CN104579401B - 头戴式虚拟成像移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种头戴式虚拟成像移动终端，包括：移动终端本体，设置在移动终端本体上的微控制器，与微控制器连接的视网膜成像仪、摄像头、闪关灯、无线信号收发模块和语音模块。所述微控制器与语音模块集成在一起，构成一个微型电脑。所述语音模块包括：依次连接的受话器、语音信号放大电路、语音识别模块、音频编码模块和通信接口，所述通信接口与微控制器连接。与现有技术相比，本发明提供的头戴式虚拟成像移动终端不仅可以通过虚拟成像，将传过来的视频、图像等在眼前显示，实现“小体积，大屏幕”效果；而且能够实现自动语音控制，完全解放一线作业员的双手，保证人身安全。

Description

头戴式虚拟成像移动终端

技术领域

本发明涉及移动终端技术，尤其涉及一种头戴式虚拟成像移动终端。

背景技术

随着管理的要求，工人现场作业的电子化与智能化要求越来越高。因此，如笔记本电脑、平板电脑、手机等移动终端在一线作业现场的使用率越来越高。但是，移动终端在应用中，有如下几方面的缺点：1)强光下，反光比较明显，尽管现在液晶屏厂家推出了全视角的IPS电容屏，显示效果还是不尽人意，野外作业环境不适应。2)屏幕平板电脑尺寸过小，显示出来的字体过小，辨别起来比较困难，尤其是一线员工较多年纪大一点的经验丰富的老职工，阅读和使用都十分吃力。3)操作不方便，尺寸小了，看不清，尺寸大了，端不了，携带也不方便。4)解放不了双手，使用的时候，始终需要用双手端着，遇到下雨天，屏幕一沾水，屏幕操作就会失灵，如阴雨天等恶劣环境下的使用情形不能方便操作。5)录入数据和现场视频摄像等操作在室外精准度不高，操作不方便。

为此，目前已有部分公司提出了智能安全帽的概念，其主要原理是将摄像头与拾音设备及视频音频信号无线发射装置连接，实现视频和音频信号的实时传输。如中国专利申请号201320262099.3和中国专利申请号为201420034722.4的发明专利所述。虽然上述专利披露的智能安全帽都具有图像采集、携带方便、语音传输距离长，甚至带有定位功能、记录功能等多项功能。但其仅仅只是一个头戴式的监视器，其目的只是为了能实现安全帽佩戴者与监控人员之间的互动交流，而安全帽本身并不能与其它的智能系统互动，换言之，它仍然无法满足工人现场作业的电子化与智能化要求越来越高的要求，一线作业员工仍需携带平板电脑和PDA进行作业，不能双手作业，影响工作。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种结构简单，使用方便快捷，能解放一线作业人员双手的头戴式虚拟成像移动终端。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

头戴式虚拟成像移动终端，其特征在于，包括：移动终端本体，设置在移动终端本体上的微控制器，与微控制器连接的视网膜成像仪和语音模块；所述语音模块包括：依次连接的受话器、语音识别模块、音频编码模块和通信接口，所述通信接口与微控制器连接。

作为上述方案的进一步说明，在受话器与语音识别模块之间连接有语音信号放大电路。

作为上述方案的进一步说明，所述语音信号放大电路包括：音频功率放大器LM4990，音频功率放大器LM4990的第五、第七引脚通过电阻连接受话器，音频功率放大器LM4990的第一引脚与语音识别模块连接。利用音频功率放大器LM4990的低通滤波，剔除高频杂音，以保证音频信号能正确识别编码。

作为上述方案的进一步说明，在移动终端本体上设有摄像头，闪光灯和主控中枢，所述主控中枢与微控制器信号连接，所述摄像头、闪关灯、受话器与主控中枢控制连接。

作为上述方案的进一步说明，所述主控中枢包括：主控中枢外壳，设置在主控中枢外壳内的第一喇叭音腔、按键电路板和控制面板；在移动终端本体上设置有与主控中枢外壳对应的连接定位部，连接定位部内设置有安装第一喇叭音腔的嵌槽，嵌槽内设置有通向移动终端本体内侧的通孔，按键电路板固定在第一喇叭音腔上，控制面板覆盖于按键电路板上。

作为上述方案的进一步说明，在微控制器上连接有无线信号收发模块。

作为上述方案的进一步说明，所述无线信号收发模块为GPS模块，2G/3G模块，LTE通信模块，WiFi模块中的一种或几种。

作为上述方案的进一步说明，在移动终端本体上设有副控中枢，在副控中枢上转动连接有光机杆，所述视网膜成像仪内置在光机杆上。

作为上述方案的进一步说明，所述摄像头和/或闪光灯和/或受话器设置在光机杆上。

作为上述方案的进一步说明，所述副控中枢包括：副控中枢底座，霍尔开关和第二喇叭音腔；

所述副控中枢底座设置在移动终端本体上，所述第二喇叭音腔设置副控中枢底座上，所述霍尔开关设置在第二喇叭音腔上或第二喇叭音腔外侧；

所述光机杆转动安装在副控中枢底座上，在光机杆上设有与霍尔开关对应的磁铁。

作为上述方案的进一步说明，所述光机杆内设置有从微控制器引入的连接线路，在副控中枢底座设有中空的转轴，在光机杆上设有与转轴配合的轴套，连接线路经副控中枢底座、并穿过转轴的中间孔进入光机杆。

作为上述方案的进一步说明，所述移动终端本体为安全帽，所述主控中枢和副控中枢设置在安全帽的两耳部位，在安全帽的后部设置有安装位，所述微控制器、语音模块、无线收发模块、与控制器配套的主板和电源都设置在安装位内，在安装位的边缘四周设置有密封件；在安装位内有隔热材料、防辐射材料。

作为上述方案的进一步说明，在安装位内设有用来固定微控制器、语音模块、无线收发模块、主板的架空筋架。

与现有技术相比，本发明提供的头戴式虚拟成像移动终端具有以下有益效果：

一、通过在头戴式移动终端上集成微控制器、视网膜成像仪和语音模块，不仅可以通过虚拟成像，将传过来的视频、图像等在眼前显示，实现“小体积，大屏幕”效果；而且能够实现自动语音控制，完全解放一线作业员的双手，保证人身安全。

二、利用语音模块方便实现，口语、文字、指令集之间的转换，通过指令集与后台识别实现操作系统功能，同时，语音模块的通信接口还支持第三方软件接口，符合指令集规范的指令被第三方系统所接受，整个系统具有打电话、录音、视频，第三方支持文字录入、执行操作命令等功能，功能多样。

三、通过在安装部位设置架空筋架结构，不仅有效降低电力安全帽重量，增强刚性；而且具有很好的散热效果，实用性好。

附图说明

图1所示为本发明提供的头戴式虚拟成像移动终端结构分解图；

图2所示为语音模块结构框图；

图3所示为语音信号放大电路；

图4所示为主控中枢结构分解图；

图5所示为光机杆安装结构示意图；

图6所示为光机杆在另一视角上的结构示意图。

附图标记说明：

1、移动终端本体，2、微型电脑，3、语音模块，4、主控中枢，5、副控中枢，6、光机杆，7、摄像头，8、闪光灯，9、视网膜成像仪，10、筋架；

31、受话器，32、语音识别模块，33、音频编码模块，34、通信接口，35、语音信号放大电路；

41、主控中枢外壳，42、第一喇叭音腔，43、按键电路板，44、控制面板，45、加、减键；

51、副控中枢底座，52、霍尔开关，53、第二喇叭音腔。

具体实施方式

为方便本领域普通技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。

实施例一

如图1所示，一种头戴式虚拟成像移动终端，包括：移动终端本体1，设置在移动终端本体1上的微控制器，与微控制器连接的视网膜成像仪和语音模块。本实施例中，所述微控制器与语音模块集成在一起，构成一个微型电脑2。

如图2所示，所述语音模块3包括：依次连接的受话器31、语音识别模块32、音频编码模块33和通信接口34，所述通信接口34与微控制器连接。为保证语音信号的准确识别，在受话器31与语音识别模块32之间连接有语音信号放大电路35。

如图3所示，所述语音信号放大电路包括：音频功率放大器LM4990，音频功率放大器LM4990的第五、第七引脚通过电阻连接受话器，音频功率放大器LM4990的第一引脚与语音识别模块连接，利用音频功率放大器LM4990的低通滤波，剔除高频杂音，以保证音频信号能正确识别编码。

实际工作时，视网膜成像仪直接在人眼内成像，达到一种，达到“小体积，大屏幕”效果，同时解决了传统移动终端使用的各种缺陷。同时，利用语音识别模块的标准语音转化模型，将口语转化为文字，建立强大的常用语音知识库；同时将具有方言的语音建模转化为常用语音指令集，通过指令集与后台识别实现操作系统功能，完全释放了一线工人的双手。另外，所述通信接口还支持第三方软件接口，符合指令集规范的指令被第三方系统所接受，功能多样。

结合图4-图6所示，所述移动终端本体1为安全帽，在安全帽的两侧对应佩戴员耳朵部位设有主控中枢4和副控中枢5，在副控中枢5上转动安装有光机杆6，在光机杆6上受话器31、摄像头7、闪光灯8、视网膜成像仪9，所述主控中枢4与微控制器信号连接，所述摄像头7、闪关灯8、受话器31与主控中枢4控制连接。本实施例中，所述受话器31优选为麦克风。实际使用时，在安全帽的边缘与光机杆之间会形成一个夹角，便于遮挡环境光源，保证视网膜成像仪具有良好的可视效果。

所述主控中枢4包括：主控中枢外壳41，设置在主控中枢外壳内41的第一喇叭音腔42、按键电路板43和控制面板44；在移动终端本体上设置有与主控中枢外壳41对应的连接定位部，连接定位部内设置有安装第一喇叭音腔42的嵌槽，嵌槽内设置有通向移动终端本体内侧的通孔，按键电路板43固定在第一喇叭音腔42上，控制面板44覆盖于按键电路板43上。所述控制面板44具有四个按键，分别是拍照、语音识别、返回、确认键，在主控中枢4的侧面还有音量的加、减键45。

所述副控中枢5包括：副控中枢底座51，霍尔开关52和第二喇叭音腔53。所述副控中枢底座51设置在移动终端本体上，所述第二喇叭音腔53设置副控中枢底座51上，所述霍尔开关52设置在第二喇叭音腔53外侧；所述光机杆6转动安装在副控中枢底座5上，在光机杆6上设有与霍尔开关对应的磁铁。在其他实施方式中，所述霍尔开关52和磁铁的位置互换，不限于本实施例。

进一步地，为实现光机杆内的连接线路的过线旋转功能，在副控中枢底座51上设有中空的转轴54，在光机杆6上设有与转轴54配合的轴套，连接线路经副控中枢底座51、并穿过转轴54的中间孔进入光机杆6内，与光机杆6上的受话器31、摄像头7、闪光灯8、视网膜成像仪9连接。

更进一步地，为便于实现移动终端信号的收发，在微控制器上连接有无线信号收发模块。所述无线信号收发模块为GPS模块，2G/3G模块，LTE通信模块，WiFi模块中的一种或几种。本实施例中，优选微控制器采用的是基于开放式平台android系统智能电脑，是基于MTK平台的微控制器，其上有CPU、内存、存储内存、GPS、WiFi、2G/3G通信模块、蓝牙等，可支持打电话、GPRS上网、拍照、摄像、录音、高清显示等功能。

具体地，在安全帽的后部设置有安装位，所述微控制器、语音模块、无线收发模块、与控制器配套的主板和电源都设置在安装位内，在安装位的边缘四周设置有密封件；在安装位内有隔热材料、防辐射材料和架空筋架。本实施例中，由于将强大的计算机系统微缩进电力安全帽，考虑到半导体芯片的体积限制，比如CPU、内存以及电源系统特别是功率电感的体积，以及通讯或者定位需要的GPS模块或者2G/3G甚至LTE等模块，还有电池系统，在进行微型化设计的同时，如何抗辐射，抗干扰以及快速散热的问题显得非常突出，为此，通过在安全帽的电源和电路配件的安装位内设置隔热材料、防辐射材料及筋架10架空，正好很好的解决了所述问题。

本实施例提供的头戴式虚拟成像移动终端，应用人体工学，分析人群头部外观，在大幅度增强电力安全帽各种功能情况下，让电力工作人员佩戴舒适，不感觉到别扭和难受，实现在符合安全耐压、抗压等相关国标情况下，使用内镂空方法使电力安全帽减轻重量，使用内壁加强筋增强刚性，如在安全帽的电源和电路配件的安装位的加强筋架架空结构就是以加强筋增强刚性的体现。

实施例二

本实施例提供的头戴式虚拟成像移动终端，其结构与实施例一基本一致，区别在于：

所述光机杆采用的是伸缩升降式结构，副控中枢底座上设置升降导槽或导轨，光机杆设置有滑动部与所述的升降导槽或导轨滑动配合，以升降的方式实现光机杆的展开或收起，同样，也在副控中枢底座上设置霍尔开关，光机杆设置有磁铁，通过光机杆的展开或收起，使光机杆内的磁铁与霍尔开关触发配合，控制微控制器待机与正常显示。

以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.头戴式虚拟成像安全智能移动终端，其特征在于，包括：移动终端本体，设置在移动终端本体上的微控制器，与微控制器连接的视网膜成像仪和语音模块；所述语音模块包括：依次连接的受话器、语音识别模块、音频编码模块和通信接口，所述通信接口与微控制器连接；

所述移动终端本体为安全帽；

在移动终端本体上设有主控中枢，所述主控中枢与微控制器信号连接，所述受话器与主控中枢控制连接；所述主控中枢包括：主控中枢外壳，设置在主控中枢外壳内的第一喇叭音腔、按键电路板和控制面板；在移动终端本体上设置有与主控中枢外壳对应的连接定位部，连接定位部内设置有安装第一喇叭音腔的嵌槽，嵌槽内设置有通向移动终端本体内侧的通孔，按键电路板固定在第一喇叭音腔上，控制面板覆盖于按键电路板上；

在移动终端本体上设有副控中枢，在副控中枢上转动连接有光机杆，所述视网膜成像仪内置在光机杆上；

所述副控中枢包括：副控中枢底座，霍尔开关和第二喇叭音腔；

所述副控中枢底座设置在移动终端本体上，所述第二喇叭音腔设置副控中枢底座上，所述霍尔开关设置在第二喇叭音腔上或第二喇叭音腔外侧；

所述光机杆转动安装在副控中枢底座上，在光机杆上设有与霍尔开关对应的磁铁。

2.根据权利要求1所述的头戴式虚拟成像安全智能移动终端，其特征在于，在受话器与语音识别模块之间连接有语音信号放大电路。

3.根据权利要求2所述的头戴式虚拟成像安全智能移动终端，其特征在于，所述语音信号放大电路包括：音频功率放大器LM4990，音频功率放大器LM4990的第五、第七引脚通过电阻连接受话器，音频功率放大器LM4990的第一引脚与语音识别模块连接。

4.根据权利要求1所述的头戴式虚拟成像安全智能移动终端，其特征在于，在微控制器上连接有无线信号收发模块。

5.根据权利要求4所述的头戴式虚拟成像安全智能移动终端，其特征在于，所述无线信号收发模块为GPS模块，2G/3G模块，LTE通信模块，WiFi模块中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的头戴式虚拟成像安全智能移动终端，其特征在于，所述受话器设置在光机杆上，在光机杆上还设有摄像头和闪光灯，所述摄像头、闪关灯与主控中枢控制连接。

7.根据权利要求1所述的头戴式虚拟成像安全智能移动终端，其特征在于，所述光机杆内设置有从微控制器引入的连接线路，在副控中枢底座设有中空的转轴，在光机杆上设有与转轴配合的轴套，连接线路经副控中枢底座、并穿过转轴的中间孔进入光机杆。

8.根据权利要求1所述的头戴式虚拟成像安全智能移动终端，其特征在于，所述移动终端本体为安全帽，所述主控中枢和副控中枢设置在安全帽的两耳部位，在安全帽的后部设置有安装位，所述微控制器、语音模块、无线收发模块、与控制器配套的主板和电源都设置在安装位内，在安装位的边缘四周设置有密封件；在安装位内有隔热材料、防辐射材料。

9.根据权利要求8所述的头戴式虚拟成像安全智能移动终端，其特征在于，在安装位内设有用来固定微控制器、语音模块、无线收发模块、主板的架空筋架。