耳部为与耳部位置相适应的弧形结构。
7.如权利要求6所述AR智能眼镜，其特征在于，所述挂耳部为具有弹性的挂耳部。
8.如权利要求7所述AR智能眼镜，其特征在于，所述控制部内，
还包括半导体制冷装置；
所述半导体制冷装置包括设于所述控制部中的与所述处理器连接的制冷控制电路，以及设于所述夹合部内侧的与所述制冷控制电路连接的头部制冷片；
所述头部制冷片为长条形结构，且与所述夹合部长度方向相平行。
9.如权利要求8所述AR智能眼镜，其特征在于，所述鼻托包括两片，每片鼻托区别于所述图像采集装置一端的位置，对称设有鼻部制冷片；
所述鼻部制冷片与所述制冷控制电路连接。
10.一种AR智能眼镜***，其特征在于，包括终端主机，以及通过USB线缆与所述终端主机连接的如权利要求1-9任一项所述的AR智能眼镜；
其中，所述终端主机中设有用于给所述AR智能眼镜供电的供电单元。
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