CN109512073A - 一种基于智能人机交互设计的军用头盔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能人机交互设计的军用头盔，所述手势传感器组件设置于用户身体上，并采集用户的身体姿态特征和运动轨迹作为手势信号；用户A的综合信息处理单元接收用户A的手势信号并进行处理，判断手势信号的类型，并在手势信号类型为作战指令时发送至用户B的综合信息处理单元；用户B的综合信息处理单元在收到作战指令时通过用户B的展示设备展示该作战指令。本发明一种基于智能人机交互设计的军用头盔，通过设置上述模组，实现了一些特殊情景下执行任务时通过手语来进行指挥调度、信息交互，在多人同时执行任务的时候全程不需要言语的交流，从而达到静音的效果，特别是在一些秘密作战任务中，其重要性尤为突出。

Description

一种基于智能人机交互设计的军用头盔

技术领域

本发明涉及智能化装备领域，具体涉及一种基于智能人机交互设计的军用头盔。

背景技术

随着科技进步，武器装备信息化程度不断提升，使用人员越来越多的通过信息处理设备实现对武器装备操作的智能控制，从而对武器装备使用操作的快速、便捷性和智能性成为武器装备作战效能发挥程度的决定因素。然而，现有的军用头盔设备人机功效差、结构复杂、操作使用步骤繁琐等问题导致战士对瞬息万变的战场环境和战场态势的感知能力变差、战士再突发情况发生无法及时地做出相应的应急处置和快速反应。

现有技术中，对于隐秘行动中的军用头盔设备研发尚处于技术空白，这就导致了在隐秘战场环境下，战士自身的安全无法得到保障，并且相互之间的互动交流会存在障碍。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中，对于隐秘行动中的军用头盔设备研发尚处于技术空白，这就导致了在隐秘战场环境下，战士自身的安全无法得到保障，并且相互之间的互动交流会存在障碍，目的在于提供一种基于智能人机交互设计的军用头盔，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于智能人机交互设计的军用头盔，包括手势传感器组件、综合信息处理单元和展示设备；所述手势传感器组件设置于用户身体上，并采集用户的身体姿态特征和运动轨迹作为手势信号；用户A的综合信息处理单元接收用户A的手势信号并进行处理，判断手势信号的类型，并在手势信号类型为作战指令时发送至用户B的综合信息处理单元；用户B的综合信息处理单元在收到作战指令时通过用户B的展示设备展示该作战指令。

现有技术中，对于隐秘行动中的军用头盔设备研发尚处于技术空白，这就导致了在隐秘战场环境下，战士自身的安全无法得到保障，并且相互之间的互动交流会存在障碍。在战士需要执行特定隐秘任务时，由于需要保持静默，所以战士之间的沟通完全需要通过规定好的手语进行，但是大量的隐秘任务是在弱光、星光甚至无光的环境下进行的，这就使得通过手语之间的沟通也会存在障碍。

本发明应用时，头盔作为载体佩戴于使用人员头部，除手势传感器组件以外其他模块均匀分布固定安装在头盔上，通过配重调配达到平衡。头盔不仅限于某种头盔，是一种通用叫法，包含多种样式、多种形态。综合信息处理单元内置RAM(Random-Access-Memory，随机存取存储器)、ROM(Read-Only-Memory，只读存储器)，具备时钟管理、电源管理和接口管理等功能。综合信息处理单元不限于为单体元件，可以是SOC芯片配合外围电路实现，也可以是模块、组件等形态。手势传感器组件通过多个传感器(光纤传感器、弯曲传感器、MEMS传感器、定位器)组合的方式对手部姿态特征和运动轨迹进行数据采集，并通过短距离无线通信模组(无线方式)或者数据总线接口(有线方式)传输至综合信息处理单元，手势传感器模组工作电源由内置电池提供，并兼容外部工作电源输入。不限于为一个单体元件，可以是芯片配合外围电路实现也可以是模块、组件等形态，例如可以是手势手套、也可以是在手部特征位置固定安装的传感器元件等形态。展示设备一般可以理解为语音展示和图像展示。

本发明的工作原理如下：

在执行隐秘任务时，用户A需要通过与用户B进行沟通，此时用户A做出手势，手势传感器组件检测到该手势，并将采集到的信息发送到用户A的综合信息处理单元，此时综合信息处理单元对手势进行判断，如果手势本身为本系统的控制手势，则根据这个手势对系统进行控制，如果手势本身为作战指令，则通过无线的方式发送到用户B处，用户B的综合信息处理单元将作战指令进行解码等处理后，通过用户B的展示设备展示该作战指令，也就是通过图像或者音频的方式，展示给用户B，从而实现了用户A和用户B在弱光、星光甚至无光的环境下进行信息交互。本发明通过设置上述模组，实现了一些特殊情景下执行任务时通过手语来进行指挥调度、信息交互，在多人同时执行任务的时候全程不需要言语的交流，从而达到静音的效果，特别是在一些秘密作战任务中，其重要性尤为突出。

进一步的，所述展示设备包括头盔显示器和音频送受话器；所述头盔显示器采用光学透射式显示方式显示综合信息处理单元发送至头盔显示器的数据信息；所述音频送受话器采用语音播报的方式播放综合信息处理单元发送至音频送受话器的数据信息。

本发明应用时，展示设备是用于向用户传递信息，这里的头盔显示器采用MicroHDMI接口，大视场、高分辨率光学透射式显示方式，能够在不遮挡视线的情况下实现图文信息的AR透射显示。采用大视场、高分辨率光学透射式显示方式相比于传统的头盔显示器以单色显示、满足功能为主而言，在复杂的战场信息环境下，提供全彩色虚实融合显示，提升使用人员环境态势感知能力和反应速度。音频送受话器通过模拟音频接口与综合信息处理单元连接，并将手势信号、文字信息、系统提示信息以语音的方式输出，用于提示/提醒使用人员。

进一步的，所述音频送受话器还用于采集外部音频信号，并提取出用户语音数据发送至综合信息处理单元；综合信息处理单元处理并判断用户语音数据的类型；当用户语音数据的类型为本机操作指令时，综合信息处理单元根据本机操作指令对整个系统进行控制；当用户语音数据的类型为作战指令时，则将作战指令发送给目标单位，并在本机上进行显示和播报。

本发明应用时，音频送受话器集环境音频信号(如枪炮声、器械声、车船飞机声和其他环境声音等等)，采集使用人员语音信号到综合信息处理单元进行语音识别和语音端点检测解算。采用语音识别技术、语音端点检测技术具有不会遗失和忘记、不需要记忆、使用方便、用户接受程度高、声音输入设备造价低廉等特点。通过与专用口语的结合能够实现口令操作，可以释放使用人员的双手。其反应速度快、准确率高的优势，使得使用人员能够及时做出相应的反应，保障任务执行完成的同时保障自身安全。

进一步的，所述综合信息处理单元对用户语音数据的处理包括端点检测、语音识别、语音匹配。

进一步的，还包括短距离无线通信模块；所述综合信息处理单元通过短距离无线通信模块与手势传感器组件进行通信。

本发明应用时，短距离无线通信模块是军用头盔综合信息处理单元与手势传感器模组进行数据内容低延时、高可靠无线交互的方式。短距离无线通信模块不限于为一个单体元件，可以是芯片配合外围电路实现也可以是模块、组件等形态。短距离无线通信方式不仅限于某种，可以是WIFI、蓝牙、ZIGBEE或者无线自组网等方式。

进一步的，还包括低照度摄像头；所述低照度摄像头采集弱光照度下的视频和图像信息，并发送至综合信息处理单元；所述综合信息处理单元处理视频和图像信息并通过展示设备展示视频和图像信息。

本发明应用时，低照度摄像头采用视频线缆与综合信息处理模块的视频输入接口连接，进行视频流数据和图像信息的采集与传输。低照度摄像头保证了夜晚光照条件差的情况下能够通过视频图像感知战场环境，即便是星光照度下也能进行视频和图像的采集、回显、编码、存储等功能。

进一步的，还包括卫星定位模块；所述卫星定位模块向综合信息处理单元提供精确位置基准和时间基准，所述综合信息处理单元结合内置地图实现导航和路径规划，并通过展示设备对导航和路径规划进行展示。

本发明应用时，卫星定位模块通过串行通信总线接口将位置信息和时间信息发送到综合信息处理单元，为军用头盔提供位置基准和时间基准，并结合综合信息处理单元内置地图和头盔显示器进行行进导航和路径规划。卫星定位模块不仅限为模块设备、也可以是SOC(System-On-Chip，系统级芯片)芯片、板卡、整机或者其他形态的组件。

进一步的，还包括陀螺仪传感器；所述陀螺仪传感器检测整体系统的运动方位和姿态信息并发送至综合信息处理单元，所述综合信息处理单元对运动方位和姿态信息进行处理，并结合卫星定位模块提供的位置基准对整体系统的运动方向进行准确定位。

本发明应用时，陀螺仪传感器可以采用9轴MEMS传感器，9轴MEMS传感器通过串行通信总线提供头盔的方位、姿态等信息给综合信息处理单元。9轴MEMS传感器不限于为单体元件，可以是SOC芯片配合外围电路实现，也可以是模块、组件等形态。9轴MEMS传感器感知的头盔的方位、姿态信息与低照度摄像头采集到的图像信息相结合，内置地图等内容汇集在综合信息处理单元综合进行处理、解算与执行，并将最后处理的结果输出到头盔显示器进行显示。一般来说仅采用卫星定位模块进行定位的方式，误差会较大，从而本发明创造性的采用了卫星定位模块与陀螺仪传感器结合的方式，通过陀螺仪传感器检测的方位和姿态数据对定位和路线进行修正，可以有效的降低定位误差。

进一步的，当陀螺仪传感器检测到的姿态信息异常时，综合信息处理单元发出警告信号，展示设备展示警告信号。

本发明应用时，陀螺仪传感器检测到的姿态信息往往说明了使用该设备的战士的运动状态，这里说的异常可以理解为姿态与正常行进姿态相悖，产生异常的原因往往是佩戴不当或者战士自身出现不良状况，通过对异常的警告，可以提醒战士对这些进行修正。

进一步的，当陀螺仪传感器检测到的姿态信息异常时间超过阈值时，综合信息处理单元发出异常信号并将异常信号发送到目标单位。

本发明应用时，在隐秘任务中，由于处于无声静默状态，所以队员之间的状态有时会无法进行相互确认，而本发明采用了对陀螺仪传感器检测到的姿态信息异常时间设置阈值，当异常发生时，战士自身会对设备进行处理，如果异常时间超过阈值说明战士自身无法处理，也就是战士本身可能处于危险状态，从而通过综合信息处理单元对其他目标单位，也就是其他战士或者上级进行警告，使得战士可以得到及时的支援和帮助。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种基于智能人机交互设计的军用头盔，通过设置上述模组，实现了一些特殊情景下执行任务时通过手语来进行指挥调度、信息交互，在多人同时执行任务的时候全程不需要言语的交流，从而达到静音的效果，特别是在一些秘密作战任务中，其重要性尤为突出；

2、本发明采用语音识别技术、语音端点检测技术具有不会遗失和忘记、不需要记忆、使用方便、用户接受程度高、声音输入设备造价低廉等特点。通过与专用口语的结合能够实现口令操作，可以释放使用人员的双手。其反应速度快、准确率高的优势，使得使用人员能够及时做出相应的反应，保障任务执行完成的同时保障自身安全。

3、本发明头盔显示器采用大视场、高分辨率光学透射式显示方式相比于传统的头盔显示器以单色显示、满足功能为主而言，在复杂的战场信息环境下，提供全彩色虚实融合显示，提升使用人员环境态势感知能力和反应速度。

4、本发明采用低照度摄像头设备采用星光级传感器，以保证在夜晚光照条件差，甚至星光的情况下能够通过视频图像感知外界环境。最低照度能够高达黑白图像≤0.0001Lux，彩色图像≤0.001Lux。

5、本发明采用高集成度、模块化、便携式设计，能够超低功耗要求，整机设备在待机(头盔显示器熄屏，手势传感器组件不工作)状态下的功耗约100mW左右。整机设备在全功能工作情况下的(头盔显示器正常工作、手势传感器正常工作、短距离无线通信正常工作)的功耗约1.5W左右。功耗指标优于现有的信息化头盔设备。

6、本发明采用先进的机械结构的耐振动与冲击性能仿真技术、热性能计算机辅助设计分析与仿真技术，体积小、重量轻、便于携带，满足全加固型振动冲击要求，并能够可靠工作在－40℃～+65℃的宽温度范围内。

7、本发明应用领域宽广，不仅仅可用于国防、单兵、防化、战场等信息化装备系统中，也可以用于抗灾救险、应急处突、教育教学、医疗救助等应用等领。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明一种基于智能人机交互设计的军用头盔，包括手势传感器组件、综合信息处理单元和展示设备；所述手势传感器组件设置于用户身体上，并采集用户的身体姿态特征和运动轨迹作为手势信号；用户A的综合信息处理单元接收用户A的手势信号并进行处理，判断手势信号的类型，并在手势信号类型为作战指令时发送至用户B的综合信息处理单元；用户B的综合信息处理单元在收到作战指令时通过用户B的展示设备展示该作战指令。

本实施例实施时，头盔作为载体佩戴于使用人员头部，除手势传感器组件以外其他模块均匀分布固定安装在头盔上，通过配重调配达到平衡。头盔不仅限于某种头盔，是一种通用叫法，包含多种样式、多种形态。综合信息处理单元内置RAM(Random-Access-Memory，随机存取存储器)、ROM(Read-Only-Memory，只读存储器)，具备时钟管理、电源管理和接口管理等功能。综合信息处理单元不限于为单体元件，可以是SOC芯片配合外围电路实现，也可以是模块、组件等形态。手势传感器组件通过多个传感器(光纤传感器、弯曲传感器、MEMS传感器、定位器)组合的方式对手部姿态特征和运动轨迹进行数据采集，并通过短距离无线通信模组(无线方式)或者数据总线接口(有线方式)传输至综合信息处理单元，手势传感器模组工作电源由内置电池提供，并兼容外部工作电源输入。不限于为一个单体元件，可以是芯片配合外围电路实现也可以是模块、组件等形态，例如可以是手势手套、也可以是在手部特征位置固定安装的传感器元件等形态。展示设备一般可以理解为语音展示和图像展示。

本发明的工作原理如下：

在执行隐秘任务时，用户A需要通过与用户B进行沟通，此时用户A做出手势，手势传感器组件检测到该手势，并将采集到的信息发送到用户A的综合信息处理单元，此时综合信息处理单元对手势进行判断，如果手势本身为本系统的控制手势，则根据这个手势对系统进行控制，如果手势本身为作战指令，则通过无线的方式发送到用户B处，用户B的综合信息处理单元将作战指令进行解码等处理后，通过用户B的展示设备展示该作战指令，也就是通过图像或者音频的方式，展示给用户B，从而实现了用户A和用户B在弱光、星光甚至无光的环境下进行信息交互。本发明通过设置上述模组，实现了一些特殊情景下执行任务时通过手语来进行指挥调度、信息交互，在多人同时执行任务的时候全程不需要言语的交流，从而达到静音的效果，特别是在一些秘密作战任务中，其重要性尤为突出。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，所述展示设备包括头盔显示器和音频送受话器；所述头盔显示器采用光学透射式显示方式显示综合信息处理单元发送至头盔显示器的数据信息；所述音频送受话器采用语音播报的方式播放综合信息处理单元发送至音频送受话器的数据信息。

本实施例实施时，展示设备是用于向用户传递信息，这里的头盔显示器采用MicroHDMI接口，大视场、高分辨率光学透射式显示方式，能够在不遮挡视线的情况下实现图文信息的AR透射显示。采用大视场、高分辨率光学透射式显示方式相比于传统的头盔显示器以单色显示、满足功能为主而言，在复杂的战场信息环境下，提供全彩色虚实融合显示，提升使用人员环境态势感知能力和反应速度。音频送受话器通过模拟音频接口与综合信息处理单元连接，并将手势信号、文字信息、系统提示信息以语音的方式输出，用于提示/提醒使用人员。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上，所述音频送受话器还用于采集外部音频信号，并提取出用户语音数据发送至综合信息处理单元；综合信息处理单元处理并判断用户语音数据的类型；当用户语音数据的类型为本机操作指令时，综合信息处理单元根据本机操作指令对整个系统进行控制；当用户语音数据的类型为作战指令时，则将作战指令发送给目标单位，并在本机上进行显示和播报。

本实施例实施时，音频送受话器集环境音频信号(如枪炮声、器械声、车船飞机声和其他环境声音等等)，采集使用人员语音信号到综合信息处理单元进行语音识别和语音端点检测解算。采用语音识别技术、语音端点检测技术具有不会遗失和忘记、不需要记忆、使用方便、用户接受程度高、声音输入设备造价低廉等特点。通过与专用口语的结合能够实现口令操作，可以释放使用人员的双手。其反应速度快、准确率高的优势，使得使用人员能够及时做出相应的反应，保障任务执行完成的同时保障自身安全。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上，所述综合信息处理单元对用户语音数据的处理包括端点检测、语音识别、语音匹配。还包括短距离无线通信模块；所述综合信息处理单元通过短距离无线通信模块与手势传感器组件进行通信。

本实施例实施时，短距离无线通信模块是军用头盔综合信息处理单元与手势传感器模组进行数据内容低延时、高可靠无线交互的方式。短距离无线通信模块不限于为一个单体元件，可以是芯片配合外围电路实现也可以是模块、组件等形态。短距离无线通信方式不仅限于某种，可以是WIFI、蓝牙、ZIGBEE或者无线自组网等方式。

实施例5

本实施例在实施例1的基础上，还包括低照度摄像头；所述低照度摄像头采集弱光照度下的视频和图像信息，并发送至综合信息处理单元；所述综合信息处理单元处理视频和图像信息并通过展示设备展示视频和图像信息。

本实施例实施时，低照度摄像头采用视频线缆与综合信息处理模块的视频输入接口连接，进行视频流数据和图像信息的采集与传输。低照度摄像头保证了夜晚光照条件差的情况下能够通过视频图像感知战场环境，即便是星光照度下也能进行视频和图像的采集、回显、编码、存储等功能。

实施例6

本实施例在实施例1的基础上，还包括卫星定位模块；所述卫星定位模块向综合信息处理单元提供精确位置基准和时间基准，所述综合信息处理单元结合内置地图实现导航和路径规划，并通过展示设备对导航和路径规划进行展示。

本实施例实施时，卫星定位模块通过串行通信总线接口将位置信息和时间信息发送到综合信息处理单元，为军用头盔提供位置基准和时间基准，并结合综合信息处理单元内置地图和头盔显示器进行行进导航和路径规划。卫星定位模块不仅限为模块设备、也可以是SOC(System-On-Chip，系统级芯片)芯片、板卡、整机或者其他形态的组件。

实施例7

本实施例在实施例6的基础上，还包括陀螺仪传感器；所述陀螺仪传感器检测整体系统的运动方位和姿态信息并发送至综合信息处理单元，所述综合信息处理单元对运动方位和姿态信息进行处理，并结合卫星定位模块提供的位置基准对整体系统的运动方向进行准确定位。

本实施例实施时，陀螺仪传感器可以采用9轴MEMS传感器，9轴MEMS传感器通过串行通信总线提供头盔的方位、姿态等信息给综合信息处理单元。9轴MEMS传感器不限于为单体元件，可以是SOC芯片配合外围电路实现，也可以是模块、组件等形态。9轴MEMS传感器感知的头盔的方位、姿态信息与低照度摄像头采集到的图像信息相结合，内置地图等内容汇集在综合信息处理单元综合进行处理、解算与执行，并将最后处理的结果输出到头盔显示器进行显示。一般来说仅采用卫星定位模块进行定位的方式，误差会较大，从而本发明创造性的采用了卫星定位模块与陀螺仪传感器结合的方式，通过陀螺仪传感器检测的方位和姿态数据对定位和路线进行修正，可以有效的降低定位误差。

实施例8

本实施例在实施例7的基础上，当陀螺仪传感器检测到的姿态信息异常时，综合信息处理单元发出警告信号，展示设备展示警告信号。

本实施例实施时，陀螺仪传感器检测到的姿态信息往往说明了使用该设备的战士的运动状态，这里说的异常可以理解为姿态与正常行进姿态相悖，产生异常的原因往往是佩戴不当或者战士自身出现不良状况，通过对异常的警告，可以提醒战士对这些进行修正。

实施例9

本实施例在实施例8的基础上，当陀螺仪传感器检测到的姿态信息异常时间超过阈值时，综合信息处理单元发出异常信号并将异常信号发送到目标单位。

本实施例实施时，在隐秘任务中，由于处于无声静默状态，所以队员之间的状态有时会无法进行相互确认，而本发明采用了对陀螺仪传感器检测到的姿态信息异常时间设置阈值，当异常发生时，战士自身会对设备进行处理，如果异常时间超过阈值说明战士自身无法处理，也就是战士本身可能处于危险状态，从而通过综合信息处理单元对其他目标单位，也就是其他战士或者上级进行警告，使得战士可以得到及时的支援和帮助。

实施例10

如图1所示，本实施例在实施例1～9的基础上，本发明采用高集成度软硬件设计思路，硬件集成了卫星定位模块、综合信息处理单元、低照度摄像头、头盔显示器、9轴MEMS传感器、音频送受话器、短距离无线通信模块、手势传感器组件和便携式蓄电池等内容。软件集成了低照度图像采集、图像压缩与解压缩、语音识别与语音端点检测、手势识别、行进导航与路径规划和透射式AR显示等技术。构成集智能控制和信息处理于一体的智能化军用头盔设备。综合信息处理单元是军用头盔的主处理器，具备电源管理、存储管理、时钟管理、接口管理等功能的高集成度、模块化单元。卫星定位模块通过串口RS232与综合信息处理模块通信，能够提供精确定位信息和时间信息，结合内置地图能够实现行进导航与路径规划。短距离无线通信模块与综合信息处理单元采用网线连接，用于构建基于无线通信的宽带短距通信链路，其中与手势传感器组件之间采用点对点通信，以减少数据传输延时，实现手势数据采集、信息交互、实时通信等功能。低照度摄像头采用AVI视频线缆给综合信息处理单元传输视频数据和图像信息，能够使头盔满足在弱光、甚至星光照度下的视频和图像的采集、回显、编码、存储等功能。9轴MEMS传感器采用I2C总线与综合信息处理单元连接，支持三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计，结合卫星定位模块能够提供位置坐标参考，同时还将实现低头告警、姿态监控、方位指引等功能。头盔显示器是所述军用头盔的显示输出设备，采用Micro HDMI接口，大视场、高分辨率光学透射式显示方式，能够在不遮挡视线的情况下实现图文信息的AR透射显示。音频送受话器通过模拟音频接口与综合信息处理单元连接，用于采集环境音频信号(如枪炮声、器械声、车船飞机声和其他环境声音等等)，采集使用人员语音信号到综合信息处理单元进行语音识别和语音端点检测解算，并将手势信号、文字信息、系统提示信息以语音的方式输出，用于提示/提醒使用人员。手势传感器组件可采用高速USB线或者短距离无线通信两种方式与军用头盔进行数据传输和信息交互，佩戴或固定安装在操作人员手部特征位置，能够感知手指、手掌、手腕、前臂、后臂的姿态和运动轨迹，为军用头盔智能人机交互提供手势信号的输入。军用头盔采用大容量、小体积的便携式蓄电池能够为整个系统提供工作电源。

实施例11

如图2所示，本实施例在实施例10的基础上，先将军用头盔和手势传感器组件上电并初始化，实现对系统参数、系统存储、操作系统、各接口参数等内容的初始化。紧接初始化步骤之后，执行系统自检，该部分需要确定各个功能模块是否工作正常，通讯线路是否可用，读取电池电量，只有在所有检查工作完成并无报错后再继续往下执行；当某个功能模块、通讯线路出现异常或者电池电量低等情况发生时，如果系统出现报错，则通过头盔显示器进行显示并通过音频送送受话器播发语音进行提示/提醒使用人员。无线通信链路监听的内容主要包括手势数据和通信信息是否到达，与此同时进行图像采集和音频采集，并根据实际使用情况确定是否需要采集手势。在无线链路上有通信信息到达时，综合处理单元接收并提取出信息内容进行分析，判断是否为作战指令；如果收到的信息不是作战指令时候，则将收到的信息以图文的形式送至头盔显示器进行AR透射式显示并进行语音播报；如果收到的是作战指令的时候则根据情况判定是否需要导航，不需要导航则生成图文信息送至头盔显示器显示并进行语音播报，需要导航则根据9轴MEMS传感器获取头盔的方位和姿态进行路径规划，在路径产生偏离的时候重新进行路径规划，生成图信息由头盔显示器显示和导航指示，同时语音播报指引。在无线链路上有手势数据到达时，综合信息处理单元判断是否需要进行接收并提取手势数据，手势数据接收完成后，对手势数据进行解析、特征提取、识别、匹配等处理，对结果进行分析，判断手势信号是本机操作指令还是作战发送指令；针对本机操作指令综合信息处理单元将按要求调度任务模块执行相应操作，并生成图文信息和语音信息分别进行显示和播报；针对作战发送指令，则启动无线通信链路，将作战指令以图文的形式发送给目标单位，并在本机上进行显示和播报。音频采集是通过音频送受话器收集音频信号通过滤波处理分别提取出环境背景声音和使用人员说话声音，提取出使用人员说话声音后先后进行端点检测、语音识别、语音匹配等处理，将得到的结果进行分析；判断语音信号是本机操作指令还是作战发送指令；针对本机操作指令综合信息处理单元将按要求调度任务模块执行相应操作，并生成图文信息和语音信息分别进行显示和播报；针对作战发送指令，则启动无线通信链路，将作战指令以图文的形式发送给目标单位，并在本机上进行显示和播报。提取出的环境背景声音则结合低照度摄像头采集的图像数据一起，由综合信息处理单元进行态势感知和态势分析，综合环境因素、人为因素和使用人员自身条件提供出合理决策与支持，通过头盔显示器和语音播报的方式告知使用人员，并根据实际使用情况确定是否需要进行导航、是否需要重新规划路径、是否需要发出图文信息等操作。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，包括手势传感器组件、综合信息处理单元和展示设备；

所述手势传感器组件设置于用户身体上，并采集用户的身体姿态特征和运动轨迹作为手势信号；

用户A的综合信息处理单元接收用户A的手势信号并进行处理，判断手势信号的类型，并在手势信号类型为作战指令时发送至用户B的综合信息处理单元；用户B的综合信息处理单元在收到作战指令时通过用户B的展示设备展示该作战指令。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，所述展示设备包括头盔显示器和音频送受话器；

所述头盔显示器采用光学透射式显示方式显示综合信息处理单元发送至头盔显示器的数据信息；

所述音频送受话器采用语音播报的方式播放综合信息处理单元发送至音频送受话器的数据信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，所述音频送受话器还用于采集外部音频信号，并提取出用户语音数据发送至综合信息处理单元；综合信息处理单元处理并判断用户语音数据的类型；

当用户语音数据的类型为本机操作指令时，综合信息处理单元根据本机操作指令对整个系统进行控制；

当用户语音数据的类型为作战指令时，则将作战指令发送给目标单位，并在本机上进行显示和播报。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，所述综合信息处理单元对用户语音数据的处理包括端点检测、语音识别、语音匹配。

5.根据权利要求1所述的一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，还包括短距离无线通信模块；

所述综合信息处理单元通过短距离无线通信模块与手势传感器组件进行通信。

6.根据权利要求1所述的一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，还包括低照度摄像头；

所述低照度摄像头采集弱光照度下的视频和图像信息，并发送至综合信息处理单元；

所述综合信息处理单元处理视频和图像信息并通过展示设备展示视频和图像信息。

7.根据权利要求1所述的一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，还包括卫星定位模块；

所述卫星定位模块向综合信息处理单元提供精确位置基准和时间基准，所述综合信息处理单元结合内置地图实现导航和路径规划，并通过展示设备对导航和路径规划进行展示。

8.根据权利要求7所述的一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，还包括陀螺仪传感器；

所述陀螺仪传感器检测整体系统的运动方位和姿态信息并发送至综合信息处理单元，所述综合信息处理单元对运动方位和姿态信息进行处理，并结合卫星定位模块提供的位置基准对整体系统的运动方向进行准确定位。

9.根据权利要求8所述的一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，当陀螺仪传感器检测到的姿态信息异常时，综合信息处理单元发出警告信号，展示设备展示警告信号。

10.根据权利要求8所述的一种基于智能人机交互设计的军用头盔，其特征在于，当陀螺仪传感器检测到的姿态信息异常时间超过阈值时，综合信息处理单元发出异常信号并将异常信号发送到目标单位。