CN105100722A - 一种声视觉装置 - Google Patents

一种声视觉装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105100722A
CN105100722A CN201510486084.9A CN201510486084A CN105100722A CN 105100722 A CN105100722 A CN 105100722A CN 201510486084 A CN201510486084 A CN 201510486084A CN 105100722 A CN105100722 A CN 105100722A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sonar
helmet
wearer
space
sound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510486084.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105100722B (zh
Inventor
吕植勇
罗鹏举
帅然
鲁盈利
刘昌伟
王乐
张琴兰
阮智邦
陶玮凡
何荣
聂闯
陈振康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201510486084.9A priority Critical patent/CN105100722B/zh
Publication of CN105100722A publication Critical patent/CN105100722A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105100722B publication Critical patent/CN105100722B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Helmets And Other Head Coverings (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种声视觉装置，它包括头盔，在头盔上设置有可透视显示屏、声呐视频采集器、空间坐标转换处理器、微型投影仪和衍射光学镜头组，空间坐标转换处理器将声呐视频采集器采集到的空间信息进行重构，得到一个佩戴者的视频图像，并通过微型投影仪及衍射光学镜头组将视频图像投影在可透视显示屏上展示给佩戴者。本发明采用水下穿透能力比较强的声呐为图像视频信息采集装置，再通过空间坐标转换处理器针对佩戴者的视觉角度，将声呐图像信息进行空间变换，快速展示给佩戴者，为低能见度水上和水下工作者提高观察能力。

Description

一种声视觉装置
技术领域
本发明涉及一种声视觉装置。
背景技术
由于目前采用不可见光系统一般采用红外和远红外技术进行低能见度条件下观察周围事物，但是在水下低能见度条件下，造成潜水员在打捞过程中，往往会碰到由于泥沙、污水和沉积物导致周围环境可见度和通透性比较低，大量的电磁波构成的光线被水和泥沙吸收，采用光视觉观察周围的环境、沉积物、生物体、遇难人员以及机动设备等比较困难，低能见度环境制约光传感器使用，潜水员也无法用肉眼观察水底环境。同时，由于低能见度造成潜水员视野漆黑一片，造成潜水员的不安全感和极大地心里压力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种在低能见度情况下提高观察能力的声视觉装置。
本发明所采用的技术方案为：一种声视觉装置，其特征在于：它包括头盔，在头盔上设置有可透视显示屏、声呐视频采集器、空间坐标转换处理器、微型投影仪和衍射光学镜头组，声呐视频采集器与佩戴者之间构成一定的空间角度设置在头盔的外表面，声呐视频采集器与空间坐标转换处理器相连，所述空间坐标转换处理器与微型投影仪相连，空间坐标转换处理器将声呐视频采集器采集到的空间信息进行重构，得到一个佩戴者的视频图像，并通过微型投影仪及衍射光学镜头组将视频图像投影在可透视显示屏上展示给佩戴者。
按上述技术方案，在头盔的外表面安设有多个声呐视频采集器，各声呐视频采集器之间构成一定的夹角，通过不同的声呐视频采集器的角度消除声纳探测的盲点，空间转换处理装置将各个声呐视频采集器采集到的物理空间坐标进行三维空间坐标重构，即将两个或多个呐图像视频信息采集装置采集到三维图像进行对比，将盲区的数据补充到三维图像中，得到一个观察对象的三维空间坐标，然后将得到的三维空间坐标根据佩戴者的视角与重构的三维空间角度进行空间转换，得到视觉空间的三维空间坐标信息，再转换成左右两视觉或单平面上投影坐标，即得到佩戴者的视频图像。
按上述技术方案，所述头盔与佩戴者的头部或颈部密封配置，在头盔上设置有呼气器，所述呼吸器与供氧装置相连，呼吸器的呼吸空间与头盔内可透视显示屏的显示空间相隔开。
按上述技术方案，所述衍射光学镜头组密封设置在镜头腔体内，在镜头腔体内充满透明的浸泡液，如水，以提高头盔的重量和平衡能力。
按上述技术方案，根据折射率的变化，在衍射光学镜头组与微型投影仪之间设置有调焦透镜，调节成像到佩戴者瞳孔，防止跑焦，在调焦透镜上配置有用于调节焦距的调节旋钮，该聚焦调节旋钮通过调节旋钮步进电机驱动，所述调节旋钮密封在柔性件中。
按上述技术方案，各个声呐视频采集器的声纳靠近盲区m<0.2m，保证潜水员能根据声视觉，在手能伸展的空间进行水下操作。
本发明所取得的有益效果为：本发明采用水下穿透能力比较强的声呐为图像视频信息采集装置，空间坐标转换处理器针对头盔佩戴者的视觉角度，将声呐图像信息进行空间变换，快速展示给佩戴者，为低能见度水上和水下工作者提高观察能力。
附图说明
图1为本发明提供的一个实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的一个实施例的俯视状态示意图。
图3为本发明提供的一个实施例中的侧视状态示意图。
图4为本发明提供的一个实施例的原理框图。
图5为本发明提供的实施例中空间坐标转换处理器的坐标转换流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-5所示，本实施例提供了一种声视觉装置，它包括头盔1，在头盔1上设置有可透视显示屏3、多个声呐视频采集器2、空间坐标转换处理器5和微型投影仪7、衍射光学镜头组8，各个声呐视频采集器2与空间坐标转换处理器5相连，所述空间坐标转换处理器5与微型投影仪7相连，各个声呐视频采集器之间构成一定的空间角度ϴ设置在头盔1的外表面，可透视显示屏3设置在头盔1内表面上方，与佩戴者的瞳孔相对应，微型投影仪7、衍射光学镜头组8对应显示屏3设置。其中，空间转换处理装置3将声呐视频采集器1采集到的物理空间坐标进行三维空间坐标重构，即将两个或多个呐图像视频信息采集装置1采集到三维图像进行对比，将盲区的数据补充到三维图像中，得到一个观察对象的三维空间坐标，然后将得到的三维空间坐标根据佩戴者的视角与重构的三维空间角度进行空间转换，得到视觉空间的三维空间坐标信息，再转换成左右两视觉或单平面上投影坐标，即得到佩戴者的视频图像，并将视频图像通过微型投影仪7及衍射光学镜头组8进行放大，产生类似远方衍射图像效果，展示给佩戴者。
本实施例中，可透视显示屏3具有反射来自微型投影仪7的影像和透视显示屏前面的周围环境，保证在比较好的能见度条件下，不影响潜水员通过光视觉观察水下环境，即可以直接观察周围环境，具有可透视的效果。其中，声呐视频采集器由声纳传感器构成，各个声呐视频采集器设置在佩戴者手伸展到范围内，保证潜水员能根据声视觉，在手能伸展的空间进行水下操作，选择声呐视频采集器的靠近盲区m<0.2m，即接受声呐的窗口时间t<盲区（m）/介质声速（c）。
为了使本实施例的使用范围更广，可以将本发明用于水下搜寻，即在头盔的边缘设置有密封件，使头盔与佩戴者的头部或颈部密封配置，在头盔上设置有呼气器4，所述呼吸器4与供氧装置相连。其中，呼吸器4的呼吸空间与头盔上的可透视显示屏的显示空间相隔开，防止呼气产生的水蒸气模糊可透视显示屏的显示空间。
本实施例中，所述衍射光学镜头组8密封在在镜头腔体9内，在镜头腔体9内充满浸泡液（透明的液体，如水），其作用主要是增加头盔重量，调节浮力，控制潜水的身体平衡。根据折射率的变化，在衍射光学镜头组8与微型投影仪7之间设置有调焦透镜，调节成像到佩戴者瞳孔，防止跑焦，在调焦透镜上配置有用于调节焦距的调节旋钮11，该聚焦调节旋钮11通过步进电机控制按钮调节聚焦，该调节旋钮11实质为一个齿轮，其与调节旋钮步进电机9输出轴通过齿轮连接，其中，所述调节旋钮密封在柔性件中，以防止水和蒸汽入侵。

Claims (6)

1.一种声视觉装置，其特征在于：它包括头盔，在头盔上设置有可透视显示屏、声呐视频采集器、空间坐标转换处理器、微型投影仪和衍射光学镜头组，声呐视频采集器与佩戴者之间构成一定的空间角度设置在头盔的外表面，声呐视频采集器与空间坐标转换处理器相连，所述空间坐标转换处理器与微型投影仪相连，空间坐标转换处理器将声呐视频采集器采集到的空间信息进行重构，得到一个佩戴者的视频图像，并通过微型投影仪及衍射光学镜头组将视频图像投影在可透视显示屏上展示给佩戴者。
2.根据权利要求1所述的一种声视觉装置，其特征在于，在头盔的外表面安设有多个声呐视频采集器，各声呐视频采集器之间构成一定的夹角。
3.根据权利要求1或2所述的一种声视觉装置，其特征在于，所述头盔与佩戴者的头部或颈部密封配置，在头盔上设置有呼气器，所述呼吸器与供氧装置相连，呼吸器的呼吸空间与头盔上的可透视显示屏的显示空间相隔开。
4.根据权利要求1或2所述的一种声视觉装置，其特征在于，所述衍射光学镜头组密封设置在镜头腔体内，在镜头腔体内充满透明的浸泡液。
5.根据权利要求3所述的一种声视觉装置，其特征在于，在衍射光学镜头组与微型投影仪之间设置有调焦透镜，在调焦透镜上配置有用于调节焦距的调节旋钮，该聚焦调节旋钮通过调节旋钮步进电机驱动，所述调节旋钮密封在柔性件中。
6.根据权利要求1或2所述的一种声视觉装置，其特征在于，各个声呐视频采集器的声纳靠近盲区m<0.2m。
CN201510486084.9A 2015-08-10 2015-08-10 一种声视觉装置 Expired - Fee Related CN105100722B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510486084.9A CN105100722B (zh) 2015-08-10 2015-08-10 一种声视觉装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510486084.9A CN105100722B (zh) 2015-08-10 2015-08-10 一种声视觉装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105100722A true CN105100722A (zh) 2015-11-25
CN105100722B CN105100722B (zh) 2019-08-23

Family

ID=54580142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510486084.9A Expired - Fee Related CN105100722B (zh) 2015-08-10 2015-08-10 一种声视觉装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105100722B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106510080A (zh) * 2016-10-12 2017-03-22 武汉理工大学 一种水下超声波探测头盔
CN108579027A (zh) * 2017-11-16 2018-09-28 西安洋流潜水设备科技有限公司 一种智能潜水辅助器
CN109064541A (zh) * 2018-09-12 2018-12-21 汕头市超声检测科技有限公司 一种基于超声波的水下虚拟现实成像系统及其应用方法
CN109164583A (zh) * 2018-11-07 2019-01-08 深圳珑璟光电技术有限公司 一种水下ar装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101644778A (zh) * 2008-12-30 2010-02-10 中国科学院声学研究所 手持式成像声纳及其成像方法
CN102096069A (zh) * 2010-12-17 2011-06-15 浙江大学 一种相控阵三维声学摄像声纳实时处理系统和方法
CN103869323A (zh) * 2014-04-02 2014-06-18 王静 一种头盔式彩色图像声纳及其成像方法
CN203745643U (zh) * 2013-12-10 2014-07-30 中国船舶重工集团公司七五○试验场 一种便携式潜水用声纳
CN203759359U (zh) * 2014-04-02 2014-08-06 王静 一种潜水用声纳显示视频眼镜
US20150063060A1 (en) * 2008-08-07 2015-03-05 Louis DePasqua Sonar navigation system and method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150063060A1 (en) * 2008-08-07 2015-03-05 Louis DePasqua Sonar navigation system and method
CN101644778A (zh) * 2008-12-30 2010-02-10 中国科学院声学研究所 手持式成像声纳及其成像方法
CN102096069A (zh) * 2010-12-17 2011-06-15 浙江大学 一种相控阵三维声学摄像声纳实时处理系统和方法
CN203745643U (zh) * 2013-12-10 2014-07-30 中国船舶重工集团公司七五○试验场 一种便携式潜水用声纳
CN103869323A (zh) * 2014-04-02 2014-06-18 王静 一种头盔式彩色图像声纳及其成像方法
CN203759359U (zh) * 2014-04-02 2014-08-06 王静 一种潜水用声纳显示视频眼镜

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106510080A (zh) * 2016-10-12 2017-03-22 武汉理工大学 一种水下超声波探测头盔
CN108579027A (zh) * 2017-11-16 2018-09-28 西安洋流潜水设备科技有限公司 一种智能潜水辅助器
CN109064541A (zh) * 2018-09-12 2018-12-21 汕头市超声检测科技有限公司 一种基于超声波的水下虚拟现实成像系统及其应用方法
CN109164583A (zh) * 2018-11-07 2019-01-08 深圳珑璟光电技术有限公司 一种水下ar装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105100722B (zh) 2019-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11734901B2 (en) Surgeon head-mounted display apparatuses
CN107909061B (zh) 一种基于不完备特征的头部姿态跟踪装置及方法
CN105100722A (zh) 一种声视觉装置
CN106791784B (zh) 一种虚实重合的增强现实显示方法和装置
RU2655018C2 (ru) Система гиперспектральной визуализации в видимом свете, способ записи гиперспектрального изображения и отображения гиперспектрального изображения в видимом свете
US10298911B2 (en) Visualization of spatial and other relationships
US10863163B2 (en) Vision enhancing system and method
JP6373261B2 (ja) 水中ビデオカメラ用ハウジング
CN108363415A (zh) 一种应用于水下机器人的视觉远程控制随动系统及方法
CN109493305A (zh) 一种人眼视线与前景图像叠加的方法及系统
JP2013228557A (ja) 表示装置およびその制御方法
US20170263017A1 (en) System and method for tracking gaze position
CN102785719A (zh) 用于船舶水尺图像拍摄的爬壁机器人、系统及方法
CN107861625A (zh) 基于3d空间模型的视线跟踪系统及方法
WO2009043927A1 (en) Apparatus for acquiring and processing information relating to human eye movements
Morales et al. An underwater augmented reality system for commercial diving operations
JP5484453B2 (ja) 複数の動作モードの光学機器
CN108632506A (zh) 一种微透镜阵列成像系统
WO2021242338A1 (en) Systems and methods for providing mixed-reality experiences under low light conditions
CN110121066A (zh) 一种基于立体视觉的特种车辆辅助驾驶系统
CN105959667A (zh) 一种三维图像采集装置及系统
CN103985121A (zh) 一种水下投影仪标定方法
Wibirama et al. 3D gaze tracking on stereoscopic display using optimized geometric method
CN104000556A (zh) 一种人眼前部组织断层成像系统
CN106510080A (zh) 一种水下超声波探测头盔

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190823

Termination date: 20210810

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee