CN106017213B - 小型瞄准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型瞄准装置，包括光学瞄准镜、影像传感器、显示装置，无线通讯装置、数据处理装置和电源，其中显示装置和数据处理装置设置在远程指挥中心或者使用者的可穿戴智能设备上，其中使用者使用光学瞄准镜捕捉被瞄准目标的光学影像，影像传感器将所述光学瞄准镜捕捉到的光学影像转换成电子信号，通过无线通讯装置将该电子信号传送到数据处理装置，所述数据处理装置接收所述电子信号并进行处理；并将处理后的信号发送给显示装置，采用可折叠的光学组件，减小了该小型瞄准装置的体积和重量，携带方便。将显示装置设置、数据处理装置设置在远程指挥中心或可穿戴的智能设备上，使数据不在现场处理，从而进一步减轻了该小型瞄准装置的重量。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型瞄准装置，尤其是一种具有可折叠的光学组件和显示装置可分离的瞄准装置。
背景技术
在常规的进攻性武器如枪支、火箭筒在打击有效目标时，人们为了提高射击的准确度和精度，通常使用各种仪器和设备来帮助使用者瞄准目标，现有技术中这些仪器和设备被称为瞄准系统，并且被安装在枪支上或火箭筒上，来帮助使用者快速准确地瞄准目标，这些瞄准系统通常采用瞄准镜或瞄准器，如申请人之前的申请CN201010511597.8中提到的，其处理器安装在现场，即与光学瞄准镜、影像传感器、存放各种程序和数据的存储器、触摸显示屏、测速模块等组装在一起安装在枪支上，图像传感器将光学瞄准镜采集到的光学影像转换成电子信号后传送到处理器，另外使用者使用瞄准器瞄准目标，测距模块测量的测量目标和瞄准器之间的距离并把数据传送给处理器，处理器结合不断更新的风速传感器送来的风速的数据，结合预存的使用者选择的子弹的弹道数据，处理器自动计算某一特定的环境下，某个距离将会产生的弹着点位置，并控制显示屏显示的弹着点位置自动叠加划分，实现全自动瞄准，这种电子瞄准器中的处理器需要处理大量的现场数据，现场采集装置和处理装置集成一起，因此使得电子瞄准器具有较大的体积，较重的重量，在进行射击或携带搬运时很不方便，而且在瞄准器出现故障时，由于器件的集成度较高，而且瞄准镜或瞄准器整体安装在枪支或火箭筒上，变得难于检修；
中国专利ZL200620173443公开了一种电子瞄准方向特种掩蔽枪械，其中在枪械上仅安装电子影像系统，和横向/纵向旋转装置实现多角度的电子瞄准射击操作，但其缺点为横向/纵向旋转装置体积过大，造成整个枪械的重量大，不方便携带，同时也增加了射击瞄准的难度。
另外，现有的瞄准镜或瞄准器的光学瞄准镜的光路元件复杂，难于小型化，造成整个装置的体积较大，携带不方便，无法实现枪械的轻型化。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出一种小型瞄准装置，设置各光学组件的具体参数，利用光路的反射、折射等来降低瞄准镜体积，采用无线方式将图像传递给显示装置并且显示装置与瞄准装置可分离，进一步降低瞄准装置的尺寸。
本发明的技术方案是这样实现的，该小型瞄准装置包括光学瞄准镜、影像传感器、显示装置、无线通讯装置、数据处理装置和电源，其中显示装置和数据处理装置设置在远程指挥中心或者使用者的可穿戴智能设备上，其中使用者使用光学瞄准镜捕捉被瞄准目标的光学影像，影像传感器将所述光学瞄准镜捕捉到的光学影像转换成电子信号，通过无线通讯装置将该电子信号传送到数据处理装置，所述数据处理装置接收所述电子信号并进行处理；并将处理后的信号发送给显示装置，其中的光学瞄准镜封装在一个镜筒内并包括如下的光学组件：棱镜、物镜、一个或以上的反射镜和分划板，其中物镜设置在光轴线上使得其在分划板上形成有分界线的图像，棱镜对被瞄准目标物体射进来的光进行折射形成折射光，经过一个或以上的反射镜将光线反射成平行光束照射在物镜上，物镜成像从而在分划板上形成有分界线的图像，并将形成的该图像传送至影像传感器，所述物镜包括具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜及具有正光焦度的第三透镜，所述第二透镜设置在第一透镜及第三透镜之间，并所述第二透镜可沿光轴移动，所述第一透镜及第二透镜之间设置孔径光阑。
作为本发明的进一步改进，该分划板可以用透镜来代替，反射镜可以放置在物镜的前面或后面。
作为本发明的进一步改进，反射镜放置的角度为30°～90°，优选为45°或60°；
作为本发明的进一步改进，棱镜的折射率设置为1～2，优选为1.7，1.8，出光面的角度设置为30°～90°，优选为45°或60°。
作为本发明的进一步改进，其中的无线通讯装置为无线局域网、蓝牙适配器或红外适配器，无线通讯装置采用的无线协议或标准为IEEE802.11协议,蓝牙技术、HiperLAN标准、IrDA技术或Wi-Fi技术；
作为本发明的进一步改进，该小型瞄准装置还包括测距装置、用于测量被瞄准目标和该小型瞄准装置之间的距离，并且把测量到的数据通过无线通讯装置传输到数据处理装置；
作为本发明的进一步改进，该小型瞄准装置还包括风速/风向传感器、用于检测射击现场的风速和风向，并且把检测到的数据通过无线通讯装置传输到数据处理装置；
作为本发明的进一步改进，影像传感器为CCD或CMOS图像传感器；
作为本发明的进一步改进，该小型瞄准装置的测距装置选择现有的激光、超声波或红外芯片来实现；
作为本发明的进一步改进，所述数据处理装置还包括存储器，存储将要处理或已经处理过的信息，该存储器可以选择随机存取存储器RAM或静态存储器SDRAM；
作为本发明的进一步改进，所述数据处理装置采用的融合算法为数据加权平均融合、神经网络法或自适应加权融合估计算。
作为本发明的进一步改进，该小型瞄准装置的电源选择可充电的锂电池或镍氢电池为整个装置供电；
作为本发明的进一步改进，所述可穿戴智能设备为智能眼镜、智能手表、腕带、衣服或鞋子。
因此，本发明的小型瞄准装置采用可折叠的光学组件，减小了该小型瞄准装置的体积和重量，携带方便。另外，将显示装置设置、数据处理装置设置在远程指挥中心或可穿戴的智能设备上，通过无线通讯装置来与光学瞄准镜、图像传感器、测距装置和风速/风向传感器进行数据的传递或处理，使数据不在现场处理，从而进一步减轻了该小型瞄准装置的重量。
附图说明
图1为该电子瞄准装置的结构示意图；
图2为该光学瞄准镜的结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅限于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1所示，该小型瞄准装置包括光学瞄准镜、影像传感器、显示装置，无线通讯装置、数据处理装置和电源，其中显示装置、无线接收器和数据处理装置设置在远程指挥中心或者使用者的可穿戴智能设备上，其中使用者使用光学瞄准镜捕捉被瞄准目标的光学影像，影像传感器将所述光学瞄准镜捕捉到的光学影像转换成电子信号，通过无线通讯装置将该电子信号传送到数据处理装置，所述数据处理装置接收所述电子信号并进行处理，并将处理后的信号发送给显示装置，该小型电子瞄准装置还包括测距装置、用于测量被瞄准目标和该电子瞄准器之间的距离，并且把测量到的数据通过无线通讯装置传输到数据处理装置，还包括风速/风向传感器、用于检测现场的风速和风向，并且把检测到的数据通过无线通讯装置传输到数据处理装置，数据处理装置将测距装置和风速/风向传感器测量的数据作为射击现场的环境数据，对图像传感器获得的电子信号数据进行补偿，在数据处理装置中采用相关的融合算法对上述电子信号数据和环境数据处理得到融合后的相关数据信息，并将该相关数据信息发送至显示装置进行显示，便于使用者进行判断对被瞄准目标物体进行准确的射击。
如图2所示，其中的光学瞄准镜具有如下的光学组件结构：将该光学瞄准镜封装在一个座筒内，并包括如下的光学组件：棱镜、物镜、一个或以上的反射镜和分划板，其中物镜设置在光轴线上使得其在分划板上形成有分界线的图像，反射镜放置的角度为30°～ 90°，优选为45°，60°，棱镜对被瞄准目标物体射进来的光进行折射形成折射光，经过一个或以上的反射镜将光线反射成平行光束照射在物镜上，物镜成像从而在分划板上形成有分界线的图像，并将形成的该图像传送至影像传感器。另外，该分划板可以用透镜来代替，反射镜可以放置在物镜的前面或后面，棱镜的折射率设置为1～2，优选为1.7，1.8，出光面的角度设置为30°～90°，优选为45°，60°，所述物镜包括具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜及具有正光焦度的第三透镜，所述第二透镜设置在第一透镜及第三透镜之间，并所述第二透镜可沿着光轴移动，实现调焦；所述第一透镜及第二透镜之间可设置孔径光阑，能够减小第一透镜的光学孔径，减轻第一透镜的重量。
本发明利用光的反射、折射等光学原理将被瞄准目标物体的图像经该光学瞄准镜将图像传送至图像传感器，整套光路组件封装在一个座筒内，可将原本相对较长的镜筒折叠成上、下两路通光的镜筒，缩短了镜筒的长度，同时应用物镜增加了具有正光角度的第一透镜及具有负光角度的第二透镜，降低了透镜间的距离，实现了了光路的集成模块化，实现了整个瞄准装置的小型化。
其中的无线通讯装置为无线局域网、蓝牙适配器或红外适配器，无线通讯装置采用的无线协议或标准为IEEE802.11协议,蓝牙技术、HiperLAN标准、IrDA技术或Wi-Fi技术，保证数据的传送。
该小型瞄准装置的影像传感器为CCD或CMOS图像传感器。
该小型瞄准装置的测距装置选择现有的激光、超声波或红外芯片来实现。
所述数据处理装置还包括存储器，存储将要处理或已经处理过的信息，该存储器可以选择随机存取存储器RAM或静态存储器SDRAM。
所述数据处理装置采用的融合算法为数据加权平均融合、神经网络法或自适应加权融合估计算。
该小型瞄准装置的电源选择可充电的锂电池或镍氢电池为整个装置供电。
所述可穿戴智能设备为所述可穿戴智能设备为智能眼镜、智能手表、腕带、衣服或鞋子，其中的显示装置为所述智能眼镜的其中任一个镜片或智能手表的表盘。
本发明的实施方式中，采用的融合算法为数据加权平均融合、神经网络法或自适应加权融合估计算法，其中数据加权平均是将数据的各数值乘以相应的单位数，然后进行加总求和得到总体值，再除以总的单位数，平均数的大小不仅由总体中各单位的变量值的大小、而且由各标志值出现的次数或频数来决定。其中次数或频数在平均数的计算中起决定性作用，因此，被称为权数，在本实施方式中，有诸多的环境因素如射击现场的海拔高度、大气压、风速、风向、温度、湿度、射击距离等，由于其中的风速、风向及射击距离对瞄准的影响较大，故采用风速/风向传感器和测距装置，并对测量得到的风速、风向、距离施加较大的权重，而对瞄准影响不大的其它因素如海拔高度、大气压、温度、湿度，则认为其权重为零，即认为对瞄准无影响。
神经网络本身是一个融合的系统，神经元之间的连接方式不同就能构成不同的融合体系，尤其对于具有多传感器的装置，利用该神经网络来实现融合即可以反映全面也可以反映局部特征，其可以分布并行处理、自适应性强，容错能力强并具有鲁棒性，本发明中也可以采用该神经网络法对风速/风向传感器测量的风速/风向数据及测距装置测量的距离数据及存储器中的枪支弹道信息进行融合。
自适应加权融合估计算法其实质为一种多传感器数据融合算法，为近几年发展起来的新技术，其主要特点就是用多个传感器对同一个测量对象进行测量，从而得到该对象的多源信息，并将这些信息进行融合，形成比单一传感器更准确更完全的估计值。本实施方式中只要求传感器所提供的测量数据，无需获知其先验值，就可融合出均方误差最小的数据融合值，其估计后的均方误差不仅小于依靠单个传感器估计的均方误差，而且还小于采用多传感器均值平均估计的均方误差。
Claims (10)
1.一种小型瞄准装置，其特征在于 ：包括光学瞄准镜、影像传感器、显示装置、无线通讯装置、数据处理装置和电源，其中显示装置和数据处理装置设置在远程指挥中心或者使用者的可穿戴智能设备上，其中使用者使用光学瞄准镜捕捉被瞄准目标的光学影像，影像传感器将所述光学影像转换成电子信号，通过无线通讯装置将该电子信号传送到数据处理装置，所述数据处理装置接收所述电子信号并进行处理；并将处理后的信号发送给显示装置，其中的光学瞄准镜采用小型化的装置； 所述小型化的装置的封装是将光学瞄准镜封装在一个镜筒内并包括如下的光学组件：棱镜、物镜、一个以上的反射镜和分划板，其中所述物镜设置在光轴线上使得其在分划板上形成有分界线的图像，所述棱镜对被瞄准目标物体射进来的光进行折射形成折射光，经过一个以上的反射镜将光线反射成平行光束照射在物镜上，所述物镜成像从而在分划板上形成有分界线的图像，并将形成的该图像传送至影像传感器；
所述物镜包括具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜及具有正光焦度的第三透镜，所述第二透镜设置在第一透镜及第三透镜之间，所述第二透镜可沿光轴移动，所述第一透镜及第二透镜之间设置孔径光阑。
2.根据权利要求 1 所述的小型瞄准装置，其特征在于 ：该分划板用透镜来代替，所述反射镜放置在所述物镜的前面或后面。
3.根据权利要求 1 所述的小型瞄准装置，其特征在于 ：所述反射镜放置的角度为30°～ 90°；所述棱镜的折射率设置为 1 ～ 2，出光面的角度设置为 30°～ 90°。
4.根据权利要求 1 所述的小型瞄准装置，其特征在于 ：所述反射镜放置的角度为45°或60°；所述棱镜的折射率设置为1.7或1.8，出光面的角度设置为45°或60°。
5.根据权利要求 1 所述的小型瞄准装置，其特征在于 ：该反射镜放置的角度为 30°～90°。
6.根据权利要求 1 所述的小型瞄准装置，其特征在于 ：该反射镜放置的角度为45°或60°。
7.根据权利要求 1 所述的小型瞄准装置，其特征在于 ：该无线通讯装置为无线局域网、蓝牙适配器或红外适配器，无线通讯装置采用的无线协议或标准为 IEEE802.11 协议、蓝牙技术、HiperLAN 标准、IrDA 技术或 Wi-Fi 技术 ；该电源选择可充电的锂电池或镍氢电池为整个装置供电。
8.根据权利要求 1 所述的小型瞄准装置，其特征在于 ：所述数据处理装置还包括存储器、测距装置及风速 / 风向传感器，存储将要处理或已经处理过的信息，该存储器为随机存取存储器 RAM 或静态存储器 SDRAM ；所述测距装置用于测量被瞄准目标和该小型瞄准装置之间的距离，并且把测量到的数据通过无线通讯装置传输到数据处理装置 ；所述测距装置选择现有的激光、超声波或红外芯片来实现 ；所述风速 / 风向传感器用于检测射击现场的风速和风向，并且把检测到的数据通过无线通讯装置传输到数据处理装置。
9.根据权利要求 1 所述的小型瞄准装置，其特征在于 ：所述数据处理装置采用的融合算法为数据加权平均融合、神经网络法或自适应加权融合估计算。
10.根据权利要求 1 所述的小型瞄准装置，其特征在于 ：所述可穿戴智能设备为具有智能控制的智能眼镜、智能手表、腕带、衣服或鞋子。
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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 | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Small-sized sighting device Effective date of registration: 20190718 Granted publication date: 20180504 Pledgee: Guizhou Province Industry and State-owned Enterprises Green Development Fund Co.,Ltd. Pledgor: GUIZHOU JINGHAO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2019520000013 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210824 Granted publication date: 20180504 Pledgee: Guizhou Province Industry and State-owned Enterprises Green Development Fund Co.,Ltd. Pledgor: GUIZHOU JINGHAO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2019520000013 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Small aiming device Effective date of registration: 20210831 Granted publication date: 20180504 Pledgee: Guizhou Industrial Investment Development Co.,Ltd. Pledgor: GUIZHOU JINGHAO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021520000012 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230726 Granted publication date: 20180504 Pledgee: Guizhou Industrial Investment Development Co.,Ltd. Pledgor: GUIZHOU JINGHAO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021520000012 |