CN105865266B - 头戴式水炮瞄准控制装置 - Google Patents

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SHANGHAI BEIAN INDUSTRIAL Co Ltd
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Abstract

本发明提供了头戴式水炮瞄准控制装置，包括主控单元、显示单元、画面采集单元、惯性测量单元、测距单元、水炮驱动单元、头戴装置，其中显示单元和惯性测量单元相对位置固定，安装在头戴装置上，随炮手头部运动，画面采集单元采集到的目标图像信号传输至显示单元显示，惯性测量单元与主控单元连接，主控单元根据测距单元得到的目标距离信息以及惯性测量单元测量到的头戴装置指向目标的水平旋转角和俯仰角，控制所述水炮驱动单元调整所述水炮的水平旋转角和俯仰角度指向目标，且控制所述云台调整所述画面采集单元的水平旋转角和俯仰角度指向目标。通过本装置，炮手在观察目标的同时，完成对目标的瞄准，实现看哪打哪，具有快速反应能力，同时利用人体对颠簸震动的缓冲，有利于稳定水炮的指向。

Description

头戴式水炮瞄准控制装置
技术领域
本发明涉及警用装备领域，特别涉及到一种头戴式水炮瞄准控制装置。
背景技术
消防炮是一种重要的灭火作战装备，不仅在消防领域有着广泛的应用，还常被应用在警用驱暴领域，比如架设在海监船、海警船上用于驱散非法船只，装在驱暴车上用于驱散暴恐分子。近年来，随着科技的发展，消防炮的操控方式从传统的手动方式逐渐向电控或液控方式转变，越来越智能化，传统的操控方式往往是在车、船驾驶舱内手动操作云台，通过显示屏观察目标，通过遥控装置对水炮进行水平或俯仰回转操作对目标进行射击，这种方式分别操作云台进行目标搜索和观察、以及对水炮进行遥控操作瞄准射击，需要协同操作，多次调整，尤其是当舰船处于运动颠簸状态，增大了瞄准的难度，不利于快速搜索目标的同时进行同步快速瞄准。
发明内容
为了解决以上问题，本申请提供了一种头戴式水炮瞄准控制装置。
更具体的，本发明提供了一种头戴式水炮瞄准控制装置，包括主控单元、显示单元、画面采集单元、惯性测量单元、测距单元、水炮驱动单元；主控单元分别与显示单元、测距单元、画面采集单元、惯性测量单元、水炮驱动单元相连接；
惯性测量单元、显示单元安装于头戴装置上，画面采集单元用于采集所要瞄准目标的图像；
水炮驱动单元根据主控单元的指令驱动调整水炮的水平旋转角和俯仰角度，用于指向目标射击；
惯性测量单元用于检测头戴装置的水平旋转角和俯仰角；画面采集单元安装于云台上；
显示单元用于显示画面采集单元采集到的画面；
测距单元用于检测水炮到目标的距离；
主控单元根据测距单元得到的目标距离信息以及惯性测量单元测量到的头戴装置指向目标的水平旋转角和俯仰角
控制水炮驱动单元调整水炮的水平旋转角和俯仰角度指向目标，且
控制云台调整画面采集单元的水平旋转角和俯仰角度指向目标。
在本申请中，通过设计一个头戴装置，该装置内设有一个画面显示单元，设计有一个安装于云台上的画面采集单元，使得炮手能够根据该画面显示单元来观察目标。同时，在本申请中，还分别在头戴装置上安装有惯性测量单元，使得炮手的头调整方向观察画面显示单元上目标的时候，由主控单元根据惯性测量单元以及惯性测量单元测量到的头戴装置指向目标的水平旋转角和俯仰角控制水炮驱动单元调整水炮指向目标，且也控制云台让画面采集单元指向目标，实现操作人员“看哪指哪”的效果。
同时，考虑到水受到重力的影响，水炮发射的水柱不一定能够冲击到目标点。因此设计了一个距离检测单元，使得在瞄准时，距离检测单元首先对目标位置进行测距，并由主控单元运算和修正水炮的指向角度，提升了射击精度。
作为优选的，还设有姿态锁定装置；
姿态锁定装置锁定后，水炮指向不随着头戴装置朝向的变化而变化。
在灭火时，有时候可以只朝一个方向喷射水柱。如果要求人员一直看着目标点，会增加人员的劳动力。因此，在本申请中，可以设置一个姿态锁定装置，通过将设备给锁定住，即使改变头戴装置的指向，也不会改变喷射的目标地点。
作为优选的，姿态锁定装置设于头戴装置上。
在本申请中，将姿态锁定装置设置在头戴装置上，使得炮手能够更方便地操作到该姿态锁定装置。
作为优选的，头戴装置为头盔。
作为优选的，显示装置为视频眼镜的主体，头戴装置为视频眼镜的框架。
作为优选的，画面采集单元为摄像头。
在本申请中，，头戴装置选用头盔，或者显示装置为视频眼镜的主体，头戴装置为视频眼镜的框架；画面采集单元选用摄像头，都是相应领域的惯用技术手段。
附图说明
图1为本发明中一种实施方式的结构框图。
具体实施方式
实施方式一
本发明的第一种实施方式提供了一种头戴式水炮瞄准控制装置，包括主控单元、显示单元、画面采集单元、惯性测量单元、测距单元、水炮驱动单元；主控单元分别与显示单元、测距单元、画面采集单元、惯性测量单元、水炮驱动单元相连接。其中，在本实施方式中，显示单元采用的是视频眼镜，画面采集单元采用的摄像头。惯性测量单元、显示单元安装于头盔(头戴装置)上，画面采集单元用于采集所要瞄准目标的图像；水炮驱动单元根据主控单元的指令驱动调整水炮的水平旋转角和俯仰角度，用于指向目标射击；惯性测量单元用于检测头戴装置的水平旋转角和俯仰角；画面采集单元安装于云台上；显示单元用于显示画面采集单元采集到的画面；测距单元用于检测水炮到目标的距离；主控单元根据测距单元得到的目标距离信息以及惯性测量单元测量到的头戴装置的水平旋转角和俯仰角控制水炮驱动单元调整水炮的水平旋转角和俯仰角度指向目标，且控制云台调整画面采集单元的水平旋转角和俯仰角度指向目标。
在本实施方式中，通过设计一个头戴装置，该装置内设有一个画面显示单元，设计有一个安装于云台上的画面采集单元，使得炮手能够根据该画面显示单元来观察目标。同时，在本申请中，还分别在头盔上安装有惯性测量单元，使得炮手的头调整方向观察画面显示单元上目标的时候，由主控单元根据惯性测量单元以及惯性测量单元测量到的头戴装置指向目标的水平旋转角和俯仰角控制水炮驱动单元调整水炮指向目标，且也控制云台让画面采集单元指向目标，实现操作人员“看哪指哪”的效果。
在本实施方式中，可以选用视频眼镜，其中该视频眼镜的镜架作为头戴装置，主体部分作为画面显示装置，使得整个视频眼镜戴在头上更加轻便。
在实际使用时，摄像头还可接入其它显示器，用于指挥员、观察手进行观察目标和攻击效果。该头盔戴于炮手头上，炮手通过显示屏观察摄像头拍摄到的目标，当炮手头部上下左右运动观察目标时，由于惯性测量单元安装于炮手头部，故惯性测量单元将头部运动参数传输给主控单元，由主控单元通过计算得到航向角(水平旋转角)和俯仰角，换算为云台和防暴控制水炮控制器所需要的参数，并分别传输至云台和防暴水炮控制器，云台带动摄像头按相应的航向角和俯仰角转动到与炮手视线对应的目标；同样，防暴水炮控制器带动水炮按相应的航向角和俯仰角转动到与炮手视线对应的目标，实现摄像头、水炮与炮手眼睛的观察随动的效果，此时按下发射控制即可发射。
在本实施方式中，云台上还设有与主控单元相连接的距离检测单元，距离检测单元用于检测水炮到目标的距离，主控单元根据检测到的距离调整画面采集单元的朝向。因为考虑到在距离较远时，水会受到重力的影响，发射的水柱不一定能够冲击到目标点。通过设计一个距离检测单元，使得在瞄准时，距离检测单元首先对目标位置进行测距，并由主控单元运算和修正水炮的指向角度，提升了射击精度。
在本实施方式中，相应的距离检测单元可以采用激光器测距，也可以是其他的测距方式。在本实施方式中对具体的测距方法不作限定。
实施方式二
本发明的第二种实施方式提供了一种头戴式水炮瞄准控制装置，第二种实施方式是第一种实施方式的改进，其改进之处在于，还设有姿态锁定装置；
姿态锁定装置锁定后，水炮指向不随着头戴装置朝向的变化而变化。
在灭火时，有时候可以只朝一个方向喷射水柱。如果要求人员一直看着目标点，会增加人员的劳动力。因此，在本实施方式中，设置一个姿态锁定装置，通过将设备给锁定住，即使改变头戴装置的朝向，也不会改变喷射的目标地点。为了便于操作，姿态锁定装置可以设于头戴装置上，方便操作人员的盲操作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种头戴式水炮瞄准控制装置，其特征在于，包括主控单元、显示单元、画面采集单元、惯性测量单元、测距单元、水炮驱动单元；所述主控单元分别与所述显示单元、测距单元、画面采集单元、惯性测量单元、水炮驱动单元相连接；
所述惯性测量单元、显示单元安装于头戴装置上，所述画面采集单元用于采集所要瞄准目标的图像；
所述水炮驱动单元根据主控单元的指令驱动调整水炮的水平旋转角和俯仰角度，用于指向目标射击；
所述惯性测量单元用于检测所述头戴装置的水平旋转角和俯仰角；所述画面采集单元安装于云台上；
所述显示单元用于显示所述画面采集单元采集到的画面；
所述测距单元用于检测所述水炮到目标的距离；所述主控单元根据测距单元得到的目标距离信息以及惯性测量单元测量到的头戴装置指向目标的水平旋转角和俯仰角
控制所述水炮驱动单元调整所述水炮的水平旋转角和俯仰角度指向目标，且
控制所述云台调整所述画面采集单元的水平旋转角和俯仰角度指向目标；
还设有姿态锁定装置；
所述姿态锁定装置锁定后，所述水炮指向不随着所述头戴装置朝向的变化而变化。
2.根据权利要求1所述的头戴式水炮瞄准控制装置，其特征在于，所述姿态锁定装置设于所述头戴装置上。
3.根据权利要求1所述的头戴式水炮瞄准控制装置，其特征在于，所述头戴装置为头盔。
4.根据权利要求1所述的头戴式水炮瞄准控制装置，其特征在于，所述显示装置为视频眼镜的主体，所述头戴装置为视频眼镜的镜架。
5.根据权利要求1所述的头戴式水炮瞄准控制装置，其特征在于，所述画面采集单元为摄像头。
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