CN110543019A - 模块化增强现实军用头盔显示器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种模块化增强现实军用头盔显示器，包括头盔基体、多功能底座、导轨、增强现实信息采集模块和增强现实显示模块。多功能底座设置在头盔基体的上方，用于安装多种功能附件。导轨设置在头盔基体的两侧，其上设置有多个相匹配连接的滑块，滑块上可安装多种功能附件。增强现实信息采集模块设置在头盔基体的前方，用于采集前方环境的多模场景信息，并传输至增强现实显示模块。增强现实显示模块设置在头盔基体前部，该增强现实显示模块设置有沿两端延伸的固定部，与头盔基体固定连接。基于本申请，士兵可根据作战任务和作战方案的不同，按需组合头盔上的物品，最大限度的适应作战任务的机动性，从而提高士兵的作战能力。

Description

模块化增强现实军用头盔显示器

技术领域

本申请涉及军用头盔技术领域，特别涉及一种模块化增强现实军用头盔显示器。

背景技术

最初的军用头盔只是一个保护装置，采用钢材制作，用于防止弹片或流弹杀伤。随着材料技术的发展，非金属材料(如芳纶、尼龙、改性聚丙烯、超高分子量聚乙烯)取代钢材成为军用头盔制作的主要原料，军用头盔实现了质量更轻，防护能力更强的提升。随着科技的进步，现代军用头盔不仅要防护士兵生命安全还要承载更多使命，其发展也呈现出数字化与功能多样化特点，采用模块化设计理念，军用头盔可作为通信、夜视、助听、观瞄、GPS、核生化防护器具等装备的载体。特别是近几年来增强现实技术的发展，赋予了军用头盔新的涵义。

增强现实技术将虚拟信息通过光学呈现手段叠加到真实世界中，实现对真实环境的增强，这一技术已在国防领域显现出重大应用价值，增强现实技术推动沉浸式仿真训练向更高层次发展而且大幅提升作战人员战场态势感知能力，减轻人员认知负荷。除辅助训练外，增强现实技术在军事领域的应用还包括实现更好的信息共享和沟通，态势感知与作战要素增强等，因此增强现实技术在军用方面受到越来越多的重视。

目前，世界各国都在积极推进增强现实技术的研发与应用。头盔显示器是增强现实技术最常用的近眼显示手段，将增强现实近眼呈现***与军用头盔进行模块化集成化设计，打造满足多样作战需求的增强现实军用头盔具有重大的应用意义。

发明内容

本申请的目的在于提供一种模块化增强现实军用头盔显示器，以能够使士兵适应不同作战需求，最大限度的适应作战任务的机动性，提高士兵的作战能力。

本申请提供一种模块化增强现实军用头盔显示器，包括：头盔基体、多功能底座、导轨、增强现实信息采集模块和增强现实显示模块；

所述多功能底座设置在所述头盔基体的上方，用于安装多种功能附件；

所述导轨设置在所述头盔基体的两侧，其上设置有多个相匹配连接的滑块，所述滑块上可安装多种功能附件；

所述增强现实信息采集模块设置在所述头盔基体的前方，用于采集前方环境的多模场景信息，并传输至所述增强现实显示模块；

所述增强现实显示模块设置在所述头盔基体前部，该增强现实显示模块设置有沿两端延伸的固定部，与所述头盔基体固定连接。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述头盔显示器中，所述头盔基体为无护耳式设计。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述头盔显示器中，还包括通过滑块装配在所述导轨上的耳麦，该耳麦位置可上下调节。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述头盔显示器中，所述增强现实信息采集模块包括一双目立体视觉相机和一红外单目相机，用于采集前方环境中可见光和红外光的场景信息。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述头盔显示器中，所述增强现实显示模块包括由微显示器和自由曲面棱镜搭建的双目近眼呈现***、自由曲面棱镜支架和九轴姿态仪；

所述自由曲面棱镜支架通过螺栓固定在头盔上，所述微显示器、自由曲面棱镜和九轴姿态仪通过螺栓固定在所述自由曲面棱镜支架上。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述头盔显示器中，所述头盔显示器采用双层设计；

所述头盔显示器还包括集成电路板，该集成电路板设置于所述头盔基体前部空腔中，该集成电路板集成了所述增强现实信息采集模块和所述增强现实显示模块的数据传输单元和驱动电路单元。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述头盔显示器中，还包括护目面罩，该护目面罩通过螺钉固定在所述头盔基体前部。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述头盔显示器中，还包括用于所述头盔基体与所述增强现实显示模块之间通信的数据总线，该数据总线紧贴所述头盔基体内壁布置。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述头盔显示器中，还包括头盔悬挂，该头盔悬挂用于调节所述头盔基体的佩戴高度以及包裹性。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述头盔显示器中，还包括附件盒，该附件盒设置于所述头盔基体的后部，用于放置相关附件。

本申请提供的模块化增强现实军用头盔显示器，包括头盔基体、多功能底座、导轨、增强现实信息采集模块和增强现实显示模块。多功能底座设置在头盔基体的上方，用于安装多种功能附件。导轨设置在头盔基体的两侧，其上设置有多个相匹配连接的滑块，滑块上可安装多种功能附件。增强现实信息采集模块设置在头盔基体的前方，用于采集前方环境的多模场景信息，并传输至增强现实显示模块。增强现实显示模块设置在头盔基体前部，该增强现实显示模块设置有沿两端延伸的固定部，与头盔基体固定连接。基于本申请，士兵可根据作战任务和作战方案的不同，按需组合头盔上的物品，最大限度的适应作战任务的机动性，从而提高士兵的作战能力。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一模块化增强现实军用头盔显示器的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一模块化增强现实军用头盔显示器的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的再一模块化增强现实军用头盔显示器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本申请的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1为本申请实施例提供的模块化增强现实军用头盔显示器的结构示意图，如图1所示，该头盔显示器100包括：头盔基体1、多功能底座2、导轨3、增强现实信息采集模块4A和增强现实显示模块4B。该增强现实信息采集模块4A和增强现实显示模块4B配合实现复杂场景的增强现实显示。

本实施例中，如图1所示，所述多功能底座2设置在所述头盔基体1的上方，用于安装多种功能附件。具体的，多功能底座2可以通过螺钉固定在头盔基体1表面，且在对称线上，多功能底座2上可安装的功能附件可以为单兵夜视仪、战术灯、摄像机等功能装具。头盔系带扣6通过螺钉固定在头盔基体1上。

本实施例中，如图1所示，所述导轨3设置在所述头盔基体1的两侧，如图2所示，其上可以设置有多个相匹配连接的滑块10，所述滑块10上可安装多种功能附件。此处的功能附件可以为战术手电筒、语音通讯/降噪耳机、防毒面具等。

一种优选的实施方式中，所述头盔基体1为无护耳式设计，采用人体工程学原理设计无护耳式战术头盔，为加装降噪耳麦预留了接口。因此，如图2所示，进一步的，所述头盔显示器100还包括通过滑块10装配在所述导轨3上的耳麦9，耳麦9与滑块10之间通过紧定螺钉11固定，该耳麦9的位置可上下调节以适应不同用户的需要。再比如，如图2所示，战术手电筒可通过滑块支架8固定在导轨3上。

本实施例中，如图1所示，所述增强现实信息采集模块4A设置在所述头盔基体1的前方，用于采集前方环境的多模场景信息，并传输至所述增强现实显示模块4A。

一种优选的实施方式中，如图2所示，所述增强现实信息采集模块4A包括一双目立体视觉相机12和一红外单目相机13，用于采集前方环境中可见光和红外光的场景信息，因此可实现基于可见光和红外光的场景重建和人机交互。

本实施例中，如图1所示，所述增强现实显示模块4B设置在所述头盔基体1前部，该增强现实显示模块4B设置有沿两端延伸的固定部，与所述头盔基体1固定连接。具体的，可采用自由曲面或者全息、阵列波导光学近眼显示方案搭建增强现实战术头盔的呈现***，实现虚拟信息在用户眼前的即时呈现，最大限度解放双手。

一种优选的实施方式中，如图3所示，所述增强现实显示模块4B包括由微显示器和自由曲面棱镜搭建的双目近眼呈现***、自由曲面棱镜支架16和九轴姿态仪18。该微显示器可以采用有机发光二极管OLED制成。

所述自由曲面棱镜支架16通过螺栓17固定在所述头盔基体1上，所述微显示器、自由曲面棱镜通过螺栓固定在所述自由曲面棱镜支架16上。所述九轴姿态仪18通过螺栓19固定在所述自由曲面棱镜支架16上，九轴姿态仪可实现基于位姿传感器和计算机视觉的定位定向方法，提高增强现实定位定向精度。

本实施例提供的模块化增强现实军用头盔显示器，包括头盔基体、多功能底座、导轨、增强现实信息采集模块和增强现实显示模块。多功能底座设置在头盔基体的上方，用于安装多种功能附件。导轨设置在头盔基体的两侧，其上设置有多个相匹配连接的滑块，滑块上可安装多种功能附件。增强现实信息采集模块设置在头盔基体的前方，用于采集前方环境的多模场景信息，并传输至增强现实显示模块。增强现实显示模块设置在头盔基体前部，该增强现实显示模块设置有沿两端延伸的固定部，与头盔基体固定连接。基于本申请，士兵可根据作战任务和作战方案的不同，按需组合头盔上的物品，最大限度的适应作战任务的机动性，从而提高士兵的作战能力。

一种优选的实施方式中，所述头盔显示器100采用双层设计。头盔前部采用双层设计，为增强现实元器件、电路板、传感器的安装提供安全空间，有效避免头盔在使用过程中造成电子元器件的损坏。

如图3所示，所述头盔显示器100还可以包括集成电路板20，该集成电路板20设置于所述头盔基体1前部空腔中，避免战术行动中，集成电路板受到挤压导致破坏。该集成电路板20集成了所述增强现实信息采集模块4A和所述增强现实显示模块4B的数据传输单元和驱动电路单元。具体的，集成电路板20主要集成了双目立体视觉相机、红外单目相机、九轴姿态仪、双目近眼呈现***的数据传输和驱动电路等功能单元。

一种优选的实施方式中，如图3所示，所述头盔显示器100还包括护目面罩14，该护目面罩14通过螺钉15固定在所述头盔基体1的前部，防护风沙，保护自由曲面棱镜镜片不受损伤。

一种优选的实施方式中，如图3所示，所述头盔显示器100还包括用于所述头盔基体1与所述增强现实显示模块4B之间通信的数据总线21，该数据总线21紧贴所述头盔基体1内壁布置，避免了单兵在战术行动时，杂草、树枝等对线缆的拉扯。

一种优选的实施方式中，如图3所示，所述头盔显示器100还包括头盔悬挂22，该头盔悬挂22用于调节所述头盔基体的佩戴高度以及包裹性。具体的，如图3所示，头盔佩戴高度调整可通过调节引导带23的长度实现，头围调节可通过旋动手动旋钮24实现，能够使不同人员使用该头盔时保证较好的包裹性。因此，本实施方式通过调节头盔内衬，适应不同用户头型，提高了佩戴舒适性和可靠性。

一种优选的实施方式中，如图3所示，所述头盔显示器100还包括附件盒25，该附件盒设置于所述头盔基体1的后部，用于放置相关附件，例如电池和应急止血带等。

前述对本申请的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本申请限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本申请的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本申请的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本申请的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种模块化增强现实军用头盔显示器，其特征在于，包括：头盔基体、多功能底座、导轨、增强现实信息采集模块和增强现实显示模块；

所述多功能底座设置在所述头盔基体的上方，用于安装多种功能附件；

所述导轨设置在所述头盔基体的两侧，其上设置有多个相匹配连接的滑块，所述滑块上可安装多种功能附件；

所述增强现实信息采集模块设置在所述头盔基体的前方，用于采集前方环境的多模场景信息，并传输至所述增强现实显示模块；

所述增强现实显示模块设置在所述头盔基体前部，该增强现实显示模块设置有沿两端延伸的固定部，与所述头盔基体固定连接。

2.根据权利要求1所述的头盔显示器，其特征在于，所述头盔基体为无护耳式设计。

3.根据权利要求2所述的头盔显示器，其特征在于，所述头盔显示器还包括通过滑块装配在所述导轨上的耳麦，该耳麦位置可上下调节。

4.根据权利要求1所述的头盔显示器，其特征在于，所述增强现实信息采集模块包括一双目立体视觉相机和一红外单目相机，用于采集前方环境中可见光和红外光的场景信息。

5.根据权利要求1所述的头盔显示器，其特征在于，所述增强现实显示模块包括由微显示器和自由曲面棱镜搭建的双目近眼呈现***、自由曲面棱镜支架和九轴姿态仪；

所述自由曲面棱镜支架通过螺栓固定在所述头盔基体上，所述微显示器、自由曲面棱镜和九轴姿态仪通过螺栓固定在所述自由曲面棱镜支架上。

6.根据权利要求1所述的头盔显示器，其特征在于，所述头盔显示器采用双层设计；

所述头盔显示器还包括集成电路板，该集成电路板设置于所述头盔基体前部空腔中，该集成电路板集成了所述增强现实信息采集模块和所述增强现实显示模块的数据传输单元和驱动电路单元。

7.根据权利要求1所述的头盔显示器，其特征在于，所述头盔显示器还包括护目面罩，该护目面罩通过螺钉固定在所述头盔基体前部。

8.根据权利要求1所述的头盔显示器，其特征在于，所述头盔显示器还包括用于所述头盔基体与所述增强现实显示模块之间通信的数据总线，该数据总线紧贴所述头盔基体内壁布置。

9.根据权利要求1所述的头盔显示器，其特征在于，所述头盔显示器还包括头盔悬挂，该头盔悬挂用于调节所述头盔基体的佩戴高度以及包裹性。

10.根据权利要求1所述的头盔显示器，其特征在于，所述头盔显示器还包括附件盒，该附件盒设置于所述头盔基体的后部，用于放置相关附件。